Chương 4 Động hóa học Hóa Đại Cương

HĨA ĐẠI CƯƠNG

Chương 4: Động hóa học

CHƢƠNG 4: ĐỘNG HĨA HỌC
CHUẨN ĐẦU RA
G1.4 Trình bày được khái niệm tốc độ phản ứng, biểu thức tốc độ phản ứng, ý nghĩa các thơng số trong
biểu thức tốc độ
G2.1 Hiểu và tính tốn được các thơng số nhiệt động để kết luận về các vấn đề liên quan đến một phản
ứng hóa học (có xảy ra hay khơng, phản ứng xảy ra nhanh hay chậm, hiệu suất của phản ứng).
G2.4. Có khả năng chủ động tự tìm kiếm tài liệu, tự nghiên cứu và trình bày các nội dung liên quan đến
một mơn học
G3. Có khả năng giao tiếp bằng văn viết.
G4. Vận dụng được lý thuyết đã học để giải thích những vấn đề thực tế liên quan.
NỘI DUNG
1. Một số khái niệm
1.1. Một số khái niệm về phản ứng hóa học
1.2. Khái niệm vận tốc phản ứng
1.3. Thuyết va chạm, phức chất hoạt động
2. Ảnh hưởng của nồng độ lên vận tốc phản ứng
2.1. Định luật tác dụng khối lượng
2.2. Sự biến đổi vận tốc theo nồng độ
3. Ảnh hưởng của nhiệt độ
3.1. Quy tắc Van’t Hoff
3.2. Phương trình Arrhenius
4. Ảnh hưởng của chất xúc tác
4.1. Khái niệm chất xúc tác
4.2. Các đặc điểm chung của quá trình xúc tác
4.3. Xúc tác và cân bằng nhiệt động học
4.4. Tác dụng của xúc tác đồng thể
4.5. Tác dụng của xúc tác dị thể

Đọc sách HÓA HỌC ĐẠI CƢƠNG (Nguyễn Đức Chung)
Chƣơng 7: ĐỘNG HÓA HỌC từ trang 222-234.
Đọc sách CHEMISTRY (Zumdahl) từ trang 526-577.

1


HĨA ĐẠI CƯƠNG

Chương 4: Động hóa học

Câu hỏi lý thuyết:
1. Tốc độ phản ứng hóa học là gì ?
2. Phân biệt phản ứng đơn giản và phản ứng phức tạp.
3. Năng lượng hoạt hóa là gì ?
4. Phản ứng bậc nhất là gì ? Mối liên hệ giữa hằng số tốc độ phản ứng bậc nhất với thời gian và
nồng độ. Lập cơng thức tính thời gian nửa phản ứng của phản ứng bậc nhất.
5. Phản ứng bậc hai là gì ? Mối liên hệ giữa hằng số tốc độ phản ứng bậc hai với thời gian và
nồng độ. Lập cơng thức tính thời gian nửa phản ứng của phản ứng bậc nhất.
6. Cho biết ảnh hưởng của nhiệt độ đối với tốc độ phản ứng.
7. Cho biết ảnh hưởng của chất xúc tác đối với tốc độ phản ứng.

Câu hỏi thực tế:
Tại sao phản ứng đốt cháy khí gas là phản ứng tỏa nhiệt nhƣng khi bếp rò rỉ, khí gas tiếp xúc
với oxy khơng khí nhƣng phản ứng cháy khơng xảy ra, chỉ khi có mồi lửa hoặc đánh tia lửa
điện thì mới xảy ra sự cháy ?

2

HĨA ĐẠI CƯƠNG

Chương 4: Động hóa học

1. Một số khái niệm
1.1. Một số khái niệm về phản ứng hóa học
Một phương trình hóa học thơng thường khơng cho biết rõ thực sự phản ứng đã xảy ra như
thế nào. Trong nhiều trường hợp, nó chỉ là phương trình tổng cộng của nhiều giai đoạn đơn giản
(các bước sơ cấp).
Một chuỗi các bước sơ cấp dẫn đến hình thành sản phẩm được gọi là cơ chế phản ứng.
Phản ứng đơn giản là phản ứng xảy ra qua một giai đoạn.
Phản ứng phức tạp là phản ứng xảy ra qua nhiều giai đoạn.
Chất trung gian là chất xuất hiện trong giai đoạn 1 sau đó lại bị tiêu thụ ở giai đoạn 2, và
khơng có mặt trong phản ứng tổng qt.
Phân tử số của một giai đoạn phản ứng là số tiểu phân tham gia trong giai đoạn đó.
Bậc phản ứng bằng tổng số mũ của nồng độ các chất phản ứng ghi trong phương trình
động học v = k[A]p[B]q (bậc phản ứng bằng p+q). Nếu tổng số mũ đó là 1, 2, 3, … thì phản ứng
đó được gọi tương ứng là phản ứng bậc 1, bậc 2, bậc 3, … Bậc phản ứng chỉ có thể được xác
định từ thực nghiệm, không thể dựa vào các hệ số hợp thức của phương trình hóa học.
Đối với phản ứng đơn giản, một giai đoạn, bậc phản ứng trùng với các hệ số hợp thức của
phương trình hóa học đã cân bằng và bằng phân tử số.
Trong phản ứng phức tạp, nhiều giai đoạn, giai đoạn chậm là giai đoạn quyết định vận
tốc phản ứng, nên bậc phản ứng được xác định dựa trên phân tử số của giai đoạn chậm nhất. Do
đó bậc phản ứng khác với các hệ số hợp thức của phương trình hóa học đã cân bằng.
Phản ứng đồng thể: là phản ứng xảy ra trong hệ đồng thể.
Phản ứng dị thể: là phản ứng xảy ra trong hệ dị thể.
Ví dụ : xét phản ứng đồng thể sau
2N2O5 (k)  4NO2 (k) + O2 (k)
Thực chất phản ứng này xảy ra theo 2 giai đoạn, theo cơ chế phản ứng như sau :

