Phản ứng tạo NO từ NH₃ là một giai đoạn trung gian trong quá trình sản xuất nitric acid: 4NH₃(g) +5O₂(g) → 4NO(g) + 6H₂O(g)

Hãy nêu một số cách để tăng tốc độ phản ứng này.

Yếu tố nào đã được áp dụng để làm thay đổi tốc độ của các phản ứng trong Hình 19.7?

Thực hiện hai phản ứng phân huỷ H₂O₂ một phản ứng có xúc tác MnO₂, một phản ứng không xúc tác. Đo thể tích khí oxygen theo thời gian và biểu diễn trên đồ thị như hình bên:

Đường phản ứng nào trên đồ thị (Hình 19.6) tương ứng với phản ứng có xúc tác, với phản ứng không có xúc tác?

Nghiên cứu ảnh hưởng của chất xúc tác đến tốc độ phản ứng:

2H₂O₂ ⟶ 2H₂O + O₂

Chuẩn bị: 2 bình tam giác, dung dịch H₂O₂ 10%, MnO₂.

Tiến hành:

- Rót vào 2 bình tam giác, mỗi bình 20 mL dung dịch H₂O₂ 10%.

- Thêm khoảng 0,1 g xúc tác MnO₂ vào một bình và lắc đều.

Quan sát hiện tượng và trả lời câu hỏi:

1. So sánh tốc độ thoát khí ở hai bình.

2. Chất xúc tác ảnh hưởng thế nào đến tốc độ phản ứng?

Nghiên cứu ảnh hưởng của diện tích bề mặt đến tốc độ phản ứng:

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O

Chuẩn bị: 2 bình tam giác, dung dịch HCl 0,5 M, đá vôi dạng viên, đá vôi đập nhỏ.

Tiến hành:

- Cho cùng một lượng (khoảng 2 g) đá vôi dạng viên vào bình tam giác (1) và đá vôi đập nhỏ vào bình tam giác (2).

- Rót 20 mL dung dịch HCl 0,5 M vào mỗi bình.

Quan sát hiện tượng và trả lời câu hỏi:

1. Phản ứng trong bình nào có tốc độ thoát khí nhanh hơn?

2. Đá vôi dạng nào có tổng diện tích bề mặt lớn hơn?

3. Nêu ảnh hưởng của diện tích bề mặt tiếp xúc đến tốc độ phản ứng.

Ở 20 °C, tốc độ một phản ứng là 0,05 mol/(L.min). Ở 30 °C, tốc độ phản ứng này là 0,15 mol/(L.min).

a) Hãy tính hệ số nhiệt độ Van't Hoff của phản ứng trên.

b) Dự đoán tốc độ phản ứng trên ở 40 °C (giả thiết hệ số nhiệt độ γ trong khoảng nhiệt độ này không đổi).

Nêu ý nghĩa của hệ số nhiệt độ Van't Hoff.

Hãy giải thích tại sao khi nhiệt độ tăng thì tốc độ phản ứng tăng.

Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng:

Mg + 2H₂O → Mg(OH)₂ + H₂↑

Chuẩn bị: Mg dạng phoi bào, dung dịch phenolphtalein, nước cất, 2 ống nghiệm, đèn cồn, kẹp gỗ.

Tiến hành:

- Cho vào mỗi ống nghiệm khoảng 3 mL nước cất.

- Nhỏ vào mỗi ống nghiệm 1 – 2 giọt phenolphtalein và cho vào mỗi ống 1 mẫu phoi bào Mg.

- Đun nóng 1 ống nghiệm.

Lưu ý: Làm sạch bề mặt Mg trước khi tiến hành thí nghiệm.

Quan sát và trả lời câu hỏi:

1. Sự thay đổi màu sắc trong ống nghiệm nào nhanh hơn?

2. Nhiệt độ ảnh hưởng như thế nào đến tốc độ phản ứng?

Áp suất ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng nào sau đây?

N₂(g) + 3H₂(g) $\stackrel{t^o,xt}{\to }$  2NH₃(g)                             (1)

CO₂(g) + Ca(OH)₂(aq) ⟶ CaCO₃(s) + H₂O (l)        (2)

SiO₂(s) + CaO(s) ⟶ CaSiO₃(s)                                (3)

BaCl₂(aq) + H₂SO₄(aq) ⟶ BaSO₄(s) + 2HCl(aq)    (4)

Nêu mối liên hệ giữa nồng độ và áp suất của khí trong hỗn hợp.

Cho phản ứng của các chất ở thể khí: I₂ + H₂ → 2HI.

