Chơng 7: tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học A.Tóm tắt kiến thức I. Tốc độ phản ứng 1. Khái niệm: Tốc độ phản ứng là độ biến thiên nồng độ của một trong các chất phản ứng hoặc sản phẩm trong một đơn vị thời gian. 2. Tốc độ trung bình của phản ứng _ v = t C _ v : tốc độ trung bình của phản ứng. C : Biến thiên nồng độ chất tham gia hoặc sản phẩm. t: thời gian phản ứng. 3. Các yếu tố ảnh hởng đến tốc độ phản ứng a, ảnh hởng của nồng độ: Tăng nồng độ chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng. b, ảnh hởng của áp suất: Đối với phản ứng có chất khí tham gia, khi áp suất tăng tốc độ phản ứng tăng. c, ảnh hởng của nhiệt độ: Khi nhiệt độ tăng, tốc độ phản ứng tăng. Thông thờng khi tăng nhiệt độ lên 10 0 C thì tốc độ phản ứng tăng từ 2-3 lần. 10 12 12 . tt ttt kvv = k t : hệ số nhiệt độ (cho biết tốc độ phản ứng tăng lên bao nhiêu lần khi nhiệt độ tăng lên 10 0 C) d, ảnh hởng của diện tích bề mặt: Đối với phản ứng có chất rắn tham gia, khi diện tích bề mặt tăng, tốc độ phản ứng tăng. e, ảnh hởng của chất xúc tác: Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng nhng không bị tiêu hao trong quá trình phản ứng. II.Cân bằng hoá học 1. Khái niệm: Cân bằng hoá học là trạng thái của phản ứng thuận nghịch khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch. 2. Hằng số cân bằng của phản ứng thuận nghịch Xét cân bằng: aA + bB cC + dD K c : hằng số cân bằng ba dc c BA DC K ][][ ][][ = [A], [B], [C], [D] là nồng độ mol/l của các chất A, B, C, D ở thời điểm CB a,b,c,d là hệ số tỉ lợng các chất trong PTHH của phản ứng L u ý : - Hằng số cân bằng K c của phản ứng xác định chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ. - Nồng độ của chất rắn đợc coi là hằng số nên không có mặt trong biểu thức HSCB K c VD: C (r) + CO 2(k) 2CO (k) ][ ][ 2 2 CO CO K c = 3. Sự chuyển dịch cân bằng hoá học Sự chuyển dịch cân bằng hoá học là sự phá vỡ trạng thái cân bằng cũ để chuyển sang trạng thái cân bằng mới do các yếu tố bên ngoài tác động lên cân bằng Những yếu tố ảnh hởng đến CBHH: nồng độ, nhiệt độ, áp suất. Nguyên lí Lơ Sa-tơ-li-ê: Một phản ứng thuận nghịch đang ở TTCB khi chịu một tác động từ bên ngoài nh biến đổi nồng độ, nhiệt độ, áp suất thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động bên ngoài đó. 1 Cụ thể:- Khi tăng nồng độ của một chất, cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm nồng độ chất đó (và ngợc lại). - Khi tăng áp suất của hệ, cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm số phân tử khí (và ngợc lại - Khi tăng nhiệt độ của