Công thức tính hệ số nhiệt van't hoff lớp 10 (hay, chi tiết)

Bài viết Công thức tính hệ số nhiệt van't hoff lớp 10 trình bày đầy đủ công thức, ví dụ minh họa có lời giải chi tiết và các bài tập tự luyện giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm về Công thức tính hệ số nhiệt van't hoff từ đó học tốt môn Hóa học.

Công thức tính hệ số nhiệt van't hoff lớp 10 (hay, chi tiết)

(199k) Xem Khóa học Hóa 10 KNTTXem Khóa học Hóa 10 CDXem Khóa học Hóa 10 CTST

I. Lý thuyết và phương pháp giải

- Nhiệt độ càng cao, tốc độ phản ứng càng lớn. Với đa số các phản ứng, khi nhiệt độ tăng 10^oC thì tốc độ phản ứng tăng từ 2 đến 4 lần. Giá trị γ = 2 ÷ 4 này được gọi là hệ số nhiệt độ Van’t Hoff.

- Mối liên hệ của hệ số Van’t Hoff với tốc độ và nhiệt độ như sau:

                                                         $\frac{v_2}{v_1}={\gamma }^{\left(\frac{T_2-T_1}{10}\right)}$

Trong đó, v₂ và v₁ là tốc độ phản ứng ở nhiệt độ T₂ và T₁ tương ứng.

Biết v₂ và v₁; T₂ và T₁ ta dễ dàng tính được γ.

Chú ý: Hệ số nhiệt độ Van’t Hoff chỉ gần đúng trong khoảng nhiệt độ không cao.

 (cho biết tốc độ phản ứng tăng lên bao nhiêu lần khi ∆t = 10^oC).

II. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Ở nhiệt độ cao NOCl bị phân hủy theo phản ứng hóa học sau:

2NOCl → 2NO + Cl₂

Tốc độ phản ứng ở 70^oC là 2.10^-7 mol/(L.s) và ở 80^oC là 4,5.10^-7 mol/(L.s). Hệ số nhiệt độ Van’t Hoff (γ) của phản ứng là

A. 2,25.

B. 2,50.

C. 3,00.

D. 4,25.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Hệ số nhiệt độ Van’t Hoff : $\gamma =\frac{v_{T+10}}{v_T}$ $=\frac{4,{5.10}^{-7}}{{2.10}^{-7}}=2,25$.

Ví dụ 2: Ở 30^oC, tốc độ của một phản ứng là 0,05 M s^-1. Ở 40^oC, tốc độ của phản ứng này là 0,15 M s^-1. Hệ số nhiệt độ Van’t Hoff của phản ứng này là

A. 1.

B. 2.

C. 3.

D. 4.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Hệ số nhiệt độ Van’t Hoff : $\gamma =\frac{v_{T+10}}{v_T}=\frac{0,15}{0,05}=3$.

III. Bài tập minh họa

Câu 1: Một phản ứng có hệ số nhiệt độ Van’t Hoff bằng 3,5. Ở 20°C, tốc độ của phản ứng này bằng 0,2 M s^-1. Tốc độ của phản ứng ở 45°C là

A. 2,3 M s^-1.

B. 4,6 M s^-1.

C. 2,0 M s^-1.

D. 4,0 M s^-1.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Tốc độ của phản ứng ở 45°C là:

                                   $v_2=v_1\times 3,5^{\frac{45-20}{10}}$ $=0,2\times 3,5^{\frac{45-20}{10}}=4,6\left(M{s}^{-1}\right)$

Câu 2: Cho phản ứng của acetone với iodine:

CH₃COCH₃ + I₂ → CH₃COCH₂I + HI

Phản ứng có hệ số nhiệt độ γ trong khoảng nhiệt độ từ 30^oC đến 50^oC là 2,5. Nếu ở 35^oC, phản ứng có tốc độ là 0,036 M h^-1 thì ở 45^oC phản ứng có tốc độ là