Biết tốc độ phản ứng tỉ lệ thuận với nồng độ của các chất tham gia phản ứng với số mũ là hệ số tỉ lượng của chất đó trong phương trình hoá học.

a) Hãy viết phương trình tốc độ của phản ứng này.

b) Ở một nhiệt độ xác định, hằng số tốc độ của phản ứng này là 2,5.10^-4 L/(mol.s). Nồng độ đầu của I₂ và H₂ lần lượt là 0,02 M và 0,03 M. Hãy tính tốc độ phản ứng:

– Tại thời điểm đầu.

– Tại thời điểm đã hết một nửa lượng I₂.

Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ đến tốc độ phản ứng:

Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + S + SO₂ + H₂O

Chuẩn bị: Các dung dịch: Na₂S₂O₃ 0,05 M, Na₂S₂O₃ 0,10 M, Na₂S₂O₃ 0,30 M, H₂SO₄ 0,5 M; 3 bình tam giác, đồng hồ bấm giờ, tờ giấy trắng có kẻ chữ X.

Tiến hành:

- Cho vào mỗi bình tam giác 30 mL dung dịch Na₂S₂O₃ với các nồng độ tương ứng là 0,05 M; 0,10 M và 0,30 M. Đặt các bình lên tờ giấy trắng có kẻ sẵn chữ X.

- Rót nhanh vào mỗi bình 30 mL dung dịch H₂SO₄ 0,5 M và bắt đầu bấm giờ.

Lưu ý: Phản ứng có sinh ra khí độc. Cần tiến hành cẩn thận và tránh ngửi trực tiếp trên miệng bình tam giác.

Hình 19.3 Thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ đến tốc độ phản ứng

Quan sát vạch chữ X trên tờ giấy dưới đáy bình, ghi lại thời điểm không nhìn thấy vạch chữ X nữa và trả lời câu hỏi:

1. Phản ứng ở bình nào xảy ra nhanh nhất? Chậm nhất?

2. Nồng độ ảnh hưởng thế nào đến tốc độ phản ứng?

Cho phản ứng của các chất ở thể khí:

2NO + 2H₂ → N₂ + 2H₂O

Hãy viết biểu thức tính tốc độ trung bình theo sự biến đổi nồng độ chất đầu và chất sản phẩm của phản ứng trên.

Phản ứng phân hủy H₂O₂:

H₂O₂ ⟶ H₂O +  $\frac{1}{2}$O₂

Kết quả thí nghiệm đo nồng độ H₂O_2­ tại các thời điểm khác nhau được trình bày trên Bảng 19.1.

Bảng 19.1. kết quả thí nghiệm phản ứng phân hủy H₂O₂

Biến thiên nồng độ trong khoảng thời gian từ 0 giờ đến 3 giờ là:

0,707 – 1,000 = – 293 (mol/L)

(Dấu "–" thể hiện rằng nồng độ H₂O₂ giảm dần khi phản ứng xảy ra.)

Tốc độ phản ứng trong khoảng thời gian từ 0 giờ đến 3 giờ được tính như sau:

$V_{tb}=-\frac{C_{H_2{O}_2\left(3h\right)}-C_{H_2{O}_2\left(0h\right)}}{3-0}$= $-\frac{0,707-1,000}{3}=0,098$(mol/ (L.h))

(Đặt dấu "–" trước biểu thức để tốc độ phản ứng có giá trị dương.)

Trả lời câu hỏi:

1. Hãy tính tốc độ phản ứng theo nồng độ H₂O₂ trong các khoảng thời gian từ:

a) 3 giờ đến 6 giờ;                           b) 6 giờ đến 9 giờ       c) 9 giờ đến 12 giờ.

2. Nhận xét về sự thay đổi tốc độ phản ứng theo thời gian.

Xét phản ứng: H₂ + Cl₂ → 2HCl.

Nghiên cứu sự thay đổi nồng độ một chất trong phản ứng theo thời gian, thu được đồ thị sau:

a) Đồ thị này mô tả sự thay đổi nồng độ theo thời gian của chất nào?

b) Nêu đơn vị của tốc độ phản ứng trong trường hợp này.

Làm thế nào có thể so sánh sự nhanh, chậm của các phản ứng hoá học để thúc đẩy hoặc kìm hãm nó theo mong muốn?

Một bình gas (khí hoá lỏng) chứa hỗn hợp propane và butane với tỉ lệ số mol 1:2. Xác định nhiệt lượng toả ra khi đốt cháy hoàn toàn 12 kg khí gas trên ở điều kiện chuẩn.

Cho biết các phản ứng:

C₃H₈(g) + 5O₂(g) ⟶ 3CO₂(g) + 4H₂O(1)              ${\Delta }_r{H}_{298}^o$  = –2 220 kJ

C₄H₁₀(g) + O₂(g) ⟶ 4CO₂(g) + 5H₂O (1)         ${\Delta }_r{H}_{298}^o$   = –2 874 kJ

Trung bình mỗi ngày, một hộ gia đình cần đốt gas để cung cấp 10 000 kJ nhiệt (hiệu suất hấp thụ nhiệt là 80%). Sau bao nhiêu ngày hộ gia đình trên sẽ sử dụng hết bình gas 12 kg?

