Bài giảng Hóa học lớp 10 - Bài 36: Tốc độ phản ứng hóa học - Sở GD & ĐT Nghệ An

Nội dung text: Bài giảng Hóa học lớp 10 - Bài 36: Tốc độ phản ứng hóa học - Sở GD & ĐT Nghệ An

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT Giáo viên thực hiện: 11/05/2021 1
2. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT Giáo viên thực hiện: 11/05/2021 2
3. Để đánh giá mức độ nhanh chậm của phản ứng hóa học người ta dùng đại lượng tốc độ phản ứng hóa học. Phản ứng chậm? Phản ứng nhanh? ĂN MÒN KIM LOẠI CHÁY RỪNG LÊN MEN RƯỢU CHÁY TRẠM XĂNG DẦU
4. A- Tốc độ phản ứng I. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng Nồng độ Chất Áp suất xúc tác CÓ 5 YẾU TỐ Diện tích tiếp Nhiệt xúc bề độ 11/05/2021 mặt 4
5. 3. Tăng nhiệt 0 độ(t C) 4. Tăng diện 2. Tăng áp tích tiếp xúc suất(p) bề mặt 1. Tăng Tốc độ 5. Xúc tác nồng độ phản ứng làm (CM, C%) (V) tăng ❖ Lưu ý: Xúc tác làm tang tốc độ phản ứng nhưng còn lại sau khi phản ứng kết thúc. 11/05/2021 5
6. II. Các bài toán hay gặp Bài toán 1 : Tốc độ phản ứng theo nồng độ và thời gian ❑Loại 1 : Khi đề cho PT phản ứng aA + bB → cC + dD Thì tốc độ phản ứng Vtb tính theo công thức sau: 11/05/2021 6
7. VD 1: Biết CM ban đầu H2O2 là 0,1M. sau thời gian 50(s) nồng độ H2O2 -3 còn lại 5.10 M. Tính VTB Giải : 11/05/2021 7
8. ❑Loại 2: Đề không cho phương trình phản ứng thì tương tự nhưng coi hệ số a = 1 푪 ( )(pư) 푽ഥ = 푴 푻 . 휟풕 VD2: Khi đun nóng H2O2 0,01M với xúc tác MnO2 thì sau thời -3 gian 80 giây nồng độ H2O2 còn lại 4.10 mol/s. Tính Vtb Giải : 푪 푯 푶 0,01− 4.10− 푽ഥ = 푴 = = , . − ( 풐 풍Τ풍൱ 푯 푶 . 휟풕 . 11/05/2021 8
9. Bài toán 2: Tốc độ phản ứng theo nồng độ Cho phản ứng : aA + bB → cC + dD Tốc độ phản ứng : a b Vtb = k [A] . [B] Với (k) là hệ số tốc độ phản ứng ThuËn VD3: Cho Cb ph¶n øng : N (k)+ 3H (k)⎯⎯⎯→ 2NH (k) 2 2⎯⎯⎯NghÞch 3 Nếu tăng nồng độ N2 lên 2 lần và nồng độ H2 lên 2 lần thì tốc độ phản ứng thuận tăng hay giảm bao nhiêu lần? A. Tăng 8 lần B. Tăng 16 lần C.11/05/2021 Giảm 8 lần D. Giảm 16 lần 9
10. VO25 VD4: Cho CB : 2SO2 + O2 ⎯⎯⎯⎯⎯⎯→ 2SO3 t0 Nếu giữ nguyên nồng độ O2, tăng nồng độ SO2 lên 2 lần → thì tốc độ phản ứng tăng bao nhiêu lần? A. 2 lần B. 4 lần C. 8 lần D. 16 lần Bài toán 3: Thời gian phản ứng theo nhiệt độ 0 + Ở nhiệt độ t1 C phản ứng kết thúc sau thời gian t1 (giờ, phút, s) 0 + Ở nhiệt độ t2 C phản ứng kết thúc sau thời gian t2 (giờ, phút, s) 0 + Ở nhiệt độ t3 C phản ứng kết thúc sau thời gian t3 (giờ, phút, s) 11/05/2021 10
