SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI
Trường THPT chuyên LƯƠNG THẾ VINH
Mã số:
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
Đề tài
Một số dạng bài tập về ĐỘNG HÓA HỌC
bồi dưỡng học sinh giỏi quốc gia môn Hóa

Người thực hiện: Nguyễn Thị Vân Anh
Lĩnh vực nghiên cứu:
Quản lý giáo dục 
Phương pháp dạy học bộ môn: Hóa học 
Phương pháp giáo dục 
Lĩnh vực khác: 
Có đính kèm:
 Mô hình  Phần mềm  Phim ảnh  Hiện vật khác
Năm học 2013 - 2014
BM 01-Bia SKKN
SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC
I. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN
1. Họ và tên: Nguyễn Thị Vân Anh
2. Ngày tháng năm sinh: 22/05/1987
3. Nam, nữ: nữ
4. Địa chỉ: B22 tổ 30B KP3, P. Bình Đa, TP Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai.
5. Điện thoại: (CQ)/ 0616 526 153 (NR); ĐTDĐ: 0987 978 153
6. Fax: E-mail:
7. Chức vụ: Giáo viên
8. Đơn vị công tác: Trường THPT chuyên Lương Thế Vinh
II. TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO
- Học vị (hoặc trình độ chuyên môn, nghiệp vụ) cao nhất: thạc sĩ
- Năm nhận bằng: 2013

II. THỰC TRẠNG
1. Thuận lợi
- Số lượng bài tập động hóa học nhiều, có trong các đề thi HSG tỉnh,
Olympic 30/4, thi quốc gia hay chọn quốc tế.
- Bài tập đa dạng, có liên quan đến thực tế và lí thuyết nghiên cứu cơ chế
phản ứng.
2. Khó khăn
- Các bài tập chưa được hệ thống theo từng dạng, từng phần nội dung lí
thuyết.
- Do các số liệu, cơ chế phản ứng liên quan đến thực tế, nên cần phải xem
rõ nguồn gốc các số liệu để thống nhất, không thể tự cho các số liệu ảo, có thể dẫn
đến cơ chế phản ứng sai.
- Học sinh chưa hệ thống các dạng bài tập nên dễ nhầm lẫn.
- Học sinh chưa tiếp cận nhiều với các dạng bài ở mức độ thi Quốc tế.
3
BM03-TMSKKN
III.NỘI DUNG ĐỀ TÀI
1. Cơ sở lý luận
- Động hóa học có giá trị rất lớn về cả hai mặt lí thuyết và thực tiễn. Về lí
thuyết, động hóa học ngày càng đi sâu trong việc tìm tòi và nắm vững các quy luật,
các đặc trưng động học và cơ chế của các phản ứng hóa học. Điều này cho phép
tính được chế độ làm việc tối ưu của các lò phản ứng và các thiết bị khác, mở ra
con đường điều khiển có ý thức và hoàn thiện những quá trình công nghệ đã có và
sáng tạo ra những quá trình công nghệ mới.
- Trong giảng dạy bồi dưỡng học sinh giỏi thì chuyên đề này là một trong
những nội dung quan trọng trong phần lí thuyết Hóa vô cơ - Đại cương. Hầu như
trong các đề thi HSG như Olympic, HSGQG hay Quốc tế đều có phần này.
- Tuy nhiên nội dung trong SGK hay tài liệu chuyên Hóa không đáp ứng đủ
các nội dung thi HSGQG hay Quốc tế.
2. Nội dung, biện pháp thực hiện các giải pháp của đề tài

- GV nên yêu cầu HS cùng tìm tài liệu làm phong phú thêm các dạng bài
tập, để HS hiểu sâu hơn nội dung vấn đề đang nghiên cứu.
- Đề xuất: Nên chia nội dung thi HSGQG thành các chuyên đề nhỏ, để có
thể đi sâu vào từng vấn đề, nội dung trọng tâm. Mỗi giáo viên giảng dạy HSG nên
viết các chuyên đề này để nâng cao kiến thức và cập nhật thường xuyên những vấn
đề mới.
VI.TÀI LIỆU THAM KHẢO
1) Trần Thị Đà, Đặng Trần Phách, Cơ sở lí thuyết các phản ứng hóa học, NXB
Giáo dục, Hà Nội, 2009.
2) Trần Văn Nhân, Hóa Lí, NXB Giáo Dục, 1999.
3) Nguyễn Đình Huề, Trần Kim Thanh, Nguyễn Thị Thu, Động hóa học và xúc
tác, NXB Giá dục, Hà Nội, 2003.
4) Rene’ DIDER, Hóa đại cương, NXB Giáo dục, Hà Nội, 1998.
5) Đặng Hữu Vinh, Nguyễn Duy Ái, Tài liệu giáo khoa chuyên Hóa học 10,
NXB Giáo dục, Hà Nội 2001.
6) Nguyễn Đức Chung, Hóa Đại Cương, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM,
2001.
7) Các đề thi HSG Quốc gia và Olympic Hóa học sinh viên các trường Đại học
Việt Nam.
NGƯỜI THỰC HIỆN
Nguyễn Thị Vân Anh
5
SỞ GD&ĐT ĐỒNG NAI
Trường THPT chuyên
Lương Thế Vinh