A. 0,09 M s^-1.

B. 0,09 M h^-1.

C. 0,9 M s^-1.

D. 0,9 M h^-1.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Tốc độ phản ứng ở 45^oC là:

Áp dụng công thức: $\frac{v_2}{v_1}={\gamma }^{\left(\frac{T_2-T_1}{10}\right)}$

$\Rightarrow v_2=v_1\times 2,5^{\left(\frac{45-35}{10}\right)}$ $=0,036.2,5=0,09\left(M{h}^{-1}\right)$

Câu 3: Cho các phát biểu sau:

(1) Với đa số các phản ứng, khi nhiệt độ tăng lên 10^oC thì tốc độ phản ứng tăng từ 2 đến 4 lần. Giá trị g = 2 – 4 này gọi là hệ số nhiệt độ Van’t Hoff.

(2) Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng, sau phản ứng khối lượng chất xúc tác giảm đi.

(3) Với phản ứng có g = 2, nếu nhiệt độ tăng từ 20^oC lên 50^oC thì tốc độ phản ứng tăng lên 16 lần.

(4) Thức ăn chậm bị ôi, thiu hơn khi được bảo quản trong tủ lạnh.

Trong các phát biểu trên, số phát biểu đúng là

A. 2.

B. 3.

C. 4.

D. 1.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Phát biểu đúng: (1), (4).

Phát biểu (2) không đúng, vì: Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng, mà sau phản ứng nó không bị thay đổi cả về lượng và chất.

Phát biểu (3) không đúng, vì: $\frac{v_2}{v_1}={\gamma }^{\left(\frac{T_2-T_1}{10}\right)}$ $=2^{\left(\frac{50-20}{10}\right)}=2^3=8$

$\to$ Tốc độ phản ứng tăng lên 8 lần.

Câu 4: Khi tăng nhiệt độ từ 60^oC đến 90^oC thì tốc độ phản ứng tăng lên bao nhiêu lần, biết rằng sau khi tăng nhiệt độ lên 10^oC thì tốc độ phản ứng tăng lên 2 lần.

A. 2 lần.

B. 4 lần.

C. 8 lần.

D. 16 lần.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Ta có: $\frac{v_2}{v_1}={\gamma }^{\left(\frac{T_2-T_1}{10}\right)}$ $=2^{\left(\frac{90-60}{10}\right)}=2^3=8.$

Vậy tốc độ phản ứng tăng 8 lần.

Câu 5: Mối quan hệ giữa nhiệt độ và tốc độ phản ứng hóa học được biểu diễn bằng công thức:

A. $\frac{{\nu }_2}{{\nu }_1}={\gamma }^{\frac{T_2-T_1}{10}}$ 

B. $\frac{{\nu }_2}{{\nu }_1}={\gamma }^{T_2-T_1}$

C. $\frac{{\nu }_2}{{\nu }_1}={\gamma }^{\left(T_2-T_1\right)\cdot 10}$

D. $\frac{{\nu }_2}{{\nu }_1}={\gamma }^{\frac{T_1-T_2}{10}}$

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Mối quan hệ giữa nhiệt độ và tốc độ phản ứng hóa học được biểu diễn bằng công thức

$\frac{{\nu }_2}{{\nu }_1}={\gamma }^{\frac{T_2-T_1}{10}}$

Trong đó, ${\nu }_2$ và ${\nu }_1$ là tốc độ phản ứng ở 2 nhiệt độ T₂ và T₁; γ là hệ số nhiệt độ Van’t Hoff.

Câu 6: Cho phương trình hóa học của phản ứng:

2CO (g) + O₂ (g) → 2CO₂ (g)

Nếu hệ số nhiệt độ Van’t Hoff bằng 3, tốc độ phản ứng thay đổi như thế nào khi tăng nhiệt độ của phản ứng từ 30^oC lên 50^oC?

A. Tăng 9 lần.

B. Giảm 9 lần.

C. Tăng 3 lần.

D. Giảm 3 lần.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Ta có:

$\frac{v_2}{v_1}={\gamma }^{\left(\frac{T_2-T_1}{10}\right)}=3^{\left(\frac{50-30}{10}\right)}=3^2=9.$

Hay $v_2=9v_1.$

Vậy tốc độ phản ứng tăng 9 lần.

