Giải bài tập Hóa lớp 10 Bài 20: Ôn tập chương 6

I. Hệ thống hóa kiến thức

Hệ thống hóa kiến thức trang 101 Hóa học 10:

Hoàn thành các nội dung còn thiếu sau đây:

Tốc độ phản ứng:

Xét phản ứng hóa học dạng tổng quát: aA + bB → cC + dD.

Biểu thức tốc độ trung bình của phản ứng: v_tb = …?...

Nếu phản ứng trên là một phản ứng đơn giản thì biểu thức tốc độ phản ứng theo hằng số tốc độ phản ứng: v = …?...

Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng

Lời giải:

Tốc độ phản ứng:

Xét phản ứng hoá học dạng tổng quát: aA + bB ⟶  cC + dD.

Biểu thức tốc độ trung bình của phản ứng:

$V_{tb}=-\frac{1}{a}.\frac{\Delta C_A}{\Delta t}=-\frac{1}{b}.\frac{\Delta C_B}{\Delta t}=\frac{1}{c}.\frac{\Delta C_C}{\Delta t}=\frac{1}{d}.\frac{\Delta C_D}{\Delta t}$

Nếu phản ứng trên là một phản ứng đơn giản thì biểu thức tốc độ phản ứng theo hằng số tốc độ phản ứng:

v = k.$C_A^a.C_B^b$

Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng

+ Nồng độ

+ Áp suất

+ Nhiệt độ

+ Diện tích tiếp xúc

⇒ Khi tăng các yếu tố này làm tăng số va chạm hiệu quả, dẫn đến tốc độ phản ứng tăng.

+ Chất xúc tác: Khi có chất này, năng lượng hoạt hoá giảm dẫn đến tốc độ phản ứng tăng.

II. Luyện tập

Câu hỏi 1 trang 102 Hóa học 10: Hãy cho biết trong các phản ứng sau, phản ứng nào có tốc độ nhanh, phản ứng nào có tốc độ chậm?

(a) Đốt cháy nhiên liệu.

(b) Sắt bị gỉ.

(c) Trung hoà acid - base.

Lời giải:

(a) Đốt cháy nhiên liệu: xảy ra với tốc độ nhanh.

(b) Sắt bị gỉ: xảy ra với tốc độ chậm.

(c) Trung hòa acid – base: xảy ra với tốc độ nhanh.

Câu hỏi 2 trang 102 Hóa học 10: Cho khoảng 2 g zinc (kẽm) dạng hạt vào một cốc đựng dung dịch H₂SO₄ 2 M (dư) ở nhiệt độ phòng. Nếu chỉ biến đổi một trong các điều kiện sau đây (các điều kiện khác giữ nguyên) thì tốc độ phản ứng sẽ thay đổi thế nào (tăng lên, giảm xuống hay không đổi)?

(a) Thay kẽm hạt bằng kẽm bột cùng khối lượng và khuấy đều.

(b) Thay dung dịch H₂SO₄ 2 M bằng dung dịch H₂SO₄ 1 M có cùng thể tích.

(c) Thực hiện phản ứng ở nhiệt độ cao hơn (khoảng 50 °C).

Lời giải:

(a) Khi thay kẽm hạt bằng kẽm bột cùng khối lượng và khuấy đều

⇒ tăng diện tích tiếp xúc của Zn với dung dịch acid.

⇒ Tốc độ phản ứng tăng

(b) Khi thay dung dịch H₂SO₄ 2 M bằng dung dịch H₂SO₄ 1 M có cùng thể tích

⇒ Nồng độ acid giảm.

⇒ Tốc độ phản ứng giảm.

(c) Khi thực hiện phản ứng ở nhiệt độ cao hơn (khoảng 50 °C)

⇒ Số lần va chạm hiệu quả tăng.

⇒ Tốc độ phản ứng tăng.

Câu hỏi 3 trang 102 Hóa học 10: Hydrogen peroxide phân huỷ theo phản ứng:

2H₂O₂ → 2H₂O + O₂.

Đo thể tích oxygen thu được theo thời gian, kết quả được ghi trong bảng sau:

a) Vẽ đồ thị mô tả sự phụ thuộc của thể tích khí oxygen theo thời gian.

b) Tính tốc độ trung bình của phản ứng (theo cm³/min) trong các khoảng thời gian:

- Từ 0 ÷ 15 phút;                            - Từ 15 ÷ 30 phút;

- Từ 30 ÷ 45 phút;                          - Từ 45 ÷ 60 phút.