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
Biên Hòa, ngày 17 tháng 4 năm 2014
PHIẾU NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

CHƯƠNG 1: MỘT SỐ KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN
I. MỘT SỐ DẠNG PHẢN ỨNG
1. Phản ứng đơn giản, phức tạp
Phản ứng đơn giản hay phản ứng sơ cấp là phản ứng một chiều chỉ diễn ra trong một giai
đoạn duy nhất, tức là đi trực tiếp từ những chất đầu đến những chất cuối, không có sự hình thành
các chất trung gian.
Những phản ứng không thỏa mãn những điều kiện đó gọi là phản ứng phức tạp: thường
chia ra làm phản ứng thuận nghịch, phản ứng song song, phản ứng nối tiếp và phản ứng liên hợp.
2. Phản ứng toàn phần, không toàn phần
Phản ứng toàn phần là phản ứng trong đó ít nhất một chất phản ứng (chất đầu) đã phản ứng
cho đến hết (trong thực tế một chất gọi là chất phản ứng hết khi 99,9% lượng ban đầu của nó đã
bị tiêu thụ. (thường là phản ứng 1 chiều)
Phản ứng không toàn phần là phản ứng trong đó không một chất nào mất hẳn khi phản ứng
dừng lại, các chất đầu vẫn còn, tuy với lượng nhỏ hơn lúc đầu nhưng vẫn đáng kể. (phản ứng
thuận nghịch)
3. Phản ứng đồng thể, dị thể
Phản ứng đồng thể là phản ứng chỉ diễn ra trong thể tích một pha. Đó là phản ứng giữa các
chất khí, giữa các chất lỏng hoàn toàn trộn lẫn với nhau, các phản ứng trong dung dịch.
Thí dụ: khi trộn đều dung dịch axit sunfuric loãng với một dung dịch natri thiosunfat thì lưu
huỳnh được giải phóng từ phản ứng:
H
2
SO
4
+ Na
2
S
2
O
3

, ∆C
D
, …
Tốc độ trung bình
v
của phản ứng trong khoảng thời gian từ t đến t + ∆t biểu thị qua chất A
hoặc C là:
t
C
v
A
A
∆
∆
−=
;
t
C
v
C
C
∆
∆
=
A
v
là tốc độ trung bình mất đi của chất A vì ∆C
A
âm nên phải thêm dấu trừ (-) để cho tốc độ
A

=
∆
∆
=
∆
∆
−=
∆
∆
−=
1111
(I.1)
Tốc độ này chỉ cho biết sự tăng, giảm trung bình của C
A
, C
B
, C
C
, C
D
, … trong khoảng thời gian
∆t, chứ không cho biết sự biến thiên chính xác trong từng thời điểm. Trong khi sự biến thiên
trong từng thời điểm có thể rất khác nhau. Vì vậy người ta thường dùng tốc độ tức thời thay cho
tốc độ trung bình.
b) Tốc độ tức thời (thực)
Khi ∆t → 0, tỉ số ∆C/∆t sẽ dần tới một giới hạn là đạo hàm dC/dt của lượng chất theo thời
gian, với dấu thích hợp gọi là tốc độ tức thời v của phản ứng ở thời điểm t.
dt
dC
v

d
v
c
v
b
v
a
1111
====
(I.3)
Như vậy, khi đã xác định được tốc độ của phản ứng với một chất bất kì thì có thể suy ra tốc
độ của phản ứng đối với các chất khác theo công thức trên.
Khi phản ứng diễn ra trong pha khí và các khí được coi như khí lí tưởng thì ta có thể biểu thị
tốc độ phản ứng thông qua áp suất riêng phấn của mỗi khí trong phản ứng vì P
A
= C
A
RT. Khi đó:
dt
dP
dRTdt
dP
cRTdt
dP
bRTdt
dP
aRT
v
D
c

