Lý thuyết Tốc độ phản ứng hóa học (Cánh diều 2024) Hóa 10

Lý thuyết Hóa học lớp 10 Bài 16: Tốc độ phản ứng hóa học

A. Lý thuyết Tốc độ phản ứng hóa học

I. Khái niệm tốc độ phản ứng, tốc độ trung bình của phản ứng

1. Khái niệm tốc độ phản ứng

- Thí nghiệm: Cho hai mảnh Zn có cùng khối lượng vào hai bình chứa cùng thể tích dung dịch H2SO4 loãng, dư, nồng độ dung dịch ở mỗi bình lần lượt là 0,5M và 1M.

Hình 16.1. Thí nghiệm Zn tác dụng với H2SO4 loãng

+ Phản ứng xảy ra trong thí nghiệm cho Zn vào dung dịch H2SO4 loãng, ở hai nồng độ khác nhau như sau:

Zn(s) + H2SO4(aq) $\stackrel{}{\to }$ ZnSO4(aq) + H2(g)

+ Hiện tượng: bọt khí H2 thoát ra ở thí nghiệm (b) nhanh hơn so với thí nghiệm (a) đã chứng tỏ lượng H2SO4 bị mất đi do phản ứng với Zn ở thí nghiệm (b) nhanh hơn ở thí nghiệm (a).

$\Rightarrow$ Tốc độ phản ứng giữa Zn với dung dịch H2SO4 ở các nồng độ khác nhau là khác nhau.

+ Trong hai thí nghiệm trên, coi thể tích của dung dịch là không đổi trong suốt quá trình phản ứng. Trong cùng một khoảng thời gian, độ giảm nồng độ H2SO4 trong thí nghiệm (b) là nhanh hơn so với trong thí nghiệm (a).

$\Rightarrow$Có thể dựa theo sự thay đổi nồng độ của chất trong phản ứng trong một đơn vị thời gian để đánh giá mức độ nhanh, chậm của phản ứng.

Kết luận:

- Khái niệm: 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) (đơn vị thời gian)-1

Ví dụ: mol L-1 s-1 (hay M s-1), ...

2. Tốc độ trung bình của phản ứng

- Tốc độ trung bình của phản ứng () là tốc độ tính trung bình trong một khoảng thời gian phản ứng.

- Cho phản ứng tổng quát:

aA + bB $\stackrel{}{\to }$ mM + nN (1)

Tốc độ phản ứng (1) được tính dựa theo sự thay đổi nồng độ của một chất bất kì trong phản ứng theo quy ước sau:

 $\overline{v}=-\frac{1}{a}\frac{\Delta C_A}{\Delta t}=-\frac{1}{b}\frac{\Delta C_B}{\Delta t}=\frac{1}{m}\frac{\Delta C_M}{\Delta t}=\frac{1}{n}\frac{\Delta C_N}{\Delta t}$(2)

Trong đó: ΔC = C2 – C1, Δt = t2 – t1 lần lượt là biến thiên nồng độ và biến thiên thời gian tương ứng. C1, C2 là nồng độ của một chất tại thời điểm tương ứng t1 và t2 (với t2 > t1).

Ví dụ: Cho phản ứng phân hủy N2O5:

2N2O5(g) $\stackrel{}{\to }$ 4NO2(g) + O2(g) (3)

Nồng độ của mỗi chất trong phản ứng (3) tại thời điểm t1 = 0 và t2 = 50s được cho trong bảng sau:

Bảng 16.1. Dữ liệu nồng độ các chất (mol L-1)

Tốc độ trung bình của phản ứng (3) có thể được tính theo biến thiên nồng độ chất phản ứng hoặc sản phẩm:

+ Tính theo nồng độ N2O5

 Nồng độ của N2O5 ban đầu (C1) là 0,0200M, sau 50 s (C2) là 0,0045M

Vậy tốc độ trung bình của phản ứng trong 50s đầu tiên là:

 $\overline{v}=-\frac{1}{2}\frac{0,0045-0,0200}{50}$= 1,55,10-5 (M s-1)

+ Tính theo O2

Nồng độ của O2 ban đầu (C1) là 0M, sau 50 s (C2) là 0,000775M

Vậy tốc độ trung bình của phản ứng trong 50s đầu tiên là:

$\overline{v}=\frac{1}{1}\frac{0,000775-0}{50}$= 1,55,10-5 (M s-1)

II. Định luật tác dụng khối lượng

- Thí nghiệm: Cho hai mảnh Zn có cùng khối lượng vào hai bình chứa cùng thể tích dung dịch H2SO4 loãng, dư, nồng độ dung dịch ở mỗi bình lần lượt là 0,5M và 1M.

Hình 16.2. Minh họa mô hình Zn trong dung dịch H2SO4 loãng

- Giải thích: Để phản ứng xảy ra, cần phải có sự va chạm giữa H2SO4 và Zn. Nồng độ của H2SO4 ở bình (b) lớn gấp đôi nồng độ H2SO4 ở bình (a), do vậy số va chạm của H2SO4 với Zn trong bình (b) sẽ nhiều hơn, dẫn đến tốc độ phản ứng ở bình (b) là lớn hơn.

- Kết luận: Khi nồng độ các chất tham gia phản ứng càng lớn thì tốc độ phản ứng càng lớn.

- Giải thích: Để phản ứng xảy ra, các phân tử phản ứng phải va chạm với nhau, nồng độ càng lớn thì số lượng va chạm càng nhiều (trong cùng một đơn vị thời gian, một đơn vị thể tích) nên tốc độ phản ứng càng lớn.

- Định luật tác dụng khối lượng áp dụng cho các phản ứng đơn giản, biểu thị sự phụ thuộc tốc độ phản ứng theo nồng độ các chất phản ứng.

Lưu ý: Phản ứng đơn giản là phản ứng chỉ diễn ra qua một giai đoạn duy nhất, chất phản ứng tạo thành sản phẩm không qua một chất trung gian nào khác.

- Cho phản ứng tổng quát: aA + bB $\stackrel{}{\to }$ sản phẩm

+ Tốc độ phản ứng được tính như sau: v = k$C_A^a{C}_B^b$(4)

+ Trong đó: CA, CB là nồng độ mol. 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 các chất tham gia phản ứng.

- Định luật tác dụng khối lượng: Tốc độ phản ứng tỉ lệ thuận với tích nồng độ các chất tham gia phản ứng với số mũ thích hợp.

® Hằng số tốc độ phản ứng càng lớn thì tốc độ phản ứng càng lớn.

- Hằng số tốc độ phản ứng có giá trị đúng bằng tốc độ phản ứng khi nồng độ các chất phản ứng bằng nhau và bằng 1M. Đây chính là ý nghĩa của hằng số tốc độ phản ứng.

Ví dụ: Phản ứng của N2 và H2 là phản ứng đơn giản:

N2(g) + 3H2(g) $\stackrel{}{\to }$ 2NH3(g) (5)

+ Theo định luật tác dụng khối lượng, tốc độ của phản ứng (5) được viết dưới dạng:

v = k$C_A^a{C}_B^b$

+ Ở một nhiệt độ không đổi, tốc độ phản ứng (5) tỉ lệ với nồng độ N2 và H2.

Lưu ý: Tốc độ phản ứng tính theo định luật tác dụng khối lượng là tốc độ tức thời của phản ứng tại một thời điểm, khác với tốc độ trung bình của phản ứng trong một khoảng thời gian như đã nêu trên.

III. Các yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng, hệ số nhiệt độ Van’t Hoff

1. Ảnh hưởng của nồng độ

- Nồng độ các chất phản ứng càng lớn, tốc độ phản ứng càng lớn.

