BÀI 16: CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG HOÁ HỌC

MỞ ĐẦU

Thực phẩm bảo quản trong tủ lạnh sẽ giữ được lâu hơn (a), khi nấu một số loại thực phẩm bằng nồi áp suất sẽ nhanh chín hơn (b), bệnh nhân sẽ dễ hô hấp hơn khi dùng oxygen từ bình chứa khí oxygen so với từ không khí (c),…

Những yếu tố nào ảnh hưởng đến tốc độ của các quá trình biển đổi trên?

Giải nhanh:

a) Ảnh hưởng của nhiệt độ

b) Ảnh hưởng của áp suất

c) Ảnh hưởng của nồng độ.

1. ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ

Thảo luận 1: Tiến hành thí nghiệm 1 và quan sát hiện tượng của thí nghiệm. Nhận xét mối liên hệ giữa thể tích dung dịch Na₂S₂O₃ với thời gian xuất hiện kết tủa.

Giải nhanh:

- Cốc 1 có lượng lưu huỳnh tạo nhiều và làm mờ dấu thập nhanh nhất, chậm dần ở cốc còn lại

- Thể tích Na₂S₂O₃ càng lớn tốc độ phản ứng càng nhanh

Thảo luận 2: Quan sát Hình 16.2 và phương trình hóa học của phản ứng, giải thích kết quả thí nghiệm 1.

Giải nhanh:

Ta có: v=k×CNa2SO4CH2SO4, nồng độ Na₂S₂O₃ càng lớn, tốc độ phản ứng càng nhanh.

Luyện tập: Giữ nguyên nồng độ dung dịch Na₂S₂O₃ ban đầu, pha loãng dung dịch H₂SO₄ tương tự như cách pha loãng dung dịch Na₂S₂O₃ theo Bảng 16.1, kết quả thí nghiệm sẽ thay đổi thế nào?

Giải nhanh:

Khi đó tốc độ phản ứng giảm theo độ giảm nồng độ H₂SO₄. Kết quả thí nghiệm không đổi.

2. ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ

Thảo luận 3: Quan sát Hình 16.3, nhận xét sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng.

Giải nhanh:

Ở nhiệt đô cao hơn, tốc độ phản ứng xảy ra nhanh hơn.

Thảo luận 4: Quan sát Hình 16.4 và phương trình hóa học của phản ứng, giải thích vì sao tốc độ mất màu của KMnO₄ trong 2 cốc không giống nhau.

Giải nhanh:

Vì các phân tử chất phản ứng chuyển động với vận tốc nhanh hơn nên có sự gia tăng số va chạm hiệu quả giữa các phân tử.

Luyện tập: Biết rằng: Khi nhiệt độ tăng thêm 10^oC, tốc độ của một phản ứng hóa học tăng 4 lần; cho biết tốc độ phản ứng giảm bao nhiêu lần khi nhiệt độ giảm từ 70^oC xuống 40^oC.

Giải nhanh:

Ta có: vt2vt1=440-7010=164=>giảm 64 lần. 

3. ẢNH HƯỞNG CỦA ÁP SUẤT

Thảo luận 5: Quan sát Hình 16.5, cho biết mật độ phân bố của các phân tử chất khí trong bình kín thay đổi như thế nào khi tăng áp suất của bình?

Giải nhanh:

Khi đó thể tích giảm, các phân tử khí phân bố mật độ đặc khít hơn

Luyện tập: Xét các phản ứng xảy ra trong bình kín:

2CO(g) + O₂(g) → 2CO₂(g) (1)

NH₄Cl(s) → NH₃(g) + HCl(g) (2)

Yếu tố áp suất ảnh hưởng đến tốc độ của phản ứng nào? Khi tăng áp suất, tốc độ phản ứng thay đổi như thế nào?

Giải nhanh:

Của phản ứng 1 vì CO và O₂ là chất khí. Áp suất tăng thì tốc độ phản ứng tăng.

4. ẢNH HƯỞNG CỦA BỀ MẶT TIẾP XÚC

Thảo luận 6: Tiến hành thí nghiệm 2 và so sánh tốc độ khí thoát ra trong hai bình tam giác.

Giải nhanh:

Bình đựng CaCO₃ kích thước nhỏ phản ứng nhanh hơn, thể tích CO₂ thoát ra nhiều hơn.

Thảo luận 7: Nhận xét mối quan hệ giữa tốc độ phản ứng với kích thước của CaCO₃

Giải nhanh:

Kích thước CaCO₃ nhỏ, tốc độ phản ứng xảy ra nhanh.

Thảo luận 8: Quan sát Hình 16.7, giải thích kết quả của thí nghiệm 2.

Giải nhanh:

CaCO₃ kích thước nhỏ có diện tích bề mặt tiếp xúc lớn hơn, làm tăng tần số va chạm hiệu quả giữa các chất nên tốc độ phản ứng tăng.

Luyện tập: Củi khi được chẻ nhỏ sẽ cháy nhanh hơn và mạnh hơn so với củi có kích thước lớn. Giải thích.

Giải nhanh:

Củi chẻ nhỏ có diện tích tiếp xúc bề mặt lớn hơn, làm tăng khả năng phản ứng cháy với oxygen, tốc độ phản ứng tăng.

5. ẢNH HƯỞNG CỦA CHẤT XÚC TÁC

Thảo luận 9: Tiến hành thí nghiệm 3, quan sát hiện tượng và so sánh sự thay đổi của tàn đóm ở 2 ống nghiệm

Giải nhanh:

- Cho MnO₂: ống 2 bọt khí thoát ra mạnh hơn

- Đưa tàn đóm: ống 1 không thay đổi, ống 2 bùng cháy thành ngọn lửa.

Luyện tập: Tại sao khi nhai kĩ cơm, cảm nhận cơm có vị ngọt hơn?

Giải nhanh:

Vì thành phân của cơm là tinh bột, khi nhai phản ứng thuỷ phân tinh bột thành đường glucose xảy ra.

6. Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG TRONG ĐỜI SỐNG VÀ SẢN XUẤT

Thảo luận 10: Quan sát Hình 16.9, cho biết yếu tố nào ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng đã được vận dụng trong thực tiễn.

Giải nhanh:

a) Yếu tố nồng độ oxygen cao

b) Yếu tố nhiệt độ

c) Yếu tố nồng độ oxygen giảm

Vận dụng: Trong quá trình lên men giấm, người ta thường cho chuối hay nước dừa vào lọ chứa giấm nuôi, giải thích.

Giải nhanh:

Trong điều kiện thích hợp vi khuẩn lên men chuối chín hay nước dừa chuyển hoá glucose thành ethanol và tạo acetic acid. Ngoài ra thêm chuối hay nước dừa còn tạo mùi vị đặc trưng cho giấm.

BÀI TẬP

Bài 1: Hai nhân vật minh họa trong hình bên đang chế biến món gà rán, được thực hiện bằng hai cách. Một người chọn cách chia ra từng phần nhỏ, người còn lại chọn cách để nguyên, giả thiết các điều kiện giống nhau (nhiệt độ, lượng dầu ăn,...). Hãy cho biết cách nào món ăn nhanh chín hơn. Giải thích.

Giải nhanh:

Cách chia nhỏ thịt chín nhanh hơn vì có diện tích bề mặt tiếp xúc lớn hơn nên tốc độ phản ứng nhanh hơn.

Bài 2: Nồng độ, nhiệt độ, áp suất, diện tích tiếp xúc, chất xúc tác ảnh hưởng như thế nào đến tốc độ phản ứng?

Giải nhanh:

Tốc độ phản ứng tỉ lệ thuận với các yếu tố trên.

Bài 3: Cho a g kim loại Zn dạng hạt vào lượng dư dung dịch HCl 2 M, phương trình hóa học xảy ra như sau:

Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl₂(aq) + H₂(g)

Tốc độ khí H₂ thoát ra như thế nào khi thay đổi các yếu tố dưới đây:

a) Thay a g Zn hạt bằng a g bột Zn

b) Thay dung dịch HCl 2 M bằng dung dịch HCl 1 M

c) Thực hiện phản ứng ở nhiệt độ cao hơn bằng cách đun nóng nhẹ dung dịch HCl

Giải nhanh:

a) Thể tích khí sinh ra nhanh hơn do tăng diện tích tiếp xúc.

b) Làm giảm nồng độ chất tham gia phản ứng nên thể tích khí sinh ra chậm hơn.

c) Nhiệt độ tăng làm tốc độ phản ứng tăng nên khí sinh ra nhanh hơn.

Bài 4: Cho phương trình hóa học của phản ứng: 2CO(g) + O₂(g) → 2CO₂(g)

Nếu hệ số nhiệt độ Van't Hoff bằng 2, tốc độ phản ứng thay đổi như thế nào khi tăng nhiệt độ của phản ứng từ 30^oC lên 60^oC?

Giải nhanh:

Ta có: vt2vt1=260-3010=8. Vậy tốc độ phản ứng tăng 8 lần.