Hóa học đại cương học viện nông nghiệp năm 2024

Hóa đại cương

Lớp học phần VNUA-Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam
https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/

CHƢƠNG 4: ĐỘNG HÓA HỌC

- Tốc độ phản ứng
+ Khái niệm
+ Các yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng
- Cân bằng hóa học
+ Khái niệm
+ Hằng số cân bằng hóa học
+ Sự chuyển dịch cân bằng
- Phản ứng quang hóa
- Bài tập

CHƢƠNG 4: ĐỘNG HÓA HỌC
- Tốc độ phản ứng
+ Khái niệm
+ Các yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng
- Cân bằng hóa học
+ Khái niệm
+ Hằng số cân bằng
+ Sự chuyển dịch cân bằng
- Bài tập

1

Hóa đại cương

I – TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG
1.1.- KHÁI NIỆM TỐC ĐỘ PƢ
Tốc độ phản ứng được biểu diễn bằng biến thiên nồng độ của 1 trong
các chất tham gia phản ứng hoặc chất taọ thành sau phản ứng trong 1
đơn vị thời gian ở điều kiện xác định.
Giả sử ta có phản ứng: A + B  C + D
C1  C2
C C
ΔC
 2 1 
t 2  t1
t 2  t1
Δt
Nếu khảo sát biến thiên nồng độ theo chất sản phẩm phản ứng thì:

Ở thời điểm t1, nồng độ chất phản ứng A là C1
Ở thời điểm t2, nồng độ chất phản ứng A là C2
V

V

C 2  C1
ΔC

t 2  t1
Δt

Biểu thức tổng quát về tốc độ trung bình của phản ứng:

V

ΔC
Δt

(4.1)

Nếu xét trong khoảng thời gian vô cùng nhỏ thì vận tốc tức thời của
phản ứng là:
ΔC
dC
v   lim

(4.2)
Δt0 Δt
dt

1.2.- PHẢN ỨNG ĐƠN GIẢN VÀ PHẢN ỨNG PHỨC TẠP
Phản ứng đơn giản:

Là phản ứng chỉ diễn ra qua một giai đoạn

CH3 – N = N – CH3  CH3 – CH3 + N2.
H2 + I2  2HI
2NO + O2  2NO2

Phản ứng phức tạp:

Là phản ứng diễn ra qua một số giai đoạn

2NO + 2H2  N2 + 2H2O
Các giai đoạn phản ứng:
NO + H2  NOH2.
NOH2 + NO  N2 + H2O2.
H2O2 + H2  2H2O

2

Hóa đại cương

1.3 – CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG TỚI TỐC ĐỘ PƢ
1.3.1. Ảnh hƣởng của nồng độ chất tham gia phản ứng

a .Định luật tác dụng khối lượng
- Phản ứng đồng thể.
Định luật tác dụng khối lượng: (nhà bác học Na-uy C. Guldbert và P.Waage đưa
ra năm 1864), được phát biểu như sau:

“ở một nhiệt độ xác định, tốc độ của phản ứng hoá học tỷ lệ thuận với
tích nồng độ của các chất tham gia phản ứng với luỹ thừa thích hợp”.
Giả sử có phản ứng: mA + nB = pC + qD.
v = k.CAx.CBy
- CA,CB: là nồng độ chất A và chất B.
- x, y: là những số, nói chung x≠ m, y ≠ n . Trong một số trường hợp chỉ số này
trùng với hệ số tỉ lượng m, n trong phương trình phản ứng. Do vậy, để dễ hiểu ta
có thể biểu diễn:
v = k.CAm.CBn
- k: là hằng số tốc độ phản ứng có giá trị phụ thuộc vào bản chất của chất
phản ứng và nhiệt độ phản ứng (không phụ thuộc vào nồng độ C). k được xác
định bằng thực nghiệm.