Ví dụ: Phản ứng của H2 và I2 như sau:

H2(g) + I2(g) $\stackrel{}{\to }$ 2HI(g) (6)

Hình 16.3. Ảnh hưởng của nồng độ các chất phản ứng tới tốc độ phản ứng

+ Giải thích: Khi nồng độ của H2 và I2 tăng lên trong một đơn vị thể tích, các phân tử này cũng sẽ nhiều hơn, dẫn đến số lượng va chạm giữa chúng (trong cùng một đơn vị thời gian) tăng lên. Vì vậy tốc độ phản ứng tăng lên khi nồng độ các chất tăng.

2. Ảnh hưởng của áp suất

- Áp suất của các chất phản ứng ở thể khí càng lớn, tốc độ phản ứng càng lớn.

- Giải thích: Đối với các chất khí, nồng độ của chất khí tỉ lệ với áp suất của nó. Do vậy, khi áp suất chất tham gia phản ứng ở thể khí tăng lên, sẽ làm nồng độ chất khí tăng lên, từ đó làm tốc độ phản ứng tăng.

Ví dụ: Phản ứng tổng hợp NH3 từ N2 và H2 được thực hiện ở áp suất rất cao từ 200 – 300 atm để tăng tốc độ phản ứng.

3. Ảnh hưởng của diện tích bề mặt

- Thí nghiệm: Dùng hai mẫu Zn có cùng khối lượng, trong đó một mẫu dạng hạt còn một mẫu dạng bột. Cho hai mẫu đó cùng tác dụng với hai thể tích bằng nhau dung dịch H2SO4 loãng, dư, cùng nồng độ.

Hình 16.4. Ảnh hưởng của diện tích bề mặt tới tốc độ phản ứng

- Diện tích bề mặt càng lớn, tốc độ phản ứng càng lớn.

- Giải thích: Khi diện tích bề mặt tăng lên, dẫn đến số lượng va chạm giữa các chất phản ứng tăng lên (trong cùng một đơn vị thời gian) tăng lên. Vì vậy tốc độ phản ứng tăng lên khi nồng độ các chất tăng.

- Ảnh hưởng của diện tích bề mặt tới tốc độ phản ứng trong thực tế: thanh củi chẻ nhỏ hơn thì sẽ cháy nhanh hơn, than tổ ong có nhiều lỗ sẽ cháy nhanh hơn, ...

4. Ảnh hưởng của nhiệt độ

- Nhiệt độ càng cao, tốc độ phản ứng càng lớn. Với đa số các phản ứng, khi nhiệt độ tăng 10oC thì tốc độ phản ứng tăng từ 2 đến 4 lần. Giá trị g = 2 ÷ 4 này được gọi là hệ số nhiệt độ Van’t Hoff.

- Mối liên hệ của hệ số nhiệt độ Van’t Hoff tới tốc độ và nhiệt độ như sau:

$\frac{v_2}{v_1}={\gamma }^{\left(\frac{T_2-T_1}{10}\right)}$

Trong đó, v2 và v1 là tốc độ phản ứng ở nhiệt độ T2 và T1 tương ứng.

- Ảnh hưởng của nhiệt độ tới tốc độ phản ứng trong thực tế: Nước nhanh sôi hơn khi được đun ở nhiệt độ cao; thức ăn bị chậm ôi, thiu khi được để trong tủ lạnh, ...

5. Ảnh hưởng của chất xúc tác

- Chất xúc tác là chất làm tăng tốc độ phản ứng, nhưng không bị thay đổi cả về lượng và chất sau phản ứng.

Ví dụ 1: Khi đun nóng, KClO3 bị phân hủy tương đối chậm theo phương trình:

3KClO3(s) $\stackrel{t^o}{\to }$ 3KCl(s) + 3O2(g)

Tuy nhiên tốc độ phản ứng phân hủy này sẽ nhanh hơn rất nhiều khi có mặt chất xúc tác MnO2. Kết thúc thí nghiệm trên, màu đen của MnO2 ban đầu vẫn giữ nguyên vì MnO2 không bị biến đổi sau phản ứng phân hủy KClO3.

