Công thức tính tốc độ tức thời của phản ứng hay công thức định luật tác dụng khối lượng lớp 10 (hay, chi tiết)

Bài viết Công thức tính tốc độ tức thời của phản ứng hay công thức định luật tác dụng khối lượng 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 tốc độ tức thời của phản ứng hay công thức định luật tác dụng khối lượng từ đó học tốt môn Hóa học.

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

- Định luật tác dụng khối lượng áp dụng cho các phản ứng đơn giản, biểu thị sự phụ thuộc tốc độ phản ứng theo nồng độ các chất phản ứng.

- Với các phản ứng đơn giản có dạng: aA + bB → sản phẩm

Tốc độ phản ứng được tính như sau: $v=k{C}_A^a{C}_B^b$

Trong đó:

          C_A; C_B là nồng độ mol L^-1 tương ứng của chất A và B;

          k là hằng số tốc độ phản ứng mà giá trị của nó chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất của các chất tham gia phản ứng.

Chú ý:

- Định luật tác dụng khối lượng: Tốc độ phản ứng tỉ lệ thuận với tích nồng độ các chất tham gia phản ứng với số mũ thích hợp.

- Hằng số tốc độ của phản ứng càng lớn thì tốc độ của phản ứng đó càng lớn.

- Hằng số tốc độ phản ứng có giá trị đúng bằng tốc độ phản ứng khi nồng độ các chất phản ứng bằng nhau và bằng 1M.

II. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Xét phản ứng đơn giản sau: 2NO (g) + O₂ (g) ® 2NO (g).

Mối liên hệ giữa tốc độ phản ứng và nồng độ các chất tham gia phản ứng được thể hiện bằng biểu thức:

A. $v=k\cdot C_{NO}^2\cdot C_{O_2}$.

B. $v=k\cdot C_{NO}^{}\cdot C_{O_2}$.

C. $v=k\cdot C_{NO}^2\cdot C_{O_2}^2$.

D. $v=k\cdot C_{NO}^{}\cdot C_{O_2}^2$.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Xét phản ứng: 2NO (g) + O₂ (g) $\to$ 2NO (g).

Mối liên hệ giữa tốc độ phản ứng và nồng độ các chất tham gia phản ứng được biểu diễn bằng biểu thức: $v=k\cdot C_{NO}^2\cdot C_{O_2}$.

Ví dụ 2: Phản ứng của H₂ với I₂ là phản ứng đơn giản:

H₂(g) + I₂(g) → 2HI(g)

Nếu nồng độ của I₂ tăng gấp đôi, thì

A. tốc độ phản ứng không thay đổi.

B. tốc độ phản ứng tăng hai lần.

C. tốc độ phản ứng giảm hai lần.

D. tốc độ phản ứng tăng bốn lần.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Theo định luật tác dụng khối lượng, tốc độ phản ứng được viết dưới dạng:

$v=k{C}_{H_2}{C}_{I_2}$

Khi nồng độ của I₂ tăng gấp đôi thì: $v^{\text{'}}=k{C}_{H_2}2C_{I_2}=2k{C}_{H_2}{C}_{I_2}=2\upsilon$.

Vậy tốc độ phản ứng tăng 2 lần.

III. Bài tập minh họa

Câu 1: Cho phản ứng đơn giản sau (xảy ra trong bình kín):

2NO (g) + O₂ (g) → 2NO₂ (g)

Ở nhiệt độ không đổi, nồng độ NO tăng hai lần, nồng độ O₂ không đổi thì

A. tốc độ phản ứng không thay đổi.

B. tốc độ phản ứng tăng 2 lần.

C. tốc độ phản ứng tăng 4 lần.

D. tốc độ phản ứng giảm 2 lần.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Theo định luật tác dụng khối lượng, tốc độ của phản ứng được viết dưới dạng:

                                                           $v=k{C}_{NO}^2{C}_{O_2}$

Khi nồng độ NO tăng hai lần, nồng độ O₂ không đổi thì:

$v\text{'}=k{\left(2C_{NO}\right)}^2{C}_{O_2}=4k{C}_{NO}^2{C}_{O_2}=4v$

Hay tốc độ phản ứng tăng 4 lần.