Thí dụ: Có phản ứng 2SO2 + O2  2SO3
tốc độ phản ứng thay đổi như thế nào khi giảm thể tích của hệ
xuống 3 lần ở nhiệt độ không đổi
2
v0  kCSO
CO 2
2

Thể tích giảm 3 lần

v  k.[3CSO2 ]2.[3CO ]  27 v 0
2

3

Hóa đại cương

Nếu phản ứng xảy ra giữa các chất khí. Theo phương trình trạng thái
khí lí tưởng: nồng độ của chất khí tỉ lệ với áp suất riêng phần của khí đó
trong hỗn hợp.
Áp suất riêng phần của một khí là áp suất gây ra do chính khí đó trong
hỗn hợp. Áp suất riêng phần của khí i được tính theo công thức:

Pi 

ni
P
 ni

(4.4)

p - áp suất chung của hệ.
ni -số mol của khí i.
 n i là tổng số khí có trong hệ.

Lúc đó phương trình động học của phản ứng có thể viết:

v  kPAm .PBn

(4.5)

V2 O 5
.
Thí dụ: trong phản ứng: 2SO2 + O2  2SO3

Nếu tính theo áp suất:

2
v c  k c .C SO
.C O2
2

2
v p  k p .PSO
.PO 2
2

- Phản ứng dị thể.
Trong trường hợp này phản ứng chỉ xảy ra trên bề mặt chất rắn nên
ngoài sự phụ thuộc vào nồng độ khí hoặc chất hoà tan ra, vận tốc của
phản ứng còn phụ thuộc vào diện tích bề mặt tiếp xúc giữa 2 pha.

Thí dụ 1: đối với phản ứng:
Cgr + O2 (k)  CO2 (k)
Vận tốc phản ứng sẽ tỷ lệ với nồng độ của O2 và diện tích tiếp
xúc (S) giữa Cgr và O2. Ở thời điểm khảo sát diện tích tiếp xúc
(S) coi như không đổi, do đó vận tốc của phản ứng trên tỉ lệ với
nồng độ (áp suất) của O2:

v  k c .C O 2 Hoặc v  k p .PO 2

Vậy: Trong trường hợp có chất rắn tham gia phản ứng thì “nồng độ” của nó
không có mặt trong biểu thưc toán học của định luật tác dụng khối lượng.

4

Hóa đại cương

b .Bậc phản ứng
Trong phương trình động học, x+y được gọi là bậc phản ứng
Bậc phản ứng là tổng các số mũ của các thừa số nồng độ trong phương trình
tốc độ phản ứng.
Đối với phản ứng đơn giản (phản ứng xảy ra một giai đoạn) thì x+y = m+n.
Thí dụ:
CH3 – N = N – CH3  CH3 – CH3 + N2.

Phản ứng bậc 1

H2 + I2  2HI

Phản ứng bậc 2

2NO + O2  2NO2

Phản ứng bậc 3

Còn trong phản ứng phức tạp thì bậc phản ứng x+ y ≠ m +n.
Giai đoạn chậm nhất quyết định đến tốc độ phản ứng
Thí dụ: có phản ứng H2O2 + 2HI  2H2O + I2
Phản ứng trên xảy ra 2 giai đoạn:
H2O2 + HI  HIO + H2O xảy ra chậm
HIO + HI 

I2 + H2O xảy ra nhanh

Khi đó, tốc độ của phản ứng trên là v=k[H2O2].[HI]

Phản ứng bậc 2

Thí dụ một số phản ứng khác
2NO + 2H2  N2 + 2H2O
Các giai đoạn phản ứng:

Phản ứng bậc 3

NO + H2  NOH2.
NOH2 + NO  N2 + H2O2.
H2O2 + H2  2H2O

CO + Cl2  COCl2

Phản ứng bậc 5/2

Bậc phản ứng được xác định bằng thực nghiệm dựa vào phương
trình động học của các phản ứng có thể xác định một số thông số,
trong đó có bậc phản ứng (xem trang 75)

5