Giáo án Tốc độ phản ứng cân bằng hóa học

Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi khối 10

Giáo viên : trần hữu tuyến 0944478966 – 0393509744 Trang 1

TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG – CÂN BẰNG HÓA HỌC I/ TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG : - Tốc độ phản ứng hóa học được đo bằng độ biến thiên nồng độ của một chất đã cho (chất phản ứng hoặc sản phẩm) trong một đơn vị thời gian. - Nồng độ của chất thường tính bằng số mol trong 1 lít hệ phản ứng (mol/l). - Thời gian được tính bằng giây, phút hoặc giờ.

TD : ta có phản ứng :

aA + bB  dD + eE (1) (a, b, d, e là hệ số cân bằng) Tốc độ phản ứng có thể được xác định bởi sự biến thiên nồng độ của chất tham gia phản ứng : - Ở thời điểm t1 chất A có nồng độ [A]1 - Ở thời điểm t2 chất A có nồng độ [A]2 Do A là chất tham gia phản ứng nên nồng độ của nó giảm theo thời gian phản ứng nên [A]2 < [A]1 Độ biến thiên nồng độ [A] = [A]2 – [A]1 trong khoảng thời gian t = t2 – t1. Tốc độ trung bình của phản ứng (1) được tính :

v (tính theo A) = t

A    ] [ (do v > 0 nên phải có dấu – trước [A])

tương tự nếu tính theo chất B ta có : (tính theo B) = v t

B    ] [

Tốc độ phản ứng có thể tính theo sản phẩm phản ứng :

TD : Tính theo chất D :

Ở thời điểm t1 chất D có nồng độ là [D]1 Ở thời điểm t2 chất D có nồng độ là [D]2 Ta có : độ biến thiên nồng độ : [D] = [D]2 – [D]1 trong khoảng thời gian t = t2 – t1 là tốc độ trung bình của phản ứng (1)

v (tính theo D) = t D   ] [ (do theo thời gian nồng độ sản phẩm tăng lên nên [D]2 – [D]1 > 0 )

tương tự khi tính theo E ta có : (tính theo E) = v t E   ] [

Qui tốc độ phản ứng về cùng giá trị :

Như đã xét, tốc độ phản ứng biểu thị theo các chất khác nhau vì vậy để qui tốc độ phản ứng về cùng một giá trị thì phải chia tốc độ phản ứng cho hệ số cân bằng của phương trình :

TD : đối với phản ứng :

aA(k) + bB(k)  dD(k) + eE(k) (1) ta có :

= t E e t D d t B b t A a              ] [ 1 ] [ 1 ] [ 1 ] [ 1 v

TD : đối với phản ứng : 2H2O2  O2 (k) + 2H2O(k)

Ta có : = v t

O H t O t

O H

         ] [ 2 1 ] [ ] [ 2 1 2 2 2 2

Như vậy tốc độ trung bình của phản ứng (2) bằng tốc độ tạo thành O2 bằng tốc độ tạo thành H2O và bằng -

2 1 tốc 2 1

độ tiêu hao H2O2

1/ Tốc độ trung bình, tốc độ tức thời :

Tốc độ phản ứng tính theo sự biến thiên nồng độ của chất phản ứng (hoặc sản phẩm) theo khoảng thời gian t nói trên gọi là tốc độ trung bình của phản ứng. 

Ta có thể lấy biến thiên nồng độ của chất phản ứng (hoặc sản phẩm) trong một khoảng thời gian vô

cùng bé (t  0) thì lúc đó tỉ số : (thí dụ tính theo chất D) tiến gần tới một giới hạn nhất định đó gọi là vận t D   ] [

tốc tức thời của phản ứng ở thời điểm đã cho.

ThuVienDeThi.com

Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi khối 10

Giáo viên : trần hữu tuyến 0944478966 – 0393509744 Trang 2

V(tức thới) = V(tức thời) =      

 

  t D

t

] [ lim

0

 dt

D d ] [

Khi đường cong biến thiên nồng độ của một chất phản ứng theo thời gian đã được xác định bằng thực nghiệm thì vận tốc tạo thành hay tiêu hao chất đó ở thời điểm t là hệ số góc của đường tiếp tuyến với đường cong tại điểm có hoành độ là t.

Vận tốc tức thời của phản ứng là biến thiên nồng độ theo thời gian (đạo hàm của nồng độ theo thời gian) chia cho hệ số cân bằng thích hợp.

Những yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng : - Bản chất của chất phản ứng : cấu tạo, trạng thái lý tính khác nhau của các chất làm cho phản ứng xảy ra với tốc độ khác nhau. - Nồng độ của các chất. - Anh hưởng của nhiệt độ - Anh hưởng của chất xúc tác.

2/ Anh hưởng của nồng độ đến tốc độ phản ứng :

a/ Phương trình tốc độ phản ứng : Phương trình tốc độ phản ứng biểu thị sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nồng độ các chất phản ứng và nhiệt độ.

Ta xét ở điều kiện nhiệt độ không đổi. TD có phản ứng :

aB(k) + bB(k)  dD(k) + eE(k) Phương trình tốc độ phản ứng có dạng :

V = k[A]m[B]n (*) Trong phương trình (*) thì k : là hằng số tốc độ phản ứng, đặc trưng cho mỗi phản ứng và không thay đổi theo nhiệt độ. m, n gọi là bậc của phản ứng, cho biết nồng độ mỗi chất tác dụng ảnh hưởng như thế nào đến tốc độ phản ứng. Ở phương …