Câu 2: Cho phương trình hóa học sau: CHCl₃ (g) + Cl₂ (g) → CCl₄ (g) + HCl (g). Khi nồng độ của CHCl₃ giảm 2 lần, nồng độ Cl₂ giữ nguyên thì tốc độ phản ứng sẽ

A. tăng gấp đôi.

B. giảm một nửa.

C. tăng 4 lần.

D. giảm 4 lần.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B.

Theo định luật tác dụng khối lượng, tốc độ phản ứng được viết dưới dạng:

$\text{v }=k.C_{CHC{l}_3}.C_{C{l}_2}$

Khi nồng độ của CHCl₃ giảm 2 lần, nồng độ Cl₂ giữ nguyên ta có:

$v\text{'}=k.\frac{C_{CHC{l}_3}}{2}.C_{C{l}_2}=\frac{v}{2}$

Vậy khi nồng độ của CHCl₃ giảm 2 lần, nồng độ Cl₂ giữ nguyên thì tốc độ phản ứng sẽ giảm đi một nửa.

Câu 3: Phát biểu nào sau đây không đúng?

A. Tốc độ tức thời của phản ứng là tốc độ phản ứng tại một thời điểm nào đó.

B. Tốc độ phản ứng có thể nhận giá trị dương hoặc âm.

C. Tốc độ trung bình của phản ứng là tốc độ tính trung bình trong một khoảng thời gian phản ứng.

D. Tốc độ phản ứng nổ của khí bình gas lớn hơn tốc độ của phản ứng gỉ sắt.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Tốc độ phản ứng chỉ nhận giá trị dương, do đó phải thêm dấu trừ trong biểu thức tính tốc độ trung bình của phản ứng theo các chất tham gia phản ứng.

Câu 4: Cho phản ứng đơn giản xảy ra trong bình kín: 3H₂(g) + N₂ (g) ⟶ 2NH₃ (g).

Tốc độ phản ứng thay đổi như thế nào nếu nồng độ H₂ và N₂ đều tăng 2 lần?

A. Tăng 4 lần.

B. Tăng 6 lần.

C. Tăng 8 lần.

D. Tăng 16 lần.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Theo định luật tác dụng khối lượng: $v=k{C}_{H_2}^3{C}_{N_2}^{}$

Nếu nồng độ H₂ và N₂ đều tăng lên 2 lần, ta có:

$v\text{'}=k{\left(2.C_{H_2}^{}\right)}^3\left(2.C_{N_2}^{}\right)$ $=16\cdot k{C}_{H_2}^3{C}_{N_2}^{}=16v.$

Vậy tốc độ phản ứng tăng 16 lần.

Câu 5: Chọn đáp án đúng nhất. Tốc độ tức thời của phản ứng là

A. sự thay đổi nồng độ của chất phản ứng hoặc sản phẩm trong một đơn vị thời gian.

B. tốc độ tính trung bình trong một khoảng thời gian phản ứng.

C. tốc độ phản ứng tại một thời điểm nào đó.

D. tốc độ phản ứng trong một khoảng thời gian nào đó.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Tốc độ tức thời của phản ứng là tốc độ phản ứng tại một thời điểm nào đó.

Câu 6: Phản ứng của H₂ và I₂ là phản ứng đơn giản:

H₂ (g) + I₂ (g) → 2HI (g)

Theo định luật tác dụng khối lượng, tốc độ của phản ứng này được viết dưới dạng là

A. $v=\frac{\Delta C_{H_2}}{\Delta t}$.

B.$v=-\frac{\Delta C_{I_2}}{\Delta t}$.

