Chuyên đề Hóa học 10 trang 27 Cánh diều

Với Chuyên đề Hóa học 10 trang 27 trong Bài 3: Năng lượng hoạt hóa của phản ứng hóa học Chuyên đề học tập Hóa học 10 Cánh diều hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời các câu hỏi & làm bài tập Chuyên đề Hóa học 10 trang 27.

Chuyên đề Hóa học 10 trang 27 Cánh diều

Bài tập 1 trang 27 Chuyên đề học tập Hóa học 10: Cho phản ứng:

2NO₂(g) → 2NO(g) + O₂(g)

So sánh tốc độ phân hủy NO₂ ở nhiệt độ 25^oC (nhiệt độ thường) và 800^oC (nhiệt độ ống xả khí thải động cơ đốt trong). Biết E_a = 114 kJ mol^-1

Lời giải:

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 = 800 + 273 = 1073K

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

$\frac{k_2}{k_1}=e^{\frac{E_a}{R}.\left(\frac{T_2-T_1}{T_2.T_1}\right)}$ = $e^{\frac{{114.10}^3}{8,314}.\left(\frac{1073-298}{1073.298}\right)}$ = 2,7.10¹⁴

Vậy tốc độ phản ứng tăng 2,7.10¹⁴ lần khi nhiệt độ tăng từ 25^oC đến 800^oC.

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.

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

Thí nghiệm 1: Cho 0,5 gam đá vôi dạng bột bào 10 mL HCl 1 M.

Thí nghiệm 2: Cho 0,5 gam đá vôi dạng viên vào 10 mL HCl 1 M.

a) Tốc độ phản ứng ở thí nghiệm nào nhanh hơn? Giải thích.

b) Năng lượng hoạt hóa của hai phản ứng bằng nhau hai khác nhau?

Lời giải:

a) Tốc độ phản ứng ở thí nghiệm 1 nhanh hơn. Vì đá vôi dạng bột thì diện tích bề mặt tiếp xúc với các phân tử HCl lớn hơn dẫn đến tốc độ phản ứng nhanh hơn.

b) Năng lượng hoạt hóa của hai phản ứng là bằng nhau vì diện tích bền mặt không ảnh hưởng đến năng lượng hoạt hóa.

Bài tập 4 trang 27 Chuyên đề học tập 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 . Hãy so sánh sự thay đổi tốc độ phản ứng khi có xúc tác Pd ở nhiệt độ 300 K và 475 K.

Lời giải:

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 = 300 + 273 = 573K

T₂ = 475 + 273 = 748K

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

$\frac{k_2}{k_1}=e^{\frac{E_a}{R}.\left(\frac{T_2-T_1}{T_2.T_1}\right)}$ = $e^{\frac{{35.10}^3}{8,314}.\left(\frac{748-573}{748.573}\right)}$ = 5,58

Vậy khi có xúc tác Pd tốc độ phản ứng tăng 5,58 lần khi nhiệt độ thay đổi tù 300 K lên 475 K

Bài tập 5 trang 27 Chuyên đề học tập Hóa học 10: Giả sử hai phản ứng hóa học khác nhau có cùng E_a, diễn ra ở cùng nhiệt độ. Vậy hằng số tốc độ k có luôn bằng nhau không?

Lời giải:

Theo phương trình Arrhenius ta có:

$k_{}=A{e}^{\frac{-E_a}{RT}}$ (1)

Trong đó A là hằng số cho một phản ứng xác định.

Hai phản ứng có cùng E_a, diễn ra ở cùng nhiệt độ tuy nhiên hằng số A của hai phản ứng là khác nhau ⇒ Tốc độ k khác nhau.

Lời giải bài tập Chuyên đề Hóa 10 Bài 3: Năng lượng hoạt hóa của phản ứng hóa học hay khác:

• Chuyên đề Hóa học 10 trang 22

• Chuyên đề Hóa học 10 trang 23

• Chuyên đề Hóa học 10 trang 24

• Chuyên đề Hóa học 10 trang 25

• Chuyên đề Hóa học 10 trang 26

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

• Chuyên đề Hoá học 10 Bài 4: Entropy và biến thiên năng lượng tự do Gibbs

• Chuyên đề Hoá học 10 Bài 5: Sơ lược về phản ứng cháy và nổ

• Chuyên đề Hoá học 10 Bài 6: Hóa học về phản ứng cháy nổ

• Chuyên đề Hoá học 10 Bài 7: Phòng chống và xử lí cháy nổ

• Chuyên đề Hoá học 10 Bài 8: Vẽ cấu trúc phân tử

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
• Giải lớp 10 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 10 Chân trời sáng tạo (các môn học)
• Giải lớp 10 Cánh diều (các môn học)

---