hệ, cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều thu nhiệt (và ngợc lại) L u ý: Khi phản ứng ở TTCB nếu số mol khí ở hai vế của phơng trình bằng nhau thì khi thay đổi áp suất, cân bằng sẽ không chuyển dịch. Nhiệt phản ứng: H (phản ứng toả nhiệt H< 0, phản ứng thu nhiệt H>0) Nếu phản ứng thuận thu nhiệt thì phản ứng nghịch toả nhiệt với giá trị tuyệt đối của nhiệt phản ứng nh nhau. VD: N 2 O 4 2NO 2 ; H = +58 kJ NO 2 N 2 O 4 ; H = -58 kJ B. Bài tập trắc nghiệm Cõu 01:Trong phòng thí nghiệm, có thể điều chế khí oxi từ muối kali clorat. Ngời ta sử dụng cách nào sau đây nhằm mục đích tăng tốc độ phản ứng? A. Nung kaliclorat ở nhiệt độ cao. B. Nung hỗn hợp kali clorat và mangan đioxit ở nhiệt độ cao. C. Dùng phơng pháp dời nớc để thu khí oxi. D. Dùng phơng pháp dời không khí để thu khí oxi. Câu 02 : Khi nhiệt độ tăng lên 10 0 C, tốc độ của một phản ứng hoá học tăng lên 3 lần. Ngời ta nói rằng tốc độ phản ứng hoá học trên có hệ số nhiệt độ bằng 3. Chẳng hạn nh nếu tăng nhiệt độ của phản ứng trên lên thêm 30 0 C thì tốc độ của phản ứng tăng thêm 3 3 = 27 lần. Tốc độ phản ứng hoá học nói trên tăng lên bao nhiêu lần khi nhiệt độ tăng từ 25 0 C lên 45 0 C ? A. 6 lần B. 9 lần C. 12 lần D. 18 lần Chọn đáp án đúng. C âu 03 : Tốc độ của phản ứng hoá học: A (k) + 2B (k) C (k) + D (k) đợc tính theo biểu thức = k [A]. [B] 2 , trong đó k là hằng số tốc độ, [A] và [B] là nồng độ mol/ lít của chất A và chất B. Khi nồng độ chất B tăng 3 lần và nồng độ chất A không đổi thì tốc độ phản ứng A. tăng 3 lần B. tăng 9 lần C. giảm 3 lần D. không thay đổi Cõu 04. Khi nhiờt ụ tng lờn 10 0 C, tục ụ cua mụt phan ng hoa hoc tng lờn 3 lõn. Ngi ta noi rng tục ụ phan ng hoa hoc trờn co hờ sụ nhiờt ụ bng 3. iờu khng inh nao sau õy la ung? A. Tục ụ phan ng tng lờn 256 lõn khi nhiờt ụ tng t 20 0 C lờn 50 0 C. B. Tục ụ phan ng tng lờn 243 lõn khi nhiờt ụ tng t 20 0 C lờn 50 0 C. C. Tục ụ phan ng tng lờn 27 lõn khi nhiờt ụ tng t 20 0 C lờn 50 0 C. D. Tục ụ phan ng tng lờn 81 lõn khi nhiờt ụ tng t 20 0 C lờn 50 0 C. Cõu 5. Cho h phn ng sau trng thỏi cõn bng: 2 SO 2 + O 2 2 SO 3 (k) H < 0 Nng ca SO 3 s tng lờn khi: A. Gim nng ca SO 2 B. Tng nng ca O 2 2 C. Tăng nhiệt độ lên rất cao D. Giảm nhiệt độ xuống rất thấp Câu 6. Đối với một hệ ở trạng thái cân bằng, nếu thêm vào chất xúc tác thì: A. Chỉ làm tăng tốc độ phản ứng thuận B. Chỉ làm tăng tốc độ phản ứng nghịch C. Làm tăng tốc độ phản ứng thuận và nghịch với số lần như nhau. D. Không làm tăng tốc độ của phan ứng thuận và nghịch Câu 7. Trong phản ứng tổng hợp amoniac: N 2 (k) + 3H 2 (k) 2NH 3 (k) H ∆ < 