Biết CH₃COCH₃ có công thức cấu tạo:

Từ số liệu năng lượng liên kết ở Bảng 12.2, hãy xác định biến thiên enthalpy của phản ứng đốt cháy acetone (CH₃COCH₃):

CH₃COCH₃(g) + 4O₂(g) ⟶ 3CO₂(g) + 3H₂O(g)

So sánh nhiệt tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 kg cồn (C₂H₅OH) và 1 kg tristearin (C₅₇H₁₁₀O₆, có trong mỡ lợn). Cho biết:

C₂H₅OH(l) + 3O₂(g) ⟶ 2CO₂(g) + 3H₂O(l)   

${\Delta }_r{H}_{298}^o$= – 1 365 kJ

C₅₇H₁₁₀O₆(s) +  O₂(g) ⟶ 57 CO₂(g) + 55H₂O(l)                                                        

${\Delta }_r{H}_{298}^o$  = – 35 807 kJ

Methane là thành phần chính của khí thiên nhiên. Xét phản ứng đốt cháy methane:

CH₄(g) + 2O₂(g) ⟶ CO₂(g) + 2H₂O(l)           ${\Delta }_r{H}_{298}^o$= – 890,3 kJ

Biết nhiệt tạo thành chuẩn của CO₂(g) và H₂O(l) tương ứng là – 393,5 và – 285,8 kJ/mol. Hãy tính nhiệt tạo thành chuẩn của khí methane.

Cho giá trị trung bình của các năng lượng liên kết ở điều kiện chuẩn:

Biến thiên enthalpy của phản ứng C₃H₈(g) ⟶ CH₄(g) + C₂H₄(g) có giá trị là

Dung dịch glucose (C₆H₁₂O₆) 5%, có khối lượng riêng là 1,02 g/mL, phản ứng oxi hoá 1 mol glucose tạo thành CO₂ (g) và H₂O (l) toả ra nhiệt lượng là 2 803,0 kJ.

Một người bệnh được truyền một chai chứa 500 mL dung dịch glucose 5%. Năng lượng tối đa từ phản ứng oxi hóa hoàn toàn glucose mà bệnh nhân đó có thể nhận được là

Cho biết biến thiên enthalpy của phản ứng sau ở điều kiện chuẩn:

CO (g) +  O₂ (g) ⟶ CO₂ (g)        ${\Delta }_r{H}_{298}^o$  = -283,0 kJ

Biết nhiệt tạo thành chuẩn của CO₂:  (CO₂ (g)) = –393,5 kJ/mol.

Nhiệt tạo thành chuẩn của CO là

Phản ứng chuyển hoá giữa hai dạng đơn chất của phosphorus (P):

P (s, đỏ) ⟶ P (s, trắng)                    ${\Delta }_r{H}_{298}^o$= 17,6 kJ

Điều này chứng tỏ phản ứng:

A. thu nhiệt, P đỏ bền hơn P trắng.

B. thu nhiệt, P trắng bền hơn P đỏ.

C. toả nhiệt, P đỏ bền hơn P trắng.

D. toả nhiệt, P trắng bền hơn P đỏ.

Hệ thống hóa kiến thức trang 89 Sách Hóa học 10: Hoàn thành các nội dung còn thiếu sau đây:

Chất phản ứng ⟶ Sản phẩm,           > 0 (phản ứng …?... nhiệt)

                                                         < 0 (phản ứng …?... nhiệt)

Tính biến thiên enthalpy của phản ứng theo nhiệt tạo thành (ở điều kiện chuẩn):

Tính biến thiên enthalpy của phản ứng (mà các chất đều ở thể khí) theo năng lượng liên kết (ở điều kiện chuẩn):

Nhận biết được một phản ứng là toả nhiệt hay thu nhiệt.

Tính được biến thiên enthalpy của một số phản ứng khi biết nhiệt tạo thành hoặc năng lượng liên kết của các chất.

Từ số liệu năng lượng liên kết ở Bảng 12.2, hãy tính biến thiên enthalpy của phản ứng đốt cháy butane theo năng lượng liên kết, biết sản phẩm phản ứng đều ở thể khí.

a) Cho biết năng lượng liên kết trong các phân tử O₂, N₂, và NO lần lượt là 494 kJ/mol, 945 kJ/mol và 607 kJ/mol. Tính biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng:

N₂(g) + O₂(g) → 2NO(g)

b) Giải thích vì sao nitrogen chỉ phản ứng với oxygen ở nhiệt độ cao hoặc khi có tia lửa điện.

