Bài 15: Phương trình tốc độ phản ứng và hằng số tốc độ phản ứng môn Hóa học 10 chương trình SGK Chân trời sáng tạo được DapAnHay biên soạn và giới thiệu tới các bạn học sinh cùng quý thầy cô tham khảo. Nội dung tài liệu sẽ giúp các bạn học sinh học tốt môn Hóa học lớp 10 hiệu quả hơn. Mời các bạn tham khảo!
a. Trình bày khái niệm tốc độ phản ứng hoá học
- Khái niệm tốc độ phản ứng hoá học dùng để đánh giá mức độ xảy ra nhanh hay chậm của một phản ứng.
- Theo thời gian, nồng độ các chất phản ứng và sản phẩm thay đổi nên tốc độ phản ứng sẽ thay đổi, vì vậy người ta thường tính tốc độ trung bình của phản ứng. Ngoài ra, còn có tốc độ tức thời của phản ứng, là tốc độ phản ứng tại một thời điểm nào đó.
Hình 15.1. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi nồng độ chất phản ứng nồng độ của chất phản ứng và (màu tím) và sản phẩm (màu xanh) theo thời gian
b. Tính tốc độ trung bình của phản ứng hoá học
Ví dụ 1: Trong phản ứng hoá học: Mg (s) + 2HCl (aq) → MgCl2 (aq) + H2 (g)
Sau 40 giây, nồng độ của dung dịch HCl giảm từ 0,8 M về còn 0,6 M. Tính tốc độ trung bình của phản ứng theo nồng độ HCl trong 40 giây.
Hướng dẫn:
Thời gian phản ứng: \(\Delta \)t = 40 (s)
Biến thiên nồng độ dung dịch HCl là \(\Delta \)C = 0,6 – 0,8 = -0,2 (M)
Hệ số cân bằng của HCl trong phương trình hóa học là 2.
Tốc độ trung bình của phản ứng trong 40 giây là: \(\overline v = - \frac{1}{2}.\frac{{ - 0,2}}{{40}} = 2,{5.10^{ - 3}}(M/s)\) - Tốc độ phản ứng của phản ứng hoá học là đại lượng đặc trưng cho sự biến thiên nồng độ của một trong các chất phản ứng hoặc sản phẩm trong một đơn vị thời gian. Tốc độ phản ứng kí hiệu là v, có đơn vị: (đơn vị nồng độ)/ (đơn vị thời gian) - Tốc độ trung bình của phản ứng là tốc độ được tính trong một khoảng thời gian phản ứng. - Cho phản ứng tổng quát: aA + bB → bC + dD Biểu thức tốc độ trung bình của phản ứng: \(\overline v = - \frac{1}{a}.\frac{{\Delta {C_A}}}{{\Delta t}} = - \frac{1}{b}.\frac{{\Delta {C_B}}}{{\Delta t}} = \frac{1}{c}.\frac{{\Delta {C_C}}}{{\Delta t}} = \frac{1}{d}.\frac{{\Delta {C_D}}}{{\Delta t}}\) Trong đó: \(\overline v \) : tốc độ trung bình của phản ứng \(\Delta C = {C_2} - {C_1}\): sự biến thiên nồng độ \(\Delta t = {t_2} - {t_1}\): biến thiên thời gian C1, C2 là nồng độ của một chất tại 2 thời điểm tương ứng t1, t2 |
---|
* Tìm hiểu về định luật tác dụng khối lượng
- Các phản ứng diễn ra với tốc độ khác nhau tùy thuộc vào nhiều yếu tố: nồng độ, nhiệt độ, áp suất đối với chất tham gia là chất khí, bề mặt tiếp xúc, chất xúc tác, cường độ ánh sáng, thể của chất, dung môi hoà tan các chất phản ứng, ...
- Năm 1864, hai nhà bác học Guldberg (Gấu-bớc) và Waage (Qua-ge) khi nghiên cứu sự phụ thuộc của tốc độ vào nồng độ đã đưa ra định luật tác dụng khối lượng: Ở nhiệt độ không đổi, tốc độ phản ứng tỉ lệ với tích số nồng độ các chất tham gia phản ứng với số mũ thích hợp.
