Chuyên đề Tốc độ phản ứng, cân bằng Hóa học lớp 10

Chuyên đề Tốc độ phản ứng – Cân Hóa học www.thuvienhoclieu.com CHUYÊN ĐỀ 7: TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG – CÂN BẰNG HÓA HỌC I/ TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG PHẦN I – TĨM TẮT LÍ THUYẾT 1- Khái niệm : o Tốc độ phản ứng đại lượng đặc trưng cho độ biến thiên nồng độ chất tham gia phản ứng sản phẩm tạo thành đơn vị thời gian o Công thức tính tốc độ trung bình phản ứng : V= mol/(l.s) (V) t = thời gian sau (t2) – thời gian đầu (t1)  Đối với chất tham gia (nồng độ giảm dần ) : C = Cđầu – Csau  Đối với chất sản phẩm (nồng độ tăng dần ) : C = Csau – Cđầu  Đối với phản ứng tổng quát dạng : a A + b B c C + d D V= == = 2- Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng o o o  o o Ảnh hưởng nồng độ: Tốc độ phản ứng tỉ lệ thuận với nồng độ chất tham gia phản ứng Ảnh hưởng áp suất: (Đối với phản ứng có chất khí tham gia ) : Khi áp suất tăng , tốc độ phản ứng tăng (hoặc ngược lại ) Ảnh hưởng nhiệt độ : nhiệt độ tăng , tốc độ phản ứng tăng (hoặc ngược lại ) Thông thường , tăng nhiệt độ lên 100C tốc độ phản ứng tăng từ đến lần Số lần tăng gọi hệ số nhiệt độ ( ) (V1 V2 tốc độ phản ứng nhiệt độ t1 t2 ) Ảnh hưởng diện tích bề mặt : (Đối với phản ứng có chất rắn tham gia ) : Khi diện tích bề mặt tăng , tốc độ phản ứng tăng Ảnh hưởng chất xúc tác: Chất xúc tác chất làm tăng tốc độ phản ứng , không bị tiêu hao phản ứng II - CÂN BẰNG HÓA HỌC 13- Phản ứng chiều: Là phản ứng xảy theo chiều xác định (khơng có chiều ngược lại ) a A + b B c C + d D Phản ứng thuận nghịch: Là phản ứng mà điều kiện xác định đồng thời xảy theo hai chiều ngược (chiều thuận chiều nghịch ) a A + b B cC + dD 4- Cân hóa học: Là trạng thái hệ phản ứng thuận nghịch , tốc độ phản ứng thuận nghịch nồng độ chất không thay đổi Cân hóa học cân động 5- Hằng số cân phản ứng thuận nghịch (K): o Đối với hệ phản ứng thuận nghịch đồng thể (hệ gồm chất khí hoăc chất tan dung dịch ) tổng quát dạng : aA + bB cC + dD Kc = = (Trong nồng độ mol/l chất A , B , C , D trạng thái cân )  Đối với hệ phản ứng thuận nghịch dị thể ( hệ gồm chất rắn khí) (hệ gồm chất rắn chất tan dung dịch ) nồng độ chất rắn coi số (khơng có biểu thức tính K ) Thí dụ : C(r) + CO2(k) 2CO(k) Kc = ; CaCO3(r) CaO(r) + CO2(k) Kc = [CO2]  Hằng số cân phản ứng xác định phụ thuộc vào nhiệt độ  Đối với phản ứng xác định , thay đổi hệ số chất phản ứng giá trị số cân thay đổi Thí dụ : N2(k) + 3H2(k) NH3(k) Kc1 = 1/2N2(k) + 3/2 H2(k) NH3(k) Kc2 = Kc1 Kc2 Kc1 = (Kc2)2 6- Sự chuyển dịch cân hóa học: 7 Khái niệm : Sự chuyển dich cân phá vỡ trạng thái cân cũ để chuyển sang trạng thái cân yếu