Bài tập luyện tập về Tốc độ phản ứng và Cân bằng hóa học - Hóa 10 bài 39

Bài viết này chúng ta cùng ôn lại một số kiến thức cần nắm vững về tốc độ phản ứng, cân bằng hóa học và đặc biệt là vận dụng kiến thức này giải một số bài tập vận dụng.

I. Kiến thức cần nhớ

1. Tốc độ phản ứng

• Tốc độ phản ứng tăng khi:

 - Tăng nồng độ chất phản ứng

 - Tăng áp suất chất phản ứng (nếu là chất khí)

 - Tăng nhiệt độ cho phản ứng

 - Tăng diện tích tiếp xúc của các chất phản ứng

 - Có mặt chất xúc tác.

* Lưu ý: Chất xúc tác là chất làm tăng tốc độ phản ứng, nhưng còn lại sau khi phản ứng kết thúc.

2. Cân bằng hóa học

• Cân bằng hóa học

- Là trạng thái của phản ứng thuận nghịch mà tại đó vận tốc của phản ứng thuận bằng vận tốc phản ứng nghịch.

• Phản ứng thuận nghịch

- Là phản ứng xảy ra đồng thời theo hai chiều ngược nhau trong cùng điều kiện như nhau.

> Lưu ý: Cân bằng hóa học là cân bằng động vì khi đó phản ứng thuận và phản ứng nghịch vẫn xảy ra nhưng với vận tốc như nhau nên nồng độ các chất trong hệ không còn thay đổi.

3. Chuyển dịch cân bằng, Nguyên lí Lơ Sa-tơ-li-ê

• Sự chuyển dịch cân bằng là sự di chuyển từ trạng thái cân bằng này sang trạng thái cân bằng khác do tác động của các yếu tố từ bên ngoài lên cân bằng.

• Cân bằng của phản ứng thuận nghịch sẽ chuyển dời theo chiều chống lại sự thay đổi các điều kiện bên ngoài (về nồng độ, nhiệt độ, áp suất), được thể hiện trong nguyên lý Lơ Sa-tơ-li-ê:

- Khi tăng nồng độ một chất nào đó (trừ chất rắn) trong cân bằng, cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều phản ứng làm giảm nồng độ chất đó và ngược lại.

- Khi tăng áp suất chung của hệ cân bằng, cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều phản ứng có số mol khí ít hơn và ngược lại.

- Khi tăng nhiệt độ, cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều phản ứng thu nhiệt và ngược lại.

II. Bài tập về tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học

* Bài 1 trang 166 SGK Hóa 10: Nội dung nào thể hiện trong các câu sau đây là sai:

A. Nhiên liệu cháy ở tầng khí quyển trên cao nhanh hơn khi cháy ở mặt đất.

B. Nước giải khát được nén CO₂ vào ở áp suất cao hơn sẽ có độ chua (độ axit) lớn hơn.

C. Thực phẩm được bảo quản ở nhiệt độ thấp hơn sẽ giữ được lâu hơn.

D. Than cháy trong oxi nguyên chất nhanh hơn khi cháy trong không khí.

* Lời giải bài 1 trang 166 SGK Hóa 10:

- Đáp án: A. Nhiên liệu cháy ở tầng khí quyển trên cao nhanh hơn khi cháy ở mặt đất.

- Nội dung thể hiện trong câu A là sai vì càng lên cao không khí càng loãng do đó nồng độ oxi càng giảm, nên nhiên liệu cháy ở tầng khí quyển trên cao sẽ chậm hơn khi cháy ở mặt đất.

* Bài 2 trang 167 SGK Hóa 10: Nội Cho biết cân bằng sau được thực hiện trong bình kín:

PCl_{5 (k)}  PCl_{3 (k)} + Cl_{2 (k)}, ΔH > 0

Yếu tố nào sau đây tạo nên sự tăng lượng PCl3 trong cân bằng?

A. Lấy bớt PCl₅ ra.

B. Thêm Cl₂ vào.

C. Giảm nhiệt độ.

D. Tăng nhiệt độ.

* Lời giải bài 2 trang 167 SGK Hóa 10:

- Chọn đáp án: D. Tăng nhiệt độ.

- Vận dụng nguyên lý dịch chuyển cân bằng Lơ Sa-tơ-li-ê (Le Chatelier)

 A. Lấy bớt PCl₅ ra ⇒ phản ứng chuyển dịch theo chiều làm tăng PCl₅ ⇒ cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch.

 B. Thêm Cl₂ vào ⇒ phản ứng chuyển dịch theo chiều làm giảm lượng Cl₂ ⇒ cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch.

 C. Giảm nhiệt độ ⇒ phản ứng xảy ra theo chiều tỏa nhiệt ⇒ cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch.

 D. Tăng nhiệt độ ⇒ phản ứng xảy ra theo chiều thu nhiệt ⇒ cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.

* Bài 3 trang 167 SGK Hóa 10: Có thể dùng những biện pháp gì để tăng tốc độ của các phản ứng xảy ra chậm ở điều kiện thường?