0 Để tăng hiệu suất phản ứng tổng hợp phải: A. Giảm nhiệt độ và áp suất B. Tăng nhiệt độ và áp suất C. Tăng nhiệt độ và giảm áp suất D. Giảm nhiệt độ vừa phải và tăng áp suất Câu 8. Cho phản ứng sau ở trang thái cân bằng: H 2 (k) + F 2 (k) 2HF (k) H ∆ < 0 Sự biến đổi nào sau đây không làm chuyển dịch cân bằng hoá học? A. Thay đổi áp suất B. Thay đổi nhiệt độ C. Thay đổi nồng độ khí H 2 hoặc F 2 D. Thay đổi nồng độ khí HF Câu 9. Hệ phản ứng sau ở trạng thái cân bằng: H 2 (k) + I 2 (k) 2HI (k) Biểu thức của hằng số cân bằng của phản ứng trên là: A. K C = [ ] [ ] [ ] 22 2 IH HI × B.K c = [ ] [ ] [ ] HI IH 2 22 × C.K C = [ ] [ ] [ ] 22 2 IH HI × D.K C = [ ] [ ] [ ] 2 22 HI IH × Câu 10. Trộn 2 mol khí NO và một lượng chưa xác định khí O 2 vào trong một bình kín có dung tích 1 lít ở 40 o C. Biết: 2 NO (k) + O 2 (k) 2 NO 2 (k) Khi phản ứng đạt đến trạng thái cân bằng, ta được hỗn hợp khí có 0,00156 mol O 2 và 0,5 mol NO 2 . Hằng số cân bằng K lúc này có giá trị là: A. 4,42 B.40,1 C.71,2 D.214 Câu 11. Cho phản ứng : 2 SO 2(k) + O 2(k) 2SO 3 (k) Số mol ban đầu của SO 2 và O 2 lần lượt là 2 mol và 1 mol. Khi phản ứng đạt đến trạng thái cân bằng (ở một nhiệt độ nhất định), trong hỗn hợp có 1,75 mol SO 2 . Vậy số mol O 2 ở trạng thái cân bằng là: A. 0 mol B.0,125 mol C.0,25 mol D.0,875 mol Câu 12. Khi phản ứng : N 2 (k) + 3H 2 (k) 2NH 3 (k) đạt đến trạng thái cân bằng thì hỗn hợp khí thu được có thành phần: 1,5 mol NH 3 , 2 mol N 2 và 3 mol H 2 . Vậy số mol ban đầu của H 2 là: A. 3 mol B.4 mol C.5,25 mol D.4,5 mol Câu 13. Tốc độ phản ứng tăng lên khi: A. Giảm nhiệt độ B. Tăng diện tích tiếp xúc giữa các chất phản ứng C. Tăng lượng chất xúc tác D. Giảm nồng độ các chất tham gia phản ứng Câu 14. Cho phản ứng thuận nghịch ở trạng thái cân bằng: 4 NH 3 (k) + 3 O 2 (k) 2 N 2 (k) + 6 H 2 O (h) H ∆ <0 Cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều thuận khi: A. Tăng nhiệt độ B.Thêm chất xúc tác C.Tăng áp suất D.Loại bỏ hơi nước Câu 15. Cho phản ứng: A + 2B → C 3 Nồng độ ban đầu của A là 0,8 mol/l, của B là 1 mol/l Sau 10 phút, nồng độ của B còn 0,6 mol/l. Vậy nồng độ của A còn lại là: A. 0,4 B.0,2 C.0,6 D.0,8 Câu 16. Cho phản ứng A + B → C Nồng độ ban đầu của A là 0,1 mol/l, của B là 0,8 mol/l. Sau 10 phút, nồng độ của B chỉ còn 20% nồng độ ban đầu. Tốc độ trung bình của phản ứng là: A. 0,16 mol/l.phút B.0,016 mol/l.phút C.1,6 mol/l.phút D.0,106 mol/l.phút Câu 17. Cho phản ứng: 2 SO 2 + O 2 2SO 3 Tốc độ phản ứng tăng lên 4 lần khi: A. Tăng nồng độ SO 2 lên 2 lần B.Tăng nồng độ SO 2 lên 4 lần C.Tăng nồng độ O 2 lên 2 