tố bên (nồng độ , nhiệt độ ,áp suất ) tác động lên cân  Nguyên lí chuyển dịch cân (Lơ satơliê) : Một phản ứng thuận nghịch trạng thái cân , chịu tác động từ bên biến đổi (nồng độ , nhiệt độ , áp suất ); cân chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động bên ngồi  Các yếu tố ảnh hưởng đến cân hóa học o Khi tăng nồng độ chất , cân chuyển dịch theo chiều làm giảm nồng độ chất o Khi giảm nồng độ chất , cân chuyển dịch theo chiều làm tăng nồng độ chất o Khi tăng nhiệt độ hệ , cân chuyển dịch theo chiều thu nhiệt () o Khi giảm nhiệt độ hệ , cân chuyển dịch theo chiều tỏa nhiệt ()  Nếu phản ứng thuận tỏa nhiệt phản ứng nghịch phản ứng thu nhiệt (hoặc ngược lại ) o Khi tăng áp suất hệ , cân chuyển dịch theo chiều làm giảm số phân tử khí o Khi giảm áp suất hệ , cân chuyển dịch theo chiều làm tăng số phân tử khí  Đối với hệ phản ứng thuận nghịch mà có số phân tử khí phản ứng thuận số phân tử khí phản ứng nghịch , áp suất khơng làm chuyển dịch cân o Chất xúc tác khơng có tác dụng làm chuyển dịch cân , mà có tác dụng làm cho phản ứng nhanh chóng đạt đến TTCB www.thuvienhoclieu.com Page Chuyên đề Tốc độ phản ứng – Cân Hóa học www.thuvienhoclieu.com PHẦN II BÀI TẬP TỰ LUẬN TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG – CÂN BẰNG HÓA HỌC DẠNG 1: BÀI TẬP VỀ TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG 1-Một phản ứng hoá học , tăng nhiệt độ lên 100C tốc độ phản ứng tăng lần Hỏi tốc độ phản ứng giảm lần nhiệt độ giảm từ 1000C xuống 700C ? 2- Một phản ứng hoá học , tăng nhiệt độ lên 100C tốc độ phản ứng tăng lần Hỏi tốc độ phản ứng giảm lần nhiệt độ giảm từ 1200C xuống 900C ? 3-Một phản ứng hoá học , tăng nhiệt độ lên 100C tốc độ phản ứng tăng lần Phản ứng ti ến hành 300C , hỏi phải tăng nhi ệt đ ộ l ên , thực hi ện nhiệt đ ộ để phản ứng tăng 243 lần ? 4-Xét phản ứng : H2(k) + I2(k) 2HI(k) Mỗi phản ứng tăng 250C tốc độ phản ứng tăng lần Phản ứng tiến hành 200C , hỏi phải tăng nhi ệt độ lên , thực hi ện nhiệt độ để phản ứng tăng 729 lần ? 5-Cho phản ứng : A + 2B C có V = K[A].[B]2 Cho biết nồng độ ban đầu A 0,8M B 0,9M số tốc độ K = 0,3 Hãy tính tốc độ phản ứng nồng độ chất A giảm 0,2M ? 6-Cho phản ứng hóa học có dạng : A + B C có V = K[A].[B] Tốc độ phản ứng thay đổi : a) Nồng độ chất A tăng lần , giữ nguyên nồng độ chất B b) Nồng độ chất B tăng lần , giữ nguyên nồng độ chất A c) Nồng độ chất tăng lên hai lần d) Nồng độ chất tăng lên lần , nồng độ chất giảm lần e) Tăng áp suất lên lần hỗn hợp phản ứng 7-Khi bắt đầu phản ứng , nồng độ chất 0,024 mol/l Sau 10 giây xảy phản ứng , nồng độ chất 0,022 mol/l Hãy tính tốc độ thời gian ? 