Giải SGK Hóa học 10 Bài 16 (Chân trời sáng tạo): Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hóa học

Nguyễn Uyên Ngày: 19-09-2024 Lớp 10

6.6 K

Lời giải bài tập Hóa học lớp 10 Bài 16: Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hóa học sách Chân trời sáng tạo hay, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời câu hỏi Hóa học 10 Bài 16 từ đó học tốt môn Hóa 10.

Giải bài tập Hóa học lớp 10 Bài 16: Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hóa học

Giải hóa học 10 trang 98 Chân trời sáng tạo

Mở đầu trang 98 Hóa học 10: Thực phẩm bảo quản trong tủ lạnh sẽ giữ được lâu hơn (a), khi nấu một loại thực phẩm bằng nồi áp suất sẽ nhanh chín hơn (b), bệnh nhân sẽ dễ hô hấp hơn khi dùng oxygen từ bình chứa khí oxygen so với từ không khí(c),…

(ảnh 1)

Những yếu tố nào ảnh hưởng đến tốc độ của các quá trình biến đổi trên?

Lời giải:

(a) Ảnh hưởng của nhiệt độ

(b) Ảnh hưởng của áp suất

1. Ảnh hưởng của nồng độ

Câu hỏi 1 trang 98 Hóa học 10: Tiến hành thí nghiệm 1 và quan sát hiện tượng của thí nghiệm. Nhận xét mối liên hệ giữa thể tích dung dịch Na₂S₂O₃ với thời gian xuất hiện kết tủa

Phương pháp giải:

Khi tăng nồng độ chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng

Lời giải:

Thể tích dung dịch Na₂S₂O₃ càng nhiều => Nồng độ Na₂S₂O₃ càng cao => Thời gian xuất hiện kết tủa càng nhanh

Giải hóa học 10 trang 99 Chân trời sáng tạo

Câu hỏi 2 trang 99 Hóa học 10: Quan sát Hình 16.2 và phương trình hóa học của phản ứng, giải thích kết quả thí nghiệm 1

(ảnh 2)

Phương pháp giải:

Nồng độ cao => Mật độ các hạt chất tham gia cao => Tăng độ va chạm giữa các hạt chất tham gia

Lời giải:

Khi nồng độ Na₂S₂O₃ cao => Các hạt phân tử Na₂S₂O₃ nhiều

=> Tăng sự va chạm giữa Na₂S₂O₃ và phân tử H₂SO₄

=> Tăng khả năng tạo thành kết tủa

Luyện tập trang 99 Hóa học 10: Giữ nguyên nồng độ dung dịch Na₂S₂O₃ ban đầu, pha loãng dung dịch H₂SO₄ tương tự như cách pha loãng dung dịch Na₂S₂O₃ theo Bảng 16.1, kết quả thí nghiệm sẽ thay đổi thế nào?

(ảnh 3)

Phương pháp giải:

Nồng độ H₂SO₄ giảm => Tốc độ phản ứng giảm

Lời giải:

Khi pha loãng dung dịch H₂SO₄

=> Nồng độ H₂SO₄ giảm

=> Tốc độ phản ứng giảm

2. Ảnh hưởng của nhiệt độ

Câu hỏi 3 trang 99 Hóa học 10: Quan sát Hình 16.3, nhận xét sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng

(ảnh 4)

Lời giải:

Khi tăng nhiệt độ, tốc độ phản ứng tăng

Giải hóa học 10 trang 100 Chân trời sáng tạo

Câu hỏi 4 trang 100 Hóa học 10: Quan sát Hình 16.4 và phương trình hóa học của phản ứng, giải thích vì sao tốc độ mất màu của KMnO₄ trong 2 cốc không giống nhau

(ảnh 5)

Phương pháp giải:

Khi tăng nhiệt độ, các chất chuyển động với tốc độ lớn

Lời giải:

- Cốc (2) ở nhiệt độ thường, các hạt KMnO₄, H₂C₂O₄ và H₂SO₄ chuyển động với tốc độ nhỏ, khả năng va chạm ít => Phản ứng diễn ra chậm => Lâu mất màu

- Cốc (1) ở nhiệt độ cao, các hạt KMnO₄, H₂C₂O₄ và H₂SO₄ chuyển động với tốc độ lớn, khả năng va chạm cao => Phản ứng diễn ra nhanh => Nhanh mất màu

Luyện tập trang 100 Hóa học 10: Biết rằng, khi nhiệt độ tăng thêm 10^oC, tốc độ của một phản ứng hóa học tăng 4 lần; cho biết tốc độ phản ứng giảm bao nhiêu lần khi nhiệt độ giảm từ 70^oC xuống 40^oC

Phương pháp giải:

(ảnh 6)

Lời giải:

Giải hóa học 10 trang 101 Chân trời sáng tạo

3. Ảnh hưởng của áp suất

Câu hỏi 5 trang 101 Hóa học 10: Quan sát Hình 16.5, cho biết mật độ phân bố của các phân tử chất khí trong bình kín thay đổi như thế nào khi tăng áp suất của bình?

(ảnh 8)

Phương pháp giải:

Quan sát Hình 16.5 và rút ra nhận xét

Lời giải:

Khi tăng áp suất của bình, mật độ phân bố của các phân tử chất khí trong bình kín tăng

Luyện tập trang 101 Hóa học 10: Xét các phản ứng xảy ra trong bình kín:

2CO(g) + O₂(g) → 2CO₂(g) (1)

NH₄Cl(s) → NH₃(g) + HCl(g) (2)

Yếu tố áp suất ảnh hưởng đến tốc độ của phản ứng nào? Khi tăng áp suất, tốc độ phản ứng thay đổi như thế nào?

Lời giải:

- Trong phản ứng hóa học có sự tham gia của chất khí, áp xuất sẽ ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng

=> Yếu tố áp suất ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng (1)

- Khi tăng áp suất, tốc độ phản ứng tăng

4. Ảnh hưởng của bề mặt tiếp xúc

Câu hỏi 6 trang 101 Hóa học 10: Tiến hành thí nghiệm 2 và so sánh tốc độ khí thoát ra trong hai bình tam giác

Phương pháp giải:

Khi tăng diện tích bề mặt tiếp xúc của chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng

Lời giải:

Tốc độ khí thoát ra ở bình 2 nhanh hơn bình 1

Câu hỏi 7 trang 101 Hóa học 10: Nhận xét mối liên hệ giữa tốc độ phản ứng với kích thước của CaCO₃

Lời giải:

Kích thước các hạt CaCO₃ càng nhỏ thì tốc độ phản ứng càng nhanh

Giải hóa học 10 trang 102 Chân trời sáng tạo

Câu hỏi 8 trang 102 Hóa học 10: Quan sát Hình 16.7, giải thích kết quả của thí nghiệm 2

(ảnh 9)

Phương pháp giải:

Khi tăng diện tích bề mặt tiếp xúc của chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng

Lời giải:

- Ở bình 2, CaCO₃ ở dạng hạt nhỏ

=> Tổng diện tích tiếp xúc giữa CaCO₃ với HCl tăng

=> Tốc độ phản ứng bình 2 tăng

=> Tốc độ khí thoát ra ở bình 2 nhanh hơn

Luyện tập trang 102 Hóa học 10: Củi khi được chẻ nhỏ sẽ cháy nhanh hơn và mạnh hơn so với củi có kích thước lớn. Giải thích

Phương pháp giải:

Khi củi được chẻ nhỏ, tổng diện tích tiếp xúc của củi với oxygen tăng

Lời giải:

