Lý thuyết Phương trình tốc độ phản ứng và hằng số tốc độ phản ứng (Chân trời sáng tạo 2024) Hóa 10

Lý thuyết Hóa học lớp 10 Bài 15: Phương trình tốc độ phản ứng và hằng số tốc độ phản ứng

A. Lý thuyết Phương trình tốc độ phản ứng và hằng số tốc độ phản ứng

I. Tốc độ phản ứng

1. Khái niệm tốc độ phản ứng hóa học

- Tốc độ phản ứng của phản ứng hóa 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 hóa học dùng để đánh giá mức độ xảy ra nhanh hay chậm của một phản ứng.

- 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.

- Tốc độ tức thời của phản ứng là tốc độ phản ứng tại một thời điểm nào đó

2. Tính tốc độ trung bình của phản ứng hóa học

Cho phản ứng tổng quát: aA + bB → cC + dD

Biểu thức tốc độ trung bình của phản ứng:

$\overline{\mathrm{v}}=-\frac{1}{\mathrm{a}}\times \frac{{\mathrm{\Delta C}}_{\mathrm{A}}}{\mathrm{\Delta t}}=-\frac{1}{\mathrm{b}}\times \frac{{\mathrm{\Delta C}}_{\mathrm{B}}}{\mathrm{\Delta t}}=\frac{1}{\mathrm{c}}\times \frac{{\mathrm{\Delta C}}_{\mathrm{C}}}{\mathrm{\Delta t}}=\frac{1}{\mathrm{d}}\times \frac{{\mathrm{\Delta C}}_{\mathrm{D}}}{\mathrm{\Delta t}}$ 

Trong đó:

$\overline{\mathrm{v}}$: 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 hai thời điểm tương ứng t1 và t2.

Ví dụ: Trong phản ứng hóa học: N2O5(g) → N2O4(g) + $\frac{1}{2}$O2(g)

Sau 184 giây đầu tiên, nồng độ của N2O4 là 0,25M. Tốc độ trung bình của phản ứng theo nồng độ N2O4 trong khoảng thời gian trên là:

$\overline{\mathrm{v}}=\frac{1}{1}.\frac{{\mathrm{\Delta C}}_{{\mathrm{N}}_2{\mathrm{O}}_4}}{\mathrm{\Delta t}}=\frac{0,25}{184}$ = 1,36.10-3 (M/s)

II. Biểu thức tốc độ phản ứng

- Năm 1864, hai nhà bác học Guldberg và Waage 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.

- Biểu thức tốc độ phản ứng:

Xét phản ứng đơn giản có dạng: aA + bB → cC + dD

+ Mối quan hệ giữa nồng độ và tốc độ tức thời của phản ứng hóa học được biểu diễn bằng biểu thức:

$\mathrm{v}=\mathrm{k}\times {\mathrm{C}}_{\mathrm{A}}^{\mathrm{a}}\times {\mathrm{C}}_{\mathrm{B}}^{\mathrm{b}}$ 

+ Trong đó:

k là hằng số tốc độ phản ứng;

CA; CB là nồng độ (M) chất A, B tại thời điểm đang xét.

Chú ý:

+ Khi nồng độ chất phản ứng bằng đơn vị (1M) thì k = v, vậy k là tốc độ 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.

 + Định luật tác dụng khối lượng chỉ đúng cho các phản ứng đơn giản, đó là phản ứng một chiều, chỉ qua một giai đoạn từ chất phản ứng tạo ra sản phẩm.

Ví dụ: Xét phản ứng: H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(g)

Biểu thức tốc độ tức thời của phản ứng viết theo định luật là:

$\mathrm{v}=\mathrm{k}.{\mathrm{C}}_{{\mathrm{H}}_2}^{}.{\mathrm{C}}_{{\mathrm{Cl}}_2}$

B. Trắc nghiệm Phương trình tốc độ phản ứng và hằng số tốc độ phản ứng

Câu 1. Cho phản ứng đơn giản xảy ra trong bình kín: 2CO (g) + O2 (g) ⟶ 2CO2 (g).

Tốc độ phản ứng thay đổi như thế nào nếu tăng nồng độ CO gấp 2 lần, nồng độ O2 không đổi.