11. ❖Phương pháp giải: Ta có hệ phương trình 풕 −풕 풕 = 풕 . 풌 ( ൰ (k hệ số nhiệt độ) 풕 −풕 ൰ 풕 = 풕 . 풌 ( Giải (1) tìm k rồi thay vào (2) tìm t3 11/05/2021 11
12. VD5: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 ✓ Ở 200C thì phản ứng trên kết thúc sau 27 phút ✓ Ở 400C thì phản ứng trên kết thúc sau 3 phút ✓ Ở 600C thì phản ứng trên kết thúc sau bao nhiêu phút ? Giải : 0 0 푡2−푡1 푡2 = 푡1 . 10  3 phút = 27 phút .  3 = 27. k2 → k2 = 1/9 => k = 1/3 t00− t C o Lại có: 31 60− 20 t= t .k 10 10 31 = t3 = 27'.k 4 1 1 3 = 27 . = p = 20s =t3 27'.k 11/05/2021 2 3 12
13. Bài toán 4 : Tốc độ phản ứng theo nhiệt độ 0 + Ở t1 C thì tốc độ phản ứng là V1 0 + Ở t2 C thì tốc độ phản ứng là V2 0 + Ở t3 C thì tốc độ phản ứng là V3 ❖Phương pháp giải: 풐 풕 −풕 풗 = 풗 . 풌 풐 풕 −풕 풗 = 풗 . 풌 11/05/2021 13
14. Khi tăng nhiệt độ từ 200C → 700C thì tốc độ phản ứng tăng 1024. Xác định hệ số k Giải : Ta có : v2 = 1024 0 0 푡2 − 푡1 70−20 10 à 푣2 = 푣1. ⇔ 1024푣1 = 푣1. 10 ⇔ 1024 = 5 ⇒ = 4 11/05/2021 14
15. B. Cân bằng hóa học I. Các yếu tố ảnh hưởng đến chuyển dịch cân bằng (cdcb) Nồng độ CÓ 3 YẾU TỐ Nhiệt độ Áp suất 11/05/2021 15
16. + Lưu ý : ✓ Hằng số cân bằng : kcb = kc = k ✓ Hằng số cân bằng axit : kcb = kc = ka ✓ Hằng số cân bằng bazơ : kcb = kc = kb ✓ Hằng số cân bằng chỉ phụ thuộc vào t0 11/05/2021 16
17. II. Một số bài toán thường gặp Xét cân bằng : aA + bB cC + dD [ ] . [D] Ta có : = [A] . [B] VD1: Đun nóng hỗn hợp X gồm CH3COOH 1M là C2H5OH 0 1M với xúc tác H2SO4 đặc ở 170 C. Khi phản ứng đạt tới TTCB thì nồng độ este CH3COOC2H5 bằng 0,4M. Tính hằng số cân bằng? 11/05/2021 17
18. Giải: ⎯⎯⎯→H24 SO CH3 COOH (l)++ C 2 H 5 OH ⎯⎯⎯ CH 3 COOC 2 H 5 H 2 O (l) 1700 ( l) ( l) Bđ 0,1M 1M 0 0 Pư 0,4  0,4  0,4 → 0,4 TTCB 0,6 0,6 0.4 0,4 1 1 3 2 5 . 2 0,4.0,4 4 ⇒ = = = ≈ 0,49 1 1 0,6.0,6 9 3 . 2 5 11/05/2021 18
19. VD2: Đun nóng hỗn hợp X gồm CH3COOH 1M và C2H5OH 1M với H2SO4 đặc để thực hiện phản ứng este hóa. Khi phản ứng đạt TTCB thì nồng độ este là 2/3M. Nếu đun nóng hỗn hợp CH3COOH 1M và C2H5OH aM đến phản ứng ở TTCB thì hiệu suất phản ứng H = 90% tính theo axit. Tính a? Giải : Bđ 1M 1M 0 0 Pư 2/3  2/3  2/3  2/3 TTCB 1/3 1/3 2/3 2/3 2 2 . ⇒ = 3 3 = 4 1 1 11/05/2021 . 19 3 3
20. TN2: Bđ 1M aM 0 0 Pư 0,9M → 0,9M → 0,9M → 0,9M TTCB 0,1M a – 0,1 0,9M 0,9M 0,9.0,9 ⇒ = = 4 ⇒ = 2,925 0,1.( −0,9) ❖ Lưu ý : Chất rắn không ảnh hưởng đến kc (bỏ qua chất rắn) aA(r) + bB(l) ↔ cC(l) + dD(l) [ ] +[D] ⇒ = [B] 11/05/2021 20
21. Bài toán 2 : Hằng số cân bằng đối với pha khí Xét cân bằng: aA(k) + bB(k) cC(k) + dD(k) Có : [ ] .[D] = [A] .[B] ❖ Nếu có chất rắn thì bỏ qua chất rắn aA(r) + bB(k) cC(k) + dD(k) Có : [ ] .[D] = [B] 11/05/2021 21