phản ứng này có dạng: v = k.
b
B
a
A
CC .
… (I.5)
8
Trong đó những số mũ a, b, … là hệ số tỉ lượng của các chất đầu A, B, …
(I.5) là biểu thức toán học của định luật tác dụng khối lượng trong động hóa của M.Guldberg và
P.Waage: “Ở nhiệt độ không đổi, tốc độ phản ứng tỉ lệ với tích nồng độ của các chất phản ứng
với các số mũ bằng các hệ số tỉ lượng của chúng trong phương trình phản ứng”.
Cần lưu ý rằng, định luật tác dụng khối lượng biểu diễn theo (I.5) chỉ chính xác đối với các
phản ứng cơ bản chỉ diễn ra theo một giai đoạn, khi người ta không phát hiện được một chất
trung gian nào ở giữa chất phản ứng và sản phẩm phản ứng. Còn đối với phản ứng phức tạp đi
qua nhiều giai đoạn (trừ một số ít trường hợp) thì biểu thức không còn đúng.
Trường hợp tổng quát, tốc độ của phản ứng (*) có thể viết dưới dạng:
v = k.
βα
BA
CC .
… (I.6)
Kết hợp với (I.2) ta có:
dt
dC
ddt
dC
cdt
dC
bdt

Một phản ứng chỉ có bậc nếu từ kết quả nghiên cứu thực nghiệm ta có thể viết biểu thức của tốc
độ phản ứng ở dạng (I.6).
Mỗi bước của phản ứng được gọi là một phản ứng cơ bản. Tập hợp các bước của một phản
ứng được gọi là cơ chế phản ứng. Người ta phân loại phản ứng cơ bản dựa vào phân tử số của
chúng.
Phân tử số là số tiểu phân các chất phản ứng cùng va chạm trong phản ứng cơ bản.
• Nếu phản ứng (*) là cơ bản thì bậc chung của phản ứng và phân tử số được biểu thị bằng
cùng một con số n = a + b + …
Nếu n = 1 phản ứng là bậc 1 và đơn phân tử.
Nếu n = 2 phản ứng là bậc 2 và lưỡng phân tử.
Nếu n = 3 phản ứng là bậc 3 và tam phân tử.
Người ta chưa gặp phản ứng có phân tử số lớn hơn ba vì xác suất va chạm đồng thời của
một số lớn phân tử là rất nhỏ.
• Nếu phản ứng (*) là phản ứng phức tạp thì khái niệm phân tử số không còn có ý nghĩa, vì
nó chỉ dùng cho phản ứng cơ bản, còn phản ứng phức tạp chỉ dùng khái niệm bậc động
học.
Phân tử số khác bậc phản ứng. Trước hết, bậc động học là một khái niệm hoàn toàn thực
9
nghiệm, đặc trưng cho sự phụ thuộc thực nghiệm vĩ mô của tốc độ phản ứng vào nồng độ. Còn
phân tử số là một khái niệm hoàn toàn lí thuyết, để xác định nó cần phải biết cơ chế lí thuyết vi
mô của các quá trình sơ cấp của phản ứng phức tạp. Mặt khác, phân tử số chỉ có thể là một số
nguyên nhỏ, không thể bằng không hoặc là phân số.
Một số ví dụ:
• Phản ứng đơn giản:
1) CH
3
OCH
3
→ CH
4

COCH
3
+ I
2
→ CH
3
COCH
2
I + HI
Là phản ứng phức tạp bao gồm hai giai đoạn:
a) CH
3
COCH
3
→ CH
3
C(OH)CH
2
(chậm)
b) CH
3
C(OH)CH
2
+ I
2
→ CH
3
COCH
2
I + HI (nhanh)

= v
b)
= k
b
[NOCl
2
][NO]
Song nồng độ của NOCl
2
lại phụ thuộc vào giai đoạn a). Vì giai đoạn a) là nhanh nên có thể xem
nó ở trạng thái cân bằng đặc trưng bởi hằng số cân bằng K
a
:
K
a
=
⇒
]][[
][
2
2
ClNO
NOCl
[NOCl
2
] = K
a
[NO][Cl
2
]






+
=
][
][
1
]][[
2
2
2/1
221
Br
HBr
k
BrHk
v
Ta thấy ở đây phương trình tốc độ không có dạng hàm lũy thừa nên khái niệm bậc phản ứng
cũng không dùng được.
10
Một số điều chú ý:
- Nếu phản ứng đơn giản thì tốc độ nhất thiết được biểu diễn bởi định luật tác dụng khối
lượng, nhưng ngược lại, nếu tốc độ phản ứng tuân theo định luật tác dụng khối lượng thì
điều đó chưa đủ để kết luận phản ứng là đơn giản.
- Nếu phương trình tốc độ không tuân theo định luật tác dụng khối lượng thì đó là dấu hiệu
chắc chắn của phản ứng phức tạp.
Câu hỏi lí thuyết:

e. PCl
5 (k)
→ PCl
3 (k)
+ Cl
2 (k)
f. C
(r)
+ CO
2 (k)
→ 2CO
(k)
5. Vận tốc của phản ứng được biểu diễn theo sự thay đổi nồng độ của mỗi chất ban đầu và sản
phẩm như sau:
t
C
t
C
4
1
t
C
2
1
v
22
52
ONO
ON
pu

