CHUYÊN ĐỀ ĐỘNG HÓA HỌC
MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI:
Trong những năm qua, đề thi học sinh giỏi cấp quốc gia và quốc tế thường đề cập tới
phần động hóa học dưới nhiều góc độ khác nhau. Tuy nhiên, trong sách giáo khoa phổ
thông , do điều kiện giới hạn về thời gian nên những kiến thức trên chỉ được đề cập đến
một cách sơ lược. Qua thực tiễn giảng dạy đội tuyển học sinh giỏi Quốc gia nhiều năm
tôi đă nghiên cứu, lựa chọn và hệ thống những kiến thức lí thuyết cơ bản, trọng tâm; sưu
tầm những bài tập điển hình để soạn ra một chuyên đề giảng dạy về động hóa học giúp
cho học sinh có một tài liệu khá đầy đủ về động học phản ứng, hiểu sâu và vận dụng
được tốt những kiến thức trên vào việc giải các bài tập, đáp ứng ngày càng cao chất
lượng giảng dạy và học tập cho đội tuyển học sinh giỏi môn Hóa học.
2. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI:
Động hóa học là một ngành khoa học nghiên cứu qui luật xảy ra các quá trình hóa
học theo thời gian. Đối tượng của động học hóa học là nghiên cứu về tốc độ của phản
ứng hóa học, về những yếu tố có ảnh hưởng đến tốc độ (nồng độ, nhiệt độ, chất xúc
tác…) và cả về cơ chế phản ứng, từ đó ta có khả năng điều khiển các quá trình hóa học
xảy ra với vận tốc mong muốn và hạn chế các quá trình không có lợi.
3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI:
Do hạn chế về thời gian và nguồn lực nên về mặt không gian đề tài này chỉ nghiên
cứu giới hạn trong phạm vi trường THPT chuyên HY.
Về mặt kiến thức kỹ năng, đề tài nghiên cứu về cơ sở lí thuyết chung của động hóa
học như: tốc độ của các phản ứng hóa học, định luật tốc độ, các yếu tố ảnh hưởng đến
tốc độ của phản ứng, cơ chế phản ứng và bậc phản ứng, các phương trình động học của
các phản ứng hóa học, cách xác định bậc của phản ứng và hệ thống các bài tập áp dụng.
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:
Tìm hiểu các tài liệu về cơ sở lí luận liên quan đến đề tài, hệ thống lại lí thuyết chủ
đạo đồng thời xây dựng hệ thống các dạng bài tập áp dụng.
Thực nghiệm giảng dạy cho đội tuyển HSG, kiểm tra và đánh giá kết thực hiện đề tài
rút ra bài học kinh nghiệm (phương pháp chính).
NGUYỄN HUỆ - 1 - THPT CHUYÊN HƯNG YÊN

t
∆
∆
(1)
Ở đây:
v
là tốc độ trung bình của phản ứng, ∆C là biến thiên nồng độ trong khoảng
thời gian ∆t.
2. TỐC ĐỘ TỨC THỜI
Cho ∆t→0, tỉ số ∆C/∆t sẽ dẫn tới một giới hạn là đạo hàm dC/dt của nồng độ theo
thời gian, giới hạn này lấy với dấu thích hợp, gọi là tốc độ tức thời hay tốc độ thực v của
phản ứng ở thời điểm t.
Đối với phản ứng tổng quát :
aA + bB → cC + dD
Với a, b, c, d là hệ số tỉ lượng của các chất trong phương trình phản ứng. Tốc độ tức thời
của phản ứng được xác định theo biểu thức :
A B C D
dC dC dC dC
v = - - = =
a.dt b.dt cdt d.dt
=
(2)
Tốc độ của một phản ứng đặc trưng cho khả năng xảy ra nhanh hoặc chậm của một
phản ứng ở một điều kiện nhất định.
II. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG
1. ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ
Biểu thức liên hệ tốc độ của một phản ứng hoá học với nồng độ của các chất tham gia
phản ứng gọi là định luật tốc độ của phản ứng hoá học. Xét phản ứng hóa học ở nhiệt độ
không đổi:
aA + bB → cC + dD