22. VD3: Nung hỗn hợp X gồm N2 0,4M với H2 0,9M ở nhiệt độ cao, xúc tác đến TTCB thu được NH3 có nồng độ 0,2M. Tính kc Giải : t0 N2 + 3H2 ⎯⎯→ 2NH3 ⎯⎯xt Bđ 0,4M 0,9M 0 Pư 0,1 ← 0,3M ← 0,2 TTCB (dư) 0,3M 0,6M 0,2M 2 2 [NH3 ] 0,2 = 1 3 = 1 3 ≈ 0,62 [N2 ] . [H2 ] 0,3 . 0,6 11/05/2021 22
23. VD4: Nung nóng 1 bình kín dung tích 2 lít đựng hỗn hợp khí gồm 0,5 mol N2 và 0,6 mol H2. Đến khi phản ứng đạt TTCB thu được hỗn hộp khí gồm N2, H2, NH3. Biết H= 50%. Tính kc ? Giải 2 + 3 2 ⇄ 2 3 0,5 0,6 > → Hiệu suất tính theo H 1 3 2 H2 phản ứng = 0,6 . 50% = 0,3 mol 2 + 3 2 ⇄ 2 3 Bđ: 0,5 mol 0,6 mol Pư: 0,1mol ← 0,3mol → 0,2mol TTCB: 0,4 0,3 0,2 11/05/2021 23
24.  Hỗn hợp khí ở TTCB gồm 0,4 = = 0,2 2 2 0,3 = = 0,15 2 2 0,2 = = 0,1 3 2 (0,1)2 Kc = = 14,81 (0,2)13 .(0,15) 11/05/2021 24
25. Bài toán 3: Các yếu tố ảnh hưởng đến chuyển dịch cân bằng (quan trọng) 1. Ảnh hưởng của nồng độ (hình dung cống nước) Khi tăng nồng độ một chất nào đó (Lỏng, khí) thì CB chuyển dịch theo chiều làm giảm nồng độ chất đó. Ngược lại, khi giảm nồng độ 1 chất nào đó thì CBCD theo chiều làm tăng nồng độ chất đó. * Lưu ý : Chất rắn không ảnh hưởng đến CDCB t0 VD 1: N+ 3H⎯⎯→ 2NH 2 2⎯⎯xt 3 [N2 ] : Cbcd theo chiÒu thuËn [NH3 ] : Cbcd theo chiÒu nghÞch Gi¶m11/05/2021 N , H : Cdcb theo chiÒu nghÞch 25 22
26. 2. Ảnh hưởng đến áp suất(tăng p thì ít khí, giảm p thì nhiều) + Khi tăng áp suất thì CBCD theo chiều tạo ít mol khí hơn + Khi giảm áp suất thì CBCD theo chiều tạo nhiều mol khí hơn - Nếu phân tử khí 2 vế bằng nhau thì phản ứng không ảnh hưởng - Chất rắn không ảnh hưởng đến cdcb 11/05/2021 26
27. VD 2: Khi tăng P thì cân bằng nào sau đây dịch chuyển theo chiều thuận 푡0 . 1 2 ( ) + 1 2 ( ) ⇄ 2 ( )ቇ 푡 푡0 . 2푆 2 ( ) + 1 2 ( ) ⇄ 2SO3 ( ቇ 푡 . 퐹푒2 3 ( ) + 3 ( ) ⇄ 2퐹푒( ) + 3 2 ( ቇ . 1 2 ( ) + 2 ( ) ⇄ 2 ( ቇ 11/05/2021 27
28. 3. Ảnh hưởng của nhiệt độ( giảm tỏa tăng thu) ❖Lưu ý : H 0 : Thu nhiệt + Khi giảm nhiệt độ → cbcd theo chiều tỏa nhiệt (∆H 0) VD3: Cho CB : Để cân bằng trên cd theo chiều nghịch phải A. Tăng t0, giảm P B. Giảm t0, tăng P C. Tăng t0, tăng P D. Giảm t0, giảm P 11/05/2021 28
29. VD4: Cho CB phản ứng 푡0 2푆 2 ( ) + 2 ( ) ⇄ 2SO3 ( ). 훥 < 0 푡 Những yếu tố làm cho cbcd theo chiều thuận (1) Tăng nồng độ SO2 , (2) Giảm [O2], (3) Tăng P (4) Giảm P , (5) Tằng nhiệt độ (6) giảm nhiệt độ, (7) Thêm V2O5 A. (1), (2), (3) B. (2), (3), (7) C. (3), (4), (5) D. (1), (3), (6) * Lưu ý : Xúc tác, chất rắn không ảnh hưởng đến CDCB 11/05/2021 29
