A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT
1. Tốc độ phản ứng
a. Khái niệm và biểu thức tốc độ phản ứng hóa học
- Tốc độ phản ứng là đại lượng đặc trưng cho mức độ diễn ra nhanh hay chậm của phản ứng hóa học, được đo bằng độ biến thiên nồng độ của một trong các chất tham gia hoặc sản phẩm trong một đơn vị thời gian.
- Biểu thức tốc độ trung bình phản ứng: Xét phản ứng: aA + bB → cC + dD (*)
Tại thời điểm t1: nồng độ chất A là C1 (mol/lít)
Tại thời điểm t2: nồng độ chất A là C2 (mol/lít)
Tốc độ trung bình của phản ứng được tính theo chất A là: \({{V}_{tb}}=\frac{{{C}_{1}}-{{C}_{2}}}{{{t}_{2}}-{{t}_{1}}}\)
- Thứ nguyên: mol/lít.s hoặc mol/lít.phút…
b. Các yếu tố ảnh hưởng
- Ảnh hưởng của nồng độ
Tốc độ của phản ứng (*) được xác định bởi biểu thức: v = k.[A]a.[B]b
Do đó: khi tăng nồng độ chất tham gia thì tốc độ phản ứng tăng lên.
- Ảnh hưởng của áp suất (chỉ với phản ứng có chất khí tham gia): Khi tăng áp suất → nồng độ chất khí tăng nên tốc độ phản ứng tăng
- Ảnh hưởng của nhiệt độ: Khi tăng nhiệt độ thì tốc độ phản ứng tăng
- Bằng thực nghiệm người ta xác định được rằng: khi tăng nhiệt độ thêm 10oC thì tốc độ phản ứng tăng thêm 2\(\div \)4 lần. Giá trị γ = 2\(\div \)4 được gọi là hệ số nhiệt của phản ứng.
Trị số của γ được xác định hoàn toàn bằng thực nghiệm.
\(\gamma =\frac{{{v}_{({{t}^{o}}C+10)}}}{{{v}_{{{t}^{o}}}}}\).
Như vậy nếu một phản ứng xảy ra ở nhiệt độ T1 với tốc độ v1, ở nhiệt độ T2 với tốc độ v2 (giả sử: T2 > T1) thì: \(\frac{{{v}_{2}}}{{{v}_{1}}}={{\gamma }^{\frac{{{T}_{2}}-{{T}_{1}}}{10}}}\)
- Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc: diện tích tiếp xúc càng lớn thì tốc độ phản ứng càng tăng
- Ảnh hưởng của xúc tác: Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng, bản thân không bị biến đổi sau phản ứng
2. Cân bằng hóa học
a. Khái niệm cân bằng hóa học, hằng số cân bằng hóa học
- Cân bằng hóa học là trạng thái của phản ứng thuận nghịch khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch. Cân bằng hóa học là một cân bằng động
- Xét phản ứng: aA + bB → cC + dD (**)
Mỗi cân bằng hóa học được đặc trưng bởi một hằng số cân bằng KC (hằng số cân bằng hóa học) được xác
định bởi biểu thức: \({{K}_{C}}=\frac{{{\text{ }\!\![\!\!\text{ C }\!\!]\!\!\text{ }}^{\text{c}}}\text{. }\!\![\!\!\text{ D}{{\text{ }\!\!]\!\!\text{ }}^{\text{d}}}}{{{\text{ }\!\![\!\!\text{ A }\!\!]\!\!\text{ }}^{\text{a}}}\text{. }\!\![\!\!\text{ B}{{\text{ }\!\!]\!\!\text{ }}^{\text{b}}}}\)
Chú ý:
+ Hằng số cân bằng KC không phụ thuộc vào nồng độ ban đầu của các chất phản ứng
+ Với mỗi phản ứng nhất định thì KC chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ
+ Trong cân bằng có chất rắn thì nồng độ chất rắn không được đưa vào biểu thức của KC
b. Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học
- Ảnh hưởng của nồng độ: Khi tăng hoặc giảm nồng độ của một chất trong cân bằng thì cân bằng chuyển dịch về phía làm giảm hoặc tăng nồng độ của chất đó.