Với các phản ứng đơn giản tức là các phản ứng chỉ diễn ra theo một giai đoạn (cũng
thường gọi là phản ứng sơ cấp), a và b trùng với hệ số tỉ lượng của chất phản ứng trong
phương trình phản ứng đã cân bằng.
Đối với các phản ứng phức tạp, diễn ra theo nhiều giai đoạn, bậc phản ứng a và b có
thể trùng hoặc không trùng với hệ số tỉ lượng. Vì thế, đối với các phản ứng phức tạp,
không thể dựa vào các hệ số tỉ lượng để đưa ra biểu thức của định luật tốc độ mà phải
dựa vào thực nghiệm. Chẳng hạn như phản ứng oxi hóa NO bởi O
2
:
2NO + O
2
→ NO
2
(4)
Thực nghiệm cho biết rằng tốc độ oxi hóa NO được diễn tả bằng biểu thức:
v = k.[NO]
2
.[O
2
].
Như vậy, bậc phản ứng riêng phần của NO là 2, bậc phản ứng riêng phần của O
2
là 1,
trùng với các hệ số tỉ lượng.
Nhưng trong nhiều phản ứng phức tạp, các hệ số a, b không trùng với hệ số tỉ lượng.
Chẳng hạn như phản ứng khử NO bằng hydro:
2NO + 2H
2
→ N
2

Từ biểu thức định luật tác dụng khối lượng, ta dễ dàng tìm ra được thứ nguyên của
hằng số tốc độ phản ứng. Chẳng hạn như, tốc độ phản ứng phân hủy N
2
O
5
:
2N
2
O
5
→ 2NO
2
+ O
2
(7)
được diễn tả bằng biểu thức: v = k[N
2
O
5
]. Nếu v có thứ nguyên là mol.L
-1
.s
-1
và [N
2
O
5
]
có thứ nguyên là mol.L
-1

của hệ các chất phản ứng gọi là năng lượng hoạt động hoá (E
a
) và tính ra kJ/mol.
NGUYỄN HUỆ - 4 - THPT CHUYÊN HƯNG YÊN
CHUYÊN ĐỀ ĐỘNG HÓA HỌC
Năng lượng hoạt động hoá như một hàng rào năng lượng mà các phân tử chất phản
ứng phải đạt được khi va chạm để phản ứng có thể xảy ra (hình 1). Hiệu giữa năng lượng
mà các phân tử đạt được khi xảy ra các va chạm có hiệu quả với năng lượng trung bình
của các phân tử ở trang thái đầu chính là chiều cao của hàng rào năng lượng gọi là năng
lượng hoạt động hoá của phản ứng thuận. Phản ứng nghịch xẩy ra khi có các va chạm
hiệu quả giữa các phân tử sản phẩm. Vì năng lượng trung bình của các phân tử chất đầu
và năng lượng trung bình của các phân tử sản phẩm là khác nhau nên năng lượng hoạt
động hoá của phản ứng thuận và phản ứng nghịch cũng khác nhau.
Từ hình 1 có thể thấy rằng hiệu giữa năng lượng hoạt động hoá của phản ứng nghịch
và phản ứng thuận bằng hiệu giữa năng lượng trung bình của các phân tử chất đầu và
năng lượng trung bình của các phân tử sản phẩm, tức là biến thiên năng lượng của phản
ứng.
Trong trường hợp tổng quát, ở điều kiện nhiệt độ và áp suất không đổi, biến thiên
năng lượng này bằng biến thiên thế đẳng áp chuẩn ∆G
0
của phản ứng. Tuy nhiên, năng
lượng dư mà các phân tử đạt được trong các va chạm hoạt động được chuyển hoá từ
năng lượng của chuyển động nhiệt, tức là chủ yếu chỉ liên quan với biến thiên entanpi
của phản ứng.
Vì thế, người ta thừa nhận mối quan hệ sau đây giữa năng lượng hoạt động hoá của
phản ứng thuận (E
a
t
), năng lượng hoạt động hoá phản ứng nghịch (E
a

+
→ I
2
+ 2H
2
O
Nếu cho rằng ở 0
0
C, k=1 thì :
t (
0
C) 0 10 20 40 60
k 1 2,08 4,38 16,2 30,95
Khi nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng dĩ nhiên ta phải cố định
nồng độ các chất tham gia phản ứng. Do đó, sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nhiệt
độ thực chất là sự phụ thuộc của hằng số tốc độ vào nhiệt độ.
NGUYỄN HUỆ - 5 - THPT CHUYÊN HƯNG YÊN
∆H
r
CHUYÊN ĐỀ ĐỘNG HÓA HỌC
Gọi k
T
là hằng số tốc độ của phản ứng đó cho ở nhiệt độ T và k
T+10
là hằng số tốc độ
của phản ứng ở nhiệt độ T+10, theo quy tắc trên ta có :
T+10
T
k
= = 2 4

Arêniut. Ảnh hưởng của nhiệt độ (T) và năng lượng hoạt động hoá (E
a
) lên hằng số tốc
độ phản ứng (k) được diễn tả bởi phương trình kinh nghiệm Ahrenius:
- Dạng vi phân :
a
2 2
E
dlnk B
= =
dt T RT
- Dạng tích phân :
a a
E E
lnk = - +C = - +lnA
RT RT

a
a
-E /RT
a
-E /
E
k k
ln e
A RT A
k = A.e
RT
⇔ = − ⇔ =
⇒

biết hằng số tốc độ ở hai nhiệt độ khác nhau:

2
1
T
a
T 1 2
k
E
1 1
ln = -
k R T T
 
 ÷
 

(11)
NGUYỄN HUỆ - 6 - THPT CHUYÊN HƯNG YÊN
CHUYÊN ĐỀ ĐỘNG HÓA HỌC
Hoặc :
2
1
T
a
T 1 2
k
E
1 1
lg = -
k 2,303.R T T

- Chất xúc tác dẫn dắt phản ứng đi theo nhiều giai đoạn trung gian có năng lượng
hoạt động hoá thấp hơn (hình 2b).
Cần chú ý rằng chất xúc tác làm giảm đồng thời với mức độ giống nhau năng lượng
hoạt động hoá của cả phản ứng thuận và phản ứng nghịch. Như vậy xúc tác không làm
thay đổi ∆H
r
, ∆G
0
r
và, vì thế, không ảnh hưởng đến hằng số cân bằng của phản ứng.
III. PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC, THỜI GIAN PHẢN ỨNG BÁN PHẦN VÀ
XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG
1. PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC VÀ THỜI GIAN PHẢN ỨNG BÁN PHẦN
a. Phản ứng bậc 0
Giả sử có phản ứng: A → sản phẩm . (Là phản ứng bậc 0 đối với A).
Áp dụng định luật tác dụng khối lượng cho phản ứng bậc không và định nghĩa của tốc
độ phản ứng ta có:
NGUYỄN HUỆ - 7 - THPT CHUYÊN HƯNG YÊN
CHUYÊN ĐỀ ĐỘNG HÓA HỌC
v =
[ ]d A
dt
−
= k. [A]
0
= k
Rút ra: d[A] = −kdt (13)
(13) được gọi là phương trình động học dạng vi phân của phản ứng bậc 0. Lấy tích
phân (13) ta có:
[A] = −kt + C (14)

phân của phản ứng bậc 1:
v = −
[ ]d A
dt
= k[A] (16)
Sự tích phân (16) cho:
[A] = [A]
0
.e
−
kt
(17)
Như vậy, trong phản ứng bậc 1 nồng độ chất phản ứng giảm theo thời gian dưới
dạng hàm mũ.
Lấy logarit hai vế của (17) thu được:
ln[A] = ln[A]
0
– kt (18)
Trong phản ứng bậc 1, logarit nồng độ chất phản ứng giảm tuyến tính theo thời
gian.
Khi [A] = [A]
0
/2, ta có:
t
1/2
=
ln 2
k
(19)
Thời gian phản ứng bán phần của phản ứng bậc 1 không phụ thuộc vào nồng độ

1 1
[ ] [ ]
kt
A A
= +
(21)
(21) cho thấy rằng trong phản ứng bậc 2 sự phụ thuộc (1/[A]) = f(t) là tuyến tính.
Từ (21) đễ dàng rút ra:
t
1/2
=
0
1
.[A]k
(22)
Thời gian phản ứng bán phần của phản ứng bậc 2 tỉ lệ nghịch với nồng độ đầu
của chất phản ứng.
d. Phản ứng bậc 3
Phản ứng bậc 3 có thể có 3 dạng:
A + B + C → sản phẩm
A + 2B → sản phẩm
3A → sản phẩm
Trong trường hợp đơn giản nhất 3A → sản phẩm, giả sử phản ứng có dạng:
3A → X + Y
Gọi a là nồng độ ban đầu của A và x là nồng độ của X được tạo thành ở thời điểm t,
ta có:
3A → X + Y
Ở t=0 a 0 0
t a-3x x y=x
Phương trình động học vi phân :

0
= hằng số, khi ấy ta có:
v = k[A]
x
[B]
y
= k[A]
x
[B]
y
0
= k’[A]
x
,
với k’ = k[B]
y
0
.
Như vậy, tốc độ phản ứng chỉ còn phụ thuộc vào nồng độ của một chất A mà thôi và
có thể dựa vào thực nghiệm đo tốc độ phản ứng ở các điều kiện khác nhau để xác định
bậc phản ứng riêng phần của A.
Thủ pháp nói trên gọi là thủ pháp cô lập hay thủ pháp lượng dư, được dùng trong các
phương pháp xác định bậc phản ứng khác nhau.
Các phương pháp xác định bậc phản ứng đó được đề cập ở trên sẽ được tóm tắt lại dưới
đây:
a. Phương pháp thời gian phản ứng bán phần.
Dựa vào sự phụ thuộc thời gian phản ứng bán phần vào nồng độ đầu có thể xác định
được bậc phản ứng đối với A:
∗ Thời gian phản ứng bán phần của A tỉ lệ thuận với nồng độ đầu của nó thì bậc phản
ứng riêng phần của A là 0.

