PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ TỐC ĐỘ PHẢN ỨNGI.. TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG Phương pháp giải Xét phản ứng tổng quát: aA+ bB → cC + dD.. Hãy xác định: - Tốc độ trung bình tham gia phản ứng của Br2, H
Trang 1C PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG
I TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG
Phương pháp giải
Xét phản ứng tổng quát: aA+ bB → cC + dD
Thời điểm t1: CA CB CC CD
Thời điểm t2: C'
A C'
B C'
C C' D
*Nồng độ phản ứng của A là ∆CA = Ca - C'A
Nồng độ tạo thành của C là ∆CC = C'C - CC
*Tốc độ trung bình tham gia phản ứng của A là :
'
A
v
(Dấu trừ biểu thị nồng độ giảm của chất tham gia phản ứng)
*Tốc độ trung bình của phản ứng :
t
∆
= ±
∆
► Các ví dụ minh họa ◄
1 Tính tốc độ phản ứng
Ví dụ 1: Trong thí nghiệm oxi hoá axit fomic xảy ra phản ứng sau:
Br2+ HCOOH → 2HBr + CO2
Lúc ban đầu Br2 là 0,0120 mol/l, sau 50 giây nồng độ là 0,0101 mol/l Hãy xác định:
- Tốc độ trung bình tham gia phản ứng của Br2, HCOOH
- Tốc độ trung bình tạo thành của HBr và CO2
- Tốc độ trung bình của phản ứng
Trang 2Phân tích và hướng dẫn giải
Xét phản ứng:
1
2
Br HCOOH 2HBr CO
=
=
- Tốc độ trung bình tham gia phản ứng của Br2
2
5
Br 0,0120 0,0101
50 0
−
−
−
- Tỉ lệ tham gia phản ứng của Br2 và HCOOH là 1: 1 nên tốc độ trung bình tham gia phản ứng của HCOOH là
2
5 HCOOH Br
v = v = 3,8.10 mol / (l.s)−
- Tỉ lệ trong phương trình của Br2 với HBr là 1: 2 nên tốc độc trung
v = 2v = 2.3,8.10 − = 7,6.10 mol / (l.s) −
- Tỉ lệ trong phương trình của Br2 với CO2 là 1: 1 nên tốc độ trung bình tạo thành của CO2 là 2 2
5
v = v = 3,8.10 mol / (l.s)−
- Do hệ số cân bằng của Br2 là 1 nên 2 5
Br
v v = = 3,8.10 mol / (l.s) −
2 Xác định nồng độ chất ban đầu hoặc sản phẩm
Ví dụ 2: Người ta cho N2 và H2 vào trong bình kín dung tích không đổi và thực hiện phản ứng :
N2 (k) + 3H2 (k) ‡ ˆˆ† 2NH3 (k)
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.
Phân tích và hướng dẫn giải
Trang 3Do ban đầu chỉ có N2, H2 nên lượng NH3 trong hỗn hợp sau là sản phẩm được sinh ra trong phản ứng N2 và H2 → từ nồng độ của NH3 xác định được nồng độ phản ứng của H2 và N2
0
3 k
Ban ®Çu C x y
C©n b»ng 2M 3M
N 3H 2
H
2M
N
¬
+
¬
ˆ†
‡ ˆ
2
0
N
0
H
C x 2 1 3(M)
C y 3 3 6(M)
= = + =
= = + =
3 Yếu tố diện tích tiếp xúc tới tốc độ phản ứng
Ví dụ 3: Nếu chia một mẩu đá vôi hình cầu có thể tích 10,00 cm3 thành tám mẩu đá vôi hình cầu thể tích bằng 1,25 cm3 thì tổng điện tích mặt cầu tăng bao nhiêu lần ? A 2 lần B 4 lần C 8 lần D 16 lần
Phân tích và hướng dẫn giải
- Các mẩu đá vôi là hình cầu nên :
Diện tích bề mặt tiếp xúc là: S 4 R = π 2→ 3 ( )3 6
S = π 4 R (I)
Thể tích là : V 4 R3
3
3
= π÷
→ S32 12
V = π →S = 3 12 V π 2
- Mẩu đá vôi ban đầu có: 3 2
S = 12 V π Mẩu đá vôi sau khi chia nhỏ có: 3 2
S = 12 V π
- Tỉ lệ diện tích bề mặt sau khi chia thành 8 mẩu đá vôi là
Trang 4
8S 8 12 V 8. 1,25 2
π
π
→ Diện tích bề mặt tăng 2 lần
II CÂN BẰNG HOÁ HỌC
Dạng bài tập thường gặp nhất liên quan đến cân bằng hoá học là tính hiệu suất phản ứng và kiểm định nguyên lí chuyển dịch cân bằng.
Phương pháp giải
- Phản ứng:
Ph¶nøng x x x
C©n b»ng a- x b- x c- x
+
ˆ†
‡ ˆ
- Trong bình kín thì mt = ms ⇒ t = s = s
t
s t
d
- Bình kín, nhiệt độ không đổi thì t t
n = p
► Các ví dụ minh họa ◄
1 Tính nồng độ chất ở trạng thái cân bằng
Ví dụ 4: Cho phương trình phản ứng : 2A(k) + B (k) € 2X (k) + 2Y(k).
Người ta trộn 4 chất, mỗi chất 1 mol vào bình kín dung tích 2 lít (không đổi) Khi cân bằng, lượng chất X là 1,6 mol Nồng độ B ở trạng thái cân bằng lần lượt là :
Trang 5Ban đầu có sẵn 1 mol X nên số mol X được tạo ra là 1,6 - 1 = 0,6 mol
0
Ban ®Çu n 1mol 1mol 1mol 1mol
Ph¶nøng 0,3mol 0,6mol
C©n b»ng 0,7mol
2
1,6 mol
¬
ˆ†
‡ ˆ
Nồng đô chất B ở trạng thái cân bằng là: [B] n 0,7 0,35M
Trang 62 Hiệu suất phản ứng
Ví dụ 5: Hỗn hợp khí X gồm N2 và H2 có tỉ khối so với He bằng 1,8 Đun nóng X một thời gian trong bình kín (có bột Fe làm xúc tác), thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với He bằng 2 Hiệu suất của phản ứng tổng hợp
NH3 là
D 25%
(Đại Học KA – 2010) Phân tích và hướng dẫn giải
- Xác định tỉ lệ mol ban đầu:
X He
M = d M = 1,8.4 7,2g/ mol =
Áp dụng quy tắc đường chéo ta được 2
2
4 1
H N
n
n = => tính hiệu suất theo
N2
Chọn n N2 =1(mol n); H2 =4(mol)
0
C©n b»ng 1- x 4-3x
H
2x
N
¬
+
¬
ˆ†
‡ ˆ
í,sau = −5 2
Bình kín, nên khối lượng trước và sau được bảo toàn
2
2
/ /
0, 25
7, 2 5 2
100 25%
−
s t
t s
N p u
p u
N bd
x
n
H
n