Tổng hợp lý thuyết và ứng dụng các vấn đề trong đề thi olympic 304 hóa học 1037752

Tổng hợp Lý Thuyết ứng dụng vấn đề đề thi Olympic 30-4 Hóa học 10 Câu số 2: LÝ THUYẾT VỀ PHẢN ỨNG HÓA HỌC Khái niệm nhiệt hóa học: nhiệt phản ứng, nhiệt tạo thành, thiêu nhiệt, nhiệt hòa tan Định luật Hess hệ Tính hiệu ứng nhiệt phản ứng NHIỆT ĐỘNG HĨA HỌC Nhiệt số q trình quan trọng : 1/ Nhiệt tạo thành chất : ∆H(tt) (hay sinh nhiệt) Nhiệt tạo thành hợp chất hóa học hiệu ứng nhiệt phản ứng tạo thành mol chất từ đơn chất trạng thái chuẩn Trạng thái chuẩn chất trạng thái bền chất áp suất atm 250C (hay 298,15K) TD : phản ứng : N2 + 3H2  2NH3 ∆H = - 92,22 KJ ∆H pu − 92,22 2 Nhiệt tạo thành NH3 = = = - 46,11 KJ/mol C(r) + O2(k)  CO2(k) ∆H = - 393 KJ/mol Nhiệt tạo thành CO2 = ∆H(pư) = - 393 KJ/mol Nhiệt tạo thành đơn chất điều kiện chuẩn qui ước Khi phản ứng xảy mà tất chất (đơn chất hợp chất tạo thành) điều kiện chuẩn ∆Η tt0 ta có nhiệt tạo thành chuẩn Ký hiệu 2/ Nhiệt phân hủy : Nhiệt phân hủy hợp chất hiệu ứng nhiệt phản ứng phân hủy mol chất tạo thành đơn chất ∆Η 0298 TD : H2O(l)  H2(k) + ½ O2(k) = + 285,84 KJ Nhiệt phân hủy H2O đkc = + 285,84 KJ/mol 3/ Nhiệt đốt cháy (hay thiêu nhiệt) ∆H(tn) Nhiệt đốt cháy chất nhiệt tỏa đốt cháy hoàn toàn mol chất oxi TD : C(graphit) + O2(k)  CO2(k) ∆H = - 393 KJ/mol Nhiệt đốt cháy C = - 393 KJ/mol 2C2H5OH + 3O2  4CO2(k) + 6H2O(k) ∆H = - 2736 KJ ∆H pu − 2736 2 Nhiệt đốt cháy C2H5OH = = = - 1368 KJ/mol Định luật Lavoisier – Laplace : “Nhiệt tạo thành nhiệt phân hủy hợp chất trị số ngược dấu” 4/ Nhiệt phân li : Nhiệt phân li chất lượng cần thiết để phân hủy mol phân tử chất (ở thể khí) thành ngun tử thể khí ThuVienDeThi.com H2(k)  2H(k) ∆H = 104,2 kcal/mol O2(k)  2O(k) ∆H = 117 kcal/mol CH4(k)  C(k) + 4H(k) ∆H = 398 kcal/mol 5/ Năng lượng liên kết hóa học : Năng lượng liên kết hóa học lượng cần thiết để phá vỡ liên kết tạo thành nguyên tử thể khí Xác định nhiệt phản ứng hóa học : Định luật Hess Đây định luật nhiệt hóa học viện sĩ Nga H.I Hess (1802 – 1850) tìm lần đầu tiên, có nội dung sau : “ Trong trường hợp áp suất khơng đổi thể tích khơng đổi, hiệu ứng nhiệt phản ứng hóa học phụ thuộc vào dạng trạng thái chất đầu sản phẩm cuối, không phụ thuộc vào cách tiến hành phản ứng” Có thể minh họa ý nghĩa định luật Hess thí dụ sau : Việc oxi hóa than oxi tạo thành khí CO2 tiến hành theo cách : Cách : đốt cháy trực tiếp than thành CO2 Pt : C(graphit) + O2(k)  CO2(k) ∆H (hiệu ứng nhiệt phản ứng) Cách : tiến hành qua giai đoạn : C(graphit) + ½ O2(k)  CO(k) ∆H1 CO(k) + ½ O2(k)  CO2(k) ∆H2 Có thể biểu diển hai cách tiến hành sơ đồ sau : C(graphit) CO2(k) TD : + O2 CO(k) ∆H1 ∆H2 Nếu trình thỏa mãn điều kiện : Nhiệt độ áp suất ban đầu nhiệt độ áp suất cuối ta có : ∆H = ∆H1 + ∆H2 Vài hệ định luật Hess : 1/ Hệ : Hiệu ứng nhiệt phản ứng tổng nhiệt tạo thành sản phẩm trừ tổng nhiệt tạo thành tác chất (có kể hệ số hợp thức phương trình phản ứng) ∆Η 0298 = ∑ ∆Η tt0 ( sf ) − ∑ ∆Η tt0 (tc ) TD : Tính hiệu ứng nhiệt phản ứng : ∆Η 0298 ∆Η CaCO3(r)  CaO(r) + CO2(k) =? tt Biết - 1206,9 - 635,6 - 393,5 (KJ) Giải : ∆Η 0298 Ta có : = (- 635,6) + (- 393,5) – (-1206,9) = + 177,8 KJ 2/ Hệ : Hiệu ứng nhiệt phản ứng tổng nhiệt đốt cháy tác chất trừ tổng nhiệt đốt cháy sản phẩm (có kể hệ số hợp thức phương trình phản ứng) ThuVienDeThi.com ∆Η 0298 = ∑ ∆Η 0dc (tc) − ∑ ∆Η 0dc ( sf ) TD : Tính hiệu ứng nhiệt phản ứng : ∆Η 0298 CH3COOH(l) + C2H5OH(l)  CH3COOC2H5(l) + H2O(l) =? Biết ∆H(đc)0 - 871,69 - 1366,91 - 2284,05 Giải : Hiệu ứng nhiệt phản ứng : ∆Η 0298 = ∑ ∆Η 0dc (tc ) − ∑ ∆Η tt0 ( sf ) ⇒ ∆Η 0298 = (-871,69) + (-1366,91) – (-2284,05) = 45,45 KJ 3/ Hệ : Hiệu ứng nhiệt phản ứng tổng lượng liên kết có chất tham gia (tác chất) trừ tổng lượng liên kết có chất sản phẩm ∆Η 0298 = ∑ ∆Η lk0 (tc ) − ∑ ∆Η lk0 ( sf ) TD : Xác định lượng trung bình liên kết O – H phân tử nước, biết lượng liên kết H – H O = O tương ứng 435,9 KJ 498,7 KJ, đốt cháy đẳng áp mol H2 tỏa 483,68 KJ Giải : Pt : 2H2(k) + O2(k)  2H2O(k) ∆H = - 483,68 KJ Dựa vào hệ thứ định luật Hess ta có : ∆Η 0H 2O ∆Η 0298 = ∑ ∆Η lk0 (tc ) − ∑ ∆Η lk0 ( sf ) ⇒ - 483,68 = 2(435,9) + (498,7) - ⇒ ∆Η H 2O + 927,09 ⇒ ∆Η lk = + 927,09 KJ (O – H) = = + 463,545 KJ (do phân tử H2O có lk O-H) 4/ Chu trình nhiệt hóa học hay chu trình Born – Haber (Booc – Habe) Một phương pháp ứng dụng định luật Hess thường dùng để tính hiệu ứng nhiệt q trình (năng lượng mạng tinh thể, nhiệt hidrat hóa, nhiệt hóa …) lập chu trình nhiệt hóa học trình mà quan tâm giai đoạn chu trình, tất nhiên phải biết hiệu ứng nhiệt giai đọan khác chu trình Sau vài thí dụ : TD : Tính lượng mạng lưới tinh thể NaCl Năng lượng mạng lưới tinh thể NaCl hiệu ứng lượng trình : Na+ + Cl-  NaCl (tt) E NaCl Lập chu trình nhiệt hóa sau : ∆Hth Na ½ Na(r) + ½ Cl2 (k) Na(k) Cl(k) ∆H(tt) NaCl(tinh thể) INa ACl ENaCl Trong biết hiệu ứng nhiệt trình sau : - Nhiệt thăng hoa Na : ∆Hth Na = 25,9 kcal/mol ThuVienDeThi.com Na+ (k) + Cl-(k) - Nhiệt phân ly Cl2 thành nguyên tử : DCl2 = 57,2 kcal/mol - Năng lượng ion hóa Na : INa = 117,8 kcal/mol - Ái lực electron Clo : ACl = - 88,0 kcal/ngtg - Nhiệt tạo thành muối NaCl tinh thể (từ đơn chất) : ∆H(tt) NaCl = 98,2 kcal/mol Từ theo định luật Hess ta tính lượng mạng lưới NaCl : ENaCl = ∆H(tt NaCl) – (∆Htn Na + ½ DCl2 + INa + ACl) Thay giá trị vào ta : ENaCl = - 182,5 kcal/mol TD : Tính lượng liên kết ∆Hlk HCl nguyên tử H Cl phân tử