lần D.Tăng đồng thời nồng độ SO 2 và O 2 lên 2 lần Câu 18. Cho phản ứng: 2 NaHCO 3 (r) Na 2 CO 3 (r) + CO 2(k) + H 2 O (k) H ∆ = 129kJ Phản ứng xảy ra theo chiều nghịch khi: A. Giảm nhiệt độ B.Tăng nhiệt độ C.Giảm áp suất D.Tăng nhiệt độ và giảm áp suất Câu 19. Cho phản ứng : 2A + B → C Nồng độ ban đầu của A là 6M, của B là 4M. Hằng số tốc độ k = 0,5 Tốc độ phản ứng lúc ban đầu là : A. 12 B.18 C.48 D.72 Câu 20. Cho phản ứng A + 2B → C Nồng độ ban đầu của A là 1M, B là 3M, hằng số tốc độ k = 0,5. Vận tốc của phản ứng khi đã có 20% chất A tham gia phản ứng là: A. 0,016 B.2,304 C.2.704 D.2.016 Câu 21. Cho phản ứng : H 2 + I 2 2 HI Ở t o C, hằng số cân bằng của phản ứng bằng 40. Nếu nồng độ ban đầu của H 2 và I 2 đều bằng 0,01 mol/l thì % của chúng đã chuyển thành HI là: A. 76% B. 46% C. 24% D. 14,6% Câu 22. Cho phản ứng : N 2 (k) + 3H 2 (k) 2NH 3 (k) + Q Yếu tố nào ảnh hưởng đến cân bằng hoá học trên? A. Áp suất B. Nhiệt độ C. Nồng độ D. Tất cả đều đúng Câu 23. Cho phản ứng : A + B → C Nồng độ ban đầu của A là 0,12 mol/l; của B là 0,1 mol/l. Sau 10 phút, nồng độ của B giảm còn 0,078 mol/l. Nồng độ còn lại (mol/l) của chất A là : A. 0,042 B. 0,98 C. 0,02 D. 0,034 Câu 24. Thực nghiệm cho biết tốc độ phản ứng: A 2 + B 2 → 2AB được tính theo biểu thức: V = k [A 2 ][B 2 ]. Trong các điều khẳng định dưới đây, khẳng định nào phù hợp với biểu thức trên? A. Tốc độ phản ứng hoá học được đo bằng sự biến đổi nồng độ các chất phản ứng trong một đơn vị thời gian. B. Tốc độ phản ứng tỉ lệ thuận với tích số nồng độ các chất phản ứng C. Tốc độ phản ứng giảm theo tiến trình phản ứng. D. Tốc độ phản ứng tăng lên khi có mặt chất xúc tác. Câu 25. Trong các khẳng định sau, khẳng định nào phù hợp với một phản ứng thuận nghịch ở trạng thái cân bằng? 4 A. Phản ứng thuận đã kết thúc B. Phản ứng nghịch đã kết thúc C. Cả phản ứng thuận và phản ứng nghịch đã kết thúc D. Tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch Câu 26. Cho phản ứng ở trạng thái cân bằng: N 2 (k) + 3H 2 (k) 2NH 3 (k) H ∆ < 0 Những thay đổi nào sau đây làm cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận? A. Giảm áp suất B.Tăng nhiệt độ C.Tăng nồng độ các chất N 2 và H 2 D.Tăng nồng độ NH 3 Câu 27. Cho các phản ứng sau: 1. H 2(k) + I 2(r) 2 HI (k) , H ∆ >0 2. 