BÀI 16. TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG HÓA HỌC
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
HÓA HỌC 10
BÀI 16. TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG HÓA HỌC
Ảnh
Mở đầu
Mở đầu
- Mở đầu:
Ảnh
Ảnh
Quan sát hiện tượng ở Hình 16.1. Theo em, mảnh Mg ở ống nghiệm nào sẽ bị tan hết trước? Giải thích.
I. Khái niệm tốc độ phản ứng, tốc độ trung bình của phản ứng
1. Khái niệm tốc độ phản ứng
I. Khái niệm tốc độ phản ứng, tốc độ trung bình của phản ứng
Ở thí nghiệm ở phần mở đầu ta có: - Phản ứng xảy ra trong thí nghiệm cho Mg vào dung dịch HCl có hai nồng độ khác nhau nêu như sau: latex(Mg(s) + 2HCl (aq) -> MgCl_2 (aq) + H_2(g)) (1) - Hiện tượng: bọt khí latex(H_2) thoát ra ở thí nghiệm (a) nhanh hơn so với thí nghiệm (b) đã chứng tỏ lượng HCl bị mất đi do phản ứng với Mg ở thí nghiệm (a) nhanh hơn thí nghiệm (b). => Tốc độ phản ứng giữa Mg với dung dịch HCl ở các nồng độ khác nhau là khác nhau.
1. Khái niệm tốc độ phản ứng
- Tìm hiểu:
- Kết luận
Ảnh
- Kết luận:
+) Tốc độ phản ứng của một phản ứng hóa học là đại lượng đặc trưng cho sự thay đổi nồng độ của chất phản ứng hoặc sản phẩm phản ứng trong một đơn vị thời gian. +) Tốc độ phản ứng được kí hiệu là v, có đơn vị là: (đơn vị nồng độ) latex((đơn vị thời gian)^-1).
Ví dụ: mol latex(L^-1s^-1) (hay latex(Ms^-1)),...
- Câu hỏi thảo luận
Ảnh
Hình vẽ
- Câu hỏi thảo luận
Ảnh
1. Trong cùng một khoảng thời gian, nồng độ của latex(MgCl_2) trong dung dịch ở thí nghiệm nào tăng lên nhanh hơn? Giải thích. 2. Tốc độ của phản ứng (1) ở thí nghiệm (a) là nhanh hơn hay chậm hơn tốc độ phản ứng thí nghiệm (b)?
2. Tốc độ trung bình của phản ứng
2. Tốc độ trung bình của phản ứng
Tốc độ trung bình của phản ứng latex(barv) là tốc độ tính trung bình trong một khoảng thời gian phản ứng. Cho phản ứng tổng quát: latex(aA + bB -> mM + nN) (2) Tốc độ phản ứng (2) được tính dựa theo sự thay đổi nồng độ của một chất bất kì trong phản ứng theo quy ước sau: latex(barv = -1/a(DeltaC_A)/(Deltat) = -1/b(DeltaC_B)/(Deltat) = 1/m(DeltaC_M)/(Deltat) = 1/N(DeltaC_N)/(Deltat)) (3) Trong đó: latex(DeltaC = C_2 - C_1, Deltat = t_2 - t_1) lần lượt là biến thiên thời gian tương ứng. latex(C_1, C_2) là nồng độ của một chất tại thời điểm tương ứng latex(t_1) và latex(t_2) (với latex(t_2 > t_1)).
- Ví dụ
Ví dụ: Cho phản ứng phân hủy latex(N_2O_5): latex(2N_2O_5 (g) -> 4NO_2(g) +O_2 (g)) (4)
Nồng độ của mỗi chất trong phản ứng (4) tại thời điểm latex(t_1 = 0) và latex(t_2 = 100 s) được cho trong Bảng 16.1.