- Khi củi được chẻ nhỏ => Tổng diện tích tiếp xúc của củi với oxygen tăng

- Mà oxygen duy trì sự cháy

=> Tăng tốc độ cháy của củi

=> Củi sẽ cháy nhanh hơn và mạnh hơn

5. Ảnh hưởng của chất xúc tác

Câu hỏi 9 trang 102 Hóa học 10: Tiến hành thí nghiệm 3, quan sát hiện tượng và so sánh sự thay đổi của tàn đóm ở 2 ống nghiệm

Lời giải:

- Hiện tượng: Tàn đóm ở ống nghiệm (1) cháy le lói, tàn đóm ở ống nghiệm (2) bùng cháy

=> Tàn đóm ở ống n

Giải hóa học 10 trang 103 Chân trời sáng tạo

Luyện tập trang 103 Hóa học 10: Tại sao khi nhai kĩ cơm, cảm nhận cơm có vị ngọt hơn

Phương pháp giải:

Chất xúc tác làm tăng tốc độ của phản ứng hóa học

Lời giải:

Khi ta nhai cơm lâu trong miệng thấy có cảm giác ngọt vì tinh bột trong cơm đã chịu tác dụng của enzim amilaza trong nước bọt và biến đổi một thành phần thành đường mantôzơ, đường này đã tác động vào các gai vị giác trên lưỡi cho ta cảm giác ngọt.

6. Ý nghĩa thực tiễn của tốc độ phản ứng trong đời sống và sản xuất

Câu hỏi 10 trang 103 Hóa học 10: Quan sát Hình 16.9, cho biết yếu tố nào ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng đã được vận dụng trong thực tiễn

(ảnh 10)

Phương pháp giải:

a) Ảnh hưởng của nồng độ

b) Ảnh hưởng của áp suất

c) Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc

d) Ảnh hưởng của nhiệt độ

Lời giải:

a) Ảnh hưởng của nồng độ: Dùng bình chứa oxygen có nồng độ oxygen cao hơn không khí => Phản ứng cháy dễ dàng xảy ra

b) Ảnh hưởng của áp suất: Dùng nồi áp suất làm tăng áp suất trong nồi => Thực phẩm trong nồi áp suất sẽ nhanh chín hơn

c) Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc: Đậy nắp lò làm hạn chế diện tích tiếp xúc của than với oxygen trong không khí => Phản ứng cháy diễn ra chậm => Giữ than cháy được lâu hơn

d) Ảnh hưởng của nhiệt độ: Khi để thức ăn trong tủ lạnh => Nhiệt độ bị giảm => Kìm hãm phản ứng oxi hóa thức ăn => Thức ăn sẽ lâu bị ôi thiu

Giải hóa học 10 trang 104 Chân trời sáng tạo

Vận dụng trang 104 Hóa học 10: Trong quá trình lên men giấm, người ta thường cho chuối hay nước dừa vào lọ chứa giấm nuôi, giải thích

Lời giải:

Trong quá trình lên men giấm, người ta thường cho chuối hay nước dừa vào giúp tăng mùi thơm của giấm và kích thích con giấm lên men nhanh hơn vì con giấm sử dụng đường làm thức ăn.

Bài tập (trang 104)

Bài 1 trang 104 Hóa học 10: Hai nhân vật minh họa trong hình bên đang chế biến món gà rán, được thực hiện bằng hai cách. Một người chọn cách chia ra từng phần nhỏ, người còn lại chọn cách để nguyên, giả thiết các điều kiện đều giống nhau (nhiệt độ, lượng dầu ăn,…) Hãy cho biết cách nào món ăn nhanh chín hơn? Giải thích

(ảnh 11)

Phương pháp giải:

Khi tăng diện tích bề mặt tiếp xúc của chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng

Lời giải:

Khi chia con gà thành các phần nhỏ thì món ăn sẽ nhanh chín hơn. Vì khi chia nhỏ, tổng diện tích tiếp xúc của con gà với chảo nóng nhiều hơn => Tốc độ chín thức ăn nhanh hơn

