Bài giảng Chương VII:về tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học

Chương 7: tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học A.Tóm tắt kiến thức I. Tốc độ phản ứng 1. Khái niệm: Tốc độ phản ứng là độ biến thiên nồng độ của một trong các chất phản ứng hoặc sản phẩm trong một đơn vị thời gian. 2. Tốc độ trung bình của phản ứng = : tốc độ trung bình của phản ứng. : Biến thiên nồng độ chất tham gia hoặc sản phẩm. t: thời gian phản ứng. 3. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng a, ảnh hưởng của nồng độ: Tăng nồng độ chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng. b, ảnh hưởng của áp suất: Đối với phản ứng có chất khí tham gia, khi áp suất tăng tốc độ phản ứng tăng. c, ảnh hưởng của nhiệt độ: Khi nhiệt độ tăng, tốc độ phản ứng tăng. Thông thường khi tăng nhiệt độ lên 100C thì tốc độ phản ứng tăng từ 2-3 lần. kt: hệ số nhiệt độ (cho biết tốc độ phản ứng tăng lên bao nhiêu lần khi nhiệt độ tăng lên 100C) d, ảnh hưởng của diện tích bề mặt: Đối với phản ứng có chất rắn tham gia, khi diện tích bề mặt tăng, tốc độ phản ứng tăng. e, ảnh hưởng của chất xúc tác: Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng nhưng không bị tiêu hao trong quá trình phản ứng. II.Cân bằng hoá học 1. Khái niệm: Cân bằng hoá học là trạng thái của phản ứng thuận nghịch khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch. 2. Hằng số cân bằng của phản ứng thuận nghịch Xét cân bằng: aA + bB cC + dD Kc: hằng số cân bằng [A], [B], [C], [D] là nồng độ mol/l của các chất A, B, C, D ở thời điểm CB a,b,c,d là hệ số tỉ lượng các chất trong PTHH của phản ứng Lưu ý: - Hằng số cân bằng Kc của phản ứng xác định chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ. - Nồng độ của chất rắn được coi là hằng số nên không có mặt trong biểu thức HSCB Kc VD: C(r) + CO2(k) 2CO(k) 3. Sự chuyển dịch cân bằng hoá học ã Sự chuyển dịch cân bằng hoá học là sự phá vỡ trạng thái cân bằng cũ để chuyển sang trạng thái cân bằng mới do các yếu tố bên ngoài tác động lên cân bằng ã Những yếu tố ảnh hưởng đến CBHH: nồng độ, nhiệt độ, áp suất. ã Nguyên lí Lơ Sa-tơ-li-ê: Một phản ứng thuận nghịch đang ở TTCB khi chịu một tác động từ bên ngoài như biến đổi nồng độ, nhiệt độ, áp suất thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động bên ngoài đó. Cụ thể:- Khi tăng nồng độ của một chất, cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm nồng độ chất đó (và ngược lại). - Khi tăng áp suất của hệ, cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm số phân tử khí (và ngược lại - Khi tăng nhiệt độ của hệ, cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều thu nhiệt (và ngược lại) Lưu ý: Khi phản ứng ở TTCB nếu số mol khí ở hai vế của phương trình bằng nhau thì khi thay đổi áp suất, cân bằng sẽ không chuyển dịch. Nhiệt phản ứng: H (phản ứng toả nhiệt H0) Nếu phản