Cho phản ứng: 2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g). Biết Ea = 314 kJ mol^-1

Giải Chuyên đề Hóa học 10 Bài 3: Năng lượng hoạt hóa của phản ứng hóa học

Bài tập 2 trang 27 Chuyên đề học tập Hóa học 10: Cho phản ứng:

2SO₂(g) + O₂(g) → 2SO₃(g)

Biết E_a = 314 kJ mol^-1

a) Hãy so sánh tốc độ phản ứng ở 25^oC và 450^oC

b) Nếu sử dụng xúc tác là hỗn hợp V₂O₅, TiO₂ thì năng lượng hoạt hóa của phản ứng là 84 kJ mol^-1 . Hãy so sánh tốc độ phản ứng khi có và không có chất xúc tác ở nhiệt độ 450^oC.

Lời giải:

a) Theo phương trình Arrhenius ta có:

$k_1=A{e}^{\frac{-E_a}{R{T}_1}}$ (1)

$k_2=A{e}^{\frac{-E_a}{R{T}_2}}$ (2)

T₁ = 25 + 273 = 298K

T₂ = 450 + 273 = 723K

Chia vế hai phương trình (2) cho (1) ta được

$\frac{k_2}{k_1}=e^{\frac{E_a}{R}.\left(\frac{T_2-T_1}{T_2.T_1}\right)}$ = $e^{\frac{{314.10}^3}{8,314}.\left(\frac{723-298}{723.298}\right)}$ = 2,26.10³²

Vậy tốc độ phản ứng tăng 2,26.10³² lần khi nhiệt độ tăng từ 25^oC đến 450^oC.

b) Áp dụng phương trình Arrhenius ta có:

$k_1=A{e}^{\frac{-E_a\left(1\right)}{RT}}$ (3)

$k_2=A{e}^{\frac{-E_a\left(2\right)}{RT}}$ (4)

Chia vế hai phương trình (4) cho (3), thu được: $\frac{k_2}{k_1}=e^{\frac{E_a\left(1\right)-E_a\left(2\right)}{RT}}$ (5)

Thay số vào (5) ta được: $\frac{k_2}{k_1}=e^{\frac{(314-84){.10}^3}{8,314.723}}$ = 4,14.10¹⁶

Vậy khi thêm chất xúc tác thì tốc độ phản ứng tăng 4,14.10¹⁶ lần.

Xem thêm lời giải bài tập Chuyên đề học tập Hóa học 10 Cánh diều hay, chi tiết khác:

• Mở đầu trang 22 Chuyên đề Hóa học 10: Trong Hình 3.1, muốn lăn “hòn bi hóa học” sang phải theo chiều mũi tên màu xanh, hòn bi phải đi qua “hàng rào năng lượng” ....

• Vận dụng 1 trang 23 Chuyên đề Hóa học 10: Các phản ứng tạo gỉ kim loại có thể xảy ra ngay ở điều kiện nhiệt độ phòng mà không cần đun nóng ....

• Câu hỏi 1 trang 23 Chuyên đề Hóa học 10: Hình 3.3 biểu diễn cùng một phản ứng nhưng có năng lượng hoạt hóa khác nhau ....

• Câu hỏi 2 trang 24 Chuyên đề Hóa học 10: Phát biểu định luật tác dụng khối lượng về tốc độ của phản ứng hóa học ....

• Luyện tập 1 trang 24 Chuyên đề Hóa học 10: Nếu ở ví dụ 1, E_a (1) = 100 kJ mol^-1 và E_a (2) = 150 kJ mol^-1 thì tốc độ phản ứng thay đổi như thế nào? ....

• Luyện tập 2 trang 25 Chuyên đề Hóa học 10: Nếu ở ví dụ 2, E_a = 50 kJ mol^-1 thì tốc độ phản ứng thay đổi như thế nào? ....

• Vận dụng 2 trang 25 Chuyên đề Hóa học 10: Hãy liên hệ kết quả ở ví dụ 2 với hệ số Van’t Hoff về sự thay đổi tốc độ phản ứng theo nhiệt độ ....

• Câu hỏi 3 trang 25 Chuyên đề Hóa học 10: Một phản ứng diễn ra ở một nhiệt độ không đổi, khi thêm chất xúc tác, tốc độ phản ứng tăng lên do năng lượng hoạt hóa ....

• Vận dụng 3 trang 26 Chuyên đề Hóa học 10: Vì sao trong lĩnh vực sản xuất hóa chất, người ta thường sử dụng chất xúc tác? ....

• Bài tập 1 trang 27 Chuyên đề Hóa học 10: Cho phản ứng: 2NO₂(g) → 2NO(g) + O₂(g). So sánh tốc độ phân hủy NO₂ ở nhiệt độ 25°C ....

• Bài tập 3 trang 27 Chuyên đề Hóa học 10: Thực hiện hai thí nghiệm hòa tan đá vôi vào dung dịch HCl 1M ở cùng một nhiệt độ ....

• Bài tập 4 trang 27 Chuyên đề Hóa học 10: Cho phản ứng: C₂H₄(g) + H₂(g) → C₂H₆(g). Năng lượng hoạt hóa của phản ứng khi có xúc tác Pd là 35 kJ mol^-1....

• Bài tập 5 trang 27 Chuyên đề Hóa học 10: Giả sử hai phản ứng hóa học khác nhau có cùng E_a, diễn ra ở cùng nhiệt độ ....

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 10 hay khác:

• Giải Chuyên đề Hóa học 10 Kết nối tri thức
• Giải Chuyên đề Hóa học 10 Chân trời sáng tạo
• Giải Chuyên đề Hóa học 10 Cánh diều

---