Bài 2 trang 104 Hóa học 10: Nồng độ, nhiệt độ, áp suất, diện tích tiếp xúc, chất xúc tác ảnh hưởng như thế nào đến tốc độ phản ứng

Lời giải:

- Khi tăng nồng độ chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng

- Khi tăng nhiệt độ, tốc độ phản ứng tăng

- Đối với phản ứng có chất khí tham gia, tốc độ phản ứng tăng khi tăng áp suất

- Khi tăng diện tích bề mặt tiếp xúc của chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng

- Chất xúc tác làm tăng tốc độ của phản ứng hóa học, nhưng vẫn được bảo toàn về chất lượng khi kết thúc phản ứng

Bài 3 trang 104 Hóa học 10: Cho a g kim loại Zn dạng hạt vào lượng dư dung dịch HCl 2M, phương trình hóa học xảy ra như sau:

Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl₂(aq) + H₂(g)

Tốc độ khí H₂ thoát ra như thế nào khi thay đổi các yếu tố dưới đây

a) Thay a g Zn hạt bằng a g bột Zn

b) Thay dung dịch HCl 2M bằng dung dịch HCl 1M

c) Thực hiện phản ứng ở nhiệt độ cao hơn bằng cách đun nóng nhẹ dung dịch HCl

Phương pháp giải:

a) Khi tăng diện tích bề mặt tiếp xúc của chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng

b) Khi tăng nồng độ chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng

c) Khi tăng nhiệt độ, tốc độ phản ứng tăng

Lời giải:

a) Khi thay a g hạt Zn = a g bột Zn

=> Chất tham gia được nghiền nhỏ

=> Diện tích bề mặt tiếp xúc của Zn với HCl tăng

=> Tốc độ phản ứng tăng

=> Khí thoát ra nhanh hơn

b) Khi thay dung dịch HCl 2 M = dung dịch HCl 1 M

=> Nồng độ chất tham gia giảm

=> Tốc độ phản ứng giảm

=> Khí thoát ra chậm hơn

c) Khi đun nóng nhẹ dung dịch HCl

=> Nhiệt độ của phản ứng tăng

=> Tốc độ phản ứng tăng

=> Khí thoát ra nhanh hơn

Bài 4 trang 104 Hóa học 10: Cho phương trình hóa học của phản ứng: 2CO(g) + O₂(g) → 2CO₂(g)

Nếu hệ số nhiệt độ Van’t Hoff bằng 2, tốc độ phản ứng thay đổi như thế nào khi tăng nhiệt độ của phản ứng từ 30^oC lên 60^oC?

Phương pháp giải:

(ảnh 12)

Lời giải:

Lý thuyết Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hóa học

I. Ảnh hưởng của nồng độ

- Khi tăng nồng độ chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng.

- Giải thích: Nồng độ của các chất phản ứng tăng làm tăng số va chạm hiệu quả nên tốc độ phản ứng tăng.

Lý thuyết Hóa học 10 Bài 16: Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hóa học - Chân trời sáng tạo (ảnh 1)

Chú ý: Khi các chất phản ứng va chạm đúng hướng và đủ năng lượng dẫn đến xảy ra phản ứng, gọi là va chạm hiệu quả.

Ví dụ: Phản ứng hóa học: Na₂S₂O₃(aq) + H₂SO₄(aq) → Na₂SO₄(aq) + S(s) + SO₂(g) + H₂O(l)

Nồng độ Na₂S₂O₃ giảm ⇒ Các hạt phân tử Na₂S₂O₃ giảm ⇒ Số va chạm hiệu quả giữa các phân tử Na₂S₂O₃ và phân tử H₂SO₄ giảm ⇒ Kết tủa tạo thành chậm tức là tốc độ phản ứng chậm hơn.

II. Ảnh hưởng của nhiệt độ

- Khi tăng nhiệt độ, tốc độ phản ứng tăng.