Dựa vào các kết quả thực nghiệm, người ta xây dựng đồ thị biểu diễn tương quan
hàm số [A] = f(t), nếu thu được đường thẳng có hệ số góc âm thì phản ứng là bậc 0
đối với A.
NGUYỄN HUỆ - 10 - THPT CHUYÊN HƯNG YÊN
CHUYÊN ĐỀ ĐỘNG HÓA HỌC
∗ Phản ứng là bậc 1 đối với chất A
Phương trình phản ứng bậc 1 có dạng :
A → Sản phẩm
Phương trình động học vi phân của phản ứng:
v = -d[A]/dt = k[A]
Hay : -d[A]/[A] = kdt
Lấy tích phân phương trình này ta được :
0
[A]
ln = kt
[A]
−
Hay: ln[A] = ln[A]
0
–kt
Trong đó, [A]
0
là nồng độ đầu của A, [A] là nồng độ của A ở thời điểm t.
Đồ thị ln[A] = f(t) là một đường thẳng mà hệ số góc sẽ cho biết giá trị của hằng số
tốc độ phản ứng k.
Trong phản ứng bậc 1, logarit nồng độ chất phản ứng giảm tuyến tính theo thời
gian.
Vì nồng độ tỉ lệ với áp suất (nếu chất phản ứng ở thể khí) cũng như tỉ lệ với số
nguyên tử hay phân tử nên phương trình động học tích phân của phản ứng bậc 1 có thể
biểu diễn dưới các dạng:

1/2
là thời gian mà một nửa lượng ban đầu của chất phản ứng
đó bị tiêu thụ.
1/2
ln2 0,693
t = =
k k
Dựa vào các kết quả thực nghiệm, người ta xây dựng đồ thị biểu diễn tương quan
hàm số ln[A] = f(t), nếu thu được đường thẳng có hệ số góc âm thì phản ứng là bậc 1
đối với A.
∗ Phản ứng là bậc 2 đối với chất A
Dạng tổng quát của phản ứng bậc 2 là:
A + B → Sản phẩm
Phương trình vi phân có dạng:
d[A] d[B]
- =- =k[A].[B]
dt dt
NGUYỄN HUỆ - 11 - THPT CHUYÊN HƯNG YÊN
CHUYÊN ĐỀ ĐỘNG HÓA HỌC
- Trong trường hợp đơn giản khi nồng độ ban đầu của A, B bằng nhau, ta có:
2
-d[A]
=k[A]
dt
-d[A]
=kdt
[A]
⇒
lấy tích phân phương trình này sẽ được:
0

Lấy tích phân phương trình này ta được:
1 a.(b-x)
kt= ln
b-a b.(a-x)
Ví dụ: Người ta nghiên cứu phản ứng xà phòng hóa etyl fomat bằng NaOH ở 25
0
C:
HCOOC
2
H
5
+ NaOH → HCOONa + C
2
H
5
OH
Nồng độ ban đầu của NaOH và của este đều bằng 0,01M. Lượng etanol được tạo
thành theo thời gian được biểu diễn trong bảng sau:
Thời gian (s) 0 180 240 300 360
[C
2
H
5
OH] (M) 0 2,6.10
-3
3,17.10
-3
3,66.10
-3
4,11.10

Nếu phản ứng là bậc 2, phương trình động học tích phân sẽ là :
1 1
- = kt
a-x a
Từ các dữ kiện của bài toán ta có bảng sau :
t(s) 0 180 240 300 360
x 0 2,6.10
-3
3,17.10
-3
3,66.10
-3
4,11.10
-3
a-x 0,01 7,4.10
-3
6,83.10
-3
6,34.10
-3
5,89.10
-3
1/a-x 100 1,35.10
2
1,46.10
2
1,58.10
2
1,70.10
2

định nồng độ đầu của các chất phản ứng khác và các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản
ứng.
Chẳng hạn, tăng nồng độ A lên 2 lần và giữ nguyên nồng độ của B ta có:
v’ = k.(2[A])
x
.[B]
y
= k. 2
x
[A]
x
[B]
y
= 2
x
.v.
Nếu tốc độ phản ứng tăng lên 2 lần, tức là v’ = 2v ta có: 2
x
= 2 → x = 1.
Nếu tốc độ phản ứng tăng lên 4 lần, tức là v’ = 4v ta có: 2
x
= 4 → x = 2.
Nếu tốc độ phản ứng không thay đổi, tức là v’ = v ta có: 2
x
= 1 → x = 0.
Việc xác định bậc riêng phần của B cũng diễn ra theo cách tương tự.
NGUYỄN HUỆ - 13 - THPT CHUYÊN HƯNG YÊN
CHUYÊN ĐỀ ĐỘNG HÓA HỌC
B. MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP ĐỘNG HỌC CÓ HƯỚNG DẪN
I. BÀI TẬP ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG HÓA

và NO
2
ở giai đoạn đầu là phản ứng bậc 2.
Tính năng lượng hoạt hóa và trị số A của phương trình Areniut, biết rằng ở hai nhiệt
độ 600K và 716K hằng số tốc độ có giá trị tương ứng bằng 0,385 và 16 (mol
-1
.l.s
-1
)
Bài giải :
Áp dụng công thức :
2
1
T
T 1 2
k
E 1 1
lg = . -
k 2,303.R T T
 
