Các dạng bài toán tính tốc độ trung bình của phản ứng hóa học | Lý thuyết, công thức, các dạng bài tập và cách giải

Các dạng bài toán tính tốc độ trung bình của phản ứng hóa học

A. Lý thuyết và phương pháp giải

- Tốc độ phản ứng thường được xác định bằng độ biến thiên nồng độ của một trong các chất phản ứng hoặc sản phẩm trong một đơn vị thời gian.

* Tính tốc độ phản ứng theo sự biến thiên nồng độ của một chất.

Xét phản ứng: A → B

 + Tốc độ phản ứng tính theo chất A trong khoảng thời gian từ t₁ đến t₂ được xác định như sau:

$\overline{v}=+\frac{C_1-C_2}{t_2-t_1}=-\frac{C_2-C_1}{t_2-t_1}=-\frac{\Delta C}{\Delta t}$

Trong đó:

Ở thời điểm t₁, nồng độ chất A là C₁ (mol/l); 

Ở thời điểm t₂, nồng độ chất A là C₂ (mol/l)

 + Nếu tốc độ được tính theo sản phẩm B thì

$\overline{v}=\frac{C_2-C_1}{t_2-t_1}=\frac{\Delta C}{\Delta t}$

Trong đó: 

Ở thời điểm t₁, nồng độ chất B là  (mol/l) 

Ở thời điểm t₂, nồng độ chất B là  (mol/l).

* Tính tốc độ phản ứng theo hằng số tốc độ phản ứng

Xét phản ứng: xA + yB → sản phẩm 

Tốc độ phản ứng là: $v=k.{\left[A\right]}^x.{\left[B\right]}^y$

Trong đó: 

          k: là hằng số tốc độ phản ứng

          [A], [B] là nồng độ mol của chất A, B

          x, y là hệ số phương trình của A, B

B. Ví dụ minh họa

Bài 1: Thực hiện phản ứng sau trong bình kín: $H_2\left(k\right)+B{r}_2\left(k\right)\to 2HBr\left(k\right)$

Lúc đầu nồng độ hơi Br₂ là 0,072 mol/l. Sau 2 phút, nồng độ hơi Br₂ còn lại là 0,048 mol/l. Tốc độ trung bình của phản ứng tính theo Br₂ trong khoảng thời gian trên là

 A. ${4.10}^{-4}$ mol/(l.s) .                           

B.  ${8.10}^{-4}$ mol/(l.s) .

C. ${2.10}^{-4}$ mol/(l.s) .                            

D. ${6.10}^{-4}$ mol/(l.s) .

Hướng dẫn giải:

Tốc độ trung bình của phản ứng tính theo Br₂ trong khoảng thời gian trên là:

$\overline{v}=-\frac{0,048-0,072}{2.60}={2.10}^{-4}$ mol/(l.s)

Đáp án C

Bài 2: Cho phản ứng hóa học: H₂(k) + I₂(k)  2HI(k)

Công thức tính tốc độ của phản ứng trên là v = k.[H₂].[I₂]. Tốc độ của phản ứng hóa học trên sẽ tăng bao nhiêu lần khi tăng áp suất chung của hệ lên 3 lần?

A. tăng lên 3 lần.  

B. tăng lên 9 lần .  

C. tăng lên 6 lần.

D. tăng lên 12 lần. 

Hướng dẫn giải:

Ta có: Áp suất tăng bao nhiêu lần thì nồng độ tăng bấy nhiêu lần.

Khi áp suất chung của hệ tăng 3 lần → [H₂]’ = 3[H₂]; [I₂]’ = 3[I₂]

→ Tốc độ phản ứng là:

$v^{\text{'}}=k.\left[H_2\right]{}_{\text{'}}.{\left[I_2\right]}^{\text{'}}=k.3\left[H_2\right].3\left[I_2\right]=9v$

→ Tốc độ phản ứng tăng 9 lần

Đáp án B

Bài 3: Cho phản ứng: A + B $\rightleftarrows$ C. Nồng độ ban đầu của B là 0,8 mol/lít. Sau 10 phút, nồng độ của B chỉ còn 80% so với ban đầu. Tốc độ trung bình của phản ứng là:

A. 0,16 mol/lít.phút

B. 0,016 mol/lít.phút

C. 1,6 mol/lít.phút     

D. 0,106 mol/lít.phút

Hướng dẫn giải:

Nồng độ của chất B sau 10 phút là:

$\text{[}B\text{]}=0,8.80\%=0,64$mol/lít

Tốc độ trung bình của phản ứng là:

$\overline{v}=-\frac{0,64-0,8}{10}=0,016$ mol/lít

Đáp án B

C. Bài tập minh họa

Bài 1: Cho phản ứng: Br₂ + HCOOH → 2HBr + CO₂. Nồng độ ban đầu của Br₂ là a mol/lít, sau 50 giây nồng độ Br₂ còn lại là 0,01 mol/lít. Tốc độ trung bình của phản ứng trên tính theo Br₂ là 4.10^-5 mol(lít.s)^-1. Giá trị của a là :