30. Bài toán 4 : CDCB theo nhiệt độ và tỉ khối dA/B Giải : Ta có: dA/B = MA/MB mà M = m/n → M tỉ lệ nghịch với n →n khí càng lớn → MA càng bé → dA/B càng giảm VD 5: Cho Cb n1=3 ptử khí > n2 = 2 phân tử khí ➔ M1 < M2  d1 < d2 * Tóm lại : d tỉ lệ nghịch với n 11/05/2021 30
31. VD 6: Xét CB N2(k) + 3H2(k) ↔ 2NH3(k) ∆H > 0. Nếu tăng nhiệt độ thì CBCD theo chiều làm cho tỉ khối hỗn hợp khí so với H2 giảm. Phát biểu nào sau đây đúng? A. Chiều thuận thu nhiệt H > 0 B. Chiều thuận tỏa nhiệt H > 0 C. Chiều nghịch thu nhiệt H > 0 D. Chiều nghịch tỏa nhiệt H < 0 11/05/2021 31
32. VD3: Cho CBHH : N2O4 ⎯⎯⎯⎯→ 2NO2 H > 0 (không màu) Màu nâu đỏ Tìm đáp án sai? A. Khi thêm [NO2] thì CBCD theo chiều nghịch B. Khi giảm (P) thì dkhí/H2 giảm C. Khi tăng nhiệt độ thì dkhí/H2 tăng D. Khi giảm nhiệt độ thì màu nâu đỏ giảm dần 11/05/2021 32
33. Củng cố Câu 1. Trong các phản ứng sau đây, nếu lượng Fe trong các cặp đều được lấy bằng nhau thì cặp nào có tốc độ phản ứng lớn nhất? A. Fe + dd HCl 0,1M B. Fe + dd HCl 0,05M C. Fe + dd HCl 0,7M D. Fe + dd HCl 1,5M Câu 2. Dùng không khí nén, nóng thổi vào lò cao để đốt cháy than cốc (trong sản xuất gang), yếu tố nào ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng ? A. Nhiệt độ, áp suất. B. tăng diện tích. C. Nồng độ. D. xúc tác. 11/05/2021 33
34. Câu 3: Phöông phaùp naøo sau ñaây laøm giaûm toác ñoä phaûn öùng? a Naáu thöïc phaåm trong noài aùp suaát Ñöa S ñang chaùy ngoaøi khoâng khí b vaøo bình ñöïng oxi. c Duøng khoâng khí neùn thoåi vaøo loø cao ñeå ñoát than coác( saûn xuaát gang) d ÑaäyÑaäy naépnaép beápbeáp loøloø coùcoù thanthan ñangñang chaùychaùy
35. Câu 4: Choïn chữ Ñ (ñuùng) hay S (sai) vào mỗi caâu. Nhieät ñoä cuûa ngoïn löûa axetilen chaùy trong oxi cao 1 hôn so vôùi chaùy trong khoâng khí. Ñ Ñ S Duøng 500ml dd HCl ñeå hoaø tan 10g CaCO3 seõ nhanh 2 hôn duøng 200 ml dd HCl Ñ S S Cho 6 g Zn haït vaøo moät coác ñöïng dd H2SO4 4M dö. Ñeå taêng toác ñoä phaûn öùng ngöôøi ta duøng theå tích dd H2SO4 3 4M gaáp ñoâi ban ñaàu Ñ S S
36. BÀI TẬP VỀ NHÀ Câu 1: Giaûi thích vì sao? a) Khi ñun ngöôøi ta thöôøng phaûi cheû cuûi. b) Khi nung ñaù voâi ngöôøi ta phaûi ñaäp nhoû ñaù voâi vaø phaûi nung ôû nhieät ñoä cao. Câu 2: Cho chất xúc tác MnO2 vào 100 ml dung dịch H2O2, sau 60 giây thu được 33,6 ml khí O2 (ở đktc). Tốc độ trung bình của phản ứng (tính theo H2O2) trong 60 giây trên là? nO2 => nH2O2 => ∆CM => v A. 5,0.10-4 mol/(l.s). B. 5,0.10-5 mol/(l.s). C. 1,0.10-3 mol/(l.s). D. 2,5.10-4 mol/(l.s). BT: 4,5/154/SGK
37. 11/05/2021 37