(k)
+ Cl
2 (k)
→ 2NOCl
(k)
bằng 3,5.10
-4
M s
-1
. Hãy tính tốc độ tại 25
o
C:
a. của phản ứng. b. tiêu thụ khí Cl
2
. c. tạo thành khí NOCl.
8. Cho phản ứng: 2A (k) → B (k) + C (k). Biểu diễn tốc độ phản ứng theo sự thay đổi nồng độ
của mỗi chất ban đầu và sản phẩm. Khi [C] tăng với vận tốc 2mol.l
-1
.s
-1
thì [A] giảm như thế
nào?
9. Hãy xác định bậc phản ứng riêng của mỗi chất và bậc phản ứng cho phương trình động học
sau: v = k.[BrO
3
-
].[Br
-
].[H
+

. (4.10
-5
)
Bài tập 3: Tốc độ của một phản ứng bậc 2 bằng 4.10
-3
mol.dm
-3
.s
-1
khi các chất phản ứng có nồng
độ lần lượt là 10
-3
mol.dm
-3
và 2,5.10
-4
mol.dm
-3
. Tính hằng số tốc độ phản ứng (dm
3
.mol
-1
.s
-1
).
(16000)
11
Bài tập 4: Một phản ứng bậc 2 có tốc độ là 4,5.10
-7
mol.cm

2
SO
4
. Kết quả thu được có
hợp lí không?
Bài tập 6: Cho phản ứng sau xảy ra trong dung dịch: C
2
HOBr + KOH → C
2
H
5
OH + KBr.
Nồng độ ban đầu của KOH là 0,07M. Sau 30 phút người ta lấy ra 10ml dung dịch hỗn hợp phản
ứng thì thấy nó phản ứng vừa đủ với 12,84ml dung dịch HCl 0,05M. Tính tốc độ trung bình của
phản ứng trong khoảng thời gian trên. (1,933.10
-4
mol/l.phút)
Bài tập 7: Một phản ứng trong một đơn vị thể tích trong một đơn vị thời gian thì 3,4g NH
3
được
tạo thành. Một phản ứng khác trong cùng điều kiện tạo 3,4g PH
3
. Hỏi phản ứng nào có tốc độ lớn
hơn?
Bài tập 8: Cho phản ứng: 4HCl
(k)
+ O
2 (k)
→ 2H
2

tưởng).
d. giảm nồng độ chất A xuống gấp 3 lần.
Bài tập 11: Tốc độ của phản ứng tạo thành SO
3
từ SO
2
và O
2
thay đổi như thế nào (tăng hay
giảm bao nhiêu lần) khi giảm thể tích hỗn hợp xuống 3 lần? (biết đây là phản ứng đơn giản). (27
lần)
Bài tập 12: a. Đối với phản ứng: N
2
+ 3H
2
→ 2NH
3
. Tốc độ phản ứng thuận thay đổi thế nào khi
tăng áp suất của hệ lên 3 lần?
b. Trộn 1 lít dung dịch CH
3
COOH 2M với 1 lít dung dịch C
2
H
5
OH 3M. Xác định tốc độ hình
thành este ban đầu. Tốc độ này thay đổi ra sao nếu trước khi pha trộn mỗi dung dịch được pha
loãng gấp đôi.
Bài tập 13: Phản ứng: A + 2B → 3C có hằng số tốc độ k = 0,6. Nồng độ ban đầu C
A

NO
=0,8M,
2
O
C
=0,6M.
Nếu tăng nồng độ NO thành 1,2M và O
2
thành 0,9M thì tốc độ phản ứng sẽ biến đổi ra sao?
Bài tập 16: Cho phản ứng: A + B → C + D. Nồng độ ban đầu C
A
= C
B
= 0,1M. Sau thời gian t,
nồng độ của A, B còn lại 0,04M. Hãy tính tốc độ phản ứng ở thời điểm này giảm bao nhiêu lần
so với thời điểm ban đầu? (6,25)
Bài tập 17: Cho phản ứng: A + 2B → C. Nồng độ đầu của A và B tương ứng là 0,3M và 0,5M.
Hằng số tốc độ k = 0,4. Tìm tốc độ đầu và tốc độ sau một thời gian khi nồng độ A giảm bớt còn
0,1M.
Bài tập 18: Cho phản ứng: 2A + B → C. Nồng độ đầu của A và B tương ứng là 6M và 8M. Hằng
số tốc độ k = 0,5. Tìm tốc độ đầu và tốc độ sau một thời gian khi A đã phản ứng 50%. Khi tốc độ
bằng 0 thì nồng độ A, B bằng bao nhiêu?
Bài tập 19: Phản ứng bậc 3: 2Fe
3+
(dd) + Sn
2+
(dd) → 2Fe
2+
(dd) + Sn
4+