- Chú ý: Trong hệ cân bằng có chất rắn (ở dạng nguyên chất) thì việc tăng hay giảm khối lượng chất rắn không làm chuyển dịch cân bằng.
- Ảnh hưởng của áp suất (cân bằng có chất khí): Khi tăng áp suất chung của hệ cân bằng thì cân bằng chuyển dịch về phía tạo ra số mol khí ít hơn và ngược lại.
- Chú ý: Trong cân bằng mà tổng số mol khí ở 2 vế bằng nhau thì áp suất không ảnh hưởng đến cân bằng
- Ảnh hưởng của nhiệt độ: Khi tăng nhiệt độ thì cân bằng chuyển dịch về phía phản ứng thu nhiệt (∆H>0) và ngược lại khi giảm nhiệt độ thì cân bằng chuyển dịch về phía phản ứng tỏa nhiệt (∆H<0)
B. BÀI TẬP MINH HỌA
Bài 1: Cân bằng hoá học
A. là một trạng thái cân bằng động vì khi hệ đạt cân bằng hoá học, các phản ứng thuận và phản ứng nghịch vẫn tiếp tục xảy ra với tốc độ bằng nhau.
B. là một cân bằng tĩnh vì khi đó, các phản ứng thuận và phản ứng nghịch đều dừng lại.
C. là một trạng thái cân bằng động vì khi hệ đạt cân bằng hoá học, các phản ứng thuận và phản ứng nghịch vẫn tiếp tục xảy ra nhưng với tốc độ không bằng nhau.
D. là một trạng thái cân bằng động vì khi hệ đạt cân bằng hoá học, phản ứng thuận dừng lại còn phản ứng nghịch vẫn tiếp tục xảy ra.
Hướng dẫn giải
Định nghĩa cân bằng hóa học: là một trạng thái cân bằng động vì khi hệ đạt cân bằng hoá học, các phản ứng thuận và phản ứng nghịch vẫn tiếp tục xảy ra với tốc độ bằng nhau.
Đáp án A
Bài 2: Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hoá học là :
A. nồng độ, nhiệt độ và chất xúc tác.
B. nồng độ, áp suất và diện tích bề mặt.
C. nồng độ, nhiệt độ và áp suất.
D. áp suất, nhiệt độ và chất xúc tác.
Hướng dẫn giải
Lưu ý: Chất xúc tác và diện tích bề mặt chỉ ảnh hưởng đến tốc độ hóa học.
Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học là: nồng độ, nhiệt độ và áp suất.
Đáp án C
Bài 3: Một bình phản ứng có dung tích không đổi, chứa hỗn hợp khí N2 và H2 với nồng độ tương ứng là 0,3M và 0,7M. Sau khi phản ứng tổng hợp NH3 đạt trạng thái cân bằng ở toC, H2 chiếm 50% thể tích hỗn hợp thu được. Hằng số cân bằng KC ở toC của phản ứng có giá trị là :
A. 3,125.
B. 0,500.
C. 0,609.
D. 2,500.
Hướng dẫn giải
Ta có phương trình:
N2 + 3H2 → 2NH3
Bđ 0,3 0,7
pư x 3x 2x
spư 0,3 –x 0,7 – 3x 2x
Theo đề bài sau phản ứng, lượng H2 chiếm 50% thể tích hỗn hợp thu được
→ \(\frac{{0,7 - 3x}}{{0,3 - x + 0,7 - 3x + 2x}} = \frac{1}{2}\).
→ x = 0,1
Sau phản ứng số mol của N2, H2, NH3 lần lượt là 0,2; 0,4; 0,2
→ K = \(\frac{{0,{2^2}}}{{0,2.0,{4^3}}} = 3,125\)
Đáp án A.
