CHƢƠNG 4 ĐỘNG HĨA HỌC
4.6 Các phản ứng phức tạp
Các phản ứng phức tạp là các phản ứng diễn ra qua nhiều giai đoạn hay gồm nhiều phản ứng thành phần (hay phản ứng cơ sở).
4.6.1 Phản ứng thuận nghịch
Gồm hai phản ứng thành phần: phản ứng thuận và phản ứng nghịch
Khi vt = vn phản ứng thuận nghịch đạt tới trạng thái cân bằng. Ở trạng thái cân bằng, nồng độ các chất khơng thay đổi.
4.6.2 Phản ứng nối tiếp
Phản ứng diễn ra theo những giai đoạn nối tiếp. Phản ứng nối tiếp cĩ dạng:
Trong đĩ B là sản phẩm trung gian. Ví dụ: Phản ứng thủy phân trisacarit C18H32O16
C18H32O16 + H2O → C12H22O11 + C6H12O6 C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6 glucoza fructoza
Tốc độ của phản ứng nối tiếp là tốc độ của phản ứng nào chậm nhất trong các phản ứng thành phần.
4.6.3 Phản ứng dây chuyền
Phản ứng dây chuyền cĩ liên quan đến sự xuất hiện các gốc tự do. Gốc tự do là những nguyên tử hay nhĩm nguyên tử cĩ electron chưa cặp đơi, ví dụ:
Vì vậy người ta cịn gọi các phản ứng dây chuyền là các phản ứng gốc tự do. Ví dụ: Phản ứng giữa hidro và clo dưới tác dụng của ánh sáng trực tiếp:
hay dập tắt.
Giai đoạn ngắt mạch là kết quả phản ứng giữa các gốc tự do.
4.6.4 Phản ứng song song
Từ những chất ban đầu phản ứng diễn ra theo một số hướng để tạo ra những sản phẩm khác nhau.
Ví dụ: Khi nitro hĩa phenol, ta thu được đồng thời ba sản phẩm khác nhau: orto-, para và meta - nitrophenol.
4.6.5 Phản ứng liên hợp hay phản ứng kèm nhau
A + B → C + D (1) Phản ứng sinh năng lượng, tự xảy ra được E + F → G + H (2) Phản ứng cần năng lượng, khơng tự xảy ra
Phản ứng (1) được gọi là liên hợp với phản ứng (2) vì khi tiến hành nĩ đã cung cấp năng lượng làm cho phản ứng (2) cũng xảy ra được.
Ví dụ: Sự tổng hợp glucoza-6-photphat (G6P) trong cơ thể được thực hiện do liên hợp giữa hai phản ứng:
Glucoza + H3PO4 → G6P + H2O cần năng lượng Khi liên hợp, phản ứng tổng cộng sẽ là:
Acginin photphat + Glucoza → G6P + Acginin
Câu hỏi và bài tập:
1. Nồng độ các chất phản ứng ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng như thế nào? Hãy phát biểu và viết biểu thức của định luật tác dụng khối lượng. Bậc phản ứng là gì?
2. Phân biệt bậc phản ứng và phân tử số của phản ứng.
3. Phản ứng 2NO + O2 → 2NO2 là một phản ứng đơn giản. Tốc độ phản ứng thay đổi
như thế nào khi: Tăng nồng độ O2 lên 4 lần.
4. Nhiệt độ ảnh hưởng như thế nào đến tốc độ phản ứng, thể hiện qua biểu thức và qui tắc nào?
5. Một phản ứng cĩ hệ số nhiệt độ γ = 3,1. Hỏi khi tăng nhiệt độ thêm 40o, tốc độ phản
ứng tăng lên bao nhiêu lần?
6. Hệ số nhiệt độ của một phản ứng bằng 3. Hỏi phải tăng nhiệt độ lên bao nhiêu độ để tốc độ phản ứng tăng lên 243 lần?
7. Trình bày nội dung cơ bản của thuyết hoạt hĩa. Năng lượng hoạt hĩa của một phản ứng là gì?
8. Tại sao sự cĩ mặt của chất xúc tác lại làm tăng tốc độ phản ứng. Vẽ và giải thích giản đồ năng lượng của phản ứng khi cĩ và khơng cĩ mặt chất xúc tác.
9. Hằng số cân bằng của một phản ứng là gì? Hãy phát biểu và minh họa nguyên lý chuyển dịch cân bằng qua các ví dụ.
10. Các cân bằng sau đây chuyển dịch thế nào khi tăng nhiệt độ, tăng áp suất: a) N2 + O2 ↔ 2NO - Q
b) 2CO + 2H2 ↔ CH4 + CO2 + Q c) CaO + CO2 ↔ CaCO3 + Q d) N2O4 ↔ 2NO2 – Q
11. Thế nào là phản ứng thuận nghịch, phản ứng nối tiếp? Cho ví dụ.
12. Cho ví dụ về phản ứng dây chuyền. Những giai đoạn cơ bản của một phản ứng dây chuyền.