Nhận xét sự thay đổi tốc độ trung bình theo thời gian.

Lời giải:

a) Đồ thị mô tả sự phụ thuộc của thể tích khí oxygen theo thời gian

b) Tốc độ trung bình của phản ứng từ 0 ÷ 15 phút là:

$v_{tb}=\frac{16-0}{15-0}=1,07$ cm³/min

Tốc độ trung bình của phản ứng từ 15 ÷ 30 phút là:

$v_{tb}=\frac{30-16}{30-15}=0,93$ cm³/min

Tốc độ trung bình của phản ứng từ 30 ÷ 45 phút là:

$v_{tb}=\frac{40-30}{45-30}=0,67$ cm³/min

Tốc độ trung bình của phản ứng từ 45 ÷ 60 phút là:

$v_{tb}=\frac{48-40}{60-45}=0,53$ cm³/min

⇒ Tốc độ trung bình giảm dần theo thời gian.

Câu hỏi 4 trang 102 Hóa học 10: Hãy thiết kế một thí nghiệm để chứng minh ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng của zinc và sulfuric acid loãng.

Lời giải:

Chuẩn bị:

- Zn dạng hạt

- Quỳ tím

- Sulfuric acid loãng 0,1M

- 2 ống nghiệm

- 1 Đèn cồn

- 1 kẹp gỗ

Tiến hành:

- Cho vào 2 ống nghiệm mỗi ống khoảng 5 mL sulfuric acid loãng 0,1M.

- Cho vào mỗi ống nghiệm mẩu quỳ tím và cho vào mỗi ống 2 gam Zn.

- Đun nóng 1 ống nghiệm.

Hiện tượng:

- Ban đầu, khi cho quỳ tím vào 2 ống nghiệm thì quỳ tím chuyển sang màu đỏ.

- Ống nghiệm bị đun nóng khí thoát ra nhanh hơn, quỳ tím nhạt màu nhanh chóng.

Phương trình hóa học:

Zn + 2HCl ⟶ ZnCl₂ + H₂↑

Kết luận: Khi tăng nhiệt độ thì tốc độ phản ứng tăng.

Cách 2: Tiến hành thí nghiệm trong bình phản ứng ở hai nhiệt độ khác nhau. Một bình ở nhiệt độ phòng, một bình được ngâm trong nước nóng.

Thiết kế thí nghiệm để đo tốc độ thoát khí như Hình a:

Thí nghiệm thứ 2 thiết kế tương tự nhưng bình phản ứng được ngâm trong nước nóng (có thể dùng bể điều nhiệt) (Hình b, c).

Các bước đo thể tích khí hydrogen thoát ra theo thời gian như sau:

Bước 1: Lắp bộ dụng cụ như Hình 20.1a. Cho nước vào bình chứa (chú ý không cho quá đầy), nước sẽ chuyển sang buret.

Bước 2. Cho khoảng 0,2g kẽm hạt vào bình tam giác.

Bước 3.

- Rót dung dịch HCl vào bình tam giác rồi đậy nút có ống thông với buret.

- Bắt đầu bấm giờ và đọc ngay giá trị Vo (ứng với thời điểm ban đầu t = 0).

- Di chuyển bình chứa nước sao cho mực chất lỏng trong bình chứa và trong buret luôn bằng nhau. Cứ sau mỗi khoảng thời gian (ví dụ 30 giây) lại đọc thể tích khí trong buret (V_t). Ghi giá trị V_t  tại các thời điểm khác nhau.

Câu hỏi 5 trang 102 Hóa học 10: Một phản ứng ở 45 °C có tốc độ là 0,068 mol/(L.min). Hỏi phải giảm xuống nhiệt độ bao nhiêu để tốc độ phản ứng là 0,017 mol/(L.min). Giả sử, trong khoảng nhiệt độ thí nghiệm, hệ số nhiệt độ Van't Hoff của phản ứng bằng 2.

Lời giải:

γ = $\frac{v_{T+10}}{v_T}$ ⇒ $\frac{v_2}{v_1}={\gamma }^{\frac{T_2-T_1}{10}}$

⇔ $\frac{0,068}{0,017}=2^{\frac{45-T_2}{10}}$

⇒ T₂ = 25^oC

⇒ Vậy phải giảm xuống đến 25 ^oC thì tốc độ phản ứng là 0,017 mol/(L.min)