Ví dụ 2: Xét phản ứng
2CO(g) + O2(g) → 2CO2(g)
Biểu thức tốc độ tức thời của phản ứng viết theo định luật là:
\(v = k.C_{CO}^2.{C_{{O_2}}}\)
- Phản ứng đơn giản có dạng: aA+ bB →cC + dD - Mối quan hệ giữa nồng độ và tốc độ tức thời của phản ứng hoá học được biểu diễn bằng biểu thức: \(v = k.C_A^a.C_B^b\) - Trong đó, k là hằng số tốc độ phản ứng; CA, CB là nồng độ (M) chất A, B tại thời điểm đang xét. - Khi nồng độ chất phản ứng bằng đơn vị (1 M) thì k = v, vậy k là tốc độ của phản ứng và được gọi là tốc độ riêng, đây là ý nghĩa của hằng số tốc độ phản ứng. - Hằng số k chỉ phụ thuộc vào bản chất của chất phản ứng và nhiệt độ. |
---|
Bài 1: Trong tự nhiên có những phản ứng xảy ra rất nhanh, như phản ứng nổ của pháo hoa, phản ứng cháy của que diêm,… nhưng cũng có những phản ứng xảy ra chậm hơn, như quá trình oxi hóa các kim loại sắt, đồng trong khí quyển, sự ăn mòn vỏ tàu biển làm bằng thép,… Để đánh giá mức độ nhanh hay chậm của một phản ứng hóa học cần dùng đại lượng nào? Cách tính ra sao?
Đám cháy của lá cây khô Thân tàu biển bị oxi hoá trong điều kiện tự nhiên
Hướng dẫn giải
- Để đánh giá mức độ nhanh hay chậm của một phản ứng hóa học, người ta dùng đại lượng: tốc độ phản ứng
- Cách tính: Cho phản ứng tổng quát:
aA + bB → cC + dD
Biểu thức tốc độ trung bình của phản ứng:
\(\overline v = - \frac{1}{a}.\frac{{\Delta {C_A}}}{{\Delta t}} = - \frac{1}{b}.\frac{{\Delta {C_B}}}{{\Delta t}} = \frac{1}{c}.\frac{{\Delta {C_C}}}{{\Delta t}} = \frac{1}{d}.\frac{{\Delta {C_D}}}{{\Delta t}}\)
Trong đó:
\(\mathop v\limits^\_ \): tốc độ trung bình của phản ứng
∆C = C2 – C1: sự biến thiên nồng độ
∆t = t2 – t1: biến thiên thời gian
C1, C2 là nồng độ của một chất tại 2 thời điểm tương ứng t1, t2
Bài 2. Tốc độ của phản ứng tăng bao nhiêu lần nếu tăng nhiệt độ từ 200oC đến 240oC, biết rằng khi tăng 10oC thì tốc độ phản ứng tăng 2 lần.
Hướng dẫn giải
Gọi V200 là tốc độ phản ứng ở 200oC
Ta có: V210= 2.V200
V220= 2V210=4V200
V230=2V220=8V200
V240=2V230=16V200
Vậy tốc độ phản ứng tăng lên 16 lần
Bài 3. Cho phản ứng: A+ 2B → C
Nồng độ ban đầu các chất: [A] = 0,3M; [B] = 0,5M. Hằng số tốc độ k = 0,4
a) Tính tốc độ phản ứng lúc ban đầu.
b) Tĩnh tốc độ phản ứng tại thời điểm t khi nồng độ A giảm 0,1 mol/l.
Hướng dẫn giải
a) Tốc độ ban đầu:
Vban đầu = k.[A].[B]2= 0,4.[0,3].[0,5] 2 =0,3 mol/ls
b) Tốc độ tại thời điểm t
Khi nồng độ A giảm 0,1 mol/lít thì B giảm 0,2 mol/l theo phản ứng tỉ lệ 1 : 2
Nồng độ tại thời điểm t:
[A’] = 0,3 – 0,1 =0,2 (mol/l)
[B’]=0,5 -0,2 =0,3 (mol/l)
V= k.[A’].[B’] 2= 0,4.[0,2].[0,3] 2=0,0072 mol/ls
Sau bài học này, học sinh sẽ:
- Trình bày được khái niệm tốc độ phản ứng hoá học và cách tính tốc độ trung bình của phản ứng.
- Viết được biểu thức tốc độ phản ứng theo hằng số tốc độ phản ứng và nồng độ cho phản ứng đơn giản. Nêu được ý nghĩa hằng số tốc độ phản ứng.