2
O ở nhiệt độ thường xảy ra với tốc độ chậm đến mức không thể
nhận biết được, nhưng khi tăng nhiệt độ lên 600
o
C thì phản ứng xảy ra tức thời với tiếng nổ.
Bằng cách đo tốc độ phản ứng của rất nhiều phản ứng khác nhau, ở các nhiệt độ khác nhau,
Van’t Hoff đã tìm ra quy tắc thực nghiệm sau: “Trong một khoảng nhiệt độ không lớn, cứ tăng
nhiệt độ lên 10
o
thì tốc độ phản ứng tăng 2 – 4 lần.”
Đại lượng cho biết tốc độ phản ứng tăng lên bao nhiêu lần khi tăng nhiệt độ lên 10
o
gọi là hệ
số nhiệt độ của tốc độ phản ứng và được kí hiệu là γ.
T
T
k
k
10+
=
γ
= 2 ÷ 4 hay
T
nT
n
k
k
10+
=
γ

T∆
γ
Bài tập I.1: Hỏi tốc độ của phản ứng tăng bao nhiêu lần nếu tăng nhiệt độ phản ứng từ 140
o
C lên
200
o
C, biết hệ số nhiệt độ k trong khoảng nhiệt độ trên là 2.
Lời giải:
13
Vì nhiệt độ tăng 200
o
C – 140
o
C = 60
o
C nên v
200
= v
140
.
10
T∆
γ
= v
140
.
10
60
2

+−=
hay
Alg
RT303,2
E
klg
a
+−=
(I.10)
 A là hằng số và thường được gọi là thừa số tần số. A có cùng đơn vị với k, có trị số riêng
cho mỗi loại phản ứng và không phụ thuộc vào nhiệt độ.
 E
a
là năng lượng hoạt hóa theo Arrhenius hay năng lượng hoạt hóa thực nghiệm. E
a
có giá
trị riêng cho mỗi phản ứng và thường được coi là không phụ thuộc và nhiệt độ.
Gọi k
1
, k
2
lần lượt là hằng số tốc độ tại các nhiệt độ T
1
, T
2
. Ta có:
k
1
= A.
1

2
+−=
⇒

)
T
1
T
1
(
R
E
k
k
ln
21
a
1
2
−=
hay:
)
T
1
T
1
(
567,4
E
k

2
2
e
N
N
−
∗
∗
=
Ví dụ: Đối với phản ứng: H
2
+ I
2
→ 2HI, E
a
= 40kcal/mol. Khi tăng nhiệt độ từ 0
o
C lên 100
o
C, tỷ
số:
000.480.385e
N
N
)
373
1
273
1
(

*
chiếm một tỉ lệ rất nhỏ trong tổng số N tiểu phân khí của hệ phản
ứng và được xác định theo định luật phân bố Boltzmann:
RT/E
*
a
e.NN
−
=
Để hiểu rõ ý nghĩa của năng lượng hoạt hóa, ta xét phản ứng sau:
H
2
(k) + I
2
(k)
→
2HI (k) ∆H
o
= -12,4 kcal
Quá trình biến đổi của các phân tử trong phản ứng có thể biểu diễn như sau:
H
2
+ I
2
→ H
2
… I
2
→ 2HI


phụ thuộc và cách tiến hành phản ứng.
15
E
1
E
2
E
*
E
H
2
…I
2
H
2
+I
2
2HI
E
a
∆H
pu
Tiến trình phản
ứng
- Để chuyển từ trạng thái đầu sang trạng thái cuối hệ phải vượt qua một hành rào năng lượng
(E
a
). E
a
càng nhỏ, tốc độ phản ứng càng lớn.

1
= 2,3.10
-4
s
-1
; k
2
= 2k
1
. Sử dụng phương trình Arrhenius:
)
800
1
780
1
(
314,8
E
2ln)
T
1
T
1
(
R
E
k
k
ln
a

mol/J51213
303
1
293
1
2ln.314,8
E)
303
1
293
1
(
314,8
E
2ln)
T
1
T
1
(
R
E
k
k
ln
a
a
21
a
1

C95
C85
C95
21
a
C85
C95
O
o
O
o
O
o
=⇒−=⇔−=
Nếu E
a
không đổi trong khoảng nhiệt độ từ 20
o
C đến 95
o
C
Câu hỏi lí thuyết:
1. Ở nhiệt độ t
1
tốc độ phản ứng là V
1
Ở nhiệt độ t
2
tốc độ phản ứng là V
2

o
C, cho hệ số nhiệt độ bằng 3. (3
15
)
b. từ 20
o
C lên 50
o
C, phản ứng có hệ số nhiệt độ bằng 2,5. (15,625)
c. từ 25
o
C lên 175
o
C, biết tăng nhiệt độ lên 25
o
C thì tốc độ phản ứng tăng lên 5 lần. (5
6
)
Bài tập 2: Cho phản ứng: A + B → C + D
a. Tốc độ của phản ứng tăng bao nhiêu lần khi tăng nhiệt độ phản ứng từ 20
o
C lên 60
o
C, biết
hệ số nhiệt độ của phản ứng là 3?
b. Cần tăng nồng độ của A, B lên bao nhiêu lần để tốc độ phản ứng tăng lên 16 lần? Biết
phản ứng trên là phản ứng đơn giản. (4 lần)
16
Bài tập 3:
a. Hệ số nhiệt độ của phản ứng bằng 2. Hãy xét xem nếu ở 0

C phản ứng chậm 25 lần (2,044)
c. Ở 288
o
K hằng số tốc độ k = 2.10
-2
còn ở 325
o
K bằng 0,38. (2,22)
Bài tập 5: Tốc độ phản ứng tăng lên bao nhiêu lần khi:
a. tăng nhiệt độ từ 300K lên 350K, cho E
a
= 50 kJ/mol. (17,52 lần)
b. tăng nhiệt độ từ 20
o
C lên 30
o
C, cho E
a
= 20 kcal/mol. (3,3 lần)
c. tăng nhiệt độ từ 27
o
C lên 47
o
C, cho E
a
= 20 kcal/mol. (8,1 lần)
Bài tập 6:Tính năng lượng hoạt hóa của phản ứng sau nếu:
a. Ở 20
o
C phản ứng có k

o
K thì sau 1 giờ thu
được 0,05M CO
2
. Hỏi ở nhiệt độ nào thì lượng CO
2
thu được sẽ gấp đôi trong cùng điều kiện,
nếu E
a
= 29260 cal/mol. Cho biết phản ứng là 1 chiều bậc 2. (445,7)
V. ẢNH HƯỞNG CỦA CHẤT XÚC TÁC ĐẾN TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG
1. Định nghĩa chất xúc tác
“Chất xúc tác là chất tham gia vào một giai đoạn phản ứng và làm thay đổi tốc độ phản ứng,
sau phản ứng nó lại được phục hồi, tách khỏi sản phẩm phản ứng và không bị biến đổi cả về tính
chất cũng như về lượng”.
Ví dụ: phản ứng H
2
+ ½ O
2
→ H
2
O, ở nhiệt độ thường hầu như không xảy ra nhưng khi có mặt
một lượng nhỏ bột Pt thì phản ứng xảy ra rất mạnh. pt là xúc tác của phản ứng trên.
Những chất khi thêm vào làm quá trình chậm lại còn được gọi là chất ức chế.
Ví dụ: phản ứng oxi hóa Na
2
S
2
O
3

3
17
- Xúc tác dị thể: chất xúc tác ở khác pha với hỗn hợp phản ứng. Chất xúc tác dị thể thường
là chất rắn và phản ứng hóa học xảy ra trên bề mặt các chất xúc tác. Xúc tác dị thể thường gặp là
các kim loại chuyển tiếp hay các oxit của chúng.
Ví dụ: trong phương pháp tiếp xúc điều chế H
2
SO
4
, bột Pt hoặc V
2
O
5
là xúc tác dị thể. SO
2
và O
2
bị hấp thụ trên bề mặt Pt hoặc V
2
O
5
, ở đó phản ứng xảy ra và sau đó SO
3
tách khỏi bề mặt chất
xúc tác: SO
2
+ ½ O
2

 →

O
Các ion Mn
2+
tạo thanh sau phản ứng chính là xúc tác của phản ứng.
2. Các đặc điểm cơ bản của hiện tượng xúc tác
- Chất xúc tác có đặc tính chọn lọc rất cao: mỗi chất xúc tác thường chỉ có tác dụng với một
phản ứng nhất định.
Ví dụ: C
2
H
5
OH
 →
C400,OAl
o
32

