Chuyên đề luyện thi môn Hóa học Lớp 12 Động hóa học - Lê Thanh Hải

Biên soạn: Lê Thanh Hải – GV trường THPT chuyên Lê Quý Đôn – Đà Nẵng Trang 1 / 7

ĐỘNG HOÁ HỌC

I. Tốc độ phản ứng 1. Định nghĩa

Tốc độ của một phản ứng hoá học được xác định thông qua thực nghiệm và bằng lượng biến mất của chất phản ứng hay lượng sinh ra của sản phẩm trong một đơn vị thời gian.

Lượng chất thường được tính bằng nồng độ mol (nếu chất đó ở thể khí hoặc là chất tan trong dung dịch).

Thời gian thường được tính bằng giây, có thể là phút, giờ…

Khi đó: v = (1)

2. Biểu thức tính tốc độ phản ứng

Xét phản ứng đồng thể: aA + bB  cC + dD Tốc độ (trung bình) của phản ứng là:

v = - = - = = (2)

(Để cho tốc độ phản ứng là đơn giá, người ta chia (1) cho hệ số các chất trong phương trình phản ứng).

- , - : Tốc độ tiêu thụ chất A, chất B.

, : Tốc độ tạo thành chất C, chất D.

* Chú ý:  Hệ số của các chất trong phương trình phản ứng phải là những số nguyên, tỉ lệ tối giản.  Trong hệ SI, đơn vị của tốc độ phản ứng là mol.L-1.s-1 II. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng 1. Nồng độ

Khi nồng độ các chất phản ứng tăng thì số phân tử chất phản ứng trong một đơn vị thể tích tăng, do đó các phân tử có nhiều cơ hội va chạm với nhau nên tốc độ phản ứng tăng. 1.1. Đinh luật tác dụng khối lượng (Do Guldberg và Waage đưa ra vào các năm 1864 và 1867).

Đối với những phản ứng đơn giản (phản ứng chỉ xảy ra qua một giai đoạn), tốc độ phản ứng tuân theo định luật tác dụng khối lượng như sau:

“Tốc độ của một phản ứng ở mỗi thời điểm tỉ lệ với tích nồng độ của các chất tham gia phản ứng với số mũ là hệ số tỉ lượng tương ứng trong phương trình phản ứng”. Ví dụ: Phản ứng đơn giản: 2NO(k) + O2 (k)  2NO2 (k) có v = k.CNO2.CO * Tổng quát: Xét phản ứng đồng thể đơn giản: aA + bB  cC + dD (3) Biểu thức tốc độ của phản ứng là: v = k.CAa.CBb (4) Ý nghĩa của k: k là hằng số tốc độ của phản ứng, nó phụ thuộc vào bản chất của phản ứng, nhiệt độ, dung môi, chất xúc tác. Đối với một phản ứng xác định, trong một điều kiện nhất định thì k là một hằng số; k đặc trưng cho động học của phản ứng, k càng lớn thì phản ứng xảy ra càng nhanh và ngược lại.

Đơn vị của k: Nếu v có đơn vị là mol.L-1.s-1 thì đơn vị của k trong phương trình (4) là:

[k] = = (mol.L-1)(1-a-b).s-1

(4) gọi là phương trình động học của phản ứng (3) 1.2. Sự phụ thuộc tốc độ phản ứng vào nồng độ. Phương trình động học của phản ứng. Bậc phản ứng. a) Phương trình động học của phản ứng

Những nghiên cứu thực nghiệm rộng rãi cho thấy chỉ một số rất ít phản ứng tuân theo định luật

t C  

t C a

A   . 1

t C b

B   . 1

t C c

C   . 1

t C d

D   . 1

t C A  

t CB  

t CC  

t CD  

2

  

  b a L mol

v

 1 .

DeThi.edu.vn

Biên soạn: Lê Thanh Hải – GV trường THPT chuyên Lê Quý Đôn – Đà Nẵng Trang 2 / 7

tác dụng khối lượng, nghĩa là có rất ít phản ứng xảy ra qua một giai đoạn mà thông thường chúng xảy ra qua nhiều giai đoạn. Các phản ứng này gọi là phản ứng phức tạp.

Trong trường hợp tổng quát, đối với phản ứng đồng thể: aA + bB  cC + dD thì phương trình động học của phản ứng là: v = k.CAm.CBn

m có thể trùng a, n có thể trùng b m,n: bậc phản ứng riêng (bậc riêng phần) đối với chất A, chất B; m,n có thể là số nguyên, phân số hay có khi không xác định.

m + n: Bậc phản ứng Ví dụ: Phản ứng: CO(k) + Cl2 (k)  COCl2 có v = k.CCO.CCl 3/2 (Bậc phản ứng là 1 + 3/2 = 5/2) Người ta thường xác định bậc phản ứng riêng của từng chất, từ đó suy ra bậc phản ứng bằng thực nghiệm. * Chú ý:  Bậc phản ứng lớn hơn 3 ít gặp.  Khi phản ứng xảy ra trong điều kiện nồng độ của một hay một số chất không thay đổi thì tích số của nồng độ đó với hằng số tốc độ phản ứng được xem là không đổi và bậc của phản ứng sẽ thay đổi (giảm). Ví dụ: Phản ứng thuỷ phân đường saccarozơ:

C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6 (Glucozơ) (Fructozơ) có phương trình động học:

v = k.CC H O .CH O.CH Như vậy, bậc phản ứng là 3. Nhưng nếu giữ cho nồng độ H+ không đổi (phản ứng tiến hành trong dung dịch đệm) và lượng nước rất lớn (nồng độ H2O coi như không thay đổi) thì chỉ có nồng độ C12H22O11 biến đổi, …