Bài 16 Tốc độ phản ứng hóa học A/ Câu hỏi đầu bài Mở đầu trang 88 Hóa học 10 Cho hai mảnh Mg cùng khối lượng vào hai ống nghiệm chứa cùng thể tích dung dịch HCl dư, nồng độ dung dịch HCl ở mỗi ống ngh[.]
Bài 16: Tốc độ phản ứng hóa học A/ Câu hỏi đầu Mở đầu trang 88 Hóa học 10: Cho hai mảnh Mg khối lượng vào hai ống nghiệm chứa thể tích dung dịch HCl dư, nồng độ dung dịch HCl ống nghiệm 2M (Thí nghiệm (a)) 0,5M (Thí nghiệm (b) Hiện tượng thí nghiệm mơ tả hình 16.1 Theo em, mảnh Mg ống nghiệm bị tan hết trước? Giải thích Trả lời: Dây Mg thí nghiệm (a) tan hết trước, thí nghiệm (a) nồng độ HCl 2M lớn nồng độ HCl thí nghiệm (b) B/ Câu hỏi I Khái niệm tốc độ phản ứng, tốc độ trung bình phản ứng Khái niệm tốc độ phản ứng Câu hỏi trang 89 Hóa học 10: Trong khoảng thời gian, nồng độ MgCl2 dung dịch tăng lên nhanh hơn? Giải thích Trả lời: Trong khoảng thời gian lượng HCl Mg bị thí nghiệm (a) nhanh so với thí nghiệm (b) ⇒ Lượng MgCl2 tạo thành thí nghiệm (a) tăng lên nhanh Coi thể tích dung dịch khơng đổi suốt trình phản ứng ⇒ Nồng độ MgCl2 thí nghiệm (a) tăng lên nhanh Câu hỏi trang 89 Hóa học 10: Tốc độ phản ứng (1) thí nghiệm (a) nhanh hay chậm tốc độ phản ứng thí nghiệm (b)? Trả lời: Tốc độ phản ứng (1) (thí nghiệm (a)) nhanh so với tốc độ phản ứng (thí nghiệm (b)) Tốc độ trung bình phản ứng Câu hỏi trang 90 Hóa học 10: Cho biết tốc độ phản ứng nhận giá trị dương Giải thích phải thêm dấu trừ biểu thức (3) tính tốc độ trung bình phản ứng theo chất tham gia phản ứng Trả lời: Tốc độ trung bình phản ứng: v=− C a t ΔC = C2 – C1 ; Δt = t2 – t1 Trong C1, C2 nồng độ chất thời điểm tương ứng t1 t2 Các chất tham gia có nồng độ giảm theo thời gian ⇒ C2 < C1 ⇒ ΔC < Vậy để tốc độ phản ứng nhận giá trị dương cần phải thêm dấu trừ biểu thức (3) tính tốc độ trung bình phản ứng theo chất tham gia phản ứng Luyện tập trang 90 Hóa học 10: Tính tốc độ trung bình phản ứng (4) theo O2 100 giây Trả lời: Nồng độ ban đầu O2 (C1) 0, nồng độ sau 100s (C2) 0,0016M Δt = 100 s – s = 100 s Vậy tốc độ trung bình phản ứng 100 s là: 0,0016 − v= = 0,000016 (M.s −1 ) = 1,6.10-5 (M.s-1) 100 Luyện tập trang 90 Hóa học 10: Từ bảng 6.1, tính tốc độ trung bình phản ứng sau 50 giây hay khơng? Vì sao? Trả lời: Từ bảng 6.1, khơng thể tính tốc độ trung bình phản ứng sau 50 giây chưa biết nồng độ chất (C2) t2 = 50 s Vận dụng trang 90 Hóa học 10: Hãy xếp tốc độ phản ứng sau theo chiều tăng dần: (1) phản ứng than cháy khơng khí, (2) phản ứng gỉ sắt, (3) phản ứng nổ khí bình gas Trả lời: Sắp xếp tốc độ phản ứng sau theo chiều tăng dần: (2) phản ứng gỉ sắt < (1) phản ứng than cháy khơng khí < (3) phản ứng nổ khí bình gas II Định luật tác dụng khối lượng Thực hành trang 91 Hóa học 10: Cho hai mẩu đá vơi từ mẫu có kích thước xấp xỉ vào hai ống nghiệm chứa thể tích dung dịch HCl (khoảng ống nghiệm) có nồng độ khác là: 0,1M (ống nghiệm (a)) 0,2M (ống nghiệm (b)) Quan sát tượng phản ứng nhận xét mối liên hệ tốc độ phản ứng nồng độ HCl Trả lời: Hiện tượng: Mẩu đá vôi ống nghiệm (b) tan nhanh mẩu đá vôi ống nghiệm (a); đồng thời khí ống nghiệm (b) nhanh khí ống nghiệm (a) Phương trình hóa học phản ứng: CaCO3 (s) + 2HCl (aq) → CaCl2 (aq) + H2O (l) + CO2 (g) Nhận xét: Nồng độ HCl lớn tốc độ phản ứng lớn Vận dụng trang 91 Hóa học 10: Thực phẩm bị ôi thiu phản ứng oxi hóa oxygen hoạt động vi khuẩn Giải thích để hạn chế ôi thiu, người ta lại bơm N2 CO2 vào túi đựng thực phẩm trước đóng gói Biết nồng độ oxygen túi thực phẩm sau bơm N2 CO2 khoảng – 5% Trả lời: Bơm N2 CO2 vào túi đựng thực phẩm trước đóng gói nhằm mục đích đẩy bớt oxygen (làm giảm nồng độ oxygen túi) ⇒ Giảm tốc độ phản ứng oxi hóa thực phẩm oxygen hoạt động vi khuẩn ⇒ Hạn chế ôi thiu thực phẩm Câu hỏi trang 92 Hóa học 10: Em có nhận xét biểu thức (5), nồng độ chất A B 1M? Trả lời: Biểu thức (5) v = k CaA C Bb Nếu nồng độ chất A B 1M ta có: v = k.1.1 hay v = k Như số tốc độ phản ứng có giá trị tốc độ phản ứng Câu hỏi trang 92 Hóa học 10: Trong phản ứng (6), nồng độ H2 tăng gấp đơi tốc độ phản ứng thay đổi nào? Trả lời: Phản ứng (6): H2 (g) + I2 (g) → 2HI (g) Tốc độ phản ứng (6): v = k C H C I2 Nếu nồng độ H2 tăng gấp đơi v’ = k CH2 2.CI2 = 2.v ⇒ Nếu nồng độ H2 tăng gấp đơi tốc độ phản ứng tăng gấp đôi III Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng, hệ số nhiệt độ vant’t hoff (γ) Ảnh hưởng nồng độ Câu hỏi trang 93 Hóa học 10: Khi nồng độ H2(g) I2(g) tăng lên gấp đơi tốc độ phản ứng H2(g) với I2(g) tăng lên lần? Trả lời: Theo định luật tác dụng khối lượng, tốc độ phản ứng H2(g) với I2(g) là: v = k C H C I2 Khi nồng độ H2(g) I2(g) tăng lên gấp đơi ta có: v’ = k 2.CH 2.CI2 = 4.v Vậy tốc độ phản ứng tăng lên lần Vận dụng trang 93 Hóa học 10: Hãy giải thích tượng a) Khi nơi đơng người khơng gian kín, ta cảm thấy khó thở phải thở nhanh b) Tàn đóm đỏ bùng lên cho vào bình oxygen ngun chất c) Bệnh nhân suy hô hấp cần thở oxygen thay khơng khí (chứa 21% thể tích oxygen) Trả lời: a) Khi nơi đông người không gian kín, ta cảm thấy khó thở phải thở nhanh Vì: Oxygen trì hơ hấp, nơi đơng người khơng gian kín nồng độ oxygen lỗng ⇒ Nồng độ oxygen khơng khí khơng đủ để cung cấp cho người b) Tàn đóm đỏ bùng lên cho vào bình oxygen nguyên chất oxygen trì cháy mà bình khí oxygen ngun chất, nồng độ oxygen lớn ngồi khơng khí c) Bệnh nhân suy hơ hấp cần thở oxygen thay khơng khí do: bệnh nhân suy hơ hấp khó khăn việc tự thở, dẫn đến thiếu oxygen cung cấp cho hoạt động thể Trong bình khí nén oxygen, nồng độ oxygen cao nồng độ oxygen có khơng khí giúp bệnh nhân thở dễ dàng hơn, cung cấp đủ oxygen cho tế bào, giúp trì sống Ảnh hưởng áp suất Ảnh hưởng diện tích bề mặt Thực hành trang 94 Hóa học 10: Chuẩn bị hai mẩu đá vơi nhỏ A B có khối lượng xấp xỉ Tán nhỏ mẩu đá vôi B thành bột Cho hai mẩu riêng rẽ vào hai ống nghiệm chứa thể tích dung dịch HCl 0,5M Quan sát tượng để rút kết luận ảnh hưởng diện tích bề mặt tới tốc độ phản ứng Trả lời: Hiện tượng: Mẩu đá vôi B (đã tán nhỏ thành bột) tan dung dịch HCl nhanh mẩu đá vơi A, đồng thời khí thoát ống nghiệm chứa mẩu B (đã tán nhỏ thành bột) nhanh Phương trình hóa học phản ứng: CaCO3 (s) + 2HCl (aq) → CaCl2 (aq) + H2O (l) + CO2 (g) Nhận xét: Diện