Nội dung chính hóa học 10 chân trời sáng tạo Bài 16: Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hóa học

BÀI 16. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG HÓA HỌC

1. ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ

Câu 1:

- Khi rót dung dịch H₂SO₄ vào cốc đụng dung dịch Na₂S₂O₃, theo trình tự cốc 1 đến cốc 3, cốc 1 có lượng lưu huỳnh tạo ra nhiều và làm mờ dấu thập nhanh nhất, chậm dần ở các cốc còn lại

- Nhận xét: Thể tích dung dịch  Na₂S₂O₃ càng lớn, thời gian phản ứng càng ngắn, tốc độ phản ứng nhanh.

Câu 2:

Vận dụng định luật tác dụng khối lược cho phản ứng, tại nhiệt độ xác định, ta có

v =k.. , nồng độ  Na₂S₂O₃ càng lớn, tốc độ phản ứng càng nhanh. Ngoài ra, có thể giải thích theo lí thuyết va chạm, khi tăng nồng độ, sẽ có nhiều va chạm hiệu quả hơn, tốc độ phản ứng tăng. S là chất rắn màu vàng, không tan trong dung dịch, lượng S tạo ra càng nhanh sẽ làm mờ dấu thập phân.

Câu luyện tập:

Theo định luật tác dụng khối lượng, tại nhiệt độ xác định v =k.., khi giữ nguyên nồng độ dung dịch Na₂S₂O₃ và pha loãng H₂SO₄ . Vậy, kết quả thí nghiệm không thay đổi, tốc độ phản ứng chậm dần từ cốc 1 đến cốc 3.

=> Kết luận:

Khi tăng nồng độ chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng.

2. ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ

Câu 3:

- Cốc (1) được đun nóng, màu tím của dung dịch KMnO₄ bị mất màu nhanh hơn cốc (2).

=> Nhận xét: Ở nhiệt độ cao, tốc độ phản ứng xảy ra nhanh hơn.

Câu 4:

Khi đun nóng, các phân tử chất phản ứng chuyển động với vận tốc nhanh hơn, dẫn đến sự gia tăng của KMnO₄ trong 2 cốc không giống nhau.

Công thức của Van’t Hoff biểu diễn mối quan hệ giữa nhiệt độ và tốc độ phản ứng hóa học:

Trong đó:

,  là tốc độ phản ứng ở 2 nhiệt độ t₁ và t₂;  là hệ số nhiệt độ Van’t Hoff.

Câu luyện tập:

- Từ công thức kinh nghiệm của Van’t Hoff:      

Trong đó  = 4. khi nhiệt độ giảm từ 70 độ C đến 40 độ C, ta có:

=> = .

Vậy tốc độ phản ứng giảm 64 lần.

=> Kết luận:

+ Khi tăng nhiệt độ, tốc độ phản ứng tăng.

+Mối quan hệ giữa nhiệt độ và tốc độ phản ứng hóa học được biểu diễn bằng công thức:          

Trong đó:

,  là tốc độ phản ứng ở 2 nhiệt độ t₁ và t₂;  là hệ số nhiệt độ Van’t Hoff.

3. ẢNH HƯỞNG CỦA ÁP SUẤT

Trả lời câu 5:

- Khi nén, áp suất trong bình tăng, thể tích giammr, các phân tử khí phân bố đặc khít hơn, nồng độ cao hơn, các chất dễ tạo ra các va chạm hiệu quả hơn, dẫn đến tốc độ phản ứng tăng.

Luyện tập: Áp suất ảnh hưởng đến tốc đôh phản ứng đối với chất khí, nên yếu tố áp suất sẽ ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng (1) vì CO và O₂ đều là chất khí. Khi tăng áp suất, tốc độ phản ứng tăng

- Giáo dục môi trường:

Khí nhà kính trong bầu khí quyển của Trái Đất bao gồm hơi nước, CO₂, CH₄, N_xO_y và O₃. Nếu không có nhà kính, nhiệt độ trung bình của Trái Đất khoảng -18 độ C thay vì 15 độ C như hiện nay. Tuy nhiên, khi nồng độ khí nhà kính tăng, làm tăng mức độ giữ nhiệt của Trái Đất, Trái Đất sẽ nóng lên. Các nguồn phát thải khí nhà kính gồm quá trình phát triển công nghiệp, nông nghiệp, lâm nghiệp, xử lí chất thải, năng lượng,…Vì vậy, quá trình phát triển phải gắn liền với giảm tác động đến môi trường, khí quyển.

