Phương Pháp Giải Bài Tập Về Tốc Độ Phản Ứng

Dạng bài tập thường gặp nhất liên quan đến cân bằng hoá học là tính hiệu suất phản ứng và kiểm định nguyên lí chuyển dịch cân bằng.[r]

C PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG

I TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG

Phương pháp giải

Xét phản ứng tổng quát: aA+ bB  cC + dD

Thời điểm t1: CA CB CC CD

Thời điểm t2: C'A C'B C'C C'D

*Nồng độ phản ứng của A là CA = Ca - C'A

Nồng độ tạo thành của C là CC = C'C - CC

*Tốc độ trung bình tham gia phản ứng của A là : A 'A A

A

v

(Dấu trừ biểu thị nồng độ giảm của chất tham gia phản ứng)

*Tốc độ trung bình của phản ứng :

hay v C

t



 



► Các ví dụ minh họa ◄

1 Tính tốc độ phản ứng

Ví dụ 1: Trong thí nghiệm oxi hoá axit fomic xảy ra phản ứng sau:

Br2+ HCOOH  2HBr + CO2 Lúc ban đầu Br2 là 0,0120 mol/l, sau 50 giây nồng độ là 0,0101 mol/l Hãy xác định:

- Tốc độ trung bình tham gia phản ứng của Br2, HCOOH

Phân tích và hướng dẫn giải

Xét phản ứng:

1

2





- Tốc độ trung bình tham gia phản ứng của Br2

2

5

50 0







- Tỉ lệ tham gia phản ứng của Br2 và HCOOH là 1: 1 nên tốc độ trung bình tham gia phản ứng của HCOOH là

2

5 HCOOH Br

v  v  3,8.10 mol / (l.s)

- Tỉ lệ trong phương trình của Br2 với HBr là 1: 2 nên tốc độc trung

v  2v  2.3,8.10  7,6.10 mol / (l.s)

- Tỉ lệ trong phương trình của Br2 với CO2 là 1: 1 nên tốc độ trung bình tạo thành của CO2 là 2 2 5

v  v  3,8.10 mol / (l.s)

- Do hệ số cân bằng của Br2 là 1 nên 2 5

Br

v  v  3,8.10 mol / (l.s)

2 Xác định nồng độ chất ban đầu hoặc sản phẩm

Ví dụ 2: Người ta cho N2 và H2 vào trong bình kín dung tích không đổi và thực hiện phản ứng :

N2 (k) + 3H2 (k) 2NH3 (k) Sau một thời gian, nồng độ các chất trong bình như sau: [N2] = 2M ; [H2] = 3M ; [NH3] = 2M Nồng độ mol/l của N2 và H2 ban đầu lần lượt là :

A 3 và 6 B 2 và 3 C 4 và 8 D 2 và 4

Phân tích và hướng dẫn giải

Do ban đầu chỉ có N2, H2 nên lượng NH3 trong hỗn hợp sau là sản phẩm được sinh ra trong phản ứng N2 và H2 từ nồng độ của NH3 xác định được nồng độ phản ứng của H2 và N2

0

3 k

C©n b»ng 2M 3M

H

2M

N







2

0

N

0

H

   

   

3 Yếu tố diện tích tiếp xúc tới tốc độ phản ứng

Ví dụ 3: Nếu chia một mẩu đá vôi hình cầu có thể tích 10,00 cm3

thành tám mẩu đá vôi hình cầu thể tích bằng 1,25 cm3

thì tổng điện tích mặt cầu tăng bao nhiêu lần ? A 2 lần B 4 lần C 8 lần D 16 lần

Phân tích và hướng dẫn giải

- Các mẩu đá vôi là hình cầu nên :

Diện tích bề mặt tiếp xúc là: 2

S   4 R (I)

Thể tích là : 4 3

3

2

3

 

 

  (II)

 S32 12

S  12 V 

- Mẩu đá vôi ban đầu có: 3 2

S  12 V 

Mẩu đá vôi sau khi chia nhỏ có: 3 2





 Diện tích bề mặt tăng 2 lần

II CÂN BẰNG HOÁ HỌC

Dạng bài tập thường gặp nhất liên quan đến cân bằng hoá học là tính hiệu suất phản ứng và kiểm định nguyên lí chuyển dịch cân bằng

Phương pháp giải

- Phản ứng:

C©n b»ng a - x b - x c - x



- Trong bình kín thì mt = ms  t  s  s

t

d

- Bình kín, nhiệt độ không đổi thì t t

► Các ví dụ minh họa ◄

1 Tính nồng độ chất ở trạng thái cân bằng

Ví dụ 4: Cho phương trình phản ứng : 2A(k) + B (k) 2X (k) + 2Y(k) Người ta trộn 4 chất, mỗi chất 1 mol vào bình kín dung tích 2 lít (không đổi) Khi cân bằng, lượng chất X là 1,6 mol Nồng độ B ở trạng thái cân bằng lần lượt là :

Ban đầu có sẵn 1 mol X nên số mol X được tạo ra là 1,6 - 1 = 0,6 mol

0

C©n b»ng 0,7 mol

2

1,6 mol



Nồng đô chất B ở trạng thái cân bằng là: [B] n 0,7 0,35M

2 Hiệu suất phản ứng

Ví dụ 5: Hỗn hợp khí X gồm N2 và H2 có tỉ khối so với He bằng 1,8 un nóng X một thời gian trong bình kín (có bột e làm xúc tác), thu được hỗn hợp khí có tỉ khối so với He bằng 2 Hiệu suất của phản ứng tổng hợp

NH3 là

D 25%

(Đại Học KA – 2010) Phân tích và hướng dẫn giải

- Xác định tỉ lệ mol ban đầu:

X He

Áp dụng quy tắc đường chéo ta được 2

2

4 1

H N

n

n  => tính hiệu suất theo

N2

Chọn

n  mol n  mol

0

C©n b»ng 1- x 4 - 3x

H

2x

N







í,sau  5 2

n kh x

Bình kín, nên khối lượng trước và sau được bảo toàn

2

2

/ /

0, 25



N p u

p u

N bd

x

n

H

n