tích bề mặt lớn, tốc độ phản ứng lớn Câu hỏi trang 94 Hóa học 10: Quan sát hình 16.4, giải thích dùng đá vơi dạng bột tốc độ phản ứng nhanh Trả lời: Khi diện tích bề mặt đá vơi tăng lên (đá vơi dạng bột) số lượng va chạm CaCO3 với HCl đơn vị thời gian lớn hơn, số lượng va chạm hiệu cao hơn, từ tốc độ phản ứng nhanh Vận dụng trang 94 Hóa học 10: Giải thích củi chẻ nhỏ cháy nhanh Trả lời: Thanh củi chẻ nhỏ diện tích bề mặt tiếp xúc củi với oxygen khơng khí lớn làm cho củi cháy nhanh Ảnh hưởng nhiệt độ Thực hành trang 95 Hóa học 10: Cho hai đinh sắt tương tự (tẩy gỉ dầu mỡ) vào hai ống nghiệm chứa thể tích dung dịch H2SO4 0,5M Một ống nghiệm để nhiệt độ phịng, ống nghiệm đun nóng đèn cồn Quan sát tượng để rút kết luận ảnh hưởng nhiệt độ tới tốc độ phản ứng Trả lời: Hiện tượng: Ở ống nghiệm đun nóng đèn cồn đinh sắt tan nhanh hơn, đồng thời khí nhanh Phương trình hóa học phản ứng: Fe(s) + H2SO4 (aq) → FeSO4 (aq) + H2(g) Nhận xét: Nhiệt độ cao, tốc độ phản ứng lớn Câu hỏi trang 95 Hóa học 10: Vì đinh sắt thí nghiệm bên phải tẩy gỉ dầu mỡ? Trả lời: Vì đinh sắt bị bao quanh lớp gỉ dầu mỡ (lẫn tạp chất) làm kết thí nghiệm khơng xác Câu hỏi trang 95 Hóa học 10: Dựa vào tượng để so sánh tốc độ phản ứng hai thí nghiệm này? Trả lời: Dựa vào tốc độ khí nhanh hay chậm để so sánh tốc độ phản ứng hai thí nghiệm Câu hỏi 10 trang 95 Hóa học 10: Với phản ứng có γ = 2, nhiệt độ tăng từ 20oC lên 50oC tốc độ phản ứng tăng lần? Trả lời: T −T ( 1) v2 = 10 v1 50− 20 ( ) v2 = 10 = 23 = ⇔ v1 Vậy với phản ứng có γ = 2, nhiệt độ tăng từ 20oC lên 50oC tốc độ phản ứng tăng lần Ảnh hưởng chất xúc tác Thực hành trang 96 Hóa học 10: Rót khoảng ml nước oxi già (dung dịch H2O2 3%) vào ống nghiệm Quan sát tượng xảy Tiếp theo thêm lượng nhỏ bột MnO2 (màu đen, dùng làm chất xúc tác) vào ống nghiệm Quan sát tượng rút kết luận ảnh hưởng chất xúc tác tới tốc độ phản ứng Trả lời: - Rót khoảng ml nước oxi già (dung dịch H2O2 3%) vào ống nghiệm Hiện tượng: Xuất lăn tăn bọt khí Nhận xét: Dung dịch H2O2 3% điều kiện bình thường phân hủy chậm tạo bọt khí O2 Theo phương trình: 2H2O2(aq) → O2(g) + 2H2O(l) - Thêm lượng nhỏ bột MnO2 (màu đen, dùng làm chất xúc tác) vào ống nghiệm Hiện tượng: Bọt khí mãnh liệt, kết thúc thí nghiệm màu đen MnO2 ban đầu giữ nguyên Nhận xét: Phản ứng xảy nhanh thêm xúc tác MnO2, sau phản ứng MnO2 không bị biến đổi MnO2 2H2O2(aq) ⎯⎯⎯ → O2(g) + 2H2O(l) Kết luận: Chất xúc tác MnO2 làm tăng tốc độ phân hủy H2O2 Vận dụng trang 97 Hóa học 10: Enzyme amylase lipase có nước bọt Hãy giải thích cần phải nhai kĩ thức ăn trước nuốt Trả lời: Enzyme amylase lipase có nước bọt chất xúc tác đẩy nhanh q trình tiêu hóa tinh bột chất béo Khi nhai kĩ thức ăn chia nhỏ nhằm tăng diện tích tiếp xúc thức ăn với enzyme, khiến phản ứng q trình tiêu hóa chất béo tinh bột xảy nhanh hơn, hiệu Bài tập Bài trang 98 Hóa học 10: Nồi áp suất dùng để ninh, hầm thức ăn làm nóng nước tới nhiệt độ 120oC so với 100oC dùng nồi thường Trong trình hầm xương thường diễn nhiều phản ứng hóa học, ví dụ trình biến đổi protein, chẳng hạn thủy phân phần