- Giải thích: Ở nhiệt độ thường, các chất phản ứng chuyển động với tốc độ nhỏ; khi tăng nhiệt độ; các chất sẽ chuyển động với tốc độ lớn hơn, dẫn đến tăng số va chạm hiệu quả nên tốc độ phản ứng tăng.

Lý thuyết Hóa học 10 Bài 16: Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hóa học - Chân trời sáng tạo (ảnh 1)

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

$\frac{v_{t_{2}}}{v_{t_{1}}} = γ^{\frac{t_{2} - t_{1}}{10}}$

Trong đó:

+ $v_{t_{1}}; v_{t_{2}}$ là tốc độ phản ứng ở hai nhiệt độ t₁ và t₂;

+ γ là hệ số nhiệt độ Van’t Hoff.

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

III. Ảnh hưởng của áp suất

- Đối với phản ứng có chất khí tham gia, tốc độ phản ứng tăng khi tăng áp suất.

- Giải thích: Khi tăng áp suất thì nồng độ chất khí tăng, nên tốc độ phản ứng tăng.

Lý thuyết Hóa học 10 Bài 16: Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hóa học - Chân trời sáng tạo (ảnh 1)

IV. Ảnh hưởng của bề mặt tiếp xúc

- Khi tăng diện tích bề mặt tiếp xúc của chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng.

- Giải thích: Khi tăng diện tích tiếp xúc của chất phản ứng, số va chạm hiệu quả tăng dẫn đến tốc độ phản ứng tăng.

- Ví dụ: Thực hiện các thí nghiệm sau:

+ Thí nghiệm 1: Cho 2 gam CaCO₃ dạng khối tác dụng với 20 ml HCl 1M;

+ Thí nghiệm 2: Cho 2 gam CaCO₃ dạng bột tác dụng với 20 ml HCl 1M.

Khi HCl phản ứng với CaCO₃ dạng bột, diện tích tiếp xúc giữa các phân tử HCl và CaCO₃ tăng lên

⇒ Số va chạm hiệu quả tăng ⇒ tốc độ phản ứng tăng.

⇒ Ở thí nghiệm 2 phản ứng diễn ra nhanh hơn.

Lý thuyết Hóa học 10 Bài 16: Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hóa học - Chân trời sáng tạo (ảnh 1)

V. Ảnh hưởng của chất xúc tác

- Chất xúc tác làm tăng tốc độ của phản ứng hóa học, nhưng vẫn được bảo toàn về lượng và chất khi kết thúc phản ứng.

- Chất xúc tác được ghi trên mũi tên trong phương trình hóa học.

Ví dụ 1: Phương trình hóa học của phản ứng:

2H₂O₂ (aq) $\overset{{MnO}_{2}}{\to}$ 2H₂O (l) + O₂ (g)

Trong phản ứng trên MnO₂ là chất xúc tác.

Ví dụ 2: Enzyme amylase có trong nước bọt là chất xúc tác đẩy nhanh quá trình tiêu hóa tinh bột.

VI. Ý nghĩa thực tiễn của tốc độ phản ứng trong đời sống và sản xuất

- Kiểm soát tốc độ các phản ứng diễn ra trong đời sống, sản xuất khi vận dụng các yếu tố ảnh hưởng như: nồng độ, nhiệt độ, áp suất, bề mặt tiếp xúc và chất xúc tác giúp mang lại các giá trị hiệu quả.

Ví dụ:

+ Nồng độ oxygen trong không khí chỉ chiếm 21%. Dùng bình chứa oxygen mục đích làm tăng nồng độ chất tham gia ⇒ Tăng tốc độ phản ứng cháy

+ Bảo quản thức ăn trong tủ lạnh ⇒ Giảm nhiệt độ ⇒ Giảm tốc độ phản ứng oxi hóa thức ăn ⇒ Thức ăn lâu bị ôi thiu.

Lý thuyết Hóa học 10 Bài 16: Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hóa học - Chân trời sáng tạo (ảnh 1)