HCl, nghĩa lượng giải phóng tạo thành phân tử HCl từ nguyên tử H Cl Biết Nhiệt phân ly Cl2 H2 thành nguyên tử : DH2 = 103,4 kcal/mol ; DCl2 = 57,2 kcal/mol Nhiệt tạo thành khí HCl : ∆HHCl = - 22,1 kcal/mol Ta lập chu trình nhiệt hóa sau : ½ H2 + ½ Cl2 ½ DCl2 ½ DH2 H(k) + Cl(k) - ∆Hlk ∆HHCl HCl(k) Từ chu trình áp dụng định luật Hess ta có : ⇒ ∆Hlk HCl + ∆HHCl = ½ DH2 + ½ DCl2 ∆Hlk HCl = ∆HHCl – (½ DH2 + ½ DCl2 ) (103,4 + 57,2) ∆Hlk HCl = - 22,1 – = - 102,4 kcal/mol Nhiệt dung : Nhiệt dung nhiệt lượng cần thiết để đun nóng lượng chất định lên 10 bách phân (1 C) Nhiệt dung riêng nhiệt lượng cần thiết để nâng nhiệt độ gam chất lên 10 bách phân Nhiệt dung mol nhiệt lượng cần thiết để nâng mol chất lên 10 bách phân BÀI TẬP: Dạng 1: Sử dụng chu trình Born-Haber định luật Hess Năm 2011 Câu 2.3/tr 12 Năm 2010 Câu 2.1 tr Câu 2.1/tr 14 Câu 2.1 tr 10 Câu 2.2/tr 22 Câu 2.1 tr 16 Câu 2.1/tr 24 Câu 2.1 tr 19 ThuVienDeThi.com ThuVienDeThi.com Tốc độ phản ứng hóa học: khái niệm, yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hóa học Động học phản ứng bậc bậc hai Phương trình Arrhenius Động học chế phản ứng ĐỘNG HOÁ HỌC I Tốc độ phản ứng Định nghĩa Tốc độ phản ứng hố học xác định thơng qua thực nghiệm lượng biến chất phản ứng hay lượng sinh sản phẩm đơn vị thời gian Lượng chất thường tính nồng độ mol (nếu chất thể khí chất tan dung dịch) Thời gian thường tính giây, phút, giờ… ∆C ∆t Khi đó: v = (1) Biểu thức tính tốc độ phản ứng Xét phản ứng đồng thể: aA + bB → cC + dD Tốc độ (trung bình) phản ứng là: ∆C A a ∆t ∆C B b ∆t ∆C C c ∆t ∆C D d ∆t v=== = (2) (Để cho tốc độ phản ứng đơn giá, người ta chia (1) cho hệ số chất phương trình phản ứng) - ∆C A ∆t ∆C C ∆t ,, ∆C B ∆t ∆C D ∆t : Tốc độ tiêu thụ chất A, chất B : Tốc độ tạo thành chất C, chất D * Chú ý: • Hệ số chất phương trình phản ứng phải số nguyên, tỉ lệ tối giản • Trong hệ SI, đơn vị tốc độ phản ứng mol.L-1.s-1 II Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng Nồng độ Khi nồng độ chất phản ứng tăng số phân tử chất phản ứng đơn vị thể tích tăng, phân tử có nhiều hội va chạm với nên tốc ThuVienDeThi.com độ phản ứng tăng 1.1 Đinh luật tác dụng khối lượng (Do Guldberg Waage đưa vào năm 1864 1867) Đối với phản ứng đơn giản (phản ứng xảy qua giai đoạn), tốc độ phản ứng tuân theo định luật tác dụng khối lượng sau: “Tốc độ phản ứng thời điểm tỉ lệ với tích nồng độ chất tham gia phản ứng với số mũ hệ số tỉ lượng tương ứng phương trình phản ứng” Ví dụ: Phản ứng đơn giản: 2NO(k) + O2 (k) → 2NO2 (k) có v = k.CNO2.CO * Tổng quát: Xét phản ứng đồng thể đơn giản: aA + bB → cC + dD (3) a b Biểu thức tốc độ phản ứng là: v = k.CA CB (4) Ý nghĩa k: k số tốc độ phản ứng, phụ thuộc vào chất phản