Ảnh
+) tiếp (- Ví dụ)
Tốc độ trung bình của phản ứng có thể được tính theo biến thiên nồng độ chất phản ứng hoặc chất sản phẩm: 1) Tính theo latex(N_2O_5): Nồng độ của latex(N_2O_5) ban đầu latex(C_1) là 0,0200 M, sau 100 s latex((C_2)) là 0,0169 M. Vậy tốc độ trung bình của phản ứng trong 100 s đầu tiên là: latex(barv = -1/2((0,0169 - 0,0200))/(100 - 0) = 1,55.10^-5(Ms^-1)) 2) Tính theo latex(NO_2): Nồng độ của latex(NO_2) ban đầu latex(C_1) là 0M, sau 100 s (latex(C_2)) là 0,0062 M. Vậy tốc độ trung bình của phản ứng trong 100 s đầu tiên là: latex(barv = -1/4((0,0062 - 0))/(100 - 0) = 1,55.10^-5(Ms^-1))
- Câu hỏi thảo luận
Ảnh
Hình vẽ
- Câu hỏi thảo luận
Ảnh
3. Cho biết tốc độ phản ứng chỉ nhận giá trị dương. Giải thích vì sao phải thêm dấu trừ trong biểu thức (3) khi tính tốc độ trung bình của phản ứng theo các chất tham gia phản ứng.
- Luyện tập
Ảnh
- Luyện tập
Hình vẽ
1. Tính tốc độ trung bình của phản ứng (4) theo latex(O_2) trong 100 giây đầu tiên. 2. Từ bảng 16.1, có thể tính được tốc độ trung bình của phản ứng sau 50 giây hay không? Vì sao?
- Vận dụng
Ảnh
- Vận dụng:
1. Hãy sắp xếp tốc độ các phản ứng sau theo chiều tăng dần: (1) phản ứng than cháy trong không khí, (2) phản ứng tạo gỉ sắt, (3) phản ứng nổ của khí bình gas.
II. Định luật tác dụng khối lượng
- Thí nghiệm
Ảnh
II. Định luật tác dụng khối lượng
- Thí nghiệm:
Cho hai mẩu đá vôi từ cùng một mẫu có kích thước xấp xỉ nhau và hai ống nghiệm chứa cùng một thể tích dung dịch HCl (khoảng latex(1/3) ống nghiệm) có nồng độ khác nhau lần lượt là: 0,1 M (ống nghiệm (a)) và 0,2 M (ống nghiệm (b)). Quan sát hiện tượng phản ứng và nhận xét về mối liên hệ giữa tốc độ phản ứng và nồng độ dung dịch HCl.
- Hình 16.2. Minh họa mô hình đá vôi trong dung dịch HCl
Ảnh
- Ví dụ 1
Ví dụ 1: Với phản ứng đơn giản có dạng: latex(aA + bB ->) sản phẩm
Ảnh
Tốc độ phản ứng được tính như sau: latex(v = kC_A^aC_B^b) (5) Trong đó: latex(C_A, C_B) là nồng độ mol latex(L^-1) tương ứng của chất A và B; k là hằng số tốc độ phản ứng mà giá trị của nó chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất tham gia phản ứng.
- Kết luận
- Kết luận:
Hình vẽ
Định luật tác dụng khối lượng: Tốc độ phản ứng tỉ lệ thuận vưới tích nồng độ các chất tham gia phản ứng với số mũ thích hợp. Hằng số tốc độ phản ứng giá trị đúng bằng tốc độ phản ứng khi nồng độ các chất phản ứng bằng nhau và bằng 1M.
Ảnh
- Ví dụ 2
- Ví dụ 2: Phản ứng của latex(H_2) và latex(I_2) là phản ứng đơn giản: latex(H_2(g) + I_2 (g) -> 2HI (g)) (6)
Theo định luật tác dụng khối lượng, tốc độ của phản ứng (6) được viết dưới dạng: v = latex(kC_(H_2)C_(I_2)). Ở một nhiệt độ không đổi, tốc độ phản ứng (6) tỉ lệ với nồng độ của latex(H_2) cũng như nồng độ của latex(I_2).