Từ số liệu Bảng 17.1, hãy xác định biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng đốt cháy ethane:

C₂H₆ (g) + O₂ (g)  2CO₂ (g) + 3H₂O (l)     (1)

Cho phản ứng:

C (kim cương) ⟶ C (graphite)      

a) Ở điều kiện chuẩn, kim cương hay graphite có mức năng lượng thấp hơn?

b) Trong phản ứng xác định nhiệt tạo thành của CO₂(g): C(s) + O₂(g) → CO₂(g). Carbon ở dạng kim cương hay graphite?

Phản ứng tôi vôi toả ra nhiệt lượng rất lớn, có thể làm sôi nước. Hãy nêu các biện pháp để đảm bảo an toàn khi thực hiện quá trình tôi vôi.

Biết phản ứng đốt cháy khí carbon monoxide (CO) như sau:

CO (g) + O₂ (g) ⟶ CO₂ (g)         ${\Delta }_r{H}_{298}^o=-851,5kJ$

Ở điều kiện chuẩn, nếu đốt cháy hoàn toàn 2,479 L khí CO thì nhiệt lượng toả ra là bao nhiêu?

Cho các phương trình nhiệt hoá học:

(1) CaCO₃(s) → CaO(s) + CO₂(g)      ${\Delta }_r{H}_{298}^o=+176,0kJ$                                                         

(2) C₂H₄(g) + H₂(g) → C₂H₆(g)                         ${\Delta }_r{H}_{298}^o=-137,0kJ$                                          

(3) Fe₂O₃(s) + 2Al(s) → Al₂O₃(s) + 2Fe(s)                                ${\Delta }_r{H}_{298}^o=-851,5kJ$                        

Theo dõi sự thay đổi nhiệt độ của phản ứng trung hoà

Chuẩn bị: dung dịch HCl 0,5 M, dung dịch NaOH 0,5 M, 1 cốc 150 mL, giá treo nhiệt kế, nhiệt kế (có dải đo đến 100°C), que khuấy và 2 ống đong 100 mL.

Tiến hành:

- Dùng ống đong lấy 50 mL dung dịch HCl 0,5 M cho vào cốc phản ứng, lắp nhiệt kế lên giá sao cho đầu nhiệt kế nhúng vào dung dịch trong cốc (Hình 17.1). Đọc nhiệt độ dung dịch.

Theo dõi sự thay đổi nhiệt độ của dung dịch và trả lời câu hỏi:

1. Nhiệt độ trên nhiệt kế thay đổi như thế nào sau khi rót dung dịch NaOH vào cốc? Phản ứng trung hoà là toả nhiệt hay thu nhiệt?

2. Trong thí nghiệm trên, nếu thay các dung dịch HCl và NaOH bằng các dung dịch loãng hơn thì nhiệt độ thay đổi như thế nào so với thí nghiệm trên?

Khi đun nóng ống nghiệm đựng KMnO₄ (thuốc tím), nhiệt của ngọn lửa làm cho KMnO₄ bị nhiệt phân, tạo hỗn hợp bột màu đen:

2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

Em hãy dự đoán phản ứng này toả nhiệt hay thu nhiệt.

Phản ứng giữa đường glucose với oxygen tạo ra carbon dioxide, hơi nước và toả nhiều nhiệt. Sau khi chơi thể thao, cơ thể mệt mỏi, nếu uống một cốc nước hoa quả, em sẽ cảm thấy khoẻ hơn. Có phải đường glucose đã "cháy" và cấp bù năng lượng cho cơ thể?

Trong quá trình luyện gang từ quặng chứa Fe₂O₃, ban đầu không khí nóng được nén vào lò cao, đốt cháy hoàn toàn than cốc kèm theo tỏa nhiệt mạnh:

C + O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$  CO₂

Khí CO₂ đi lên phía trên, gặp các lớp than cốc và bị khử thành CO:

CO₂ + C $\stackrel{t^o}{\to }$ CO

Tiếp đó, khí CO khử Fe₂O₃ thành Fe theo sơ đồ phản ứng tổng quát:

Fe₂O₃ + CO $\stackrel{t^o}{\to }$ Fe + CO₂

Lập các phương trình hóa học ở trên, chỉ rõ chất oxi hóa, chất khử.

Đèn xì oxygen – acetylene có cấu tạo gồm hai ống dẫn khí: một ống dẫn khí oxygen, một ống dẫn khí acetylene (Hình 15.1). Khi đèn hoạt động, hai khí này được trộn vào nhau để thực hiện phản ứng đốt cháy theo sơ đồ:

C₂H₂ + O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$  CO₂ + H₂O

Phản ứng toả nhiệt lớn, tạo ra ngọn lửa có nhiệt độ đạt đến 3 000°C nên được dùng dễ hàn cắt kim loại.

Hãy xác định chất oxi hóa, chất khử và lập phương trình hoá học của phản ứng trên theo phương pháp thăng bằng electron