Bài 4: Người ta cho N2 và H2 vào trong bình kín dung tích không đổi và thực hiện phản ứng: N2 + 3H2 ⇔ 2NH3
Sau một thời gian, nồng độ các chất trong bình như sau: [N2] = 2M ; [H2] = 3M ; [NH3] = 2M. Nồng độ mol/l của N2 và H2 ban đầu lần lượt là :
A. 3 và 6.
B. 2 và 3.
C. 4 và 8.
D. 2 và 4.
Hướng dẫn giải
Xét lượng N2, H2 tham gia phản ứng, thì ta có phương trình:
N2 + 3H2 → 2NH3 (1)
(1) CM N2 phản ứng = ½ CM NH3 sinh ra = 1M
(1) CM H2 = 3/2 CM NH3 sinh ra = 3M
→ CM N2 ban đầu = 1 + 2 = 3M
CM H2 ban đầu = 3 + 3 = 6M
Đáp án A.
C. LUYỆN TẬP
Câu 1. Cho phương trình hoá học của phản ứng tổng hợp amoniac
N2 (k)+ 3H2 (k) ⇄ 2NH3 (k)
Khi tăng nồng độ của hiđro lên 2 lần, tốc độ phản ứng thuận
A. tăng lên 8 lần.
B. tăng lên 6 lần.
C. tăng lên 2 lần.
D. giảm đi 2 lần
Câu 2. Cho cân bằng hoá học: 2SO2 (k) + O2 (k) 2SO3 (k); phản ứng thuận là phản ứng tỏa nhiệt. Phát biểu đúng là:
A. Cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch khi giảm nồng độ SO3.
B. Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận khi giảm áp suất hệ phản ứng.
C. Cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch khi giảm nồng độ O2.
D. Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận khi tăng nhiệt độ.
Câu 3. Cho cân bằng hoá học: N2 (k) + 3H2 (k) ⇄ 2NH3 (k); phản ứng thuận là phản ứng toả nhiệt. Cân bằng hoá học không bị chuyển dịch khi
A. thay đổi nồng độ N2.
B. thêm chất xúc tác Fe.
C. thay đổi áp suất của hệ.
D. thay đổi nhiệt độ.
Câu 4. Cho các cân bằng hoá học:
(1) N2 (k) + 3H2 (k) ⇄ 2NH3 (k)
(2)H2 (k) + I2 (k) ⇄ 2HI (k)
(3) 2SO2 (k) + O2 (k) ⇄ 2SO3 (k)
(4) 2NO2 (k) ⇄ N2O4 (k)
Khi thay đổi áp suất những cân bằng hóa học bị chuyển dịch là:
A. 1, 2, 3.
B. 2, 3, 4.
C. 1, 3, 4.
D. 1, 2, 4.
Câu 5. Hằng số cân bằng của phản ứng xác định chỉ phụ thuộc vào
A. nhiệt độ.
B. áp suất.
C. chất xúc tác.
D. nồng độ.
Câu 6. Cho cân bằng sau trong bình kín:
2NO2 (k) ⇄ N2O4 (k)
Nâu đỏ không màu
nâu đỏ nhạt dần. Phản ứng thuận có
A. Δ H < 0, phản ứng tỏa nhiệt.
B. Δ H < 0, phản ứng thu nhiệt.
C. Δ H > 0, phản ứng tỏa nhiệt.
D. Δ H > 0, phản ứng thu nhiệt.
Câu 7. 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. 5,0.10-4 mol/(l.s)
B. 5,0.10-5 mol/(l.s)
C. 1,0.10-3mol/(l.s)
D. 2,5.10-4mol/(l.s)
Câu 8. Cho các cân bằng sau:
(1) 2SO3 (k) + O2 (k) ⇄ 2SO3 (k)
(2) N2 (k) + 3H2 (k) ⇄ 2NH3 (k)
(3) CO2 (k) + H2 (k) ⇄ CO (k) + H2O (k)
(4) 2HI (k) ⇄ H2 (k) + I2 (k)
Khi thay đổi áp suất, nhóm gồm các cân bằng hoá học đều không bị chuyển dịch là
A. 1 và 2.
B. 1 và 3.
C. 3 và 4.
D. 2 và 4.
Câu 9. Cho cân bằng (trong bình kín) sau:
CO (k) + H2O (k) ⇄ CO2 (k) + H2 (k) ΔH < 0
Trong các yếu tố:
1. tăng nhiệt độ;
2. thêm một lượng hơi nước;
3. thêm một lượng H2;
4. tăng áp suất chung của hệ;
5. dùng chất xúc tác.