Ảnh
- Câu hỏi thảo luận
Ảnh
Hình vẽ
- Câu hỏi thảo luận:
4. Em có nhận xét gì nếu trong biểu thức (5), nồng độ của chất A và B đều bằng 1M? 5.Trong phản ứng (6), nếu nồng độ của latex(H_2) tăng gấp đôi thì tốc độ phản ứng thay đổi như thế nào?
- Vận dụng
Ảnh
- Vận dụng:
2. Thực phẩm bị ôi thiu do các phản ứng oxi hóa của oxygen cũng như sự hoạt động của vi khuẩn. Giải thích vì sao để hạn chế sự ôi thiu, người ta lại bơm latex(N_2) hoặc latex(CO_2) vào túi đựng thực phẩm trước khi đóng gói. Biết rằng nồng độ oxygen trong túi thực phẩm sau khi bơm latex(N_2) hoặc latex(CO_2) chỉ còn khoảng 2 - 5 %.
III. Các yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng, hệ số nhiệt độ van't hoff
1. Ảnh hưởng của nồng độ
III. Các yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng, hệ số nhiệt độ van't hoff
1. Ảnh hưởng của nồng độ
Hình vẽ
Nồng độ các chất phản ứng càng lớn, tốc độ phản ứng càng lớn
Ảnh
- Hình 16.3. Minh họa ảnh hưởng của nồng độ các chất phản ứng tới tốc độ phản ứng
Ảnh
- Câu hỏi thảo luận
Ảnh
Hình vẽ
- Câu hỏi thảo luận:
6. Khi nồng độ của latex(H_2(g)) cũng như latex(I_2(g)) đều tăng lên gấp đôi thì tốc độ phản ứng của latex(H_2(g)) với latex(I_2 (g)) tăng lên bao nhiêu lần?
- Vận dụng
Ảnh
- Vận dụng:
3. Hãy giải thích các hiện tượng dưới đây. a) Khi ở nơi đông người trong một không gian kín, ta cảm thấy khó thở và phải thở nhanh hơn. b) Tàn đóm đỏ bùng lên khi cho vào bình oxygen nguyên chất. c) Bệnh nhân suy hô hấp cần thở oxygen thay vì không khí (chứa 21% thể tích oxygen).
2. Ảnh hưởng của áp suất
2. Ảnh hưởng của áp suất
Hình vẽ
Áp suất của các chất phản ứng ở thể khí càng lớn, tốc độ phản ứng càng lớn.
Ảnh
- Ví dụ
- Ví dụ:
Phản ứng tổng hợp mathanol latex(CH_3OH) từ latex(H_2), được thực hiện ở áp suất rất cao, khoảng 50 - 100 bar (áp suất khí quyển khoảng 1,01 bar) để làm tăng tốc độ phản ứng. latex(CO (g) + 2H_2 (g) -> CH_3OH(g)) (7)
Ảnh
3. Ảnh hưởng của diện tích bề mặt
Ảnh
3. Ảnh hưởng của diện tích bề mặt
- Thí nghiệm:
Chuẩn bị hai mẩu đá vôi nhỏ A và B có khối lượng xấp xỉ bằng nhau. Tán nhỏ mẩu đá vôi B thành bột. Cho hai mẫu này riêng rẽ vào hai ống nghiệm chứa cùng một thể tích dung dịch HCl 0,5 M. Quan sát hiện tượng để rút ra kết luận về ảnh của diện tích bề mặt tới tốc độ phản ứng.
- Kết luận
- Kết luận:
Hình vẽ
Diện tích bề mặt càng lớn, tốc độ phản ứng càng lớn.
Ảnh
- Câu hỏi thảo luận
Ảnh
Ảnh
- Câu hỏi thảo luận:
7. Quan sát Hình 16.4, giải thích vì sao khi dùng đá vôi dạng bột thì tốc độ phản ứng nhanh hơn.
- Vận dụng
Ảnh
- Vận dụng:
4. Giải thích vì sao thanh củi được chẻ nhỏ hơn thì sẽ cháy nhanh hơn.
4. Ảnh hưởng của nhiệt đô
Ảnh
4. Ảnh hưởng của nhiệt độ
- Thí nghiệm:
Cho hai đinh sắt tương tư nhau (tẩy sạch gỉ và dầu mỡ) vào hai ống nghiệm chứa cùng một thể tích dung dịch latex(H_2SO_4) 0,5 M. Một ống nghiệm để ở nhiệt độ phòng, một ống nghiệm được đun nóng bằng đèn cồn. Quan sát hiện tượng để rút ra kết luận về ảnh hưởng của nhiệt độ tới tốc độ phản ứng.