ứng, nhiệt độ, dung môi, chất xúc tác Đối với phản ứng xác định, điều kiện định k số; k đặc trưng cho động học phản ứng, k lớn phản ứng xảy nhanh ngược lại Đơn vị k: Nếu v có đơn vị mol.L-1.s-1 đơn vị k phương trình (4) là: [ v] [mol L ] ( −1 a+b ) [k] = = (mol.L-1)(1-a-b).s-1 (4) gọi phương trình động học phản ứng (3) 1.2 Sự phụ thuộc tốc độ phản ứng vào nồng độ Phương trình động học phản ứng Bậc phản ứng a) Phương trình động học phản ứng Những nghiên cứu thực nghiệm rộng rãi cho thấy số phản ứng tuân theo định luật tác dụng khối lượng, nghĩa có phản ứng xảy qua giai đoạn mà thông thường chúng xảy qua nhiều giai đoạn Các phản ứng gọi phản ứng phức tạp Trong trường hợp tổng quát, phản ứng đồng thể: aA + bB → cC + dD phương trình động học phản ứng là: v = k.CAm.CBn m trùng a, n trùng b m,n: bậc phản ứng riêng (bậc riêng phần) chất A, chất B; m,n số ngun, phân số hay có khơng xác định m + n: Bậc phản ứng Ví dụ: Phản ứng: CO(k) + Cl2 (k) → COCl2 có v = k.CCO.CCl + 3/2 = 5/2) ThuVienDeThi.com 3/2 (Bậc phản ứng Người ta thường xác định bậc phản ứng riêng chất, từ suy bậc phản ứng thực nghiệm * Chú ý: • Bậc phản ứng lớn gặp • Khi phản ứng xảy điều kiện nồng độ hay số chất khơng thay đổi tích số nồng độ với số tốc độ phản ứng xem không đổi bậc phản ứng thay đổi (giảm) Ví dụ: Phản ứng thuỷ phân đường saccarozơ: + H ,t °  → C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6 (Glucozơ) (Fructozơ) có phương trình động học: 12 22 11 + v = k.CC H O CH O.CH Như vậy, bậc phản ứng Nhưng giữ cho nồng độ H + không đổi (phản ứng tiến hành dung dịch đệm) lượng nước lớn (nồng độ H 2O coi khơng thay đổi) có nồng độ C12H22O11 biến đổi, đó, bậc phản ứng (người ta thường nói phản ứng giả bậc 1) • Đối với phản ứng dị thể, biểu thức tốc độ phản ứng có nồng độ chất khí hay chất tan dung dịch 1.3 Sơ lược chế phản ứng a) Cơ chế phản ứng Thơng thường, phản ứng hố học xảy qua nhiều giai đoạn sở khác Tốc độ phản ứng tổng cộng xác định tốc độ giai đoạn chậm Giai đoạn chậm gọi giai đoạn định tốc độ phản ứng Như vậy, tập hợp tất giai đoạn sở phản ứng cho ta biết cách thức mà phản ứng xảy gọi chế phản ứng Cơ chế phản ứng thường xây dựng sở nghiên cứu thực nghiệm tốc độ phản ứng Ví dụ, nghiên cứu phản ứng: 2NO + 2H2 → N2 + 2H2O người ta thu phương trình tốc độ phản ứng sau: v = k.CNO2.CH Do đó, người ta người ta giả thiết phản ứng xảy qua giai đoạn sở sau: → ← k −1 k1 (a) NO + H2 NOH2 KCB ThuVienDeThi.com (nhanh) (b) NOH2 + NO k2 → → N2 + H2O2 (chậm) k3 (c) H2O2 + H2 2H2O (nhanh)  → 2NO + 2H2 N2 + 2H2O Chứng minh chế hợp lý: Gọi v tốc độ phản ứng v2 tốc độ giai đoạn (b) Ta có: v = v2 = k2.CNOH CNO (5) C NOH C NO C H Từ (a) suy ra: KCB = Thay vào (5), ta được: 