ứng thuận thu nhiệt thì phản ứng nghịch toả nhiệt với giá trị tuyệt đối của nhiệt phản ứng như nhau. VD: N2O4 2NO2 ; H = +58 kJ NO2 N2O4 ; H = -58 kJ B. Bài tập trắc nghiệm Cõu 01:Trong phòng thí nghiệm, có thể điều chế khí oxi từ muối kali clorat. Người ta sử dụng cách nào sau đây nhằm mục đích tăng tốc độ phản ứng? A. Nung kaliclorat ở nhiệt độ cao. B. Nung hỗn hợp kali clorat và mangan đioxit ở nhiệt độ cao. C. Dùng phương pháp dời nước để thu khí oxi. D. Dùng phương pháp dời không khí để thu khí oxi. Câu 02 : Khi nhiệt độ tăng lên 100C, tốc độ của một phản ứng hoá học tăng lên 3 lần. Người ta nói rằng tốc độ phản ứng hoá học trên có hệ số nhiệt độ bằng 3. Chẳng hạn như nếu tăng nhiệt độ của phản ứng trên lên thêm 300C thì tốc độ của phản ứng tăng thêm 33 = 27 lần. Tốc độ phản ứng hoá học nói trên tăng lên bao nhiêu lần khi nhiệt độ tăng từ 250C lên 450C ? A. 6 lần B. 9 lần C. 12 lần D. 18 lần Chọn đáp án đúng. Câu 03: Tốc độ của phản ứng hoá học: A (k) + 2B (k) đ C (k) + D (k) được tính theo biểu thức n = k [A].[B]2, trong đó k là hằng số tốc độ, [A] và [B] là nồng độ mol/ lít của chất A và chất B. Khi nồng độ chất B tăng 3 lần và nồng độ chất A không đổi thì tốc độ phản ứng A. tăng 3 lần B. tăng 9 lần C. giảm 3 lần D. không thay đổi Cõu 04. Khi nhiợ̀t đụ̣ tăng lờn 100C, tụ́c đụ̣ của mụ̣t phản ứng hoá học tăng lờn 3 lõ̀n. Người ta nói rằng tụ́c đụ̣ phản ứng hoá học trờn có hợ̀ sụ́ nhiợ̀t đụ̣ bằng 3. Điờ̀u khẳng định nào sau đõy là đúng? A. Tụ́c đụ̣ phản ứng tăng lờn 256 lõ̀n khi nhiợ̀t đụ̣ tăng từ 200C lờn 500C. B. Tụ́c đụ̣ phản ứng tăng lờn 243 lõ̀n khi nhiợ̀t đụ̣ tăng từ 200C lờn 500C. C. Tụ́c đụ̣ phản ứng tăng lờn 27 lõ̀n khi nhiợ̀t đụ̣ tăng từ 200C lờn 500C. D. Tụ́c đụ̣ phản ứng tăng lờn 81 lõ̀n khi nhiợ̀t đụ̣ tăng từ 200C lờn 500C. Cho hệ phản ứng sau ở trạng thỏi cõn bằng: 2 SO2 + O2 2 SO3 (k) < 0 Nồng độ của SO3 sẽ tăng lờn khi: Giảm nồng độ của SO2 Tăng nồng độ của O2 Tăng nhiệt độ lờn rất cao Giảm nhiệt độ xuống rất thấp Đối với một hệ ở trạng thỏi cõn bằng, nếu thờm vào chất xỳc tỏc thỡ: A. Chỉ làm tăng tốc độ phản ứng thuận B. Chỉ làm tăng tốc độ phản ứng nghịch C. Làm tăng tốc độ phản ứng thuận và nghịch với số lần như nhau. D. Khụng làm tăng tốc độ của phan ứng thuận và nghịch Trong phản ứng tổng hợp amoniac: N2 (k) + 3H2 (k) 2NH3 (k) < 0 Để tăng hiệu suất phản ứng tổng hợp phải: Giảm nhiệt độ và ỏp suất Tăng nhiệt độ và ỏp suất Tăng nhiệt độ và giảm ỏp suất Giảm nhiệt độ vừa phải và tăng ỏp suất Cho phản ứng sau ở trang thỏi cõn bằng: H2 (k) + F2 (k) 2HF (k) < 0 Sự biến đổi nào sau đõy khụng làm chuyển dịch cõn bằng hoỏ học? Thay đổi ỏp suất Thay đổi nhiệt độ Thay đổi nồng độ khớ H2 hoặc F2 Thay đổi nồng độ khớ HF Hệ phản ứng sau ở trạng thỏi cõn bằng: H2 (k) + I2 (k) 2HI (k) Biểu thức của hằng số cõn bằng của phản ứng trờn là: KC = B.Kc = C.KC = D.KC = Trộn 2 mol khớ NO và một lượng chưa xỏc định khớ O2 vào trong một bỡnh kớn cú dung tớch 1 lớt ở 40oC. Biết: 2 NO(k) + O2 (k) 2 NO2 (k) Khi phản ứng đạt đến trạng thỏi cõn bằng, ta được hỗn hợp khớ cú 0,00156 mol O2 và 0,5 mol NO2. Hằng số cõn bằng K lỳc này cú giỏ trị là: 4,42 B.40,1 C.71,2 D.214 Cho phản ứng : 2 SO2(k) + O2(k) 2SO3 (k) Số mol ban đầu của SO2 và O2 lần lượt là 2 mol và 1 mol. Khi phản ứng đạt đến trạng thỏi cõn bằng (ở một nhiệt độ nhất định), trong hỗn hợp cú 1,75 mol SO2. Vậy số mol O2 ở trạng thỏi cõn bằng là: 0 mol B.0,125 mol C.0,25 mol D.0,875 mol Khi phản ứng : N2 (k) + 3H2 (k) 2NH3 (k) đạt đến trạng thỏi cõn bằng thỡ hỗn hợp khớ thu được cú thành phần: 1,5 mol NH3, 2 mol N2 và 3 mol H2. Vậy số mol ban đầu của H2 là: 3 mol B.4 mol C.5,25 mol D.4,5 mol Tốc độ phản ứng tăng lờn khi: A. Giảm nhiệt độ B. Tăng diện tớch tiếp xỳc giữa cỏc chất phản ứng C. Tăng lượng chất xỳc tỏc D. Giảm nồng độ cỏc chất tham gia phản ứng Cho phản ứng thuận nghịch ở trạng thỏi cõn bằng: 4 NH3 (k) + 3 O2 (k) 2 N2 (k) + 6 H2O(h) <0 Cõn bằng sẽ chuyển dịch theo chiều thuận khi: Tăng nhiệt độ B.Thờm chất xỳc tỏc C.Tăng ỏp suất D.Loại bỏ hơi nước Cho phản ứng: A + 2B → C Nồng độ ban đầu của A là 0,8 mol/l, của B là 1 mol/l Sau 10 phỳt, nồng độ của B cũn 0,6 mol/l. Vậy nồng độ của A cũn lại là: 0,4 B.0,2 C.0,6 D.0,8 Cho phản ứng A + B đ C Nồng độ ban đầu của A là 0,1 mol/l, của B là 0,8 mol/l. Sau 10 phỳt, nồng độ của B chỉ cũn 20% nồng độ ban đầu. Tốc độ trung bỡnh của phản ứng là: 0,16 mol/l.phỳt B.0,016 mol/l.phỳt C.1,6 mol/l.phỳt D.0,106 mol/l.phỳt Cho phản ứng: 2 SO2 + O2 2SO3 Tốc độ phản ứng tăng lờn 4 lần khi: Tăng nồng độ SO2 lờn 2 lần B.Tăng nồng độ SO2 lờn 4 lần C.Tăng nồng độ O2 lờn 2 lần D.Tăng đồng thời nồng độ SO2 và O2 lờn 2 lần Cho phản ứng: 2 NaHCO3 (r) Na2CO3 (r) + CO2(k) + H2O (k) = 129kJ Phản ứng xảy ra theo chiều nghịch khi: Giảm nhiệt độ B.Tăng nhiệt độ C.Giảm ỏp suất D.Tăng nhiệt độ và giảm ỏp suất Cho phản ứng : 2A + B → C Nồng độ ban đầu của A là 6M, của B là 4M. Hằng số tốc độ k = 0,5 Tốc độ phản ứng lỳc ban đầu là : 12 B.18 C.48 D.72 Cho phản ứng A + 2B → C Nồng độ ban đầu của A là 1M, B là 3M, hằng số tốc độ k = 0,5. Vận tốc của phản ứng khi đó cú 20% chất A tham gia phản ứng là: 0,016 B.2,304 C.2.704 D.2.016 Cho phản ứng : H2 + I2 2 HI Ở toC, hằng số cõn bằng của phản ứng bằng 40. Nếu nồng độ ban đầu của H2 và I2 đều bằng 0,01 mol/l thỡ % của chỳng đó chuyển thành HI là: 76% 46% 24% 14,6% Cho phản ứng : N2 (k) + 3H2 (k) 2NH3 (k) + Q Yếu tố nào ảnh hưởng đến cõn bằng hoỏ học trờn? Áp suất Nhiệt độ Nồng độ Tất cả đều đỳng Cho phản ứng : A + B → C Nồng độ ban đầu của A là 0,12 mol/l; của B là 0,1 mol/l. Sau 10 phỳt, nồng độ của B giảm cũn 0,078 mol/l. Nồng độ cũn lại (mol/l) của chất A là : 0,042 0,98 0,02 0,034 Thực nghiệm cho biết tốc độ phản ứng: A2 + B2 → 2AB được tớnh theo biểu thức: V = k [A2][B2]. Trong cỏc điều khẳng định dưới đõy, khẳng định nào phự hợp với biểu thức trờn? Tốc độ phản ứng hoỏ học được đo bằng sự biến đổi nồng độ cỏc chất phản ứng trong một đơn vị thời gian. Tốc độ phản ứng tỉ lệ thuận với tớch số nồng độ cỏc chất phản ứng Tốc độ phản ứng giảm theo tiến trỡnh phản ứng. Tốc độ phản ứng tăng lờn khi cú mặt chất xỳc tỏc. Trong cỏc khẳng định sau, khẳng định nào phự hợp với một phản ứng thuận nghịch ở trạng thỏi cõn bằng? A. Phản ứng thuận đó kết thỳc B. Phản ứng nghịch đó kết thỳc C. Cả phản ứng thuận và phản ứng nghịch đó kết thỳc D. Tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch Cho phản ứng ở trạng thỏi cõn bằng: N2 (k) + 3H2 (k) 2NH3 (k) < 0 Những thay đổi nào sau đõy làm cõn bằng dịch chuyển theo chiều thuận? Giảm ỏp suất B.Tăng nhiệt độ C.Tăng nồng độ cỏc chất N2 và H2 D.Tăng nồng độ NH3 Cho cỏc phản ứng sau: 1. H2(k) + I2(r) 2 HI(k) , >0 2. 2NO(k) + O2(k) 2 NO2 (k) , <0 3. CO(k) + Cl2(k) COCl2(k) , <0 4. CaCO3(r) CaO(r) + CO2(k) , >0 Khi tăng nhiệt độ hoặc ỏp suất cỏc cõn bằng nào trờn đõy đều chuyển dịch theo chiều thuận? 1,2 B.1,3,4 C.2,4 D.tất cả đều sai Hằng số cõn bằng của một phản ứng thuận nghịch phụ thuộc vào những yếu tố nào sau đõy? A. Nhiệt độ B.Chất xỳc tỏc C.Nồng độ cỏc chất p/ư D. Áp suất Tốc độ của phản ứng sẽ tăng lờn bao nhiờu lần khi tăng nhiệt độ từ 0oC đến 40oC, biết khi tăng nhiệt độ lờn 10oC thỡ tốc độ phản ứng tăng lờn gấp đụi. A. 2 lần B. 4 lần C. 8 lần D. 16 lần Cho phản ứng thuận nghịch : A B cú hằng số cõn bằng K = (ở 25oC). Lỳc cõn bằng, % chất A đó chuyển hoỏ thành chất B là: A. 0,1% B. 10% C. 9,1% D. Kết quả khỏc Tốc độ phản ứng khụng phụ thuộc yếu tố nào sau đõy: A. Thời gian xảy ra phản ứng B. Bề mặt tiếp xỳc giữa cỏc chất phản ứng C. Nồng độ cỏc chất tham gia phản ứng. D. Chất xỳc tỏc Phản ứng phõn huỷ hidro peoxit cú xỳc tỏc được biểu diễn : to 2 H2O2 2 H2O + O2 Những yếu tố khụng ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng là: A. Nồng độ H2O2 B. Nồng độ của H2O C. Nhiệt độ D. Chất xuc tỏc MnO2 Định nghĩa nào sau đõy là đỳng A. Chất xỳc tỏc là chất làm thay đổi tốc độ phản ứng, nhưng khụng bị tiờu hao trong phản ứng. B. Chất xỳc tỏc là chất làm giảm tốc độ phản ứng, nhưng khụng bị tiờu hao trong phản ứng. C. Chất xỳc tỏc là chất làm tăng tốc độ phản ứng, nhưng khụng bị tiờu hao trong phản ứng. D. Chất xỳc tỏc là chất làm tăng tốc độ phản ứng, nhưng bị tiờu hao khụng nhiều trong phản ứng Khi cho cựng một lượng Magie vào cốc đựng dung dịch axit HCl, tốc độ phản ứng sẽ lớn nhất khi dựng Magiờ ở dạng : A. Viờn nhỏ B. Bột mịn, khuấy đều C. Lỏ mỏng D. Thỏi lớn Cho phản ứng thuận nghịch ở trạng thỏi cõn bằng: H2(k) + Cl2(k) 2HCl , <0 Cõn bằng sẽ chuyển dịch theo chiều nghịch khi tăng Nhiệt độ B.