Giai đoạn 1 : N2O5

N2O3 + O2 (chậm)
Giai đoạn 2 : N2O3 + N2O5  4NO2
(nhanh)
Đây là phản ứng phức tạp.
Tiểu phân N2O3 gọi là chất trung gian, nó xuất hiện trong giai đoạn 1 sau đó lại bị tiêu thụ
ở giai đoạn 2, và khơng có mặt trong phản ứng tổng qt.
Trong giai đoạn 1 chỉ có một tiểu phân N2O5 tham gia phản ứng nên có phân tử số là 1,
giai đoạn 2 có hai tiểu phân là N2O3 và N2O5 tham gia phản ứng nên có phân tử số là 2.
Vận tốc phản ứng được quyết định bởi giai đoạn chậm là giai đoạn 1, do đó phương trình
vận tốc theo định luật tác dụng khối lượng của giai đoạn 1 là v = k[N2O5]. Bậc tổng quát của
phản ứng là bậc 1.
1.2. Khái niệm vận tốc phản ứng
Vận tốc phản ứng hóa học là đại lượng đặc trưng cho diễn biến nhanh hay chậm của một
phản ứng hóa học.
Định nghĩa: vận tốc phản ứng là số tác dụng đơn giản (bước sơ cấp hay giai đoạn) của nó
diễn ra trong một đơn vị thời gian và đơn vị thể tích (đối với phản ứng đồng thể) hoặc trên một
đơn vị bề mặt phân chia các pha (đối với phản ứng dị thể).

3


HĨA ĐẠI CƯƠNG

Chương 4: Động hóa học

Vận tốc phản ứng thường được đo bằng biến thiên nồng độ của một trong các chất tham
gia phản ứng hoặc sản phẩm trong một đơn vị thời gian. Đơn vị : M/phút (mol.l-1.phút-1) hoặc
phút-1 hoặc mol.l-1.s-1 hoặc s-1.

C
v 
t
v : vận tốc trung bình
C: biến thiên nồng độ trong khoảng thời gian t.
Ghi chú: Nếu C là nồng độ của tác chất thì lấy dấu Nếu C là nồng độ của sản phẩm thì lấy dấu +
Tuy nhiên, do nồng độ chất phản ứng thay đổi liên tục trong quá trình phản ứng, để chính
xác phải sử dụng vận tốc tức thời của phản ứng, được định nghĩa là vận tốc tại một thời điểm t
nhất định. Thực tế, để đơn giản, người ta thường chọn một tác chất đại diện nào đó để khảo sát
vận tốc phản ứng đã cho. Vi phân nồng độ chất đại diện theo thời gian được coi là vận tốc tức
thời của phản ứng:
v  lim v  
t 0

dC
dt

Đối với phản ứng tổng quát:
aA + bB  cC + dD

v= lim v  
t 0

1 d  A
1 d  B
1 d  C
1 d  D




a dt
b dt
c dt
d dt

Những nội dung sau chủ yếu đề cập vận tốc tức thời.
1.3. Thuyết va chạm, phức chất hoạt động
Để có một phản ứng xảy ra phải có va chạm giữa các phân tử tác chất. Tuy nhiên không
phải tất cả các va chạm đều dẫn đến hình thành phân tử mới. Chỉ những va chạm có hiệu quả
giữa các tiểu phân có năng lượng dư đủ lớn và va chạm phải được định hướng đúng mới hình
thành sản phẩm.
Năng lượng hoạt hóa
Năng lượng dư là năng lượng cần thiết để các tiểu phân va chạm có thể thắng được lực đẩy
giữa các lớp vỏ electron (hàng rào năng lượng) khi chúng tiến lại gần nhau và nhờ đó mà xảy ra
sự phá hủy liên kết cũ, phân bố lại mật độ electron và xây dựng liên kết hóa học mới.
Khi phản ứng chuyển hệ từ trạng thái năng lượng A đến trạng thái năng lượng B, hệ cần
phải vượt qua hàng rào năng lượng hoạt hóa Ea. Chỉ những phân tử có năng lượng dư lớn hơn
hoặc bằng năng lượng hoạt hóa Ea của phản ứng thì mới có
thể tham gia phản ứng. Tiểu phân có năng lượng dư đủ năng
lượng kích hoạt như thế gọi là tiểu phân hoạt động, các tiểu
Ea
a
phân hoạt động chiếm tỷ lệ nhỏ trong hỗn hợp phản ứng.
Năng lƣợng hoạt hóa của phản ứng Ea là năng lượng
tối thiểu cần thiết để kích hoạt phản ứng. Ea càng nhỏ thì
càng có nhiều tiểu phân trở thành hoạt động, do đó vận tốc
phản ứng càng lớn.
Xác suất để 3 tiểu phân có đủ năng lượng hoạt hóa (Ea) và va chạm nhau đúng định hướng
là rất ít (do đó phản ứng ba phân tử rất hiếm gặp, từ đó bậc phản ứng ít khi lớn hơn 3).
4

HĨA ĐẠI CƯƠNG

Chương 4: Động hóa học

Phức chất hoạt động
Trong phản ứng hóa học, nếu sản phẩm chỉ được tạo thành sau khi liên kết trong các tác
chất bị phá vỡ hồn tồn thì năng lượng hoạt hóa của phản ứng sẽ rất cao vì năng lượng phá vỡ
liên kết thường rất lớn, và như vậy phản ứng hóa học rất khó xảy ra. Tuy nhiên trong thực tế có
nhiều phản ứng hóa học xảy ra dễ dàng. Đó là do đa số các phản ứng đã diễn ra qua giai đoạn tạo
thành hợp chất trung gian hoạt động không bền mà sau đó sẽ phân hủy để tạo thành sản phẩm.
Hợp chất trung gian hoạt động không bền này được gọi là phức chất hoạt động (hay trạng thái
chuyển tiếp). Chính nhờ sự tạo thành phức chất hoạt động mà năng lượng hoạt hóa của phản ứng
giảm xuống. Trong trường hợp này, năng lượng hoạt hóa là năng lƣợng cần thiết để chuyển các
chất phản ứng sang trạng thái phức chất hoạt động.
Ví dụ: xét phản ứng:
H2 + I2  2HI
Khi hai phân tử H2 và I2 tiến lại gần nhau năng lượng của hệ tăng lên do lực đẩy tương hỗ
giữa các lớp vỏ electron của các nguyên tử trong phân tử. Chỉ những phân tử nào có năng lƣợng
dƣ thắng được lực đẩy và tiến lại gần nhau hơn, tạo điều
kiện cho các tương tác xảy ra, dẫn tới tạo thành phức chất
hoạt động H2---I2. Phức chất này tương ứng với trạng thái
khi các liên kết trong các phân tử H2 và I2 chưa bị phá vỡ
hoàn toàn và các liên kết trong phân tử HI cũng chưa được
tạo thành hồn tồn. Phức chất này khơng bền vì trạng
H2+I2
thái của nó tương ứng dự trữ năng lượng cao. Do đó, nó
2HI
H

phân hủy tạo thành H2, I2 hoặc 2HI (tuy nhiên tạo 2HI
thuận lợi về năng lượng so với tạo thành H2 và I2).
Nếu quá trình tổng hợp không diễn ra qua con đường tạo thành phức chất hoạt động, mà
phân ly thành các nguyên tử H và I thì năng lượng hoạt hóa rất cao.
Đối với phản ứng xảy ra qua 2 giai đoạn, giản đồ năng lượng như sau:
Ea1>Ea2, giai đoạn 1 xảy ra chậm hơn giai đoạn 2
giai đoạn 1 quyết định vận tốc phản ứng