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Hóa học 10 Chân trời sáng tạo Bài 15 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Cho phản ứng A + B ⇔ C. Nồng độ ban đầu của A là 0,12 mol/l, của B là 0,1 mol/l. Sau 10 phút, nồng độ của B giảm xuống còn 0,078 mol/l. Nồng độ còn lại (mol/l) của chất A là
Tính tốc độ TB của phản ứng biết, tại phản ứng A + B ⇌ C. Nồng độ ban đầu của A là 0,1 mol/l, của B là 0,8 mol/l. Sau 10 phút, nồng độ B giảm 20% so với ban đầu.
Trong phòng thí nghiệm người ta điều chế NO2 bằng cách cho Cu tác dụng với HNO3 đặc, đun nóng. NO2 có thể chuyển thành N2O4 theo cân bằng :
2NO2 ⇆ N2O4
Cho biết NO2 là khí có màu nâu và N2O4 là khí không màu. Khi ngâm bình chứa NO2 vào chậu nước đá thấy màu trong bình khí nhạt dần. Hỏi phản ứng thuận trong cân bằng trên là
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Hóa học 10 Chân trời sáng tạo Bài 15để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Giải câu hỏi 1 trang 94 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải câu hỏi 2 trang 95 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải câu hỏi 3 trang 95 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Luyện tập trang 95 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải câu hỏi 4 trang 96 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải câu hỏi 5 trang 96 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Luyện tập trang 96 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Vận dụng trang 96 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài 1 trang 96 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài 2 trang 96 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài 3 trang 96 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài 4 trang 96 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Hóa học DapAnHay sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
Cho phản ứng A + B ⇔ C. Nồng độ ban đầu của A là 0,12 mol/l, của B là 0,1 mol/l. Sau 10 phút, nồng độ của B giảm xuống còn 0,078 mol/l. Nồng độ còn lại (mol/l) của chất A là
Tính tốc độ TB của phản ứng biết, tại phản ứng A + B ⇌ C. Nồng độ ban đầu của A là 0,1 mol/l, của B là 0,8 mol/l. Sau 10 phút, nồng độ B giảm 20% so với ban đầu.
Trong phòng thí nghiệm người ta điều chế NO2 bằng cách cho Cu tác dụng với HNO3 đặc, đun nóng. NO2 có thể chuyển thành N2O4 theo cân bằng :
2NO2 ⇆ N2O4
Cho biết NO2 là khí có màu nâu và N2O4 là khí không màu. Khi ngâm bình chứa NO2 vào chậu nước đá thấy màu trong bình khí nhạt dần. Hỏi phản ứng thuận trong cân bằng trên là
Cho phương trình: N2(k) + 3H2(k) → 2NH3(k). Khi tăng nồng độ của hiđro lên 2 lần, tốc độ phản ứng thuận
Cho 3 ống nghiệm chứa cùng thể tích dung dịch HCl với nồng độ như sau: Ống (1) chứa HCl 0,5M, ống (2) chứa HCl 1M, ống (3) chứa HCl 1M. Sau đó cho vào 3 ống cùng khối lượng Zn với trạng thái: Ống (1) viên Zn Hình Cầu, ống (2) viên Zn hình cầu, ống (3) bột Zn. ( ở 25oC)
Tốc độ thoát khí ở 3 ống tăng dần theo thứ tự:
Chuẩn bị hai ống nghiệm như sau:
Ống (1) chứa 3 gam dung dịch HCl 18%.
Ống (2) chứa 9 gam dung dịch HCl 6%.
Cho đồng thời vào mỗi ống nghiệm 0,5 gam kẽm hạt có kích thước giống nhau cho đến khi phản ứng hoàn toàn. Phát biểu nào sau đây không đúng?
Khi cho cùng một lượng dung dịch axit sunfuric vào hai cốc đựng cùng một thể tích dung dịch Na2S2O3 với nồng độ khác nhau, ở cốc đựng dung dịch Na2S2O3 có nồng độ lớn hơn thấy kết tủa xuất hiện trước. Điều đó chứng tỏ ở cùng điều kiện về nhiệt độ, tốc độ phản ứng:
Có hai cốc chứa dung dịch Na3SO3, trong đó cốc A có nồng độ lớn hơn cốc B. Thêm nhanh cùng một lượng dung dịch H2SO4 cùng nồng độ vào hai cốc. Hiện tượng quan sát được trong thí nghiệm trên là
Cho phương trình hóa học của phản ứng: X + 2Y → Z + T. Ở thời điểm ban đầu, nồng độ của chất X là 0,01 mol/l. Sau 20 giây, nồng độ của chất X là 0,008 mol/l. Tốc độ trung bình của phản ứng tính theo chất X trong khoảng thời gian trên là
Phản ứng giữa hai chất A và B được biểu thị bằng phương trình hóa học sau
A + B → 2C
Tốc độ phản ứng này là V = K.[A].[B]. Thực hiện phản ứng này với sự khác nhau về nồng độ ban đầu của các chất:
Trường hợp 1: Nồng độ của mỗi chất là 0,01 mol/l.