- Ảnh hưởng của nhiệt độ tới tốc độ phản ứng trong thực tế:

+ Phản ứng tổng hợp NH3 từ N2 và H2 cần sử dụng chất xúc tác là sắt kim loại được trộn thêm Al2O3, K2O, ... để làm tăng tốc độ phản ứng, phản ứng không có chất xúc tác sẽ diễn ra rất chậm.

+ Các enzyme trong cơ thể là những chất xúc tác sinh học thúc đẩy các phản ứng sinh hóa phức tạp trong cơ thể chúng ta. Ví dụ enzyme amylase có trong nước ngọt giúp thủy phân tinh bột thành đường.

B. Trắc nghiệm Tốc độ phản ứng hóa học

Câu 1. Cho phản ứng: 2CO (g) + O2 (g) ⟶ 2CO2 (g).

Tốc độ phản ứng thay đổi như thế nào nếu tăng nồng độ CO gấp 3 lần

A. tăng gấp 3 lần

B. tăng gấp 6 lần

C. tăng gấp 9 lần

D. giảm 3 lần

Đáp án: C

Giải thích:

Theo định luật tác dụng khối lượng, tốc độ của phản ứng là: $v$ = $k{C}_{CO}^2{C}_{O_2}^{}$

Nếu tăng nồng độ CO gấp 3 lần, ta có: $v\text{'}$ = $k{\left(3.C_{CO}^{}\right)}^2{C}_{O_2}^{}$ = $9.k{C}_{CO}^2{C}_{O_2}^{}$ = $9v$

Vậy Tốc độ phản ứng tăng gấp 9 lần.

Câu 2. Tốc độ phản ứng của một phản ứng hóa học là

A. đại lượng đặc trưng cho sự thay đổi nồng độ của chất phản ứng trong một đơn vị thời gian

B. đại lượng đặc trưng cho sự thay đổi nồng độ của chất sản phẩm phản ứng trong một đơn vị thời gian

C. đại lượng đặc trưng cho sự thay đổi tốc độ chuyển động của chất phản ứng hoặc sản phẩm phản ứng trong một đơn vị thời gian

D. 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

Đáp án: D

Giải thích:

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.

Câu 3. Công thức liên hệ giữa hệ số Van’t Hoff với tốc độ phản ứng và nhiệt độ là

A. $\frac{v_2}{v_1}$ = ${\gamma }^{\left(\frac{T_2-T_1}{10}\right)}$

B. $\frac{v_2}{v_1}$ = ${\gamma }^{\left(T_2-T_1\right)}$

C. $\frac{v_2}{v_1}$ = ${\gamma }^{\left(T_2-T_1\right)\cdot 10}$

D. $\frac{v_2}{v_1}$ = ${\gamma }^{\left(\frac{T_1-T_2}{10}\right)}$

Đáp án: A

Giải thích:

Công thức liên hệ giữa hệ số Van’t Hoff với tốc độ phản ứng và nhiệt độ là $\frac{v_2}{v_1}$ = ${\gamma }^{\left(\frac{T_2-T_1}{10}\right)}$

Câu 4. Đơn vị tốc độ phản ứng v là

A. mol L−1 s−1

B. m s

C. M s−1

D. Cả A và C

Đáp án: D

Giải thích:

Đơn vị tốc độ phản ứng v là: (đơn vị nồng độ) (đơn vị thời gian)−1

Ví dụ: mol L−1 s−1; M s−1

Câu 5. Cho phản ứng phản ứng:

	2N2O5 (g)	⟶ 4NO2 (g)	+ O2 (g)
t1 = 0 s	0,03	0	0	(M)
t2 = 100s	0,02535	0,0093	0,002325	(M)

Tốc độ trung bình của phản ứng trong 100 s đầu tiên tính theo N2O5 (g) là

A. 2,325.10−5 M s−1

B. 4,65.10−5 M s−1

C. 9,3.10−5 M s−1

D. 1,55.10−5 M s−1

Đáp án: A

Giải thích:

Tốc độ trung bình của phản ứng trong 100 s đầu tiên là:

$\overline{v}=$$-\frac{1}{2}\frac{\left(0,02535-0,03\right)}{100-0}$ = 2,325.10−5 (M s−1)

Câu 6. Cho phản ứng: 2H2 (g) + O2 (g) ⟶ 2H2O (g).

Theo định luật tác dụng khối lượng, tốc độ của phản ứng là

A. v = $k{C}_{H_2}^{}{C}_{O_2}^{}$

B. v = $k{C}_{H_2}^2{C}_{O_2}^{}$

C. v = $k{C}_{H_2}^2{C}_{O_2}^{}{C}_{H_{2}O}^2$

D. v = $k{C}_{H_{2}O}^2$

Đáp án: B

Giải thích:

Theo định luật tác dụng khối lượng: tốc độ phản ứng tỉ lệ thuận với tích nồng độ các chất tham gia phản ứng với số mũ thích hợp.

Theo định luật tác dụng khối lượng, tốc độ của phản ứng là: v = $k{C}_{H_2}^2{C}_{O_2}^{}$

Câu 7. Công thức tính $\overline{v}$ của phản ứng: aA + bB ⟶ mM + nN là

A. $\overline{v}$ = $-\frac{{\mathrm{\Delta C}}_{\mathrm{A}}}{\mathrm{\Delta t}}=-\frac{{\mathrm{\Delta C}}_{\mathrm{B}}}{\mathrm{\Delta t}}=\frac{{\mathrm{\Delta C}}_{\mathrm{M}}}{\mathrm{\Delta t}}=\frac{{\mathrm{\Delta C}}_{\mathrm{N}}}{\mathrm{\Delta t}}$

B. $\overline{v}$ = $-\frac{1}{\mathrm{a}}\frac{{\mathrm{\Delta C}}_{\mathrm{A}}}{\mathrm{\Delta t}}=-\frac{1}{\mathrm{b}}\frac{{\mathrm{\Delta C}}_{\mathrm{B}}}{\mathrm{\Delta t}}=\frac{1}{\mathrm{m}}\frac{{\mathrm{\Delta C}}_{\mathrm{M}}}{\mathrm{\Delta t}}=\frac{1}{\mathrm{n}}\frac{{\mathrm{\Delta C}}_{\mathrm{N}}}{\mathrm{\Delta t}}$

C. $\overline{v}$ = $\frac{{\mathrm{\Delta C}}_{\mathrm{A}}}{\mathrm{\Delta t}}=\frac{{\mathrm{\Delta C}}_{\mathrm{B}}}{\mathrm{\Delta t}}=-\frac{{\mathrm{\Delta C}}_{\mathrm{M}}}{\mathrm{\Delta t}}=-\frac{{\mathrm{\Delta C}}_{\mathrm{N}}}{\mathrm{\Delta t}}$

D. $\overline{v}$ = $\frac{1}{\mathrm{a}}\frac{{\mathrm{\Delta C}}_{\mathrm{A}}}{\mathrm{\Delta t}}=\frac{1}{\mathrm{b}}\frac{{\mathrm{\Delta C}}_{\mathrm{B}}}{\mathrm{\Delta t}}=-\frac{1}{\mathrm{m}}\frac{{\mathrm{\Delta C}}_{\mathrm{M}}}{\mathrm{\Delta t}}=-\frac{1}{\mathrm{n}}\frac{{\mathrm{\Delta C}}_{\mathrm{N}}}{\mathrm{\Delta t}}$

Đáp án: B

Giải thích:

Công thức tính $\overline{v}$ của phản ứng: aA + bB ⟶ mM + nN là

$\overline{\mathrm{v}}=$$-\frac{1}{\mathrm{a}}\frac{{\mathrm{\Delta C}}_{\mathrm{A}}}{\mathrm{\Delta t}}=-\frac{1}{\mathrm{b}}\frac{{\mathrm{\Delta C}}_{\mathrm{B}}}{\mathrm{\Delta t}}=\frac{1}{\mathrm{m}}\frac{{\mathrm{\Delta C}}_{\mathrm{M}}}{\mathrm{\Delta t}}=\frac{1}{\mathrm{n}}\frac{{\mathrm{\Delta C}}_{\mathrm{N}}}{\mathrm{\Delta t}}$. Trong đó: $\mathrm{\Delta C}={\mathrm{C}}_2-{\mathrm{C}}_1$; $\mathrm{\Delta t}={\mathrm{t}}_2-{\mathrm{t}}_1$

Câu 8. Theo định luật tác dụng khối lượng: tốc độ phản ứng tỉ lệ thuận với

A. tích khối lượng các chất tham gia phản ứng với số mũ thích hợp

B. tích thể tích các chất tham gia phản ứng với số mũ thích hợp

C. tích số mol các chất tham gia phản ứng với số mũ thích hợp

D. tích nồng độ các chất tham gia phản ứng với số mũ thích hợp

Đáp án: D

Giải thích:

Theo định luật tác dụng khối lượng: tốc độ phản ứng tỉ lệ thuận với tích nồng độ các chất tham gia phản ứng với số mũ thích hợp.

Câu 9. Với phản ứng đơn giản: aA + bB ⟶ sản phẩm, tốc độ phản ứng được tính theo công thức

A. $v$ = ${\mathrm{kC}}_{\mathrm{A}}^{\mathrm{a}}{\mathrm{C}}_{\mathrm{B}}^{\mathrm{b}}$

B. $v$ = ${\mathrm{kC}}_{\mathrm{A}}^{}{\mathrm{C}}_{\mathrm{B}}^{}$

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

D. $v$ = ${\mathrm{abC}}_{\mathrm{A}}^{}{\mathrm{C}}_{\mathrm{B}}^{}$

Đáp án: A

Giải thích:

Với phản ứng đơn giản: aA + bB ⟶ sản phẩm, tốc độ phản ứng được tính theo công thức: $v$ = ${\mathrm{kC}}_{\mathrm{A}}^{\mathrm{a}}{\mathrm{C}}_{\mathrm{B}}^{\mathrm{b}}$

Câu 10. Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào các yếu tố

A. nồng độ, áp suất

B. nhiệt độ

C. chất xúc tác, diện tích bề mặt

D. Cả A, B và C

Đáp án: D

Giải thích:

Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào các yếu tố: nồng độ, áp suất, nhiệt độ, chất xúc tác, diện tích bề mặt.

Câu 11. Phát biểu nào sau đây sai?

A. Nồng độ các chất phản ứng càng lớn, tốc độ phản ứng càng lớn

B. Áp suất của các chất ở thể khí càng lớn, tốc độ phản ứng càng lớn

C. Diện tích bề mặt càng nhỏ, tốc độ phản ứng càng lớn

D. Nhiệt độ càng cao, tốc độ phản ứng càng lớn

Đáp án: C

Giải thích:

Diện tích bề mặt càng nhỏ, tốc độ phản ứng càng lớn ⇒ sai. Vì diện tích bề mặt càng lớn, tốc độ phản ứng càng lớn.

Câu 12. Hiện tượng nào dưới đây thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng?

A. Thanh củi được chẻ nhỏ hơn thì sẽ cháy nhanh hơn

B. Quạt gió vào bếp than để thanh cháy nhanh hơn

C. Thức ăn lâu bị ôi thui hơn khi để trong tủ lạnh

D. Các enzyme làm thúc đẩy các phản ứng sinh hóa trong cơ thể

Đáp án: C

Giải thích:

Thanh củi được chẻ nhỏ hơn thì sẽ cháy nhanh hơn ⇒ tăng diện tích bề mặt của củi ⇒ Yếu tố diện tích tiếp xúc.