2NO (k) + O 2(k) 2 NO 2 (k) , H ∆ <0 3. CO(k) + Cl 2 (k) COCl 2(k) , H ∆ <0 4. CaCO 3(r) CaO (r) + CO 2(k) , H ∆ >0 Khi tăng nhiệt độ hoặc áp suất các cân bằng nào trên đây đều chuyển dịch theo chiều thuận? A. 1,2 B.1,3,4 C.2,4 D.tất cả đều sai Câu 28. Hằng số cân bằng của một phản ứng thuận nghịch phụ thuộc vào những yếu tố nào sau đây? A. Nhiệt độ B.Chất xúc tác C.Nồng độ các chất p/ư D. Áp suất Câu 29. Tốc độ của phản ứng sẽ tăng lên bao nhiêu lần khi tăng nhiệt độ từ 0 o C đến 40 o C, biết khi tăng nhiệt độ lên 10 o C thì tốc độ phản ứng tăng lên gấp đôi. A. 2 lần B. 4 lần C. 8 lần D. 16 lần Câu 30. Cho phản ứng thuận nghịch : A B có hằng số cân bằng K = 1 10 − (ở 25 o C). Lúc cân bằng, % chất A đã chuyển hoá thành chất B là: A. 0,1% B. 10% C. 9,1% D. Kết quả khác Câu 31. Tốc độ phản ứng không phụ thuộc yếu tố nào sau đây: A. Thời gian xảy ra phản ứng B. Bề mặt tiếp xúc giữa các chất phản ứng C. Nồng độ các chất tham gia phản ứng. D. Chất xúc tác Câu 32. Phản ứng phân huỷ hidro peoxit có xúc tác được biểu diễn : 2 H 2 O 2  → 2 MnO 2 H 2 O + O 2 Những yếu tố không ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng là: A. Nồng độ H 2 O 2 B. Nồng độ của H 2 O C. Nhiệt độ D. Chất xuc tác MnO 2 Câu 33. Định nghĩa nào sau đây là đúng A. Chất xúc tác là chất làm thay đổi tốc độ phản ứng, nhưng không bị tiêu hao trong phản ứng. B. Chất xúc tác là chất làm giảm tốc độ phản ứng, nhưng không bị tiêu hao trong phản ứng. C. Chất xúc tác là chất làm tăng tốc độ phản ứng, nhưng không bị tiêu hao trong phản ứng. D. Chất xúc tác là chất làm tăng tốc độ phản ứng, nhưng bị tiêu hao không nhiều trong phản ứng Câu 34. Khi cho cùng một lượng Magie vào cốc đựng dung dịch axit HCl, tốc độ phản ứng sẽ lớn nhất khi dùng Magiê ở dạng : A. Viên nhỏ B. Bột mịn, khuấy đều C. Lá mỏng D. Thỏi lớn Câu 35. Cho phản ứng thuận nghịch ở trạng thái cân bằng: H 2 (k) + Cl 2 (k) 2HCl , H ∆ <0 Cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều nghịch khi tăng A. Nhiệt độ B.Áp suất C.Nồng độ H 2 D.Nồng độ Cl 2 Câu 36. Cho phản ứng: A (k) + B (k) C (k) + D (k) ở trạng thái cân bằng. Ở nhiệt độ và áp suất không đổi, nguyên nhân nào sau đây làm nồng độ khí D tăng ? A. Sự tăng nồng độ khí C B.Sự giảm nồng độ khí A C.Sự giảm nồng độ khí B D.Sự giảm nồng độ khí C Câu 37. Cho phản ứng thuận nghịch: 2 HgO(r) 2 Hg(l) + O 2 (k) , H ∆ >0 Để thu được lượng oxi lớn nhất cần phải: A. Cho phản ứng xảy ra ở nhiệt độ cao, áp suất cao B. Cho phản ứng xảy ra ở nhiệt độ cao, áp suất thấp C. Cho phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thấp, áp suất thấp D. Cho phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thấp, áp suất cao 5 t o Câu 38. Cho một cục đá vôi nặng 1g vào dung dịch HCl 2M, ở nhiệt độ 25 o C. Biến đổi nào sau đây không làm bọt khí thoát ra mạnh hơn? A. Tăng thể tích dung dịch HCl lên gấp đôi. B. Thay cục đá vôi bằng 1 gam bột đá vôi C. Thay dung dịch HCl 2M bằng dung dịch HCl 4M D. Tăng nhiệt độ lên 50 o C Câu 39. Sự tăng áp suất có ảnh hưởng như thế nào đến trạng thái cân bằng hoá học của phản ứng: H 2(k) + Br 2(k) 2HBr (k) A. Cân bằng chuyển dịch sang chiều nghịch B. Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận C. Phản ứng trở thành một chiều D. Cân bằng không thay đổi Câu 40. Ở nhiệt độ không đổi, hệ cân bằng nào sẽ dịch chuyển về bên phải nếu tăng áp suất: A. 2H 2 (k) + O 2 (k) 2H 2 O(k) B. 2SO 3 (k) 2SO 2 (k) + O 2 (k) C. 2NO(k) N 2 (k) + O 2 (k) D. 2CO 2 (k) 2CO(k) + O 2 (k) Câu 41. Trạng thái cân bằng của phản ứng sau được thiết lập: PCl 3 (k) + Cl 2 (k) PCl 5 (k) + nhiệt Hãy ghép câu có chữ cái hoa với câu có chữ cái thường sao cho phù hợp: A. Tăng nhiệt độ a. cân bằng chuyển dịch sang trái. B. Giảm áp suất b. cân bằng chuyển dịch sang phải. C. Thêm khí Cl 2 c. cân bằng không chuyển dịch. D. Thêm khí PCl 5 E. Dùng chất xúc tác Câu 42. Một phản ứng hoá học xảy ra theo phương trình: A + B → C Nồng độ ban đầu của chất A là 0,8 mol/l; của chất B là 1,00 mol/l. Sau 20 phút, nồng độ chất A là 0,78 mol/l. Nồng độ của chất B lúc đó là: A. 0,92 mol/lít B. 0,85 mol/l C. 0,75 mol/l D. 0,98mol/l Câu 43. Khi đun nóng HI trong một bình kín, xảy ra phản ứng sau: 2HI(k) H 2 (k) + I 2 (k) Ở một nhiệt độ nào đó, hằng số cân bằng K C của phản ứng bằng 1. Ở nhiệt độ đó, có bao nhiêu % HI bị phân huỷ? A. 10% B. 15% C. 20% D. 25% Câu 44. Cho phản ứng sau: A(k) + B(k) C(k) + D(k) Trộn 4 chất A, B, C, D mỗi chất 1 mol vào bình kín có thể tích V không đổi. Khi cân bằng được thiết lập, lượng chất C có trong bình là 1,5 mol. Hằng số cân bằng của phản ứng đó là: A. 3 B. 5 C. 8 D. 9 Câu 45. Phản ứng nào trong các phản ứng dưới đây có hằng số cân bằng được tính bằng biểu thức: [ ] [ ] [ ] 2 2 . AB BA K = A. 2AB(k) A 2 (k) + B 2 (k) B. A(k) + 2B(k) AB 2 (k) C. AB 2 (k) A(k) + 2B(k) D. A 2 (k) + B 2 (k) 2AB(k) Câu 46. Cho một cục đá vôi nặng 1g vào dung dịch HCl 2M, ở nhiệt độ 25 o C. Biến đổi nào sau đây không làm bọt khí thoát ra mạnh hơn? A. Tăng thể tích dung dịch HCl lên gấp đôi. B. Thay cục đá vôi bằng 1 gam bột đá vôi C. Thay dung dịch HCl 2M bằng dung dịch HCl 4M D. Tăng nhiệt độ lên 50 o C 6 . Chơng 7: tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học A.Tóm tắt kiến thức I. Tốc độ phản ứng 1. Khái niệm: Tốc độ phản ứng là độ biến thiên nồng độ của một trong. hoá học 1. Khái niệm: Cân bằng hoá học là trạng thái của phản ứng thuận nghịch khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch. 2. Hằng số cân bằng