Trường hợp 2: Nồng độ của mỗi chất là 0,04 mol/l
Trường hợp 3: Nồng độ của chất A là 0,04 mol/l, của chất B là 0,01 mol/l.
Tốc độ phản ứng ở trường hợp 2 và 3 lớn hơn so với trường 1 số lần là
Quan sát hình trong phần Khởi động, nhận xét về mức độ nhanh hay chậm của phản ứng hóa học xảy ra trong đám cháy lá cây khô và thân tàu biển bị oxi hóa trong điều kiện tự nhiên
Trong tự nhiên và cuộc sống, ở cùng điều kiện, nhiều chất khác nhau sẽ biến đổi hóa học nhanh, chậm khác nhau; với cùng một chất, trong điều kiện khác nhau cũng biến đổi hóa học nhanh, chậm khác nhau. Tìm các ví dụ minh họa cho 2 nhận định trên
Quan sát Hình 15.1, cho biết nồng độ của chất phản ứng và sản phẩm thay đổi như thế nào theo thời gian
Hình 15.1. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi nồng độ chất phản ứng nồng độ của chất phản ứng và (màu tím) và sản phẩm (màu xanh) theo thời gian
Xét phản ứng phân hủy N2O5 ở 45oC
N2O5(g) → N2O4(g) + ½ O2(g)
Sau 184 giây đầu tiên, nồng độ của N2O4 là 0,25M. Tính tốc độ trung bình của phản ứng theo N2O4 trong khoảng thời gian trên
Theo định luật tác dụng khối lượng, tốc độ phản ứng thay đổi như thế nào khi tăng hoặc giảm nồng độ chất phản ứng.
Trong tự nhiên và cuộc sống, có nhiều phản ứng hóa học xảy ra với tốc độ khác nhau phụ thuộc vào nồng độ chất phản ứng, tìm các ví dụ minh họa
Cho phản ứng đơn giản sau:
H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(g)
a) Viết biểu thức tốc độ tức thời của phản ứng trên
b) Tốc độ phản ứng thay đổi thế nào khi nồng độ H2 giảm 2 lần và giữ nguyên nồng độ Cl2?
Dưới đây là một số hiện tượng xảy ra trong đời sống, hãy sắp xếp theo thứ tự tốc độ giảm dần:
Nướng bánh mì (1)
Đốt gas khi nấu ăn (2)
Lên men sữa tạo ra sữa chua (3)
Tấm tôn thiếc bị gỉ sét (4)
Cho phản ứng đơn giản xảy ra trong bình kín: 2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g)
a) Viết biểu thức tốc độ tức thời của phản ứng
b) Ở nhiệt độ không đổi, tốc độ phản ứng thay đổi thế nào khi
- nồng độ O2 tăng 3 lần, nồng độ NO không đổi?
- nồng độ NO tăng 3 lần, nồng độ O2 không đổi?
- nồng độ NO và O2 đều tăng 3 lần?
Giải thích tại sao tốc độ tiêu hao của NO (M/s) và tốc độ tạo thành của N2 (M/s) không giống nhau trong phản ứng:
2CO(g) + 2NO(g) → 2CO2(g) + N2(g)
Cho phản ứng:
2N2O5(g) → 4NO2(g) + O2(g)
Sau thời gian từ giây 61 đến giây 120, nồng độ NO2 tăng từ 0,30M lên 0,40M. Tính tốc độ trung bình của phản ứng
Dữ liệu thí nghiệm của phản ứng: SO2Cl2(g) → SO2(g) + Cl2(g) được trình bày ở bảng sau:
a) Tính tốc độ trung bình của phản ứng theo SO2Cl2 trong thời gian 100 phút.
b) Sau 100 phút, nồng độ của SO2Cl2 còn lại là bao nhiêu
c) Sau 200 phút, nồng độ của SO2 và Cl2 thu được là bao nhiêu?
Họ và tên
Tiêu đề câu hỏi
Nội dung câu hỏi
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *