Để so sánh được mức độ xảy ra nhanh hay chậm của các phản ứng hóa học thì ta dùng đại lượng tốc độ phản ứng hóa học. Vậy tốc độ phản ứng hóa học là gì? Lý thuyết về tốc độ phản ứng và một số bài tập điển hình? Thí nghiệm về tốc độ phản ứng hóa học?… Nội dung bài viết dưới đây của chúng tôi sẽ giúp bạn có được những kiến thức hữu ích về chủ đề tốc độ phản ứng trong hóa học, cùng tìm hiểu nhé!.

Tốc độ phản ứng hóa học lớp 10

Khái niệm tốc độ phản ứng là gì?

• Tốc độ phản ứng được định nghĩa là đại lượng đặc trưng cho độ biến thiên nồng độ của một trong những chất phản ứng, hoặc mẫu sản phẩm ứng trong một đơn vị chức năng thời hạn .
• Theo quy ước:
  • Nồng độ được tính bằng mol / l
  • Thời gian được tính bằng giây ( s ), phút ( ph ), giờ ( h ) …

Tốc độ trung bình của phản ứng

Xét phản ứng : \ ( A \ rightarrow B \ ) Ở thời gian \ ( t_ { 1 } \ ) : \ ( C_ { A } \ ) là \ ( C_ { 1 } \ ) mol / l
Ở thời gian \ ( t_ { 2 } \ ) : \ ( C_ { A } \ ) là \ ( C_ { 2 } \ ) mol / l ( \ ( C_ { 1 } > C_ { 2 } \ ) )

Công thức tính tốc độ trung bình của phản ứng

• Tốc độ của phản ứng tính theo A trong khoảng thời gian \(t_{1} \rightarrow t_{2}\):

\ ( \ bar { v } = \ frac { C_ { 1 } – C_ { 2 } } { t_ { 2 } – t_ { 1 } } = \ frac { C_ { 2 } – C_ { 1 } } { t_ { 2 } – t_ { 1 } } = – \ frac { \ Delta C } { \ Delta t } \ )

• Tốc độ của phản ứng tính theo sản phẩm B:

Ở thời gian \ ( t_ { 1 } \ ) : \ ( C_ { B } \ ) là \ ( C_ { 1 } \ ) mol / l
Ở thời gian \ ( t_ { 2 } \ ) : \ ( C_ { B } \ ) là \ ( C_ { 2 } \ ) mol / l ( \ ( C_ { 1 } > C_ { 2 } \ ) )
\ ( \ bar { v } = \ frac { C_ { 1 } – C_ { 2 } } { t_ { 2 } – t_ { 1 } } = \ frac { \ Delta C } { \ Delta t } \ )

Do đó, công thức tổng quát tính tốc độ phản ứng trong khoảng thời gian từ \(t_{1}\) đến \(t_{2}\) là:

\ ( \ bar { v } = \ pm \ frac { \ Delta C } { \ Delta t } \ )
Trong đó :
\ ( \ bar { v } \ ) là tốc độ trung bình của phản ứng trong khoảng chừng thời hạn từ \ ( t_ { 1 } \ ) đến \ ( t_ { 2 } \ ) .
\ ( + \ Delta C \ ) là biến thiên nồng độ chất mẫu sản phẩm .
\ ( – \ Delta C \ ) là biến thiên nồng độ chất tham gia phản ứng ( chất tạo thành ) .

Biểu thức tốc độ của phản ứng trên:  \(V=k[A]\)

Trong đó : k là hằng số tốc độ phản ứng

Những yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng

Ảnh hưởng của nồng độ

Khi nồng độ chất phản ứng tăng thì tốc độ của phản ứng tăng .

Ảnh hưởng của nhiệt độ

• Khi nhiệt độ tăng, tốc độ phản ứng tăng .
• Khi nhiệt độ phản ứng tăng dẫn đến hai hệ quả sau :
  • Tốc độ hoạt động của những phân tử tăng, dẫn đến tần số va chạm giữa những chất phản ứng tăng .
  • Tần số va chạm có hiệu suất cao giữa những chất phản ứng tăng nhanh. Đây là yếu tố chính làm cho tốc độ phản ứng tăng nhanh khi tăng nhiệt độ .

Ảnh hưởng của áp suất

• Đối với phản ứng có chất khi tham gia thì khi áp suất tăng ( nồng độ chất khí tăng ), tốc độ phản ứng sẽ tăng .
• Khi tăng áp suất, khoảng cách giữa những phân tử càng nhỏ, nên sự va chạm càng dễ có hiệu suất cao hơn, do đó phản ứng xảy ra nhanh hơn .

Ảnh hưởng của diện tích bề mặt

Đối với phản ứng có chất rắn tham gia, khi diện tích quy hoạnh mặt phẳng tăng thì tốc độ phản ứng sẽ tăng .

Ảnh hưởng của chất xúc tác

• Chất xúc tác được biết đến là chất có tính năng làm đổi khác mãnh liệt tốc độ của phản ứng nhưng không bị tiêu tốn trong phản ứng .
• Những chất xúc tác làm triển khai cho quy trình xảy ra nhanh hơn là chất xúc tác dương. Trong kĩ thuật tân tiến thì xúc tác dương được sử dụng một cách thoáng rộng .

Ví dụ: trong quá trình tổng hợp \(NH_{3}\), sản xuất \(H_{2}SO_{4}, HNO_{3}\), cao su nhân tạo, chất dẻo,…

• Những chất xúc tác làm cho quy trình xảy ra chậm được gọi là chất xúc tác âm .

Ví dụ: Quá trình oxi hóa \(Na_{2}SO_{3}\) trong dung dịch thành \(Na_{2}SO_{4}\) xảy ra chậm khi cho thêm glycerol.

Kiến thức về cân bằng hóa học

Phản ứng thuận nghịch

Phản ứng thuận nghịch là phản ứng xảy ra đồng thời theo hai chiều ngược nhau trong cùng điều kiện kèm theo như nhau .

Ví dụ: \ ( H_ { 2 } + I_ { 2 } \ rightleftharpoons 2HI \ )

Định nghĩa cân bằng hóa học

Cân bằng hóa học được định nghĩa là trạng thái của phản ứng thuận nghịch mà tại đó thì tốc độ của phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch .

Lưu ý: Cân bằng hóa học chính là cân bằng động vì khi đó phản ứng thuận và phản ứng nghịch vẫn xảy ra, tuy nhiên với vận tốc như nhau nên nồng độ các chất trong hệ không còn thay đổi.

Nguyên lí chuyển dịch cân bằng

• Khi nồng độ một chất nào đó ( trừ chất rắn ) trong cân đối, cân đối sẽ chuyển dời theo chiều phản ứng làm giảm nồng độ chất đó và ngược lại .
• Khi tăng áp suất chung của hệ cân bằng, cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều phản ứng có số mol ít hơn và ngược lại.
• Khi phản ứng ở trạng thái cân bằng, nếu số mol khí ở hai vế của phương trình bằng nhau thì khi tăng áp suất cân bằng sẽ không chuyển dịch.
• Khi tăng nhiệt độ, cân đối sẽ di dời theo chiều phản ứng thi nhiệt và ngược lại .

Lưu ý: Chất xúc tác không làm dịch chuyển cân bằng, chỉ làm phản ứng nhanh đạt đến trạng thái cân bằng.

Một số công thức về tốc độ phản ứng

Biểu thức vận tốc phản ứng

• Vận tốc phản ứng sẽ tỉ lệ thuận với tích nồng độ của những chất tham gia phản ứng, với số mũ là thông số hợp thức của những chất tương ứng trong phương trình phản ứng hóa học .

Xét phản ứng : \ ( mA + nB \ rightarrow pC + qD \ )
Biểu thức tốc độ :

\(v = k [A]^{m}[B]^{n}\)

Trong đó :

• k:hằng số tỉ lệ ( hằng số tốc độ ) .
• [A], [B]:nồng độ mol của chất A và B .

Hằng số cân bằng trong phản ứng

Xét phản ứng thuận nghịch : \ ( mA + nB \ rightleftharpoons pC + qD \ )
Vận tốc phản ứng thuận : \ ( vt = kt [ C ] m [ D ] n \ )
Vận tốc phản ứng nghịch : \ ( v_ { n } = kn [ C ] ^ { p } [ D ] ^ { q } \ )

Bài tập về tốc độ phản ứng hóa học

Bài 1: Tốc độ của phản ứng tăng bao nhiêu lần nếu tăng nhiệt độ từ 200 độ C đến 240 độ C, biết rằng khi tăng 10 độ C thì tốc độ phản ứng tăng 2 lần.

Cách giải:

Gọi \ ( V_ { 200 } \ ) là tốc độ phản ứng ở 200 độ C
Ta có :
\ ( V_ { 210 } = 2V _ { 200 } \ )
\ ( V_ { 220 } = 2V _ { 210 } = 4V _ { 200 } \ )
\ ( V_ { 230 } = 2V _ { 220 } = 8V _ { 200 } \ )
\ ( V_ { 240 } = 2V _ { 230 } = 16V _ { 200 } \ )
Vậy tốc độ phản ứng tăng lên 16 lần

Bài 2: Cho phản ứng: \(A+ 2B \rightarrow C\)

Nồng độ bắt đầu những chất : [ A ] = 0,3 M ; [ B ] = 0,5 M. Hằng số tốc độ k = 0,4

1. Tính tốc độ phản ứng lúc bắt đầu .
2. Tính tốc độ phản ứng tại thời gian t khi nồng độ A giảm 0,1 mol / l .

Cách giải:

\ ( V_ { bd } = k. [ A ]. [ B ] 2 = 0,4. [ 0,3 ]. [ 0,5 ] 2 = 0,3 mol / ls \ )
2. Tốc độ tại thời gian 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 gian 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 \ )

Chúng tôi đã cùng bạn tìm hiểu chi tiết về chủ đề tốc độ phản ứng hóa học cùng một số nội dung liên quan. Mong rằng kiến thức trong bài viết trên sẽ giúp ích cho bạn trong quá trình nghiên cứu và học tập về chuyên đề tốc độ phản ứng hóa học.

Chúc các bạn luôn học tập tốt!.