 ÷
 
Ta có :
16 E 1 1
lg = . -
0,385 2,303.8,314 600 716
 
 ÷
 
E = 114,8 kJ/mol

k

0
-4 -1
27 C
0,693
k = = 1,39.10 s
5000
b.
0
4 -1
37 C
0,693
k = = 6,93.10 s
1000
−
Thêi gian cần thiết để nồng độ đầu giảm tới 1/4 giá trị đầu ở 37
0
C là :
1/4
-4
1 a
t = ln = 2000 (s)
6,93.10 a/4

c. Năng lượng hoạt hóa E được tính theo biểu thức :
NGUYỄN HUỆ - 14 - THPT CHUYÊN HƯNG YÊN
CHUYÊN ĐỀ ĐỘNG HÓA HỌC
2
1

s
-1
. Ở 100
0
C: k
2
= 1,32.10
-3
s
-1
a. Tính hệ số nhiệt độ của phản ứng.
b. Tính năng lượng hoạt hóa của phản ứng
Bài giải :
a. Áp dụng công thức:
2 1
2
1
T T
T
10
T
k
=
k
γ
−
100-44
-3
10
7

2
Ở 507
0
C: k
1
= 2,3.10
-4
s
-1
. Ở 527
0
C tốc độ phản ứng tăng lên gấp đôi.
a. Viết phương trình động học của phản ứng.
b. Thiết lập phương trình Areniut cho phản ứng.
c. Tính thời gian nửa phản ứng ở 527
0
C.
Bài giải :
a. Từ đơn vị của hằng số tốc độ, ta suy ra phản ứng là bậc 1
v = k.[CH
3
-CH
3
]
b.
2 2 a
1 1
a
k v E
1 1

800
C C
⇒
1/2
-4
ln2
t = = 1507 (s)
4,53.10
NGUYỄN HUỆ - 15 - THPT CHUYÊN HƯNG YÊN
CHUYÊN ĐỀ ĐỘNG HÓA HỌC
II. BÀI TẬP XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG
Bài 1. Bằng thực nghiệm người ta đó thu được những số liệu của phản ứng giữa NO
và H
2
ở nhiệt độ 700
0
C như sau :
2NO
(k)
+ 2H
2(k)
→ 2H
2
O
(k)
+ N
2(k)
Thí nghiệm [H
2
], M [NO], M Tốc độ ban đầu, M.s

2 2
v k.[H ] .[NO]
k.(0,01) .(0,025) 2,4.10
= = = = 2
v k.[H ] .[NO] k.(0,005) .(0,025) 1,2.10

m = 1
⇒
m n -6
1
m n -6
2
v
k.(0,01) .(0,025) 2,4.10
= = = 4
v k.(0,01) .(0,0125) 0,6.10
n = 2
⇒
Phương trình động học của phản ứng: v = k.[H
2
].[NO]
2
Bậc phản ứng 1+2 = 3
b. Tính hằng số tốc độ phản ứng:
-6
-2 2 -1
1
2
2,4.10
k = 0,38 mol .l .s

2
(a): xảy ra nhanh
N
2
O
2
+ H
2
→ N
2
+ H
2
O
2
(b): xảy ra chậm
H
2
O
2
+ H
2
→ 2H
2
O (c): xảy ra nhanh
Bài giải :
Với một phản ứng nhiều giai đoạn thì giai đoạn chậm quyết định tốc độ của phản
ứng. Theo cơ chế trên ta có, tốc độ phản ứng được quyết định bởi giai đoạn (b):
v = k
’
.[N

v = k.[NO]
2
.[H
2
]
Bài 3. Cho phản ứng:
NGUYỄN HUỆ - 16 - THPT CHUYÊN HƯNG YÊN
CHUYÊN ĐỀ ĐỘNG HÓA HỌC
(CH
3
)
2
O → CH
4
+ CO + H
2
Phản ứng là bậc 1. Lúc đầu chỉ có (CH
3
)
2
O với áp suất trong bình là P
0
= 300,0
mmHg. Sau 10 giây áp suất trong bình P = 308,1 mmHg. Tính hằng số tốc độ k và
thời gian nửa phản ứng.
Bài giải :
(CH
3
)
2

1,36.10
⇒ ⇒
−
Bài 4. Cho phản ứng: C
2
H
5
I + NaOH → C
2
H
5
OH + NaI
Nồng độ ban đầu của hai chất phản ứng bằng nhau. Để một nửa lượng ban
đầu các chất phản ứng chuyển thành sản phẩm ở 32
0
C cần 906 phút.
a. Tính thời gian để một nửa lượng ban đầu các chất phản ứng chuyển thành sản
phẩm ở 60
0
C, biết hệ số nhiệt độ của phản ứng là 2,83.
b. Tính năng lượng hoạt hóa của phản ứng.
c. Tính hằng số tốc độ k ở hai nhiệt độ trên, biết rằng phản ứng là bậc 2 (bậc 1 đối với
mỗi chất) và nồng độ ban đầu của mỗi chất đều bằng 0,050 M.
Bài giải :
a. Áp dụng công thức:
2 1
2
1
T T
T

a
a
k t
906
= = =
k t 49
E
906 1 1
ln = . - E = 88 kJ/mol
49 8,314 305 333
v
v
 
⇒ ⇒
 ÷
 
c. Tính hằng số tốc độ phản ứng:
-2 -1 -1
1/2 1
0
1 1
t = k = = 2,2.10 mol .l.ph
k.[A] 906.0,050
⇒
(ở 32
0
C)

-1 -1 -1
2

dung dịch HCl cần cho việc trung hòa hoàn toàn KOH theo thời gian là x cm
3
như
sau:
t (h) 0,50 1,00 2,00 4,00
x (cm
3
) 12,84 11,98 10,78 9,48
Xác định bậc và hằng số tốc độ k của phản ứng.
Bài giải :
C
2
H
5
Br + OH
-
→ C
2
H
5
OH + Br
-
Nồng độ đầu: a b 0 0
Nồng độ ở thời điểm t: a-y b-y y y
Giả thiết phản ứng bậc hai thì phải tuân theo phương trình động học bậc hai :
1 a.(b-y)
kt = ln
b-a b.(a-y)
. Phương trình có dạng :
a(b-y)

6,38.10
-2
6,35.10
-2
6,31.10
-2
Ta thấy các giá trị hằng số tốc độ ở các thời điểm không khác nhau nhiều. Vậy giả
thiết phản ứng bậc 2 là đúng và k = 6,36.10
-2
mol
-1
.l.h
-1
Hoặc vẽ đồ thị ta thu được một đường thẳng.
III. MỘT SỐ BÀI TOÁN VẬN DUNG NÂNG CAO
Bài 1. Cho phản ứng: CO
2(k)
+ H
2
O
(l)
⇌ H
2
CO
3
.
NGUYỄN HUỆ - 18 - THPT CHUYÊN HƯNG YÊN
CHUYÊN ĐỀ ĐỘNG HÓA HỌC
1) Hằng số tốc độ của phản ứng thuận là k
t

32
2
10.5,1

2
32
−
===
===
n
t
CO
nnCOtt
k
k
P
COH
K
COHkvPkv
Bài 2. Tại 25
o
C phản ứng 2 N
2
O
5
(k) 4 NO
2
(k) + O
2
(k) có hằng só tốc độ k

2
O
5
đó bị phân tích sau 30 giây.
3. Nếu phản ứng trên có phương trình N
2
O
5
(k) 2 NO
2
(k) + ½ O
2
(k) thì
trị số tốc độ phản ứng, hằng số tốc độ phản ứng có thay đổi không? Giải thích.
(đề thi chọn học sinh giỏi QG năm 2002 - Bảng A):
Bài giải :
1. Trước hết phải tính tốc độ của phản ứng theo biểu thức đó có:
V = k CN
2
O
5
(1)
Đó có trị số k; cần tính C(N
2
O
5
)

tại thời điểm xét:
p

V
pu
= 5,16. 10
-8
mol. L
-1
. S
-1
(3)
Từ ptpứ 2 N
2
O
5
(k) → 4 NO
2
(k) + O
2
(k)
d C(N
2
O
5
)
V
tiiêu thụ
N
2
O
5
= − = −2 V

tức mất đi N
2
O
5
hay giảm N
2
O
5
”
NGUYỄN HUỆ - 19 - THPT CHUYÊN HƯNG YÊN
CHUYÊN ĐỀ ĐỘNG HÓA HỌC
b. V
hình thµnh
NO
2
= 4 Vpư = - 2V
tiêu thụ
N
2
O
5
. (5)
Thay số: V
hình thành
NO
2
= 4 x 5,16.10
-8