2 ⇒ CNOH = KCB.CNO.CH 2 v = k2.KCB.CNO2.CH = k.CNO2.CH (Phù hợp với thực nghiệm) * Chú ý: Mọi chế giả thiết Một chế chấp nhận chế giải đáp thoả đáng kiện thực nghiệm Một phản ứng có nhiều chế khác chúng thoả mãn điều kiện b) Phân tử số: số tiểu phân (nguyên tử, phân tử hay ion) tham gia giai đoạn sơ cấp (cơ sở) phản ứng Như vậy, phân tử số số nguyên dương (1, 2, 3; phân tử số từ trở lên khơng gặp) Qui ước gọi tên: • Phân tử số 1: Phản ứng đơn phân tử • Phân tử số 2: Phản ứng lưỡng (hai) phân tử • Phân tử số 3: Phản ứng tam (ba) phân tử Nhiệt độ Khi nhiệt độ tăng, tốc độ chuyển động phân tử tăng lượng chúng tăng lên, đó, số lần va chạm tăng lên, đặc biệt số lần va chạm có hiệu (va chạm dẫn đến tạo thành chất mới) tăng lên Như vậy, xét mặt định tính, ta thấy có qui luật chung là: tăng nhiệt độ tốc độ phản ứng tăng 2.1 Qui tắc Van’t Hoff: Một qui luật định lượng Van’t Hoff tổng kết từ thực nghiệm là: “Ở khoảng nhiệt độ gần nhiệt độ phòng, tăng nhiệt độ thêm 10 oC, tốc độ phản ứng tăng từ đến lần” Số lần tăng gọi hệ số nhiệt độ tốc độ phản ứng, ký hiệu γ vT = vT γ(T (6) - T )/10 ThuVienDeThi.com 2.2 Phương trình Arrhenius Khi nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ đến tốc độ phản ứng, người ta phải cố định nồng độ chất tham gia phản ứng Do đó, phụ thuộc tốc độ phản ứng vào nhiệt độ thực chất phụ thuộc số tốc độ phản ứng vào nhiệt độ Qui luật định lượng tổng quát mối liên hệ nhiệt độ tốc độ phản ứng biểu thị phương trình Arrhenius sau: (7) a k = A.e -E /RT A: Thừa số Arrhenius (thừa số trước hàm mũ) Ea: Năng lượng hoạt động hoá (năng lượng hoạt hoá) R: số khí = 8,314 J.mol-1.K-1 T: Nhiệt độ (K) e: Cơ số Logarit Nepe = 2,7183… Lấy ln vế (7), ta được: Ea RT lnk = lnA Gọi k1, k2 số tốc độ phản ứng nhiệt độ T1, T2 Ta có : Ea RT2 lnk2 = lnA Ea RT1 lnk1 = lnA Trừ vế theo vế, ta : k2 k1 ln Ea − R T1 T2 = ( ) (8) 2.3 Thuyết va chạm hoạt động Năng lượng hoạt động hoá phản ứng hoá học a) Thuyết va chạm hoạt động Theo thuyết va chạm hoạt động tiểu phân luôn chuyển động chuyển động cách hỗn loạn Phản ứng xảy va chạm tiểu phân va chạm tiểu phân dẫn đến phản ứng hoá học Người ta cho va chạm tiểu phân thoả mãn điều kiện : • Có lượng xác định ThuVienDeThi.com • Có định hướng xác định có hiệu quả, nghĩa dẫn đến phản ứng Các tiểu phân thoả mãn điều kiện gọi tiểu phân hoạt động va chạm chúng gọi va chạm hoạt động b) Năng lượng hoạt động hoá Năng lượng dư so với lượng trung bình vốn có tiểu phân tham gia phản ứng mà tiểu phân cần phải có phản ứng xảy gọi lượng hoạt động hoá E Chất trung gian Ea(t) Ea(n) Chất đầu Sản phẩm Tiến trình phản ứng Như vậy, Ea thấp, phản ứng dễ xảy (tốc độ phản ứng lớn) Xúc tác 3.1 Khái niệm chất xúc tác