Ảnh hưởng của nồng độ đến tốc độ phản ứng: biểu thức tốc độ, bậc phản ứng và bài tập có đáp án Hóa 10

Ảnh hưởng của nồng độ đến tốc độ phản ứng: nồng độ chất phản ứng càng lớn thì tốc độ càng lớn. Biểu thức tốc độ v = k.C_A^a.C_B^b, cách tính tốc độ thay đổi bao nhiêu lần khi đổi nồng độ, ví dụ và bài tập có đáp án Hóa 10.

Ảnh hưởng của nồng độ đến tốc độ phản ứng: biểu thức tốc độ, bậc phản ứng và bài tập có đáp án Hóa 10

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

Ảnh hưởng của nồng độ đến tốc độ phản ứng được phát biểu như sau: khi tăng nồng độ chất phản ứng thì tốc độ phản ứng tăng. Nguyên nhân là nồng độ lớn hơn làm số hạt trong một đơn vị thể tích tăng, số va chạm giữa các hạt tăng nên số va chạm hiệu quả cũng tăng.

Biểu thức tốc độ phản ứng

Với phản ứng đơn giản $\ce{aA + bB -> sản phẩm}$, tốc độ tức thời tuân theo định luật tác dụng khối lượng:

$$v = k \cdot C_A^{a} \cdot C_B^{b}$$

Trong đó $k$ là hằng số tốc độ (chỉ phụ thuộc nhiệt độ, bản chất phản ứng và xúc tác), $C_A$, $C_B$ là nồng độ mol. Các số mũ thường xác định bằng thực nghiệm; với phản ứng đơn giản chính là hệ số trong phương trình.

Tính sự thay đổi tốc độ

Ví dụ 1

Phản ứng $\ce{H2 + I2 -> 2HI}$ có $v = k C_{H_2} C_{I_2}$. Tăng nồng độ $\ce{H2}$ gấp $2$ lần thì tốc độ thay đổi thế nào?

Tốc độ tăng $2$ lần.

Ví dụ 2

Phản ứng $\ce{2NO + O2 -> 2NO2}$ có $v = k C_{NO}^2 C_{O_2}$. Tăng nồng độ NO gấp $3$ lần, giữ nguyên $\ce{O2}$. Tốc độ thay đổi thế nào?

Tốc độ tăng $3^2 = 9$ lần.

Ví dụ 3

Với phản ứng ở Ví dụ 2, giảm thể tích bình $2$ lần ở nhiệt độ không đổi. Tốc độ thay đổi thế nào?

Mọi nồng độ tăng $2$ lần nên $v$ tăng $2^2 \cdot 2 = 8$ lần.

Ví dụ 4

Cho Zn vào dung dịch $\ce{HCl}$ $1$ M và $\ce{HCl}$ $2$ M. Ở dung dịch nào bọt khí thoát ra nhanh hơn?

Dung dịch $2$ M, vì nồng độ lớn hơn nên tốc độ phản ứng lớn hơn.

Xem bài: Tốc độ phản ứng hóa học

Ứng dụng

Nâng nồng độ oxygen (dùng oxygen nguyên chất thay không khí) làm sự cháy mạnh hơn; dùng dung dịch acid đặc hơn để hòa tan nhanh hơn.

Những lỗi thường gặp

Bài tập thực hành

  1. Phản ứng $\ce{A + B -> C}$ có $v = kC_AC_B$. Tăng $C_A$ gấp $3$, $C_B$ gấp $2$. Tốc độ tăng mấy lần?
  2. Phản ứng $\ce{2A -> B}$ có $v = kC_A^2$. Giảm $C_A$ đi $2$ lần. Tốc độ thay đổi thế nào?
  3. Giải thích vì sao đốt than trong oxygen nguyên chất cháy mạnh hơn trong không khí.
  4. Phản ứng $\ce{2NO + O2 -> 2NO2}$, $v = kC_{NO}^2C_{O_2}$. Tăng áp suất làm thể tích giảm $3$ lần. Tốc độ tăng mấy lần?
  5. Nồng độ ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng thông qua đại lượng nào?

Đáp án

  1. $3 \cdot 2 = 6$ lần.
  2. $v$ giảm $2^2 = 4$ lần.
  3. Nồng độ oxygen trong oxygen nguyên chất lớn hơn nên tốc độ lớn hơn.
  4. Mọi nồng độ tăng $3$ lần: $3^2 \cdot 3 = 27$ lần.
  5. Số va chạm hiệu quả giữa các hạt.

Tổng kết

Bài học liên quan

Bài trước: Tốc độ phản ứng hóa học

Bài tiếp theo: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng

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

Câu hỏi thường gặp

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

Nồng độ tăng làm tốc độ phản ứng tăng.

Biểu thức tốc độ phản ứng là gì?

$v = k C_A^a C_B^b$.

Hằng số tốc độ k phụ thuộc gì?

Nhiệt độ, bản chất phản ứng và xúc tác, không phụ thuộc nồng độ.

Vì sao nồng độ tăng làm tốc độ tăng?

Vì số va chạm hiệu quả tăng.