C. $v=k{C}_{H_2}{C}_{I_2}.$ 

D. $v=\frac{\Delta C_{HI}}{\Delta t}$ .

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Theo định luật tác dụng khối lượng, tốc độ của phản ứng được viết dưới dạng là:

$v=k{C}_{H_2}{C}_{I_2}.$

Câu 7: Cho phản ứng đơn giản xảy ra trong bình kín:

3H₂(g) + N₂ (g) ⟶ 2NH₃ (g).

Tốc độ phản ứng thay đổi như thế nào nếu nồng độ H₂ không đổi và nồng độ N₂ tăng 2 lần?

A. Tăng 2 lần.

B. Tăng 4 lần.

C. Tăng 8 lần.

D. Tăng 6 lần.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Theo định luật tác dụng khối lượng: $v=k{C}_{H_2}^3{C}_{N_2}^{}$

Nếu nồng độ H₂ không đổi và nồng độ N₂ tăng lên 2 lần, ta có:

$v\text{'}=k\left(C_{H_2}^3\right)\left(2.C_{N_2}^{}\right)=2\cdot k{C}_{H_2}^3{C}_{N_2}^{}=2v.$

Vậy tốc độ phản ứng tăng 2 lần.

Câu 8: Cho phương trình phản ứng tổng quát sau: 2A + B → C

Tốc độ phản ứng tại một thời điểm được tính bằng biểu thức:

                                                             $v=k{C}_A^2{C}_B$

 Hằng số tốc độ k phụ thuộc vào yếu tố nào sau đây?

A. Nồng độ của chất.

B. Nồng độ của chất B.  

C. Nhiệt độ của phản ứng.

D. Thời gian xảy ra phản ứng.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Hằng số k đặc trưng cho mỗi phản ứng và chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất các chất tham gia phản ứng.

Câu 9: Phương trình hóa học của phản ứng: $CHC{l}_3\left(g\right)+C{l}_2\left(g\right)\to CC{l}_4\left(g\right)+HCl\left(g\right)$. Khi nồng độ của CHCl₃ giảm 4 lần, nồng độ Cl₂ giữ nguyên thì tốc độ phản ứng sẽ

A. tăng gấp đôi

B. giảm một nửa

C. tăng 4 lần

D. giảm 4 lần

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D.

Theo định luật tác dụng khối lượng, tốc độ phản ứng được viết dưới dạng:

$\text{v }=k.C_{CHC{l}_3}.C_{C{l}_2}$

Khi nồng độ của CHCl₃ giảm 4 lần, nồng độ Cl₂ giữ nguyên ta có:

$v\text{'}=k.\frac{C_{CHC{l}_3}}{4}.C_{C{l}_2}=\frac{\upsilon }{4}$

Vậy khi nồng độ của CHCl₃ giảm 4 lần, nồng độ Cl₂ giữ nguyên thì tốc độ phản ứng sẽ giảm 4 lần.

Câu 10: Cho phương trình hóa học của phản ứng:

$CO\left(g\right)+H_{2}O\left(g\right)\to C{O}_2\left(g\right)+H_2\left(g\right)$

Khi nồng độ CO tăng 2 lần, lượng hơi nước không thay đổi, tốc độ phản ứng thay đổi như thế nào?

A. tăng 2 lần.

B. giảm một nửa

C. tăng 4 lần

D. giảm 4 lần

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Biểu thức tốc độ của phản ứng $CO\left(g\right)+H_{2}O\left(g\right)\to C{O}_2\left(g\right)+H_2\left(g\right)$ là:

$v=k\times C_{CO}\times C_{H_{2}O}$.

Khi nồng độ CO tăng 2 lần, ta có:

$v\text{'}=k\times 2C_{CO}\times C_{H_{2}O}=2v$, vậy tốc độ phản ứng tăng 2 lần.

(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 hệ số nhiệt van't hoff

---