Lý thuyết về phản ứng hóa học - Vũ Khắc Ngọc

Tài liệu Lý thuyết về phản ứng hóa học do Vũ Khắc Ngọc biên soạn trình bày đến người học các kiến thức về tốc độ phản ứng, cân bằng hóa học. Đây là tài liệu tham khảo dành cho các bạn đang ôn thi đại học chuyên ngành Hóa học.

Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Lý thuyết về phản ứng hóa học - Vũ Khắc NgọcKhóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Lý thuyết về phản ứng hóa học LÝ THUYẾT VỀ PHẢN ỨNG HÓA HỌC (TÀI LIỆU BÀI GIẢNG) Giáo viên: VŨ KHẮC NGỌC Đây là tài liệu tóm lược các kiến thức đi kèm với bài giảng “Lý thuyết về phản ứng hóa học” thuộc Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) tại website Hocmai.vn. Để có thể nắm vững kiến thức phần “Lý thuyết về phản ứng hóa học”, Bạn cần kết hợp xem tài liệu cùng với bài giảng này.I. TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG Các phản ứng hoá học xảy ra nhanh chậm khác nhau, ta nói phản ứng xảy ra với tốc độ khác nhau. Cóphản ứng xảy ra trong hàng nghìn năm, như sự chuyển hoá đá granit thành đất sét. Tốc dộ phản ứng hóa học được đo bằng sự thay đổi nồng độ của một chất tham gia phản ứng trongmột đơn vị thời gian, thường biểu thị bằng sôốmol/l trong một giây (mol/l.s). Ví dụ phản ứng oxi hoá SO2 thành SO3 : 2SO2 + O2 2SO3 Nếu nồng độ ban đầu của SO2 là 0,03 mol/l, sau 30 giây nồng độ của nó là 0,01 mol/l thì tốc độ củaphản ứng này trong khoảng thời gian đó bằng : Một cách tổng quát, tốc độ của phản ứng hoá học được tính theo công thức : Trong đó: v : tốc độ phản ứng. C1 : nồng độ ban đầu của một chất tham gia phản ứng (mol/l). C2 : nồng độ của chất đó (mol/l) sau t giây (s) xảy ra phản ứng. ∆C = C1 - C2. Tốc độ của phản ứng hoá học phụ thuộc vào bản chất của những chất tham gia phản ứng và nhữngđiều kiện tiến hành phản ứng, quan trọng nhất là : nồng độ các chất tham gia phản ứng, nhiệt độ, sự có mặtcủa chất xúc tác. Khi tăng nồng độ các chất tham gia phản ứng, các phân tử va chạm với nhau nhiều hơn trong một đơnvị thời gian nên tốc độ của phản ứng tăng lên. Tốc độ của phản ứng tỉ lệ thuận với nồng độ các chất thamgia phản ứng. Ví dụ tốc độ của phản ứng tạo thành hiđro iotua từ hiđro và hơi iot được tính như sau: v = k [H2] [I2] Trong đó v : tốc độ phản ứng. [H2] : nồng độ của hiđro, mol/l. [I2] : nồng độ của iot, mol/l. k : hệ số tỉ lệ đặc trưng cho mỗi phản ứng, còn gọi là hằng số tốc độ. Ở dạng tổng quát, với phản ứng : A+B AB. v = k [A] [B]. Để xảy ra phản ứng, các phân tử phải va chạm nhau, tuy không phải va chạm nào cũng gây ra phảnứng. Khi tăng nhiệt độ, số va chạm có hiệu quả (gây ra phản ứng tăng lên, số lần va chạm giữa các phân tửtrong một đơn vik thời gian tăng lên, dẫn đến sự tăng tốc độ phản ứng. Thông thường, khi tăng nhiệt độ10oC thì tốc độ phản ứng tăng 2 - 3 lần. Ở phản ứng có chất rắn tham gia, như phản ứng giữa sắt với lưu huỳnh, cacbon với oxi, kẽm với dungdịch axit sunfuric thid tốc độ phản ứng tỉ lệ thuận với độ lớn của bề mặt các chất tham gia phản ứng. Dovậy, để thực hiện phản ứng, các chất rắn thường được nghiền nhỏ để tăng diện tích tiếp xúc giữa các chấtphản ứng. Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 1 -Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Lý thuyết về phản ứng hóa học Tốc độ của phản ứng cũng tăng lên khi có mặt chất xúc tác. Có thể thấy rõ điều này qua phản ứng oxihoá SO2 thành SO3. Nếu chỉ đun nóng hỗn hợp gồm SO2 và O2 thì phản ứng xảy ra rất chậm. Nếu có mặtchất xúc tác (crom oxit Cr2O3 hoặc mangan đioxit MnO2) thì phản ứng xảy ra nhanh. Nếu làm thí nghiệmnhư mô ta trong hình vẽ, ta sẽ trông rõ anhiđrit sunfuric đi vào bình cầu ở dạng mù (đó là do SO 3 gặp hơinước trong bình cầu, tạo thành những giọt nhỏ axit sunfuric). Dụng cụ được lắp như hình vẽ. Khi bắt đầu thí nghiệm, ta đốt nóng mạnh crom oxit, sau đó dùng quả bóp cao su để đẩy không khívào, không khí sẽ mang theo khí sunfurơ. Khi hỗn hợp khí đi qua chất xúc tác đun nóng thì khí sunfurơ bịoxi của không khí oxi hoá và anhiđrit sunfuric được tạo thành.II. CÂN BẰNG HÓA HỌC Có những phản ứng xảy ra theo hai chiều ngược nhau, ví dụ phản ứng phân huỷ và tạo thành nước,phản ứng phân huỷ và tạo thành thuỷ ngân oxit, phản ứng phân huỷ và tạo thành anhiđrit sunfuric v.v... Ta xét phản ứng oxi hoá anhiđric sunfurơ để tạo thành anhiđrit sunfuric : 2SO2 + O2 2SO3. Nếu ta cho anhiđrit sunfuric đi qua chất xúc tác đã được sử dụng để oxi hoá anhiđric sunfurơ, và cũngở đúng nhiệt độ oxi hoá anhiđric sunfurơ thì thấy rằng, một phần anhiđrit sunfuric bị phân huỷe thànhanhiđric sunfurơ và oxi, nghĩa là xảy ra phản ứng : 2SO3 2SO2 + O2. Như vậy, phản ứng tạo thành SO3 và phản ứng phân huỷ SO3 xảy ra ở cùng điều kiện. Hai phản ứngđó là thuận nghịch của nhau. Những phản ứng hoá học xảy ra theo hai chiều ngược nhau ở cùng điều kiện gọi là phản ứng thuậnnghịch. Phản ứng thuận nghịch ...