Phức chất
hoạt động

Tác chất

Sản phẩm
Giai đoạn 1

Giai đoạn 2

5


HĨA ĐẠI CƯƠNG

Chương 4: Động hóa học

Dựa trên thuyết va chạm hoạt động có thể giải thích sự ảnh hưởng của nồng độ và nhiệt độ
đến vận tốc phản ứng.
Khi nồng độ các chất phản ứng tăng lên thì tổng số tiểu phân phản ứng tăng lên, do đó số
va chạm giữa các tiểu phân cũng như số tiểu phân hoạt động tăng lên, làm tăng vận tốc phản
ứng.

Khi nhiệt độ tăng, chuyển động nhiệt của các tiểu phân tăng, số va chạm giữa chúng tăng
lên. Tuy nhiên, khi nhiệt độ tăng, số va chạm tăng không đáng kể, nhưng số tiểu phân hoạt động
tăng rất nhanh, nên vận tốc phản ứng tăng rất nhanh.
2. Ảnh hƣởng của nồng độ lên vận tốc phản ứng
2.1. Định luật tác dụng khối lƣợng
Theo thuyết va chạm, khi nồng độ các chất phản ứng tăng lên thì tổng số tiểu phân phản
ứng tăng lên, do đó số va chạm giữa các tiểu phân cũng như số tiểu phân hoạt động tăng lên, làm
tăng vận tốc phản ứng.
Như vậy, vận tốc phản ứng tỷ lệ với nồng độ các chất tham gia phản ứng. Sự phụ thuộc
vận tốc phản ứng vào nồng độ được thể hiện trong định luật tác dụng khối lượng:
“Trong hệ đồng thể, ở nhiệt độ không đổi, vận tốc phản ứng tỷ lệ thuận với tích số nồng độ
các chất phản ứng kèm theo số mũ bằng hệ số tỷ lƣợng của chúng trong phƣơng trình phản
ứng”. Định luật này chỉ áp dụng chính xác với các phản ứng đồng thể đơn giản hoặc từng giai
đoạn của phản ứng phức tạp.
v = k[A]a[B]b
Ví dụ : Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ tác chất đối với vận tốc phản ứng :
F2 (k) + 2ClO2 (k)  2FClO2 (k)
Vận tốc đầu
(M/s)

TN

[F2]
(M)

[ClO2]

1

0,10

0,01

1,2 x 10

2

0,10

0,04

4,8 x 10

3

0,20

0,01

2,4 x 10

(M)

-3
-3
-3

Nhận xét:
Vận tốc phản ứng ở từng thí nghiệm tỷ lệ thuận với nồng độ chất có ảnh hưởng.
Vậy : v=k[F2][ClO2]

Phương trình động học
Phƣơng trình tốn học rút ra từ thực nghiệm, mơ tả quan hệ giữa vận tốc tức thời với nồng
độ của chất phản ứng đƣợc gọi là phương trình động học hay phƣơng trình vận tốc phản ứng.
Với phản ứng chung trong hệ đồng thể:

aA + bB  cC + dD
v = k[A]p[B]q

Bậc phản ứng = p + q
6


HĨA ĐẠI CƯƠNG

Chương 4: Động hóa học

v : vận tốc tức thời tại một thời điểm xác định.
[A] và [B] là nồng độ tức thời của tác chất A và B tại thời điểm đó.
k : hệ số tỷ lệ, phụ thuộc vào bản chất các chất tác dụng và nhiệt độ. Đối với một phản
ứng đã chọn, k chỉ phụ thuộc nhiệt độ, hay nói cách khác k là đại lượng khơng đổi tại
nhiệt độ nhất định. Chính vì vậy k được gọi là hằng số vận tốc. Đây là đại lượng đặc
trưng cho vận tốc phản ứng, k càng lớn vận tốc phản ứng càng nhanh.
Nếu CA = CB = 1 mol/l, thì v = k, về độ lớn k bằng vận tốc phản ứng khi nồng độ các
tác chất bằng đơn vị. Do đó, k cịn được gọi là vận tốc riêng của phản ứng.
Đơn vị của hệ số tỉ lệ k phụ thuộc vào bậc phản ứng.
Nếu phản ứng xảy ra giữa những chất khí người ta có thể thay thế nồng độ bằng áp suất riêng
của các chất khí.
v = kPPApPBq
Bậc phản ứng = p + q.
Riêng với hệ dị thể, phản ứng thực sự chỉ diễn ra trên bề mặt phân chia giữa các pha. Vận tốc

phản ứng tỷ lệ thuận với nồng độ chất lỏng hoặc khí và diện tích bề mặt của chất rắn. Diện
tích bề mặt chất rắn càng lớn phản ứng càng nhanh (có thể tăng diện tích bề mặt bằng cách
nghiền). Theo nhiệt động học, hoạt độ chất rắn bằng đơn vị nên chất rắn khơng có mặt trong
biểu thức vận tốc phản ứng.
Ví dụ: C (r) + O2 (k)  CO2 (k)
Bậc phản ứng = 1.
v = k[O2] hoặc v = k’PO2
2.2. Sự biến đổi vận tốc theo nồng độ
Giả sử một phản ứng có vận tốc phản ứng chỉ phụ thuộc vào nồng độ chất A, phương trình
động học như sau :
v = k[A]n
Phản ứng Bậc phản ứng Phƣơng trình động học Nồng độ tác chất
Vận tốc
Nồng độ tác chất không ảnh hưởng
Bậc 0
n=0
v = k[A]0
vận tốc phản ứng
1
Bậc 1
n=1
v = k[A]
Tăng gấp đôi
Tăng gấp 21
Bậc 2
n=2
v = k[A]2
Tăng gấp đôi
Tăng gấp 22
Bậc 3