* Lời giải bài 3 trang 167 SGK Hóa 10:

- Những biện pháp để tăng tốc độ của các phản ứng xảy ra chậm ở điều kiện thường:

1- Tăng nồng độ chất phản ứng.

2- Tăng áp suất chất phản ứng (nếu là chất khí).

3- Tăng nhiệt độ cho phản ứng.

4- Tăng diện tích tiếp xúc của các chất phản ứng.

5- Cho thêm chất xúc tác đối với phản ứng cần chất xúc tác.

* Bài 4 trang 167 SGK Hóa 10: Trong các cặp phản ứng sau, phản ứng nào có tốc độ lớn hơn?

a) Fe + CuSO₄ (2M) và Fe + CuSO₄ (4M)

b) Zn + CuSO₄ (2M, 25^oC) và Zn + CuSO₄ (2M, 50^oC)

c) Zn (hạt) + CuSO₄ (2M) và Zn (bột) + CuSO₄ (2M)

d) 2H₂ + O₂ → 2H₂O (t^o thường) và 2H₂ + O₂ → 2H₂O (t^othường,xúc tác Pt)

(Nếu không ghi chú gì thêm là so sánh trong cùng điều kiện)

* Lời giải bài 4 trang 167 SGK Hóa 10:

- Những phản ứng có tốc độ lớn hơn:

a) Fe + CuSO₄ (4M) do nồng độ dung dịch CuSO₄ lớn hơn.

b) Zn + CuSO₄ (2M, 50⁰C) do phản ứng được thực hiện ở nhiệt độ cao hơn

c) Zn (bột) + CuSO₄ (2M) do có diện tích tiếp xúc giữa kim loại và axit lớn hơn

d) 2H₂ + O₂ → 2H₂O (t^o thường, xúc tác Pt) do có sự tham gia của chất xúc tác.

* Bài 5 trang 167 SGK Hóa 10: Cho biết phản ứng thuận nghịch sau:

 2NaHCO_{3(r )}  Na₂CO_{3 (r)} + CO_{2 (k)} + H₂O _(k), ΔH > 0

Có thể dùng những biện pháp gì để chuyển hóa nhanh và hoàn toàn NaHCO₃ thành Na₂CO₃.

* Lời giải bài 5 trang 167 SGK Hóa 10:

• Để chuyển hóa nhanh và hoàn toàn NaHCO₃ thành Na₂CO₃ ta cần tìm biện pháp để cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận. Vậy những biện pháp đó là:

- Đun nóng để tăng nhiệt độ phản ứng

- Tăng nồng độ chất phản ứng Na₂CO₃ 

- Giảm lượng CO₂, H₂O bằng cách hút bớt ra ngoài,...

* Bài 6 trang 167 SGK Hóa 10: Hệ cân bằng sau xảy ra trong một bình kín:

CaCO_{3 (r)}  CaO_(r) + CO_2 (k), ΔH > 0

Điều gì xảy ra nếu thực hiện một trong những biến đổi sau?

a) Tăng dung dịch của bình phản ứng.

b) Thêm CaCO₃ vào bình phản ứng.

c) Lấy bớt CaO khỏi bình phản ứng.

d) Thêm ít giọt NaOH vào bình phản ứng.

e) Tăng nhiệt độ.

* Lời giải bài 6 trang 167 SGK Hóa 10:

• Vận dụng nguyên lý Lơ Sa-tơ-li-ê thì có thể xảy ra những điều sau:

a) Tăng dung tích của bình phản ứng lên ⇒ áp suất giảm ⇒ cân bằng dịch chuyển theo chiều làm tăng áp suất (tăng số mol phân tử khí) ⇒ cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.

b) Thêm CaCO₃ vào bình phản ứng ⇒ cân bằng không chuyển dịch do chất rắn không làm ảnh hưởng tới cân bằng.

c) Lấy bớt CaO khỏi bình phản ứng ⇒ cân bằng không chuyển dịch do chất rắn không làm ảnh hưởng tới cân bằng.

d) Thêm ít giọt NaOH vào bình phản ứng ⇒ NaOH phản ứng với CO₂ ⇒ lượng CO₂ giảm ⇒ cân bằng chuyển dịch theo chiều làm tăng lượng CO₂ ⇒ cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.

e) Tăng nhiệt độ ⇒ cân bằng chuyển dịch theo chiều thu nhiệt ⇒ cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.

* Bài 7 trang 167 SGK Hóa 10: Trong số các cân bằng sau, cân bằng nào sẽ chuyển dịch và dịch chuyển theo chiều nào khi giảm dung tích của bình phản ứng xuống ở nhiệt độ: 

a) CH_4(k) + H₂O_(k)  CO_(k) + 3H_2(k)

b) CO_2(k) + H_2(k)  CO_(k) + H₂O_(k)

c) 2SO_2(k) + O_2(k)  2SO_3(k)

d) 2HI_(k) H_2(k) + I_2(k)

e) N₂O_4(k)  2NO_2(k)