A. 0,018.    

B. 0,016.     

C. 0,012.    

D. 0,014.

Bài 2: Cho phản ứng $3O_2\to 2O_3$. Ban đầu nồng độ oxi là 0,024 mol/lít. Sau 5s thì nồng độ của oxi là 0,02 mol/lít. Tốc độ phản ứng trên tính theo oxi là

A. 0,0008 mol./(l.s)

B. 1,1002 mol./(l.s)

C. 0,1006 mol./(l.s)

D. 2,1100 mol./(l.s)

Bài 3: Ở 30${}_{o}C$, sự phân hủy H₂O₂ xảy ra theo phản ứng: 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂↑­­­­

Dựa vào bảng số liệu sau, hãy tính tốc độ trung bình của phản ứng trong khoảng 120 giây đầu tiên.

A. 2,929.10⁻⁴ mol.(l.s)⁻¹          

B. 5,858.10⁻⁴ mol.(l.s)⁻¹

C. 4,667.10⁻⁴ mol.(l.s)⁻¹          

D. 2,333.10⁻⁴ mol.(l.s)⁻¹

Bài 4: Cho phản ứng: . Ban đầu nồng độ của N₂O₅ là 1,91M; sau 207 giây nồng độ của N₂O₅ là 1,67M. Tốc độ trung bình của phản ứng tính theo N₂O₅ là:

A. 3,8.10⁻⁴ mol/(l.s).  

B. 1,16.10⁻³ mol/(l.s).                                  

C. 1,72.10⁻³ mol/(l.s).                                  

D. 1,8.10⁻³ mol/(l.s)

Bài 5: Cho phương trình hóa học của phản ứng: X + 2Y → Z + T. Ở thời điểm ban đầu, nồng độ của chất X là 0,01 mol/l. Sau 20 giây, nồng độ của chất X là 0,008 mol/l. Tốc độ trung bình của phản ứng tính theo chất X trong khoảng thời gian trên là

A. 4,0.10^-4 mol/(l.s).                          

B. 7,5.10^-4 mol/(l.s).       

C. 1,0.10^-4 mol/(l.s).                          

D. 5,0.10^-4 mol/(l.s).

Bài 6: Xét phản ứng phân hủy N₂O₅ trong dung môi CCl₄ ở 45 ${}_{o}C$ :  

N₂O₅ → N₂O₄ + $\frac{1}{2}$O₂

Ban đầu nồng độ của N₂O₅ là 2,33M, sau 184 giây nồng độ của N₂O₅ là 2,08M. Tốc độ trung bình của phản ứng tính theo N₂O₅ là

A. 6,80.10^-4 mol/(l.s)               

B. 2,72.10^-3 mol/(l.s).     

C. 6,80.10^-3 mol/(l.s).              

D. 1,36.10^-3 mol/(l.s).

Bài 7: Tốc độ của một phản ứng có dạng: $v=k.C_A^x.C_B^y$ (A, B là 2 chất khác nhau). Nếu tăng nồng độ A lên 2 lần (nồng độ B không đổi) thì tốc độ phản ứng tăng 8 lần. Giá trị của x là

A. 3

B. 4

C. 6

D. 8

Bài 8: Cho phản ứng: A + B → C. Nồng độ ban đầu của A là 0,1 mol/l, của B là 0,8 mol/l. Sau 10 phút, nồng độ của B chỉ còn 20% nồng độ ban đầu. Tốc độ trung bình của phản ứng là:

A. 1,6.10⁻² mol/l.phút.

B. 2,8.10⁻² mol/l.phút                                  

C. 4,3.10⁻³ mol/l.phút                                  

D. 6,4.10⁻² mol/l.phút

Bài 9: Cho phương trình hóa học của phản ứng tổng hợp amoniac 

N₂ (k) + 3H₂ (k) $\stackrel{t^0,P,xt}{\rightleftarrows }$ 2NH₃ (k)      

Khi tăng nồng độ của hiđro lên 2 lần, tốc độ phản ứng thuận sẽ        

A. tăng lên 8 lần.  

B. giảm đi 2 lần .  

C. tăng lên 6 lần.  

D. tăng lên 2 lần. 

Bài 10: Cho phản ứng hóa học: A _(k)+ 2B_(k) → C_(k) + D_(k)

Thực nghiệm cho thấy tốc độ của phản ứng hóa học trên được tính theo biểu thức: $v=k\left[A\right].{\left[B\right]}^2$, trong đó k là hằng số tốc độ phản ứng; [A], [B] là nồng độ của các chất A, B. Hỏi tốc độ phản ứng tăng lên bao nhiêu lần nếu nồng độ chất B tăng 3 lần và nồng độ chất A không đổi?

A. 3

B. 6

C. 9

D. 12

Đáp án tham khảo

Xem thêm các dạng bài tập và công thức Hoá học lớp 10 hay, chi tiết khác:

Trắc nghiệm lý thuyết Tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học

Các dạng bài toán tốc độ phản ứng trong đề thi Đại học

Các dạng bài toán tính nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng

50 bài tập về tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học

50 bài tập về tốc độ phản ứng