n=3
v = k[A]3
Tăng gấp đôi
Tăng gấp 23
Bậc n
n=n
v = k[A] n
Tăng gấp đôi
Tăng gấp 2n
Ví dụ: Sự nghiên cứu trên phản ứng 2NO(k) + Cl2(k)  2NOCl (k) cho thấy khi nồng độ
NO không đổi, vận tốc phản ứng tăng gấp đôi khi nồng độ Cl2 tăng gấp đôi. Khi nồng độ Cl2
không đổi, vận tốc phản ứng tăng gấp 4 lần khi nồng độ NO tăng gấp đơi. Viết phương trình
động học của phản ứng và xác định bậc toàn phần.

7


HĨA ĐẠI CƯƠNG

Chương 4: Động hóa học

Từ phương trình tốc độ phản ứng, liên hệ với sự biến thiên nồng độ tác chất theo thời gian,
bằng cách lấy tích phân các đại lượng nồng độ và thời gian tương ứng, cho phép xác định hằng
số tốc độ cũng như lượng chất phản ứng còn lại, sản phẩm tạo thành trong thời gian mong muốn,
như sau:
2.2.1. Phản ứng bậc không
Phản ứng bậc khơng là phản ứng mà vận tốc của nó khơng phụ thuộc vào nồng độ.
Ta có sơ đồ :
aA  các sản phẩm
Từ biểu thức vận tốc phản ứng bậc khơng, ta có :

v = k[A]0
(1)
1 d [ A]
Mặc khác, v  
(2)
a dt
1 d [ A]
Kết hợp (1) và (2) : v  
 k[ A]0  d [ A]  akdt
a dt
t

  akdt 
0

[ A]



d [ A]

[ A ]0

[akt ]t0  [ A][ A]
[ A]

0

Từ đó rút ra: -akt = [A] - [A]0
Giả sử sau thời gian t = t1/2, thì A phản ứng hết một nửa lượng chất, [A] = [A]0/2, ta có :

t1/2 

[ A]0
2ak

2.2.2. Phản ứng bậc nhất
Phản ứng bậc nhất là phản ứng mà vận tốc của nó phụ thuộc bậc nhất vào nồng độ tác chất.
Sơ đồ chung của phản ứng bậc nhất :
aA  các sản phẩm
Từ biểu thức vận tốc phản ứng bậc nhất, ta có :
v = k[A]
(1)
1 d [ A]
Mặc khác, v  
(2)
a dt
1 d [ A]
d [ A]
Kết hợp (1) và (2) : v  
 k[ A] 
 akdt
a dt
[ A]
Lấy tích phân xác định với giới hạn từ thời điểm t=0 (khi đó [A]=[A]0) đến thời điểm t
(ứng với [A])
t

  akdt 
0

[ A]

d [ A]
[ A]
[ A ]0



  akt 0  ln A[ A]
t

[ A]
0

Từ đây rút ra
ln[ A]  ln[ A]0  akt

8


HĨA ĐẠI CƯƠNG

Chương 4: Động hóa học

Hằng số vận tốc k của phản ứng bậc nhất không phụ thuộc vào đơn vị biểu thị nồng độ, nó
có thứ nguyên nghịch đảo thời gian.
Giả sử sau thời gian t = t1/2, thì A phản ứng hết một nửa lượng chất, [A] = [A]0/2, ta có :
ln 2 0, 693


ak
ak
t1/2 cịn gọi là thời gian nửa phản ứng (hay chu kỳ bán hủy). Thời gian nửa phản ứng của
phản ứng bậc nhất không phụ thuộc vào nồng độ và tỷ lệ nghịch với hằng số vận tốc phản ứng.
Ví dụ : Phản ứng phân hủy N2O5 là phản ứng bậc 1 có hằng số tốc độ k=5,1x10-4 s-1 tại
45oC
N2O5 (k)  2NO2 (k) + ½ O2 (k)
a) Biết nồng độ đầu của N2O5 là 0,25 M, hỏi sau 3,2 phút nồng độ của nó là bao nhiêu?
b) Sau bao lâu nồng độ đầu của N2O5 giảm từ 0,25 M thành 0,15 M ?
c) Sau bao lâu chuyển hóa hết 62% N2O5?
ĐS: 0,23 M, 16 phút 42 giây, 31 phút 37 giây.
t1/2 

Ví dụ : Phản ứng phân hủy N2O5 có phương trình động học v=k[N2O5] với hằng số tốc độ
k=0,00840 s-1 tại một nhiệt độ xác định.
2N2O5 (k)  2N2O4 (k) + O2 (k)
a) Nếu cho 2,5 mol N2O5 vào bình dung tích 5 lit ở nhiệt độ này, hỏi sau 1 phút còn lại bao
nhiêu mol N2O5?
b) Hỏi sau bao lâu chuyển hóa hết 90% N2O5?
ĐS: 0,910 mol, 137 giây.

2.2.3. Phản ứng bậc hai
Phản ứng bậc hai là phản ứng mà vận tốc của nó phụ thuộc bậc hai vào nồng độ tác chất.
Trƣờng hợp 1 :
aA  các sản phẩm
Từ biểu thức vận tốc phản ứng bậc hai, ta có :
9


HĨA ĐẠI CƯƠNG

Chương 4: Động hóa học

v = k[A]2
1 d [ A]
Mặc khác, v  
a dt

(1)
(2)

1 d [ A]
d [ A]
Kết hợp (1) và (2) v   
 k[ A]2 
 akdt
a dt
[ A]2
Lấy tích phân xác định với giới hạn từ t=0 (khi đó [A]=[A]0) đến t (ứng với [A])
t

[ A]

d [ A]
[ A]2
[ A ]0

 akdt  
0



[ A]

 1 
[akt ]    

