Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng: quy tắc Van't Hoff, hệ số nhiệt độ và bài tập có đáp án Hóa 10

Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng: nhiệt độ tăng thì tốc độ phản ứng tăng. Quy tắc Van't Hoff với hệ số nhiệt độ gamma, năng lượng hoạt hóa, ví dụ tính số lần tăng tốc độ, thời gian phản ứng và bài tập có đáp án Hóa 10.

Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng: quy tắc Van't Hoff, hệ số nhiệt độ và bài tập có đáp án Hóa 10

Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng là gì?

Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng thể hiện ở chỗ khi nhiệt độ tăng, tốc độ phản ứng tăng rõ rệt. Nhiệt độ cao làm các hạt chuyển động nhanh hơn, số va chạm tăng và quan trọng hơn là tỉ lệ hạt có đủ năng lượng hoạt hóa tăng mạnh.

Quy tắc Van't Hoff

$$\frac{v_{t_2}}{v_{t_1}} = \gamma^{\frac{t_2 - t_1}{10}}$$

Vì thời gian phản ứng tỉ lệ nghịch với tốc độ, nếu tốc độ tăng $n$ lần thì thời gian giảm $n$ lần.

Ví dụ

Ví dụ 1

Một phản ứng có $\gamma = 2$. Tăng nhiệt độ từ $20\ ^\circ\text{C}$ lên $50\ ^\circ\text{C}$, tốc độ tăng bao nhiêu lần?

$2^{(50 - 20)/10} = 2^3 = 8$ lần.

Ví dụ 2

Phản ứng có $\gamma = 3$, tăng từ $30\ ^\circ\text{C}$ lên $60\ ^\circ\text{C}$. Tốc độ tăng mấy lần?

$3^3 = 27$ lần.

Ví dụ 3

Ở $20\ ^\circ\text{C}$ phản ứng kết thúc sau $80$ phút, $\gamma = 2$. Ở $60\ ^\circ\text{C}$ phản ứng kết thúc sau bao lâu?

Tốc độ tăng $2^4 = 16$ lần nên thời gian là $80 : 16 = 5$ phút.

Ví dụ 4

Muốn tốc độ tăng $32$ lần với $\gamma = 2$ thì phải tăng nhiệt độ bao nhiêu?

$2^n = 32$ nên $n = 5$, tăng $5 \cdot 10 = 50\ ^\circ\text{C}$.

Xem bài: Ảnh hưởng của nồng độ đến tốc độ phản ứng

Giải thích và ứng dụng

Muốn phản ứng xảy ra, các hạt phải va chạm với năng lượng tối thiểu gọi là năng lượng hoạt hóa. Nhiệt độ cao làm nhiều hạt đạt năng lượng này hơn. Ứng dụng: nấu chín thức ăn bằng nồi áp suất, bảo quản thực phẩm trong tủ lạnh để làm chậm phản ứng hư hỏng.

Những lỗi thường gặp

Bài tập thực hành

  1. Phản ứng có $\gamma = 2$. Tăng nhiệt độ thêm $30\ ^\circ\text{C}$ thì tốc độ tăng mấy lần?
  2. Phản ứng có $\gamma = 3$, ở $20\ ^\circ\text{C}$ mất $81$ phút. Ở $40\ ^\circ\text{C}$ mất bao lâu?
  3. Vì sao thức ăn trong tủ lạnh lâu hỏng hơn?
  4. Muốn tốc độ tăng $16$ lần với $\gamma = 2$, phải tăng bao nhiêu độ?
  5. Giải thích vì sao tăng nhiệt độ làm tăng tốc độ phản ứng.

Đáp án

  1. $2^3 = 8$ lần.
  2. Tăng $3^2 = 9$ lần nên thời gian $81 : 9 = 9$ phút.
  3. Nhiệt độ thấp làm các phản ứng gây hư hỏng chậm lại.
  4. $2^n = 16$ nên $n = 4$, tăng $40\ ^\circ\text{C}$.
  5. Nhiệt độ cao làm nhiều hạt đạt năng lượng hoạt hóa hơn và va chạm nhiều hơn.

Tổng kết

Bài học liên quan

Bài trước: Ảnh hưởng của nồng độ đến tốc độ phản ứng

Bài tiếp theo: Ảnh hưởng của diện tích bề mặt và áp suất đến tốc độ phản ứng

Xem tất cả bài học chủ điểm Tốc độ phản ứng hóa học

Câu hỏi thường gặp

Nhiệt độ ảnh hưởng thế nào đến tốc độ phản ứng?

Nhiệt độ tăng làm tốc độ phản ứng tăng.

Quy tắc Van't Hoff là gì?

Tăng $10\ ^\circ\text{C}$ thì tốc độ tăng $2$ đến $4$ lần.

Hệ số nhiệt độ gamma là gì?

Là số lần tốc độ tăng khi nhiệt độ tăng thêm $10\ ^\circ\text{C}$.

Năng lượng hoạt hóa là gì?

Là năng lượng tối thiểu để va chạm giữa các hạt gây ra phản ứng.