Chất xúc tác: định nghĩa, vai trò, năng lượng hoạt hóa, ví dụ MnO2, V2O5, Fe và bài tập có đáp án Hóa 10
Chất xúc tác là chất làm tăng tốc độ phản ứng nhưng không bị tiêu hao trong quá trình phản ứng, nhờ làm giảm năng lượng hoạt hóa. Ví dụ MnO2, V2O5, Fe, enzyme, ứng dụng trong công nghiệp, đời sống và bài tập có đáp án Hóa 10.
Chất xúc tác là gì?
Chất xúc tác là chất làm tăng tốc độ phản ứng nhưng không bị tiêu hao trong quá trình phản ứng. Chất xúc tác làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng nên nhiều hạt hơn có thể phản ứng, vì vậy phản ứng xảy ra nhanh hơn mà không cần tăng nhiệt độ.
Đặc điểm của chất xúc tác
- Làm tăng tốc độ phản ứng (xúc tác âm gọi là chất ức chế).
- Không bị tiêu hao: khối lượng và bản chất hóa học sau phản ứng không đổi.
- Làm giảm năng lượng hoạt hóa, không làm thay đổi $\Delta_rH$.
- Không làm chuyển dịch cân bằng, chỉ giúp cân bằng đạt nhanh hơn.
- Có tính chọn lọc: mỗi chất xúc tác thường chỉ tác dụng với một số phản ứng.
Ví dụ chất xúc tác
| Phản ứng | Chất xúc tác |
|---|---|
| $\ce{2H2O2 ->[MnO2] 2H2O + O2 ^}$ | $\ce{MnO2}$ |
| $\ce{2SO2 + O2 <=>[V2O5] 2SO3}$ | $\ce{V2O5}$ |
| $\ce{N2 + 3H2 <=>[Fe] 2NH3}$ | Fe |
| Chuyển hóa tinh bột thành đường | Enzyme amylase |
| Xử lí khí thải ô tô | Pt, Pd, Rh |
Ví dụ 1
Trong thí nghiệm phân hủy $\ce{H2O2}$, thêm $\ce{MnO2}$ thì bọt khí thoát ra mạnh. Sau phản ứng $\ce{MnO2}$ còn không?
Còn nguyên, vì xúc tác không bị tiêu hao.
Ví dụ 2
Chất xúc tác có làm thay đổi $\Delta_rH$ của phản ứng không?
Không, nó chỉ làm giảm năng lượng hoạt hóa.
Xem bài: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng
Xem bài: Tốc độ phản ứng hóa học
Vai trò của chất xúc tác
Chất xúc tác giúp sản xuất hóa chất tiết kiệm năng lượng, xử lí khí độc ở xe cộ, và enzyme là xúc tác sinh học giúp các phản ứng trong cơ thể xảy ra nhanh ở nhiệt độ thường.
Những lỗi thường gặp
Bài tập thực hành
- Chất xúc tác là gì?
- Vai trò của $\ce{V2O5}$ trong sản xuất $\ce{H2SO4}$ là gì?
- Chất xúc tác tác động đến năng lượng hoạt hóa thế nào?
- Enzyme có phải chất xúc tác không?
- Vì sao nói chất xúc tác không làm chuyển dịch cân bằng?
Đáp án
- Chất làm tăng tốc độ phản ứng nhưng không bị tiêu hao.
- Xúc tác cho phản ứng $\ce{SO2}$ thành $\ce{SO3}$.
- Làm giảm năng lượng hoạt hóa.
- Có, enzyme là xúc tác sinh học.
- Vì nó tăng tốc độ phản ứng thuận và nghịch như nhau.
Tổng kết
Bài học liên quan
Bài trước: 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
Chất xúc tác là gì?
Là chất làm tăng tốc độ phản ứng và không bị tiêu hao.
Chất xúc tác hoạt động thế nào?
Làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng.
Ví dụ chất xúc tác?
$\ce{MnO2}$, $\ce{V2O5}$, Fe, Pt và enzyme.
Chất xúc tác có thay đổi sản phẩm không?
Không, nó chỉ thay đổi tốc độ.