- Kết luận
- Kết luận:
+) Nhiệt độ càng cao, tốc độ phản ứng càng lớn. Với đa số các phản ứng, khi nhiệt độ tăng latex(10@C) thì tốc độ phản ứng tăng từ 2 đến 4 lần. Giá trị latex(gamma = 2-: 4) này được gọi là hệ số nhiệt độ Van't Hoff. +) Mối liên hệ của hệ số Van't Hoff với tốc độ và nhiệt độ sau: latex((v2)/(v1) = gamma(T_2 - T_1)/10) Trong đó, latex(v_2) và latex(v_1) là tốc độ phản ứng ở nhiệt độ latex(T_2) và latex(T_1) tương ứng.
- Câu hỏi thảo luận
Ảnh
- Câu hỏi thảo luận:
Hình vẽ
8. Vì sao đinh sắt trong thí nghiệm bên phải được tẩy sạch gỉ và dầu mỡ? 9. Dựa vào hiện tượng nào để so sánh tốc độ phản ứng trong hai thí nghiệm này? 10. Với phản ứng có latex(gamma = 2), nếu nhiệt độ tăng từ latex(20@C) lên latex(50@C) thì tốc độ phản ứng tăng bao nhiêu lần?
5. Ảnh hưởng của chất xúc tác
Ảnh
4. Ảnh hưởng của nhiệt độ
- Thí nghiệm:
Rót khoảng 2 mL nước oxi già (dung dịch latex(H_2O_2 3%) )vào một ống nghiệm. Quan sát hiện tượng xảy ra. Tiếp theo thêm một lượng nhỏ bột latex(MnO_2) (màu đen, dùng làm chất xúc tác) vào ống nghiệm. Quan sát hiện tượng và rút ra kết luận về ảnh hưởng của chất xúc tác tới tốc độ phản ứng.
- Kết luận
- Kết luận:
Hình vẽ
Chất xúc tác là chất làm tăng tốc độ phản ứng, nhưng không bị thay đổi cả về lượng và chất sau phản ứng.
Ảnh
- Vận dụng
Ảnh
- Vận dụng:
5. Enzyme amylase và lipase có trong nước bọt. Hãy giải thích vì sao chúng ta cần phải nhai kĩ thức ăn trước khi nuốt.
Bài tập
Bài 1 (- Bài tập)
Bài tập trắc nghiệm
Bài 1: Nồi áp suất dùng để ninh, hầm thức ăn có thể làm nóng tới nhiệt độ latex(120@C) so với latex(100@C) khi dùng nồi thường. Trong quá trình hầm xương thường diễn ra nhiều phản ứng hóa học, ví dụ quá trình biến đổi các protein, chẳng hạn như thủy phân một phần collagen thành gelatin. Hãy cho biết tốc độ quá trình thủy phân collagen thành gelatin thay đổi như thế nào khi sử dụng nồi áp suất thay cho nồi thường.
A. Không thay đổi.
B. Giảm đi 4 lần.
C. Ít nhất tăng 4 lần.
Bài 2 (- Bài tập)
Bài 2: Hình ảnh bên dưới minh họa ảnh hưởng của yếu tố nào tới tốc độ phản ứng? Giải thích.
Ảnh
- Dặn dò
- Dặn dò
Ảnh
DẶN DÒ
Ôn lại bài vừa học. Làm bài tập 3, 4, 5 trong SGK và SBT. Chuẩn bị bài sau:"Bài 17. Nguyên tố và đơn chất halogen".
- Cảm ơn
Ảnh