A. tăng gấp 4 lần

B. tăng gấp 8 lần

C. không thay đổi

D. giảm 2 lần

Câu 3. Cho phản ứng đơn giản có dạng: aA + bB ⟶ cC + dD

Mối quan hệ giữa nồng độ và tốc độ tức thời của phản ứng hóa học được biểu diễn bằng biểu thức

A. $\nu$ = $k\times C_A^a\times C_B^b$

B. $\nu$ = $k\times C_A\times C_B$

C. $\nu$ = $C_A^a\times C_B^b$

D. $\nu$ = $k\times C_A^a\times C_B^b\times C_C^c\times C_D^d$

Câu 4. Cho phản ứng: 2SO2 (g) + O2 (g) $\stackrel{t^o,V_2{O}_5}{\to }$ 2SO3 (g)

Biểu thức tốc độ thức thời của phản ứng theo định luật tác dụng khối lượng là

A. $\nu$ = $k\times C_{S{O}_2}^2\times C_{O_2}$

B. $\nu$ = $k\times C_{S{O}_2}\times C_{O_2}$

C. $\nu$ = $2\times C_{S{O}_2}\times C_{O_2}$

D. $\nu$ = $k\times C_{S{O}_2}^2\times C_{O_2}\times C_{S{O}_3}^2$

Câu 5. Hằng số tốc độ phản ứng k chỉ phụ thuộc vào

A. bản chất của phản ứng;

B. nồng độ các chất;

C. nhiệt độ;

D. Cả A và C.

Câu 6. Hằng số tốc độ phản ứng k bằng vận tốc tức thời $\nu$ khi

A. nồng độ chất phản ứng bằng đơn vị (1 M);

B. nhiệt độ ở 0°C;

C. nhiệt độ ở 25°C;

D. Hằng số tốc độ phản ứng k không thể bằng vận tốc tức thời $\nu$.

Câu 11. Cho phản ứng đơn giản xảy ra trong bình kín: 3H2(g) + N2 (g) ⟶ 2NH3 (g).

Tốc độ phản ứng thay đổi như thế nào nếu nồng độ H2 và N2 đều tăng 3 lần.

A. tăng 3 lần;

B. tăng 6 lần;

C. tăng 9 lần;

D. tăng 81 lần.

Câu 12. Cho phản ứng đơn giản xảy ra trong bình kín: H2(g) + Cl2 (g) ⟶ 2HCl (g).

Tốc độ phản ứng thay đổi như thế nào nếu nồng độ H2 giảm 4 lần và nồng độ Cl­2 tăng 2 lần.

A. tăng 4 lần;

B. giảm 4 lần;

C. giảm 2 lần;

D. tăng 8 lần.

Câu 13. Cho phản ứng: Br2 (l) + HCOOH (aq)⟶ 2HBr (aq) + CO2 (s)

Nồng độ ban đầu của Br2 là aM, sau 50 giây nồng độ Br2 còn lại là 0,02M. Tốc độ trung bình của phản ứng trên là 4.10-5M/s. Giá trị của a là

A. 0,02 M;

B. 0,07 M;

C. 0,02 M;

D. 0,022 M.

Câu 14. Cho phản ứng: 2H2O2 (aq)$\stackrel{Mn{O}_2}{\to }$O2 (s) +2H2O (l)

Cho chất xúc tác MnO2 vào 100 ml dung dịch H2O2, sau 60 giây thu được 33,6 ml khí O2 (ở đktc). Tốc độ trung bình của phản ứng (tính theo H2O2) trong 60 giây trên là

A. 2,5.10−4 M/s;

B. 5.10−4 M/s;

C. 1,5.10−4 M/s;

D. 3.10−4 M/s.

Câu 15. Hiện tượng nào dưới đây xảy ra với tốc độ nhanh nhất?

A. Nướng bánh;

B. Lên men sữa chua tạo sữa chua;

C. Đốt gas khi nấu ăn;

D. Cánh cổng sắt bị gỉ sét.

Bài giảng Hóa học 10 Bài 15: Phương trình tốc độ phản ứng và hằng số tốc độ phản ứng - Chân trời sáng tạo