C
2
H
4
+ H
2
O
C
2
H
5
OH
 →

’ = 25 kcal/mol; nếu dùng xúc tác Phân tử thì E
a
’’= 14 kcal/mol.
Để làm giảm năng lượng hoạt hóa E
a
, chất xúc tác tham gia vào một trong những giai đoạn
trung gian của phản ứng.
Ví dụ: Xét phản ứng: A + B → AB có năng lượng hoạt hóa E
a
khá cao nên tốc độ bé. Khi không
có xúc tác phản ứng xảy ra như sau:
A + B → A…B → AB E
a
(1)
Khi có mặt xúc tác K thì K tham gia tạo phức chất hoạt động qua các giai đoạn trung gian sau:
A + K → A…K → AK E
a
1
(2)
AK + B → AK…B → AB + K E
a
2
(3)
E
a
1
và E
a
2
rất bé hơn E

Gọi k và k
’
lần lượt là hằng số tốc độ phản ứng khi không và khi có chất xúc tác. Ta có:
23515eee
e
e
k
k
06,10500.987,1/)3000040000(
RT/)EE(
RT/E
RT/E
'
'
aa
a
'
a
=====
−
−
−
−
Vậy tốc độ phản ứng tăng 23515 lần.
4. Ý nghĩa của chất xúc tác
Chất xúc tác có ý nghĩa rất to lớn trong công nghiệp và trong đời sống. Xúc tác dị thể có ứng
dụng rộng rãi trong công nghiệp như Pt, V
2
O
5

Bài tập:
Bài tập 1: Ở 127
o
C khi không có xúc tác, một phản ứng có năng lượng hoạt hóa bằng 34
kcal/mol, khi có mặt chất xúc tác năng lượng hoạt hóa của nó bằng 26 kcal/mol. Hãy tính xem
khi có mặt chất xúc tác, tốc độ phản ứng tăng lên bao nhiêu lần? (23515,74 lần)
Bài tập 2: Ở 400
o
K một phản ứng kết thúc sau 1 giờ 40 phút khi không có mặt chất xúc tác.
Cũng ở nhiệt độ này, khi có mặt chất xúc tác phản ứng kết thúc sau 36 giây. Hỏi chất xúc tác đã
làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng xuống bao nhiêu? (4,066 kcal)
Bài tập 3:
19
a. Hằng số tốc độ của phản ứng thủy phân CH
3
Cl bằng 3,32.10
-10
s
-1
ở 25
o
C và 3,13.10
-9
s
-1
ở
40
o
C. Phản ứng là bậc 1. Tính E
a

2
CH
3
→ C
2
H
6
+ N
2
• Phản ứng phân hủy nitơ pentoxit: 2N
2
O
5
→ 2N
2
O
4
+ O
2
• Phản ứng phân hủy đimetyl ete: CH
3
OCH
3
→ CH
4
+ CO + H
2
• Nhiều phản ứng thủy phân trong môi trường axit, như thủy phân saccarozơ, thủy phân
este etyl axetat. Các quá trình phóng xạ đều diễn ra theo quy luật phản ứng bậc nhất.
Phản ứng bậc nhất không phải lúc nào cũng chỉ có một chất tham gia phản ứng mà có thể có

a
−
= kt (II.2)
Phương trình (II.2) là phương trình động học dạng tích phân của phản ứng một chiều bậc nhất.
Từ (II.2) ta rút ra các biểu thức:
 Nồng độ chất đầu còn lại tại thời điểm t là: (a - x) = a.e
-kt
(II.3)
 Nồng độ của sản phẩm tại thời điểm t là: x = a.(1 – e
-kt
) (II.4)
 Hằng số tốc độ: k =
xa
a
ln
t
1
−
(II.5)
 Chu kì bán hủy của phản ứng: là thời gian cần thiết để nồng độ chất phản ứng còn lại một
nửa nồng độ ban đầu. Tại thời điểm đó, (a – x) = ½ a. Thay vào (II.5), ta được:
k =
2/1
t
1
ln
2/12/1
t
693,0
t

dt
dP
= k.P
Dạng tích phân: kt = ln
P
P
o
* Các quá trình phân rã phóng xạ tự nhiên hay nhân tạo đều diễn ra theo quy luật phản ứng
một chiều bậc nhất. Nhưng thay nồng độ a bằng số nguyên tử phóng xạ N
o
tại thời điểm t = 0,
thay nồng độ (a – x) bằng số nguyên tử N tại thời điểm t. Hằng số tốc độ k gọi là hằng số phóng
xạ λ. Phương trình động học tương ứng:
λt = ln
N
N
o
; N = N
o
.e
-λt
; t
1/1
=
λ
693,0
Bài tập II.1: Hoạt tính phóng xạ của đồng vị
Po
210
84

Thời gian để cho
Po
210
84
bị phân rã 90% là:
T =
10
100
ln
00507,0
1
= 454 ngày
Bài tập II.2: Người ta cho etylamin vào một bình rỗng có thể tích không đổi. Áp suất lúc đầu là
P
o