Dãy gồm các yếu tố đều làm thay đổi cân bằng của hệ là:
A. 1, 2, 4.
B. 1, 4, 5.
C. 2, 3, 4.
D. 1, 2, 3.
Câu 10. Cho các cân bằng sau:
(1) H2 (k) + I2 (k) ⇄ 2HI (k)
(2) ½ H2 (k) + ½ I2 (k) ⇄ HI (k)
(3) HI (k) ⇄ ½ H2 (k) + ½ I2 (k)
(4) H2 (k) + I2 (r) ⇄ 2HI (k)
Ở nhiệt độ xác định, nếu KC của cân bằng 1 bằng 64 thì KC bằng 0,125 là của cân bằng
A. 3.
B. 5.
C. 4.
D. 2.
Câu 11. Cho cân bằng: 2SO2 (k) + O2 (k) ⇄ 2SO3 (k). Khi tăng nhiệt độ thì tỉ khối của hỗn hợp khí so với H2 giảm đi. Phát biểu đúng khi nói về cân bằng này là:
A. Phản ứng nghịch toả nhiệt, cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận khi tăng nhiệt độ.
B. Phản ứng thuận toả nhiệt, cân bằng dịch chuyển theo chiều nghịch khi tăng nhiệt độ.
C. Phản ứng thuận thu nhiệt, cân bằng dịch chuyển theo chiều nghịch khi tăng nhiệt độ.
D. Phản ứng nghịch thu nhiệt, cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận khi tăng nhiệt độ.
Câu 12. Xét cân bằng: N2O4 (k) ⇄ 2NO2 (k) ở 25oC. Khi chuyển dịch sang một trạng thái cân bằng mới nếu nồng độ của N2O4 tăng lên 9 lần thì nồng độ của NO2
A. tăng 9 lần.
B. tăng 3 lần.
C. giảm 3 lần.
D. tăng 4,5 lần.
Câu 13. Cho các cân bằng sau:
(I) 2HI (k) ⇄ H2 (k) + I2 (k);
(II) CaCO3 (r) ⇄ CaO (r) + CO2 (k);
(III) FeO (r) + CO (k) ⇄ Fe (r) + CO2 (k);
(IV) 2SO2 (k) + O2 (k) ⇄ 2SO3 (k).
Khi giảm áp suất của hệ, số cân bằng bị chuyển dịch theo chiều nghịch là
A. 3.
B. 4.
C. 1.
D. 2.
Câu 14. Cho cân bằng hoá học: PCl5 (k) ⇔ PCl3 (k) + Cl2 (k); ΔH > 0.
Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận khi
A. tăng áp suất của hệ phản ứng.
B. tăng nhiệt độ của hệ phản ứng.
C. thêm PCl3 vào hệ phản ứng.
D. thêm Cl2 vào hệ phản ứng.
Câu 15. Cho phản ứng: Br2 + HCOOH → 2HBr + CO2.
Nồng độ ban đầu của Br2 là a mol/lít, sau 50 giây nồng độ Br2 còn lại là 0,01 mol/lít. Tốc độ trung bình của phản ứng trên tính theo Br2 là 4.10-5 mol/(l.s). Giá trị của a là
A. 0,018.
B. 0,014.
C. 0,012.
D. 0,016.
Trên đây là trích dẫn nội dung Phân loại bài tập về tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học môn Hóa học 10 năm 2021, để theo dõi nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác vui lòng đăng nhập vào hệ thống Chúng tôi chọn chức năng xem online hoặc tải về máy!
Chúc các em học tập thật tốt!