8-Tính hệ số nhiệt độ tốc độ phản ứng trường hợp sau : a) Ở 1200C , phản ứng kết thúc sau 18 phút , 1800C , phản ứng kết thúc sau 1,5 giây b) Hạ bớt nhiệt độ 450C , phản ứng chậm 25 lần 9-Hệ số nhiệt độ phản ứng Cho biết 00C , phản ứng kết thúc sau 1024 ngày , 3000C , phản ứng kết thúc sau lâu 10-Biết tăng nhiệt độ lên thêm 500C tốc độ phản ứng tăng lên 1024 lần Tính hệ số nhiệt độ phản ứng ? DẠNG 2: BÀI TẬP VỀ CÂN BẰNG HÓA HỌC Viết số cân cho phản ứng sau : a/ CaCO3 r CaOr + CO2 k b/ N2 k + 3H2 k 2NH3 c/ Cu2O r + 1/2 O2 k d/ 2SO2 k + O2 k 2SO3 k , SO2 k + 1/2 O2 k SO3 k , 2SO3 k 2SO2 k + O2 k Hãy cho biết mối quan hệ số cân câu d điều kiện Xét hệ cân sau : 2CuOr  H = 131kJ/mol , a) Cr + H2O k CO k + H2 k b) CO k + H2O k CO2 k + H2 k  H= -41KJ/mol Các cân dịch chuyển biến đổi điều kiện sau : * Tăng nhiệt độ * Thêm lượng nước vào * Lấy bớt H2 * Tăng áp suất chung cách nén cho thể tích hệ giảm xuống Cho phản ứng thuận nghịch sau : 2NO2 (nâu ) N2O4 (Không màu ) a) Khi giảm áp suất hệ xuống cân dịch chuyển theo chiều nào?giải thích ? b)Ngâm bình NO2 vào nước đá thấy màu nâu bình nhạt dần.Cho biết phản ứng toả nhiệt hay thu nhiệt ? Giải thích ? Cho phản ứng thuận nghịch sau: H2 k + Cl2 k 2HCl k Khi tăng áp suất cân dịch chuyển theo chiều ? Giải thích ? Cho phản ứng thuận nghịch sau : 2NOk + O2 2NO2 k  H = -124kJ/mol Phản ứng dịch chuyển theo chiều : a) Tăng giảm áp suất hệ b) Tăng giảm nhiệt độ hệ Cho phản ứng thuận nghịch sau : H2 k + I2 k 2HIk Nồng độ chất lúc cân nhiệt độ 430oC sau :  H2  I  HI = = 0,107M   = 0,786 M Tính số cân k 430oC pứ Nồng độ ban đầu SO2 O2 hệ : 2SO2 + O2 2SO3 tương ứng 4M 2M a) Tính số cân phản ứng ,biết đạt cân có 80% SO2 phản ứng b) Để cân có 90% SO2 phản ứng lượng O2 lúc đầu cần lấy ? c) Nếu tăng áp suất hỗn hợp phản ứng lên lần cân chuyển dịch theo chiều ? Cho nhiệt độ không đổi Cân pứ : N2 + O2 2NO thiết lập t0C có số cân 40 Biết nồng độ ban đầu N2 O2 www.thuvienhoclieu.com Page Chuyên đề Tốc độ phản ứng – Cân Hóa học www.thuvienhoclieu.com 0,01mol/l a) Tính nồng độ N2 O2 trạng thái cân b) Hiệu suất pứ N2 O2 chuyển thành NO Cho biết pứ sau : H2O(k) + CO(K) H2(k) + CO2(k) 7000C số cân K = 1,873 Tính nồng độ H2O CO trạng thái cân Biết hỗn hợp ban đầu gồm 0,3mol H2O 0,3mol CO bình 10 lít 7000C 10 Hằng số cân pứ : H2k) + Br2(k) 2HBr(k) 7300C 2,18 106 Cho 3,2 mol HBr vào bình pứ dung tích 12 lít 730 C Tính nồng độ H2 , Br2 HBr trạng thái cân 11 Iốt bị phân huỷ nhiệt theo pứ sau : I2(k) 2I(k) 7270C số cân 3,8 10-5 Cho 0,0456 mol I2 vào bình 2,3 lít 727 C Tính nồng độ I2 I trạng thái cân 12 Khi đun nóng HI bình kín, xảy pứ sau : 2HI(k) H2(k) + I2(k) a) Ở nhiệt độ số cân K pứ 1/64 Tính xem có % HI bị phân huỷ theo nhiệt độ b) Tính hệ số cân K pứ sau nhiệt độ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG – CÂN BẰNG HÓA HỌC Câu 1: Tốc độ phản ứng : A Độ biến thiên nồng độ chất phản ứng đơn vị thời gian B Độ biến thiên nồng độ sản phẩm phản ứng đơn vị thời gian C Độ biến thiên nồng độ chất phản ứng sản phẩm phản ứng đơn vị thời gian D Độ biến thiên nồng độ chất phản ứng đơn vị thời gian Câu 2: Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào yếu tố sau : A Nhiệt độ B Nồng độ, áp suất C chất xúc tác, diện tích bề mặt D A, B C Câu 3: Dùng khơng khí nén thổi vào lò cao để đốt cháy than cốc ( sản xuất gang), yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng ? A Nhiệt độ, áp suất B tăng diện tích C Nồng độ D xúc tác Câu 4: Cho 5g kẽm viên vào cốc đựng 50ml dung dịch H2SO4 4M nhiệt độ thường (25o) Trường hợp tốc độ phản ứng không đổi ? A Thay 5g kẽm viên 5g kẽm bột B Thay dung dịch H2SO4 4m dung dịch H2SO4 2M C.Thực phản ứng 50oC D Dùng dung dịch H2SO4 gấp đôi ban đầu Câu 5: Cho phản ứng hóa học : A (k) + 2B (k) + nhiệt → AB2 (k) Tốc độ phản ứng tăng : A Tăng áp suất B Tăng thể tích bình phản ứng B Giảm áp suất D Giảm nồng độ A Câu 6: Tăng nhiệt độ hệ phản ứng dẩn đến va chạm có hiệu phân tử chất phản ứng Tính chất va chạm A Thoạt đầu tăng , sau giảm dần B Chỉ có giảm dần C Thoạt đầu giảm , sau tăng dần D Chỉ có tăng dần Câu 7: Cho phản ứng : Zn(r) + 2HCl (dd) → ZnCl2(dd) + H2(k) Nếu tăng nồng độ dung dịch HCl số lần va chạm chất phản ứng sẽ: A Giảm, tốc độ phản ứng tạo sản phẩm tăng B Giảm, tốc độ phản ứng tạo sản phẩm giảm C Tăng, tốc độ phản ứng tạo sản phẩm tăng D Tăng, tốc độ phản ứng tạo sản phẩm giảm Câu 8: Khi diện tích bề mặt tăng, tốc độ phản ứng tăng với phản ứng có chất tham gia ? A Chất lỏng B Chất rắn C Chất khí D Cả Câu 9: Hai nhóm học sinh làm thí nghiệm: nghiên cứu tốc độ phản ứng kẽm tan dung dịch axit clohydric :  Nhóm thứ : Cân miếng kẽm 1g thả vào cốc đựng 200ml dung dịch axit HCl 2M  Nhóm thứ hai : Cân 1g bột kẽm thả vào cốc đựng 300ml dung dịch axit HCl 2M Kết cho thấy bọt khí thóat thí nghiệm nhóm thứ hai mạnh do: A.Nhóm thứ hai dùng axit nhiều B Diện tích bề mặt bột kẽm lớn C.Nồng độ kẽm bột lớn D Cả ba nguyên nhân sai Câu 10: Khi nhiệt độ tăng thêm 100 tốc độ phản ứng tăng lần Khi nhiệt độ tăng từ 20o lên 80o tốc độ phản ứng tăng lên A 18 lần B 27 lần C 243 lần D 729 lần Câu 11: Có phương trình phản ứng : 2A + B → C Tốc độ phản ứng thời điểm tính biểu thức: v = k [A]2.[B] Hằng số tốc độ k phụ thuộc : A Nồng độ chất B Nồng độ chất B C Nhiệt độ phản ứng D Thời gian xảy phản ứng Câu 12: Trong hệ phản ứng trạng thái cân : 2SO2 (k) + O2 (k) ← → 2SO3 (k) (H