=> Kết luận:

Đối với phản ứng có chất khí tham gia, tốc độ phản ứng tăng khi tăng áp suất.

4. ẢNH HƯỞNG CỦA BỀ MẶT TIẾP XÚC

Trả lời câu 6:

Khi rót dung dịch HCl vafoo 2 bình tam giác, bình đựng CaCO₃ kích thước nhỏ sẽ phản ứng nhanh hơn, thể tích khí CO₂ thoát ra nhiều hơn so với bình còn lại.

Trả lời câu 7: Kích thước CaCO₃ nhỏ, tốc độ phản ứng xảy ra nhanh, thể tích CO₂ thoát ra nhiều.

Trả lời câu 8: CaCO₃ kích thước nhỏ sẽ có diện tích bề mặt tiếp xúc với dung dịch HCl lớn hơn so với CaCO₃ kích thước lớn hơn (có cùng khối lượng), làm tăng tần số va chamh hiệu quả giũa các chất phản ứng, dẫn đến tốc độ phản ứng tăng.

Luyện tập:

- Khi củi được chẻ nhỏ => Tổng diện tích tiếp xúc của củi với oxygen tăng

- Oxygen duy trì sự cháy

=> Tăng tốc độ cháy của củi

=> Củi sẽ cháy nhanh hơn và mạnh hơn

- Giải bài toán:

Đối với hình lập phương lớn, diện tích bề mặt là 2.2.2+4.1.2= 16 cm²

Đối với 4 hình lập phương nhỏ, tổng diện tích bề mặt là:

4.6.1.1= 24 cm²

=> Diện tích bề mặt của vật sau khi chia nhỏ sẽ lớn hơn diện tích ban đầu.

Kết luận:

Khi tăng diện tích bề mặt tiếp xúc của chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng.

5. ẢNH HƯỞNG CỦA CHẤT XÚC TÁC

Trả lời câu 9:

- Khi cho MnO₂ vào ống nghiệm 2, bọt khí thoát ra mạnh. Đưa tàn đóm vào ông nghiệm 1, tàn đóm không thay đổi hiện tượng; đưa que đóm vào ống nghiệm 2, tàn đóm bùng cháy thành ngon lửa.

=> Nhận xét: Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng hóa học, nhưng vẫn được bảo toàn về chất và lượng khi kết thúc phản ứng.

Câu luyện tập:

Thành phần chính của cơm là tinh bột, khi nhai kĩ cơm, tuyến nước bọt cung cấp enzyme amylase, đóng vai trò là chất xúc tác, chuyển hóa tinh bột thành đường glucose có vị ngọt.

6. Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG TRONG ĐỜI SỐNG VÀ SẢN XUẤT.

Trả lời câu 10:

1. a) Ảnh hưởng của nồng độ: Dùng bình chứa oxygen có nồng độ oxygen cao hơn không khí => Phản ứng cháy dễ dàng xảy ra
2. b) Ảnh hưởng của áp suất: Dùng nồi áp suất làm tăng áp suất trong nồi => Thực phẩm trong nồi áp suất sẽ nhanh chín hơn
3. c) Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc: Đậy nắp lò làm hạn chế diện tích tiếp xúc của than với oxygen trong không khí => Phản ứng cháy diễn ra chậm => Giữ than cháy được lâu hơn
4. d) Ảnh hưởng của nhiệt độ: Khi để thức ăn trong tủ lạnh => Nhiệt độ bị giảm => Kìm hãm phản ứng oxi hóa thức ăn =>  Thức ăn sẽ lâu bị ôi thiu

Trả lời câu vận dụng:

Vi sinh vật lên men ethanol thành giấm là vi khuẩn acetobacter, trong điều kiện thích hợp, vi khuẩn lên men chuối chín hay nước dừa (thành phần có đường glucose) chuyển hóa thành ethanol và tạo ra acetic acid. Thêm chuối chín, nước dừa hoặc một số loại trái cây khác, gián tiếp bổ sung ethanol cho quá trình lên men, đồng thời tạo ra mùi vị đặc trung cho loại giấm ăn đó.