= 7240 Pa. Ở nhiệt độ thí nghiệm (730 K), etylamin bị phân hủy theo phản ứng:
C
2
H
5
NH
2

(k)
→ C
2
H
4 (k)
+ NH

⇒
x = P – P
o
Áp suất của etylamin ở thời điểm t bất kì là (P
o
– x) = 2P
o
– P
Nếu phản ứng là bậc 1 thì: k =
t
1
ln
PP2
P
o
o
−
Thay các giá trị số của P
o
và P vào biểu thức của k ta được:
t (phút) 0 1 4 10
P (Pa) 7240 7900 9480 11720
K (phút
-1
) 9,56.10
-2
9,26.10
-2
9,64.10
-2

dt
dx
= k.(a-x)
2
(II.8)
Để tìm phương trình động học dạng tích phân, ta phải giải phương trình (II.8).
Phân li biến số phương trình (II.8) ta có:
2
)xa(
dx
−
= k.dt
Lấy tích phân hai vế với giới hạn từ t = 0 (khi đó x = 0) đến t (ứng với x):

∫ ∫
=
−
x
0
0
t
2
dt.k
)xa(
dx
⇒
phương trình động học dạng tích phân:
kt =
)xa(a
x

3
-
+ 2Br
-
Có bậc bằng 2 và hằng số tốc độ bằng 3,1.10
-4
m
3
(kmol.s)
-1
. Nồng độ ban đầu của hipobromua
bằng 0,1 kmol.m
-3
. Sau bao lâu thì lượng hipobromua tham gia phản ứng bằng 30%?
23
Lời giải
Ta có: t =
s4680
70.100.10.1,3
30
)xa(a
x
.
k
1
4
==
−
−
b) Phản ứng có hai chất phản ứng

xa
1
−
=−
−

* Nếu A và B có nồng độ đầu khác nhau (a ≠ b) thì a – x ≠ b – x. Để tìm phương trình động học
dạng tích phân, ta phải giải phương trình (II.10).
Phân li biến số phương trình (II.10) ta có:
)xb)(xa(
dx
−−
= k.dt
Lấy tích phân hai vế với giới hạn từ t = 0 (khi đó x = 0) đến t (ứng với x):

∫ ∫
=
−−
x
0
0
t
dt.k
)xb)(xa(
dx
⇒
phương trình động học dạng tích phân:
kt =
)xb(a
)xa(b

Phương trình trên có dạng của phương trình động học bậc 1. Dạng tích phân của phương trình
động học trên như sau: ln
xa
a
−
= k
’
. t
Trường hợp này ta nói là phản ứng có bậc 1 giả.
Ví dụ: phản ứng thủy phân đường saccarozơ:C
12
H
22
O
11
+ H
2
O → sản phẩm
Trong phản ứng này lượng nước dùng là rất lớn so với lượng đường (dung dịch rất loãng),
nên phản ứng diễn ra theo quy luật động học của phản ứng bậc 1.
24
3. Phản ứng đơn giản bậc không
Phản ứng bậc không là những phản ứng có tóc độ không phụ thuộc vào nồng độ của các chất
phản ứng mà phụ thuộc vào nhưng yếu tố khác như sự hấp thụ ánh sáng ở các phản ứng quang
hóa, tốc độ khuếch tán trong các phản ứng bề mặt…
Xét phản ứng dạng tổng quát: A → sản phẩm
Phương trình động học phản ứng dạng vi phân:
v =
dt
dx

O
5 (r)
 N
2
O
5 (k)
→ 2NO
2
+ ½ O
2
Phản ứng phân hủy N
2
O
5
ở trạng thái khí là bậc một đối với N
2
O
5
. Nhưng khi để N
2
O
5
rắn
cùng có mặt trong hệ và duy trì áp suất của khí N
2
O
5
ở giá trị không đổi 414mmHg. Do cân bằng
thăng hoa của N
2

3
trên dây Pt đốt nóng. Khi bề mặt của Phân tử đã bão
hòa chất khí thì sự tăng nồng độ khí không làm thay đổi nồng độ ở bề mặt của Phân tử, lúc đó
tốc độ phản ứng không phụ thuộc vào nồng độ của các chất trong pha khí.
Bài tập II.4: Phản ứng phân hủy NH
3
trên W, Mo, Os ở 1000 K là phản ứng bậc không. Sau một
thời gian bằng 1,5 chu kì bán hủy thì lượng NH
3
đem dùng còn lại bao nhiêu phần trăm?
Lời giải
Do chu kì bán hủy của phản ứng bậc không tỉ lệ thuận với nồng độ ban đầu nên ta có:
- Sau thời gian t
1
= t
1/2
, lượng NH
3
mất đi là 50%, còn lại là 50%.
25