 [ A] [ A]0
t
0

akt 

1
1

[ A] [ A]0

Thứ nguyên của hằng số vận tốc k của phản ứng bậc hai phụ thuộc vào đơn vị biểu thị
nồng độ, nó có thứ nguyên nghịch đảo thời gian.
Giả sử sau thời gian t = t1/2, thì A phản ứng hết một nửa lượng chất, [A] = [A]0/2, ta có :

t1/2 

1
ak[ A]0

Thời gian nửa phản ứng của phản ứng bậc hai tỷ lệ nghịch với nồng độ đầu.
Ví dụ: Tại 10oC phản ứng phân hủy NOBr là bậc 2 với k = 0,810 mol-1 lit s-1.
2NOBr (k)  2NO (k) + Br2 (k)

v=k[NOBr]2
Người ta thực hiện phản ứng phân hủy trong một bình tại 10oC với nồng độ đầu của NOBr là
0,0040M. Hỏi sau bao nhiêu giây nồng độ NOBr bị tiêu thụ là 0,0015 M?
ĐS: 92,6 giây

Ví dụ : cho phản ứng sau có bậc 2 theo A và cũng là bậc toàn phần của phản ứng.
A
+
B

C
+
D
v=k[A]2
Hằng số tốc độ ở 30oC là 0,622 lit.mol-1.phút-1. Hãy xác định thời gian nửa phản ứng của A
khi trộn chất A với nồng độ 4,10.10-2 M với lượng dư chất B.
ĐS: 39,2 phút

10


HĨA ĐẠI CƯƠNG

Chương 4: Động hóa học

Trƣờng hợp 2 : (tham khảo)
A
+
B


các sản phẩm
Nếu nồng độ đầu của A và B bằng nhau, tương tự trường hợp 1.
Nếu nồng độ đầu của A và B không bằng nhau : [A]0  [B]0  [A]  [B]
A
+
B

các sản phẩm
Ban đầu
[A]0
[B]0
Tại thời điểm t
[A]0 –x
[B]0 –x
x
(chất A đã phản ứng một lượng x)
Từ biểu thức vận tốc phản ứng bậc hai, ta có :
v  k[ A][ B]  k ([ A]0  x)([ B]0  x) (1)
Mặc khác, v  

dx
dt

(2)

Kết hợp (1) và (2): k ([ A]0  x)([ B]0  x) 

kdt 

dx

dt

 dx
dx
1
dx 




([ A]0  x)([ B]0  x) [ A]0  [ B]0  [ B]0  x [ A]0  x 

Lấy tích phân xác định với giới hạn từ t=0 đến t và từ 0 đến x :
t

 kdt 
0

[kt ]t0 

x
 x dx
1
dx 
 


[ A]0  [ B]0  0 [ B]0  x 0 [ A]0  x 

1

x
  ln([ B]0  x)  ln([ A]0  x)0
[ A]0  [ B]0

Từ đó rút ra :
kt 

[ B]0 ([ A]0  x)
1
ln
([ A]0  [ B]0 ) [ A]0 ([ B]0  x)

Tóm tắt:
Với phản ứng tổng quát : aA 

sản phẩm

Vận tốc tức thời của phản ứng được tính theo nồng độ tác chất: v  

1 d [ A]
a dt

Phương trình động học có dạng v=k[A]n

Phương trình động học

Bậc 0
v=k

Bậc 1

v = k[A]

Công thức động học

[A] - [A]0 = -akt

ln[A] - ln[A]0 = -akt

Thời gian nửa phản ứng
Đơn vị của k

t1/2 

[ A]0
2ak

M.time-1

t1/2 

ln 2 0, 693

ak
ak
time-1

Bậc 2
v = k[A]2
1
1


 akt
[ A] [ A]0
t1/2 

1
ak[ A]0

M-1.time-1

11


HĨA ĐẠI CƯƠNG

Chương 4: Động hóa học

3. Ảnh hƣởng của nhiệt độ
3.1. Quy tắc Van’t Hoff
Đây là quy tắt rút ra từ kinh nghiệm thực nghiệm : “cứ tăng nhiệt độ lên 10oC, vận tốc
phản ứng hóa học trung bình tăng từ 2 đến 4 lần”.

v2

v1

t2 t1
10

Trong đó,

 : hệ số nhiệt độ (2÷4).
v1 : vận tốc phản ứng ở nhiệt độ t1.
v2 : vận tốc phản ứng ở nhiệt độ t2.
Ví dụ :
Một phản ứng tiến hành với vận tốc v ở 20oC. Hỏi phải tăng nhiệt độ lên bao nhiêu để vận
tốc phản ứng tăng lên 1024 lần ? Cho biết hệ số nhiệt độ của phản ứng là 2.
ĐS :120oC

3.2. Phƣơng trình Arrhenius
Tuy nhiên, quy tắc Van’t Hoff chỉ đúng với phản ứng xảy ra trong dung dịch, ở nhiệt độ
thấp. Khi nhiệt độ tăng, hệ số nhiệt giảm dần. Quy tắc khơng cịn phù hợp đối với hệ dị thể và
trong các phản ứng sinh học. Do đó, phương trình Arrhenius được đưa ra.
Phương trình Arrhenius cho biết sự phụ thuộc của hằng số vận tốc phản ứng k vào nhiệt
độ tuyệt đối T mà tại đó xảy ra phản ứng. Phương trình Arrhenius được rút ra từ thực nghiệm.
E
d ln k
 a2
dT
RT
Lấy tích phân bất định ta được:
E
ln k   a  ln A (lnA là hằng số tích phân)
RT
Ea là hằng số đối với mỗi phản ứng, được gọi là năng lượng kích hoạt phản ứng.
Mũ hóa để chuyển phương trình về dạng sau:


Ea
RT

k  A e
Hệ số A là thừa số trước mũ hay thừa số tần số. Giá trị của nó hồn tồn khơng phụ thuộc
vào nhiệt độ.
Từ cơng thức trên nhận thấy rằng:
 Ở một nhiệt độ xác định, Ea càng lớn tốc độ phản ứng càng nhỏ.
 Khi nhiệt độ tăng, tốc độ phản ứng tăng.
Khi nhiệt độ tăng, chuyển động nhiệt của các tiểu phân tăng, số va chạm giữa chúng tăng
lên. Tuy nhiên, khi nhiệt độ tăng, số va chạm tăng không đáng kể, nhưng số tiểu phân hoạt động
tăng rất nhanh, nên vận tốc phản ứng tăng rất nhanh. Điều này được chứng minh qua công thức
liên hệ:
E

 a
nE
 e RT
n0

Với nE là số tiểu phân hoạt động, n0 là tổng số tiểu phân.
12


HĨA ĐẠI CƯƠNG

Chương 4: Động hóa học

Bằng thực nghiệm, để xác định năng lượng hoạt hóa Ea, người ta xây dựng đồ thị biểu diễn
mối quan hệ giữa lnk theo 1/T. Đồ thị là dạng đường thẳng với độ dốc là tg = -Ea/R, từ hệ số
góc của đường thẳng tính tốn được Ea.
E
ln k   a  ln A