Chất xúc tác chất làm thay đổi tốc độ phản ứng sau phản ứng, chất không thay đổi thành phần hoá học khối lượng 3.2 Chất xúc tác cân nhiệt động Nhiệt động học khẳng định điều kiện nhiệt độ áp suất không đổi, phản ứng tự diễn biến ∆G < Nếu phản ứng khơng tự diễn biến (vì ∆G > 0) khơng thể tìm chất xúc tác để làm cho phản ứng xảy Đối với phản ứng thuận nghịch, chất xúc tác đồng thời làm tăng tốc độ phản ứng thuận phản ứng nghịch, đó, phản ứng thuận nghịch mau đạt đến trạng thái cân chất xúc tác khơng làm chuyển dịch cân 3.3 Giải thích vai trò xúc tác dương Chất xúc tác dương tạo với chất tham gia phản ứng sản phẩm trung gian Sản phẩm trung gian có mức lượng thấp sản phẩm trung gian khơng có xúc tác, vậy, xúc tác dương làm giảm lượng hoạt động hố ThuVienDeThi.com phản ứng, thế, có nhiều phân tử vượt qua mức lượng hơn, nghĩa số va chạm có hiệu tăng lên, đó, tốc độ phản ứng tăng lên Diện tích bề mặt tiếp xúc (Áp dụng cho phản ứng dị thể) Diện tích bề mặt tiếp xúc lớn, tốc tộ phản ứng lớn III Phương trình động học tích phân phản ứng hố học Phản ứng bậc khơng Xét phản ứng bậc có dạng: A → Sản phẩm to a t a-x Biểu thức tốc độ phản ứng: dx dt =k v= dx = kdt Lấy tích phân, ta được: x = kt + C (9) Ở thời điểm ban đầu: t = x = nên: C = Thay vào (9) ta được: (10) x = kt Hay phương trình động học tích phân: CAo – CA = kt (11) k.t1/2 = CAo – CAo/2 = CAo/2 t1/2 = CAo/2k (12) Phản ứng bậc (một chiều) Phản ứng bậc có dạng: A → Sản phẩm to a t a-x Biểu thức tốc độ phản ứng: dx dt v= dx a−x = k.CA = k.(a – x) = kdt ThuVienDeThi.com Lấy tích phân, ta : - ln(a – x) = kt + C (13) Ở thời điểm ban đầu: t = x = nên: C = - lna Thay vào (13) ta được: - ln(a –x) = kt – lna ⇔a (14 ) Hay a − xphương trình động học tích phân: o CA CA (15) Vì nồng độ đầu chất phản ứng tỉ lệ với áp suất (nếu chất phản ứng thể khí) tỉ lệ với số ngun tử, phân tử nên phương trình động học tích phân phản ứng bậc cịn biểu diễn: Po P (16) N° N ln (17) = kt Từ biểu thức suy ra: ⇒ 0,693 k kt1/2 = ln2 = 0,693 (18) Phản ứng bậc hai (một chiều) Phương trình phản ứng bậc hai có dạng: A + B → Sản phẩm o t a b t a–x b-x Biểu thức tốc độ phản ứng: dx dt v= = k.CA.CB = k.(a – x).(b – x) dx ( a − x ).( b − x ) = kdt * Nếu a ≠ b thì: (19) ( a − x ).( b − x ) =  1  −   b − a a − x b − x ThuVienDeThi.com Thay vào (19), ta được: dx  1  −   b − a a − x b − x = kdt Lấy tích phân, ta được: b−x ln b−a a−x = kt + C (20) Ở thời điểm ban đầu: t = x = nên: C = b ln b−a a Thay vào (20), ta được: a( b − x ) ln b − a b( a − x ) (21) = kt * Nếu a = b thì: dx dt v= = k.CA.CB = k.