Áp suất C.Nồng độ H2 D.Nồng độ Cl2 Cho phản ứng: A (k) + B (k) C (k) + D (k) ở trạng thỏi cõn bằng. Ở nhiệt độ và ỏp suất khụng đổi, nguyờn nhõn nào sau đõy làm nồng độ khớ D tăng ? Sự tăng nồng độ khớ C B.Sự giảm nồng độ khớ A C.Sự giảm nồng độ khớ B D.Sự giảm nồng độ khớ C Cho phản ứng thuận nghịch: 2 HgO(r) 2 Hg(l) + O2(k) , >0 Để thu được lượng oxi lớn nhất cần phải: Cho phản ứng xảy ra ở nhiệt độ cao, ỏp suất cao Cho phản ứng xảy ra ở nhiệt độ cao, ỏp suất thấp Cho phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thấp, ỏp suất thấp Cho phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thấp, ỏp suất cao Cho một cục đỏ vụi nặng 1g vào dung dịch HCl 2M, ở nhiệt độ 25oC. Biến đổi nào sau đõy khụng làm bọt khớ thoỏt ra mạnh hơn? A. Tăng thể tớch dung dịch HCl lờn gấp đụi. B. Thay cục đỏ vụi bằng 1 gam bột đỏ vụi C. Thay dung dịch HCl 2M bằng dung dịch HCl 4M D. Tăng nhiệt độ lờn 50oC Sự tăng ỏp suất cú ảnh hưởng như thế nào đến trạng thỏi cõn bằng hoỏ học của phản ứng: H2(k) + Br2(k) 2HBr(k) A. Cõn bằng chuyển dịch sang chiều nghịch B. Cõn bằng chuyển dịch theo chiều thuận C. Phản ứng trở thành một chiều D. Cõn bằng khụng thay đổi Ở nhiệt độ khụng đổi, hệ cõn bằng nào sẽ dịch chuyển về bờn phải nếu tăng ỏp suất: A. 2H2(k) + O2(k) 2H2O(k) B. 2SO3(k) 2SO2(k) + O2(k) C. 2NO(k) N2(k) + O2(k) D. 2CO2(k) 2CO(k) + O2(k) Trạng thỏi cõn bằng của phản ứng sau được thiết lập: PCl3(k) + Cl2(k) PCl5(k) + nhiệt Hóy ghộp cõu cú chữ cỏi hoa với cõu cú chữ cỏi thường sao cho phự hợp: A. Tăng nhiệt độ a. cõn bằng chuyển dịch sang trỏi. B. Giảm ỏp suất b. cõn bằng chuyển dịch sang phải. C. Thờm khớ Cl2 c. cõn bằng khụng chuyển dịch. D. Thờm khớ PCl5 E. Dựng chất xỳc tỏc Một phản ứng hoỏ học xảy ra theo phương trỡnh: A + B → C Nồng độ ban đầu của chất A là 0,8 mol/l; của chất B là 1,00 mol/l. Sau 20 phỳt, nồng độ chất A là 0,78 mol/l. Nồng độ của chất B lỳc đú là: A. 0,92 mol/lớt B. 0,85 mol/l C. 0,75 mol/l D. 0,98mol/l Khi đun núng HI trong một bỡnh kớn, xảy ra phản ứng sau: 2HI(k) H2(k) + I2(k) Ở một nhiệt độ nào đú, hằng số cõn bằng KC của phản ứng bằng 1. Ở nhiệt độ đú, cú bao nhiờu % HI bị phõn huỷ? A. 10% B. 15% C. 20% D. 25% Cho phản ứng sau: A(k) + B(k) C(k) + D(k) Trộn 4 chất A, B, C, D mỗi chất 1 mol vào bỡnh kớn cú thể tớch V khụng đổi. Khi cõn bằng được thiết lập, lượng chất C cú trong bỡnh là 1,5 mol. Hằng số cõn bằng của phản ứng đú là: A. 3 B. 5 C. 8 D. 9 Phản ứng nào trong cỏc phản ứng dưới đõy cú hằng số cõn bằng được tớnh bằng biểu thức: A. 2AB(k) A2(k) + B2(k) B. A(k) + 2B(k) AB2(k) C. AB2(k) A(k) + 2B(k) D. A2(k) + B2(k) 2AB(k) Cho một cục đỏ vụi nặng 1g vào dung dịch HCl 2M, ở nhiệt độ 25oC. Biến đổi nào sau đõy khụng làm bọt khớ thoỏt ra mạnh hơn? A. Tăng thể tớch dung dịch HCl lờn gấp đụi. B. Thay cục đỏ vụi bằng 1 gam bột đỏ vụi C. Thay dung dịch HCl 2M bằng dung dịch HCl 4M D. Tăng nhiệt độ lờn 50oC