RT
Đồ thị biểu diễn phương trình Arrhenius:
lnk
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
1,5

.
1,6

.
1,7

.
1,8

1000
T

1,9

lnk là hàm số của 1/T. Độ dốc của đường thẳng là –Ea/R = tg.
Giả sử ở nhiệt độ T1 phản ứng có hằng số vận tốc kT1, tại nhiệt độ T2 phản ứng có hằng số
vận tốc kT2. Trong khoảng nhiệt độ rất hẹp, thực nghiệm cho thấy Ea rất ít biến đổi, ta có mối liên
hệ hằng số vận tốc phản ứng ở các nhiệt độ khác nhau như sau:

ln

kT2
kT1



Ea  1 1 
  
R  T1 T2 

Trong đó,
kT1 : hằng số vận tốc tại nhiệt độ T1.
kT2 : hằng số vận tốc tại nhiệt độ T2.
Ea : năng lượng kích hoạt phản ứng hay năng lượng hoạt hóa của phản ứng (kJ.mol-1 hoặc
kcal.mol-1), là hằng số đối với mỗi phản ứng.
R : hằng số khí lý tưởng (8,314 J.mol-1.K-1 hoặc 1,987 cal.mol-1.K-1).
T1, T2 : nhiệt độ tuyệt đối (K).
Lƣu ý đơn vị của Ea và R.
1 cal = 4,184 J
Ví dụ :
Đối với phản ứng 2NOCl (k)  2NO (k) + Cl2 (k)
Ở 77oC hằng số vận tốc k1 = 8.10-6 mol-1.l.s-1 và
ở 127oC hằng số vận tốc k2 = 5,9.10-4 mol-1.l.s-1.
Tính năng lượng hoạt hóa Ea.
ĐS : 100,12 kJ/mol

13


HĨA ĐẠI CƯƠNG

Chương 4: Động hóa học

4. Ảnh hƣởng của chất xúc tác
4.1. Khái niệm
Chất xúc tác là chất có khả năng làm thay đổi vận tốc phản ứng. Sau khi phản ứng kết thúc,
chất xúc tác không bị biến đổi về số lượng cũng như bản chất.
Những chất xúc tác có tác dụng làm tăng vận tốc phản ứng gọi là chất xúc tác.
Những chất xúc tác có tác dụng làm giảm vận tốc phản ứng gọi là chất ức chế.
Nếu chất xúc tác và chất phản ứng là hệ một pha thì ta có q trình xúc tác đồng thể, bản
thân chất xúc tác được gọi là xúc tác đồng thể.
Nếu chất xúc tác và chất phản ứng là hệ nhiều pha thì ta có q trình xúc tác dị thể, bản
thân chất xúc tác được gọi là xúc tác dị thể. Trong trường hợp này phản ứng xúc tác diễn ra trên
bề mặt phân chia pha. Xúc tác dị thể thường là chất rắn.
4.2. Các đặc điểm chung của các quá trình xúc tác
 Lượng chất xúc tác sử dụng nhỏ hơn lượng tác chất phản ứng rất nhiều.
 Tác dụng của chất xúc tác có tính chất chọn lọc cao, nghĩa là một chất có thể xúc tác cho
phản ứng này nhưng chưa chắc là xúc tác của phản ứng khác.
 Trong xúc tác đồng thể, tác dụng của xúc tác tỷ lệ với nồng độ của chất xúc tác.
 Trong đa số trường hợp, tác dụng của chất xúc tác là do nó làm giảm năng lượng hoạt
hóa của phản ứng, bằng cách thay đổi cơ chế phản ứng, dẫn đến làm tăng vận tốc phản
ứng.
4.3. Xúc tác và cân bằng nhiệt động học
Nhiệt động học khẳng định rằng trong những hệ kín, điều kiện đẳng nhiệt và đẳng áp, phản
ứng tự diễn tiến khi G < 0.
Nếu một phản ứng không tự diễn tiến với G > 0 thì khơng thể tìm được chất xúc tác để
làm cho phản ứng xảy ra.
Khi thêm chất xúc tác vào một phản ứng thuận nghịch chưa đạt cân bằng thì chất xúc tác
làm tăng tốc độ phản ứng thuận cũng như phản ứng nghịch với mức độ bằng nhau, làm cho phản
ứng thuận nghịch mau đạt cân bằng. Chất xúc tác không làm chuyển dịch cân bằng.

4.4. Tác dụng của xúc tác đồng thể
Đối với phản ứng xúc tác đồng thể, chất xúc tác kết hợp với những chất phản ứng tạo thành
phức chất hoạt động trung gian mới, làm thay đổi cơ chế phản ứng, giảm năng lượng hoạt hóa
của phản ứng.
Ví dụ: Xét phản ứng phân hủy hidro peroxit H2O2
2H2O2(dd)  2H2O(l) + O2(k).
Ở nhiệt độ thường phản ứng xảy ra với vận tốc chậm với năng lượng hoạt hóa rất cao
(đường biểu diễn màu đỏ).
Khi có mặt ion bromur, Br- phản ứng xảy ra qua hai giai đoạn, với năng lượng hoạt hóa của
từng giai đoạn thấp hơn nên phản ứng xảy ra rất nhanh (đường biểu diễn màu xanh).
Quá trình phản ứng xảy ra qua 2 giai đoạn :
2Br-(dd) + H2O2(dd) + 2H+(dd)  Br2(dd) + 2H2O(l).
Br2(dd) + H2O2(dd)  2Br-(dd) + 2H+(dd) + O2(k).
Br2 là chất trung gian vì nó hình thành trong bước 1 và bị tiêu thụ trong bước 2.

14


HĨA ĐẠI CƯƠNG

Chương 4: Động hóa học

Br- bị tiêu thụ ở giai đoạn 1 và tái sinh ở giai đoạn 2, nó khơng phải là chất trung gian. Ion
này đóng vai trò làm tăng vận tốc phản ứng, được gọi là chất xúc tác.