collagen thành gelatin Hãy cho biết tốc độ trình thủy phân collagen thành gelatin thay đổi sử dụng nồi áp suất thay cho nồi thường A Không thay đổi B Giảm lần C Ít tăng lần Trả lời: Đáp án là: C Áp dụng mối liên hệ hệ số Van’t Hoff với tốc độ nhiệt độ ta có: T −T ( 1) v2 = 10 v1 Trong giá trị γ = – 120 − 100 ( ) v2 = 10 Với γ = ⇒ =4 v1 Vậy tốc độ trình thủy phân collagen thành gelatin tăng lên lần sử dụng nồi áp suất thay cho nồi thường Bài trang 98 Hóa học 10: Hình ảnh bên minh họa ảnh hưởng yếu tố tới tốc độ phản ứng? Giải thích Trả lời: Hình ảnh bên minh họa ảnh hưởng diện tích tiếp xúc tới tốc độ phản ứng Giả sử khối lập phương chất X, cầu màu xanh chất Y Khi chất X chia nhỏ, số va chạm chất X chất Y (trong đơn vị thời gian) lớn hơn, số va chạm hiệu tăng lên, từ tốc độ phản ứng tăng Bài trang 98 Hóa học 10: Khí H2 điều chế cách cho miếng sắt vào dung dịch HCl Hãy đề xuất biện pháp khác để làm tăng tốc độ điều chế khí H2 từ cách Trả lời: Phương trình hóa học phản ứng: Fe(s) + 2HCl(aq) → FeCl2(aq) + H2(g) Để làm tăng tốc độ điều chế khí H2 ta có thể: - Tăng nồng độ dung dịch HCl - Đun nóng ống nghiệm chứa hỗn hợp Fe HCl - Dùng sắt bột khuấy nhẹ trình phản ứng Bài 4* trang 98 Hóa học 10: Cùng lượng kim loại Zn phản ứng với thể tích dung dịch H2SO4 1M, hai nhiệt độ khác Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2 Thể tích khí H2 sinh thí nghiệm theo thời gian biểu diễn đồ thị bên a) Giải thích đồ thị màu đỏ ban đầu cao đồ thị màu xanh b) Vì sau thời gian, hai đường đồ thị lại chụm lại với nhau? Trả lời: a) Đồ thị màu đỏ ban đầu cao đồ thị màu xanh do: Nhiệt độ cao, tốc độ phản ứng lớn, khí nhiều b) Sau thời gian, hai đồ thị lại chụm lại với phản ứng dừng lại (một hai chất tham gia phản ứng hết) Do lượng kim loại H2SO4 thể tích, nồng độ nên lượng khí thu trường hợp Bài 5* trang 98 Hóa học 10: Phản ứng A → sản phẩm thực bình kín Nồng độ A thời điểm t = 0; t = phút; t = phút 0,1563 M; 0,1496 M; 0,1431 M a) Tính tốc độ trung bình phản ứng phút thứ từ phút thứ tới hết phút thứ hai b) Vì hai giá trị tốc độ tính khơng Trả lời: a) Tốc độ trung bình phản ứng phút thứ C 0,1496 − 0,1563 v=− A = − = 1,12.10-4 (M.s-1) a t 60 − Tốc độ trung bình phản ứng từ phút thứ tới hết phút thứ hai C 0,1431 − 0,1496 v=− A = − = 1,08.10-4 (M.s-1) a t 120 − 60 b) Đa số phản ứng hóa học có nồng độ giảm dần theo thời gian Nồng độ chất phản ứng lớn tốc độ phản ứng lớn Càng sau nồng độ chất A giảm nên tốc độ phản ứng giảm dần ... 90 Hóa học 10: Tính tốc độ trung bình phản ứng (4) theo O2 100 giây Trả lời: Nồng độ ban đầu O2 (C1) 0, nồng độ sau 100 s (C2) 0,0016M Δt = 100 s – s = 100 s Vậy tốc độ trung bình phản ứng 100 ... 10 v1 Trong giá trị γ = – 120 − 100 ( ) v2 = 10 Với γ = ⇒ =4 v1 Vậy tốc độ trình thủy phân collagen thành gelatin tăng lên lần sử dụng nồi áp suất thay cho nồi thường Bài trang 98 Hóa học 10: ... phản ứng q trình tiêu hóa chất béo tinh bột xảy nhanh hơn, hiệu Bài tập Bài trang 98 Hóa học 10: Nồi áp suất dùng để ninh, hầm thức ăn làm nóng nước tới nhiệt độ 120oC so với 100 oC dùng nồi thường