(a – x)2 dx ( a − x) = kdt Lấy tích phân, ta được: a−x = kt + C (22) a Ở thời điểm ban đầu: t = x = nên: C = a−x a - = kt (23) Hay phương trình động học tích phân: 1 − = C C° k.t ⇒ k.t1/2 = Thay vào (22), ta được: (24) Co k.C ° (25) t1/2 = ThuVienDeThi.com IV Phương pháp xác định bậc phản ứng Phương pháp Trước hết, ta giả thiết phản ứng có bậc 0, bậc 1, bậc … Sau đó, đem giá trị nồng độ (hay áp suất…) chất tìm thực nghiệm thời điểm khác vào phương trình động học tích phân phản ứng, phương trình cho giá trị số tốc độ phản ứng k gần không đổi phương trình thoả mãn giả thiết Phương pháp đồ thị * Đối với phản ứng bậc không, ta có: Co – C = kt ⇒ C = - kt + Co Như phụ thuộc C theo t tuyến tính đổi dấu hệ số góc đường thẳng số tốc độ phản ứng * Đối với phản ứng bậc 1, ta có: lnCo – lnC = kt ⇒ lnC = - kt + lnCo Như phụ thuộc lnC theo t tuyến tính đổi dấu hệ số góc đường thẳng số tốc độ phản ứng * Đối với phản ứng bậc dạng A + B → Sản phẩm CAo = CBo = Co 2A → Sản phẩm, ta có: 1 − o C C = kt ⇒ 1 = kt + o C C C Như phụ thuộc theo t tuyến tính hệ số góc đường thẳng số tốc độ phản ứng Từ sở trên, ta xác định bậc phản ứng sau: Trước hết, ta giả thiết phản ứng có bậc 0, bậc 1, bậc … Sau đó, vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc đại lượng (tuỳ thuộc vào bậc phản ứng phân tích trên) theo t, phụ thuộc tuyến tính giả thiết dựa vào đồ thị, ta xác định giá trị số tốc độ phản ứng Phương pháp thời gian nửa phản ứng Chẳng hạn, phản ứng bậc 1, thời gian nửa phản ứng t 1/2 không phụ thuộc vào nồng độ ban đầu; phản ứng bậc (dạng A + B → Sản phẩm CAo = CBo = Co 2A → Sản phẩm), người ta kiểm chứng thực nghiệm t1/2 tỉ lệ nghịch với nồng độ đầu Phương pháp cách ly (Ostwald) hay phương pháp dựa suy biến bậc Phương pháp hay sử dụng để xác định bậc riêng Chẳng hạn, phản ứng: aA + bB → Sản phẩm ThuVienDeThi.com * Cho vào hỗn hợp phản ứng lượng lớn B so với A, đó, thay đổi nồng độ B không đáng kể so với A người ta viết: v = k.CAm.CBn = k’.CAm, với k’ = k.CBn Sử dụng phương pháp trên, người ta xác định k’ m * Cho vào hỗn hợp phản ứng lượng lớn A so với B, đó, viết: v = k.CAm.CBn = k”.CBn, với k” = k.CAm Tương tự trên, người ta xác định k” n, từ suy k ThuVienDeThi.com ... ThuVienDeThi.com Tốc độ phản ứng hóa học: khái niệm, yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hóa học Động học phản ứng bậc bậc hai Phương trình Arrhenius Động học chế phản ứng ĐỘNG HOÁ HỌC I Tốc... sau : “ Trong trường hợp áp suất không đổi thể tích khơng đổi, hiệu ứng nhiệt phản ứng hóa học phụ thuộc vào dạng trạng thái chất đầu sản phẩm cuối, không phụ thuộc vào cách tiến hành phản ứng? ??... liên kết hóa học : Năng lượng liên kết hóa học lượng cần thi? ??t để phá vỡ liên kết tạo thành ngun tử thể khí Xác định nhiệt phản ứng hóa học : Định luật Hess Đây định luật nhiệt hóa học viện sĩ