4.5. Tác dụng của xúc tác dị thể
Tác dụng của xúc tác dị thể có cơ chế rất phức tạp và vẫn còn nhiều vấn đề đang bàn cãi.
Có thể hiểu một cách đơn giản như sau: bề mặt xúc tác có tác dụng hấp phụ các chất phản ứng.
Do tác dụng này các tiểu phân phản ứng lại gần nhau và dưới tác dụng của trường lực các trung
tâm hoạt động, hoạt tính của các tiểu phân phản ứng tăng lên, làm giảm năng lượng hoạt hóa của

phản ứng, làm tăng vận tốc phản ứng.
Những trung tâm hoạt động chỉ chiếm phần rất nhỏ của diện tích bề mặt. Để có tác dụng
lớn cần phải làm tăng diện tích bề mặt xúc tác bằng cách nghiền nhỏ, bên cạnh đó cịn có thể phủ
bột xúc tác lên những chất trơ có bề mặt lớn như silica gel, đá bọt,...
Ví dụ: phản ứng hydrogen hóa etylen:
C2H4(k) + H2(k)  C2H6(k), H = -136 kJ/mol.
Phản ứng xảy ra rất chậm ở nhiệt độ phịng.
Khi có mặt xúc tác như Ni, Pt hoặc Pd phản ứng xảy ra rất nhanh ở nhiệt độ phòng.
a) Các phân tử H2 và C2H4 được hấp phụ tại các trung tâm hoạt động trên bề mặt xúc tác
kim loại. Trường lực của các tâm hoạt động này làm yếu liên kết giữa các nguyên tử
trong phân tử, dẫn đến tăng hoạt tính.
b, c) Liên kết H-H giữa các phân tử H2 bị bẻ gãy chuyển thành các ngun tử H có hoạt
tính mạnh hơn. Liên kết  C-C bị phá vỡ và hình thành liên kết  C-H. Do đó phản ứng
hydrogen hóa xảy ra trên bề mặt chất xúc tác.
d) Sản phẩm tạo thành C2H6 được giải hấp ra khỏi bề mặt xúc tác.

15


HĨA ĐẠI CƯƠNG

Chương 4: Động hóa học

TĨM TẮT CHƢƠNG 4
1.Các khái niệm
Vận tốc tức thời:

1 dC
dấu + : sản phẩm, dấu - : tác chất
c dt

t 0
Phương trình động học: v = k[A]p[B]q p, q được xác định từ thực nghiệm
 Bậc phản ứng: p+q. Bậc p theo [A], bậc q theo [B].
 Phản ứng đồng thể đơn giản: một giai đoạn, p=a, q=b.
 Phản ứng phức tạp: nhiều giai đoạn, pa, qb, giai đoạn chậm nhất quyết định tốc độ phản
ứng, phương trình động học của phản ứng chính là phương trình động học của giai đoạn
chậm nhất.
2. Ảnh hƣởng của nồng độ
Khi nồng độ chất phản ứng tăng lên thì tổng số tiểu phân phản ứng tăng lên, do đó số va
chạm giữa các tiểu phân cũng như số tiểu phân hoạt động tăng lên, làm tăng vận tốc phản ứng.
Ngun tắc tính tốn thời gian phản ứng hoặc hiệu suất phản ứng sau một khoảng thời gian
xác định dựa vào công thức vận tốc tức thời và phương trình động học trên.
Với phản ứng: aA  sản phẩm, giả sử bậc phản ứng là n, ta có:
1 d [ A]
v
 k[ A]n
a dt
[ A ] d [ A]
t

n
[ A0 ] [ A] 0 akdt
v  lim v  

Phương trình động học

Bậc 0
v=k

Bậc 1

v = k[A]

Cơng thức động học

[A] - [A]0 = -akt

ln[A] - ln[A]0 = -akt

t1/2 

Thời gian nửa phản ứng

[ A]0
2ak

M.time-1

Đơn vị của k

t1/2 

Bậc 2
v = k[A]2
1
1

 akt
[ A] [ A]0

ln 2 0, 693


ak
ak

t1/2 

time-1

1
ak[ A]0

M-1.time-1

Thời gian bán hủy hay thời gian nửa phản ứng (t½) là thời gian phản ứng hết ½ lượng tác
chất ban đầu hay hết 50%, có nghĩa là [A] = [A]0/2
3. Ảnh hƣởng của nhiệt độ
Khi nhiệt độ tăng, chuyển động nhiệt của các tiểu phân tăng, số va chạm giữa chúng tăng
lên. Tuy nhiên, khi nhiệt độ tăng, số va chạm tăng không đáng kể, nhưng số tiểu phân hoạt động
tăng rất nhanh, nên vận tốc phản ứng tăng rất nhanh.
Quy tắc Van’t Hoff:
Phương trình Arrhenius

v2

v1

t2 t1
10

ln

kT2
kT1



Ea  1 1 
  
R  T1 T2 

Giả sử năng lượng hoạt hóa Ea
ít biến đổi.
-1 -1
Chọn giá trị R phù hợp theo Ea: R = 8,314 (J.mol .K ) hoặc R = 1,987 (cal.mol-1.K-1)
4. Ảnh hƣởng của xúc tác

16


HĨA ĐẠI CƯƠNG

Chương 4: Động hóa học

BÀI TẬP
1.Viết biểu thức tính vận tốc phản ứng và tính bậc tồn phần của các phản ứng sau, biết rằng
các phản ứng xảy ra trong một giai đoạn
a) I2 = 2I
b) 2HI = H2 + I2
c) NO + O3 = NO2 + O2
2. Viết biểu thức tính vận tốc phản ứng và tính bậc toàn phần của các phản ứng phức tạp sau,