V

theo tốc độ pư, Vpư, như trên chỉ
thuần tuý hình thức theo hệ số phương trình, thực chất phản ứng này là một chiều bậc nhất.
2. Số phân tử N
2
O
5
đó bị phân huỷ được tính theo biểu thức:
N N
2
0
5
bị phân huỷ = N = VN
2
O
5
tiêu thụ . V
bình
. t . N
0
Thay số:
N = 1,032.10
-6
. 20,0 . 30,0 . 6,023.10
23
.
N ≈ 3,7.10
20
phân tử
3. Nếu phản ứng trên có phương trình: N
2

mol. L
-1
)
Tốc độ phân hủy Hb
(
µ
mol. L
-1
.s
-1
)
CO Hb
1,50
2,50
2,50
2,50
2,50
4,00
1,05
1,75
2,80
Hãy tính tốc độ phản ứng khi nồng độ CO là 1,30; Hb là 3,20 (đều theo
µ
mol.l
-1
)
tại 20
0
C


pư
= ¼ v
phân hủy Hb
(2).
Ghi chú : Vì đó ghi rõ ″ tốc độ phân hủy Hb
»
nên không cần dùng dấu –
Vậy ta có liên hệ: v
pư
= ¼ v
phân hủy Hb
= k C
x

Hb
C
y
CO
(3) .
• Theo thứ tự trên xuống ta ghi số các số liệu thí nghiệm thu được là

Thí nghiệm số
Nồng độ (µmol. L
-1
) Tốc độ phân hủy Hb (µmol. L
-1
.s
-1
)
CO Hb

1,67)
y

= 1,67 y = 1 .*

v
3
/ v
2
= ( 4,00 / 2,50 )
x
( 2,50 / 2,50 )
y

= 2,80 / 1,75 ;(

1,60)
x

= 1,60 x = 1 .
Do đó phương trình động học (định luật tốc độ) của phản ứng:
v
p
= k C

-1
)
2.
a) Với điều kiện đó cho trong bình có phản ứng:
CaCO
3
⇌ CaO + CO
2
(k) (*)
Trong bình chỉ có khí CO
2
. Giả thiết đó là khí lý tưởng, ta có:
n = = = 0,01 (mol). Vậy n = 0,01 mol.
Nhận xét:
NGUYỄN HUỆ - 21 - THPT CHUYÊN HƯNG YÊN
PV
RT

0,903 × 1,0
0,082054 ×
1073,15
CO
2
CaCO
3
10
100

1,05
4 × 2,50 × 1,50

trong một
bình kín có thể tích V (có thể thay đổi thể tích của bình bằng một pittông). ¸p suất ban
đâu của NO
2
bằng 0,5 atm, còn của F
2
bằng 1,5 atm. Trong các điều kiện đó tốc độ
đầu v
o
= 3,2. 10
−
3
mol.L
−
1
.s
−
1
.
1. Nếu thực hiện phản ứng trên ở cùng nhiệt độ với cùng những lượng ban đầu của
chất phản ứng nhưng thêm một khí trơ vào bình đó để thể tích thành 2V, còn áp suất
tổng quát vẫn bằng 2 atm, thì tốc độ đầu bằng 8.10
−
4
mol.L
−
1
.s
−
1

1. Ở thí nghiệm 2, sau khi thêm khí trơ để cho thể tích tăng gấp đôi thì P và P đều
giảm 2 lần so với thí nghiệm 1, nghĩa là nồng độ của chúng cũng giảm đi 2 lần (vì P
A
=
C
A
.RT), còn tốc độ đầu của phản ứng giảm 4 lần. Từ đây, chỉ có thể kết luận bậc của
phản ứng là 2.
Ph¬ng tr×nh ®éng häc có thÓ có c¸c d¹ng sau ®©y:
v = k [NO
2
] [F
2
] (a) , v = k [NO
2
]
2
(b) , v = k [F
2
]
2
(c)
2. Ở thí nghiệm 3, P(NO
2
) và P(F
2
) đều tăng gấp đôi so với thí nghiệm 1. Cũng lập luận
như trên, ta thấy tốc độ đầu của phản ứng ở thí nghiệm 3 phải bằng 4 lần tốc độ đầu của
phản ứng ở thí nghiệm 1.
V

2
+ F
2
NO
2
F + F (chậm)
F + NO
2
NO
2
F (nhanh).
NGUYỄN HUỆ - 22 - THPT CHUYÊN HƯNG YÊN
NO
2
F
2
NO
2
F
2
NO
2
CHUYÊN ĐỀ ĐỘNG HÓA HỌC
Bài 5.
1) Một ống thủy tinh hàn kín, có gắn hai sợi tungsten (vonfram) cách nhau 5mm,
chứa đầy không khí sạch và khô tại nhiệt độ và áp suất chuẩn. Phóng điện giữa hai
sợi này. Vài phút sau khí trong ống nghiệm nhuốm màu nâu đặc trưng.
a) Tiểu phân nào gây nên sự biến đổi màu quan sát được nêu trên?. Ước lượng giới
hạn nồng độ lớn nhất trong ống thủy tinh.
b) Màu nâu tương tự cũng thấy xuất hiện khi oxy và nitơ (II) oxit gặp nhau trong bầu

6,26.10
-5
6,24.10
-9
2,31.10
-4
2,42.10
-4
9,19.10
-8
5,75.10
-5
2,44.10
-5
5,78.10
-9
(i) Xác định bậc phản ứng theo O
2
, theo NO và bậc phản ứng chung.
(ii) Xác định hằng số phản ứng tại 298
o
K.
(Bài tập chuẩn bị cho kì thi olympic Hóa Học quốc tế lần thứ 30)
Bài giải :
1.a Màu là do nitơ dioxit NO
2
. Vì không khí có 78% N
2
và 21% O
2

#4 : #2 2,01 4,03
#4 : #5 4,02 15,9
#2 : #5 2,00 3,95
Bậc đối với O
2
:
Thí nghiệm Tỉ lệ [NO] Tỉ lệ tốc độ đầu
#2 : #1 1,99 1,98
#2 : #3 3,85 3,65
NGUYỄN HUỆ - 23 - THPT CHUYÊN HƯNG YÊN
CHUYÊN ĐỀ ĐỘNG HÓA HỌC
#1 : #3 1,93 1,84
Tốc độ biến đổi hiển nhiên là theo [O
2
]: phản ứng là bậc 1 theo O
2
vì thế bậc chung là 3
(ii). Biểu thức tính tốc độ phản ứng:
v = k[NO]
2
[O
2
] nên k = v/[NO]
2
[O
2
]
Từ các thí nghiệm khác nhau ta tính được k
tb
=7,13.10

Quan sát tập hợp được các số liệu sau:
Nồng độ đầu ∆t Nồng độ
cuối
[A]
o
[B]
o
[C]
o
Phút M
(1) 0,100 0,0500 0,0000 25,0 0,00330
(2) 0,100 0,100 0,0000 15,0 0,00390
(3) 0,200 0,100 0,0000 7,50 0,00770
(i) Luật nào của tốc độ phản ứng phù hợp với các số liệu trên:
(ii) Hãy biểu diễn gía trị trung bình của hằng số tốc độ theo giây và đơn vị
nồng độ mol.
(Bài tập chuẩn bị cho kì thi olympic Hóa Học quốc tế lần thứ 31)
Bài giải :
(i) Tốc độ trung bình ban đầu (M
-1
phút
-1
)
0,00330/25,0 = 0,000132
0,00390/15,0 = 0,000260
0,00770/7,50 = 0,000103
Khi (B) tăng gấp đôi, tốc độ phản ứng tăng gấp đôi, nên phản ứng là bậc
một theo B. Khi [A] gấp đôi, tốc độ phản ứng gấp bốn nên phản ứng là bậc
hai theo A.
v = k[A]

Hằng số tốc độ phản ứng cho ở bảng:
T(K) k (L.mol
-1
.s
-1
)
NGUYỄN HUỆ - 24 - THPT CHUYÊN HƯNG YÊN
CHUYÊN ĐỀ ĐỘNG HÓA HỌC
300 2,6.10
-8
400 4,9.10
-4
Hằng số khí R = 8,314 J.mol
-1
.K
-1
1) Áp dụng phương trình Arrhenius tính năng lượng hoạt hóa của phản ứng.
Phản ứng giữa NO và O
2
xảy ra theo phương trình:
2NO
(k)
+ O
2(k)
→ 2NO
2(k)
Đối với phản ứng này người ta đề nghị cơ chế như sau:
NO
(k)
+ O

(Bài tập chuẩn bị cho kì thi olympic Hóa Học quốc tế lần thứ 34)
Bài giải :
1) Phương trình Arrhenius có dạng: lgk = lgA – E
a
/2,3RT
Ta có :
lgk
1
= lgA – E
a
/2,3RT
1
(1)
lgk
2
= lgA – E
a
/2,3RT
2
(2)
Trừ (1) cho (2) ta được :
2
1
2121
21
lg
11
3,2
11
3,2

= 98,225kJ.mol
-1
.
2) Giai đoạn chậm quyết định tốc độ, đó là giai đoạn thứ hai:
[ ]
[ ][ ]
[ ]
[ ][ ]
[ ] [ ][ ]
23
2
3
1
1
32
2
ONOKNO
ONO
NO
k
k
K
NONOk
dt
NOd
=⇒==
=
−
Thay biểu thức của [NO
3