Quạt gió vào bếp than để thanh cháy nhanh hơn ⇒ tăng nồng độ oxi cho phản ứng cháy ⇒ Yếu tố nồng độ.

Thức ăn lâu bị ôi thui hơn khi để trong tủ lạnh ⇒ giảm nhiệt độ để các phản ứng phân hủy diễn ra chậm hơn ⇒ Yếu tố nhiệt độ.

Các enzyme làm thúc đẩy các phản ứng sinh hóa trong cơ thể ⇒ enzyme là chất xúc tác sinh học. ⇒ Yếu tố xúc tác.

Câu 13. Với phản ứng có $\gamma =2$. Nếu nhiệt độ tăng từ 30°C lên 70°C thì tốc độ phản ứng

A. tăng gấp 4 lần

B. tăng gấp 8 lần

C. giảm 4 lần

D. tăng gấp 16 lần

Đáp án: D

Giải thích:

$\frac{v_2}{v_1}$ = ${\gamma }^{\left(\frac{T_2-T_1}{10}\right)}$ ⇒ $\frac{v_2}{v_1}$ = $2^{\left(\frac{70-30}{10}\right)}$ = 16

⇒ Tốc độ phản ứng tăng gấp 16 lần.

Câu 14. Nồi áp suất dùng để ninh, hầm thức ăn có thể làm nóng nước tới nhiệt độ 120°C so với 100°C khi dùng nồi thường. Trong quá trình hầm xương thường diễn ra nhiều phản ứng hóa học, ví dụ quá trình thủy phân collagen thành gelatin. Hãy cho biết tốc độ của phản ứng 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 4 lần

C. Ít nhất tăng 4 lần

D. Ít nhất giảm 16 lần

Đáp án: C

Giải thích:

Ta có: $\frac{v_2}{v_1}$ = ${\gamma }^{\left(\frac{T_2-T_1}{10}\right)}$

Trong đó: $\gamma =2÷4$

Nhiệt độ ở nồi thường ban đầu: T1 = 100°C

Nhiệt độ ở nồi áp suất: T2 = 120°C

⇒ $2^{\left(\frac{T_2-T_1}{10}\right)}$ ≤ $\frac{v_2}{v_1}$ ≤ $4^{\left(\frac{T_2-T_1}{10}\right)}$

⇒ $2^{\left(\frac{120-100}{10}\right)}$ ≤ $\frac{v_2}{v_1}$ ≤ $4^{\left(\frac{120-100}{10}\right)}$

⇒ $2^2$ ≤ $\frac{v_2}{v_1}$ ≤ $4^2$

⇒ 4 ≤ $\frac{v_2}{v_1}$ ≤ 16

Vậy tốc độ phản ứng tăng ít nhất 4 lần và nhiều nhất 16 lần.

Câu 15. Cho hiện tượng sau: Tàn đóm đỏ bùng lên khi cho vào bình oxygen nguyên chất.

Hiện tượng trên thể hiện ảnh hưởng của yếu tố nào đến tốc độ phản ứng?

A. Nồng độ

B. Nhiệt độ

C. Diện tích bề mặt

D. Chất xúc tác

Đáp án: A

Giải thích:

Khi cho tàn đóm vào bình oxygen nguyên ⇒ nồng độ oxygen tăng cao (vì oxygen nguyên chất có nồng độ cao hơn oxygen trong không khí). ⇒ nồng độ oxi tăng làm cho tốc độ phản ứng tăng ⇒ tàn đóm đỏ bùng cháy.

Bài giảng Hóa học 10 Bài 16: Tốc độ phản ứng hóa học - Cánh diều