Câu 7: Khi nhiệt độ tăng thêm 10^oC, tốc độ phản ứng hoá học tăng lên 2 lần. Để tốc độ phản ứng đó (đang tiến hành ở 20^oC)  tăng lên 32 lần thì cần thực hiện phản ứng ở nhiệt độ bao nhiêu?

A. 40^oC.

B. 50^oC.

C. 60^oC.

D. 70^oC.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Ta có hệ số nhiệt độ Van’t Hoff: γ = 2.

Áp dụng công thức: $\frac{v_2}{v_1}={\gamma }^{\left(\frac{T_2-T_1}{10}\right)}$

$\Rightarrow v_2=v_1\times 2^{\left(\frac{T_2-20}{10}\right)}=32v_1=2^5{v}_1$

$\Rightarrow \frac{T_2-20}{10}=5\Rightarrow T_2=70$

Vậy phản ứng cần thực hiện ở 70^oC.

Câu 8: Một phản ứng có hệ số nhiệt độ Van’t Hoff bằng 3. Ở 25°C, tốc độ của phản ứng này bằng 0,2 M s^-1. Tốc độ của phản ứng ở 45°C là

A. 0,6 M s^-1.

B. 1,2 M s^-1.

C. 1,8 M s^-1.

D. 2,4 M s^-1.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Tốc độ của phản ứng ở 45°C là:

                                    $v_2=v_1\times 3^{\frac{45-25}{10}}$ $=0,2\times 3^{\frac{45-25}{10}}=1,8\left(M{s}^{-1}\right)$

Câu 9: Khi nhiệt độ tăng thêm 10^oC, tốc độ phản ứng hoá học tăng thêm 2 lần. Tốc độ phản ứng sẽ tăng lên bao nhiêu lần khi nâng nhiệt độ từ 20^oC lên 70^oC?

A. 2 lần.

B. 8 lần.

C. 16 lần.

D. 32 lần.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Áp dụng công thức: $\frac{v_2}{v_1}={\gamma }^{\left(\frac{T_2-T_1}{10}\right)}$

$\Rightarrow v_2=v_1\times 2^{\left(\frac{70-20}{10}\right)}=2^5{v}_1=32v_1$

Vậy tốc độ phản ứng tăng 32 lần so với ban đầu.

Câu 10: Khi nhiệt độ tăng thêm 10^oC, tốc độ phản ứng hoá học tăng lên 3 lần. Để tốc độ phản ứng đó (đang tiến hành ở 30^oC)  tăng lên 27 lần thì cần thực hiện phản ứng ở nhiệt độ bao nhiêu?

A. 40^oC.

B. 50^oC.

C. 60^oC.

D. 70^oC.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Ta có hệ số nhiệt độ Van’t Hoff: γ = 3.

Áp dụng công thức: $\frac{v_2}{v_1}={\gamma }^{\left(\frac{T_2-T_1}{10}\right)}$

$\Rightarrow v_2=v_1\times 3^{\left(\frac{T_2-30}{10}\right)}=27v_1=3^3{v}_1$

$\Rightarrow \frac{T_2-30}{10}=3\Rightarrow T_2=60$

Vậy phản ứng cần thực hiện ở 60^oC.

(199k) Xem Khóa học Hóa 10 KNTTXem Khóa học Hóa 10 CDXem Khóa học Hóa 10 CTST

Xem thêm các bài viết về công thức Hóa học 10 hay, chi tiết khác:

• Công thức tính số oxi hóa

• Công thức bảo toàn electron

• Công thức tính biến thiên enthalpy chuẩn theo năng lượng liên kết

• Công thức tính biến thiên enthalpy theo nhiệt tạo thành chuẩn

• Công thức tính tốc độ trung bình của phản ứng

• Công thức tính tốc độ tức thời của phản ứng hay công thức định luật tác dụng khối lượng

---