biết rằng các phản ứng xảy ra qua nhiều giai đoạn
a) 2N2O5 = 4NO2 + O2
Phản ứng diễn ra qua hai giai đoạn nối tiếp nhau :
N2O5 = N2O3 + O2 (chậm)
N2O3 + N2O5 = 4NO2 (nhanh)
b) H2O2 + 2HI = 2H2O + I2
Phản ứng diễn ra qua hai giai đoạn nối tiếp nhau :
H2O2 + HI = H2O + IOH (chậm)
IOH + HI = H2O + I2 (nhanh)
3.Sự nghiên cứu trên phản ứng 2NO(k) + Cl2(k)  2NOCl (k) cho thấy khi nồng độ NO
không đổi, vận tốc phản ứng tăng gấp đôi khi nồng độ Cl2 tăng gấp đôi. Khi nồng độ Cl2 không
đổi, vận tốc phản ứng tăng gấp 4 lần khi nồng độ NO tăng gấp đôi. Viết phương trình động học
của phản ứng và xác định bậc tồn phần.
ĐS : v = k .[NO]2.[Cl2]
4.Phản ứng hóa học làm sữa chua có năng lượng hoạt hóa bằng 43,05 Kj/mol. Hãy so sánh
vận tốc phản ứng này ở 30oC và 5oC.
ĐS : 4,65 lần
5. Đối với phản ứng 2NOCl(k)  2NO(k) + Cl2 (k)
Ở 77oC hằng số vận tốc k1 = 8.10-6 mol-1.l.s-1 và ở 127oC hằng số vận tốc k2 = 5,9.10-4 mol-1.l.s-1.
Tính năng lượng hoạt hóa Ea.
ĐS : 100,12 kJ/mol
6. Một phản ứng tiến hành với vận tốc v ở 20oC. Hỏi phải tăng nhiệt độ lên bao nhiêu để vận
tốc phản ứng tăng lên 1024 lần ? Cho biết hệ số nhiệt độ của phản ứng là 2.
ĐS :tăng 100oC
7.Một phản ứng có hệ số nhiệt độ  = 3. Hỏi :
a) Khi tăng nhiệt độ từ 50oC đến 70oC thì vận tốc phản ứng thay đổi như thế nào?
b) Cần tăng nhiệt độ từ 25oC lên bao nhiêu để vận tốc phản ứng tăng lên 10 lần.
ĐS : 9 lần ; 45,96oC
8. Một phản ứng có hằng số vận tốc là 0,02 s-1 ở 15oC và bằng 0,38 s-1 ở 52oC.
a) Tính năng lượng hoạt hóa của phản ứng

b) Vận tốc phản ứng trên sẽ tăng bao nhiêu lần khi tăng nhiệt độ từ 15oC đến 25oC.
ĐS : a) 14,8 Kcal.mol-1 ; b) 2,4 lần.

17


HĨA ĐẠI CƯƠNG

Chương 4: Động hóa học

9. Cho phản ứng : H2 (k) + I2 (k) ↔ 2HI (k)
a) Viết phương trình vận tốc của phản ứng, biết rằng nếu giữ nguyên nồng độ I2 và tăng nồng
độ của H2 lên 2 lần thì vận tốc phản ứng tăng lên 2 lần; nếu giữ nguyên nồng độ H2 và tăng nồng
độ của I2 lên 2 lần thì vận tốc phản ứng tăng lên 2 lần.
b) Tính vận tốc ban đầu v0 và vận tốc sau 20s của phản ứng biết rằng lúc đầu có 2,5mol H2
và 5mol I2 trong bình dung tích 10 lít, sau 20s tạo thành 0,5mol HI. Hằng số vận tốc k của phản
ứng là 8,33.10-3 l/mol.s.
ĐS : 1,04.10-3mol.l-1.s-1; 0,89.10-3mol.l-1.s-1
10. a) Hệ số nhiệt độ của vận tốc phản ứng bằng bao nhiêu, nếu khi tăng nhiệt độ lên 30oC
vận tốc phản ứng tăng 15,6 lần.
b) Năng lượng hoạt hóa của phản ứng bằng bao nhiêu (kcal) biết khi tăng nhiệt độ từ 290K
lên 300K vận tốc của phản ứng tăng 2 lần.
ĐS : 2,5; 50,13kJ.mol-1
11. Trong bình kín dung tích 5lit, người ta cho vào 8mol khí A và 5mol khí B để xảy ra phản
ứng đơn giản sau (ở nhiệt độ không đổi).
2A(k) + B(k) = C(k) + 2D (k)
a) Tính vận tốc ban đầu của phản ứng. Cho biết hằng số vận tốc bằng 0,4.
b) Tính vận tốc tại thời điểm đã có 40% khí A tham gia phản ứng.
ĐS : 1,024 mol.l-1.s-1; 0,25mol.l-1.s-1
12. Cho phản ứng A(k) + B(k)  C(k)

Khi tiến hành thực nghiệm người ta thu được các số liệu sau :
[A] lúc đầu
[B] lúc đầu
Vận tốc lúc đầu
Thí nghiệm
Mol/l
Mol/l
Mol/l.s
1
0,01
0,01
1,2.10-4
2
0,01
0,02
2,4.10-4
3
0,02
0,02
9,6.10-4
a) Thiết lập biểu thức vận tốc của phản ứng từ những dữ kiện đã cho. Tính bậc phản ứng và
cho biết phản ứng trên là phản ứng phức tạp hay đơn giản.
b) Hệ số nhiệt độ của phản ứng bằng bao nhiêu, nếu khi tăng nhiệt độ lên thêm 30 oC thì vận
tốc phản ứng tăng 15,6 lần ?
ĐS : 2,5
13. Cho phản ứng: CCl3COOH (k)  CHCl3 (k) + CO2 (k)
Ở 44oC hằng số vận tốc phản ứng k1=2,19.10-7 s-1
Ở 100oC hằng số vận tốc phản ứng k2=1,32.10-3 s-1
Tính năng lượng hoạt hóa của phản ứng ?
ĐS : 152,8 kJ.mol-1

14. Phản ứng sau đây có bậc động học bằng 0
2A  các sản phẩm k=5x10-8 mol lit-1 s-1
a) Sau thời gian bao lâu nồng độ của A giảm từ 4x10-4 mol lit-1 thành 2x10-4 mol lit-1
b) Sau thời gian bao lâu nồng độ của A giảm từ 2x10-4 mol lit-1 thành 1x10-4 mol lit-1
ĐS: 2x103 s, 1x103 s
18


HĨA ĐẠI CƯƠNG

Chương 4: Động hóa học

15. Q trình chuyển hóa cyclopropane thành propene ở pha khí là một phản ứng bậc 1 có hằng
số tốc độ k=6,7x10-4 s-1 tại 500oC. Tính thời gian phản ứng thực hiện được 50%.
ĐS: 1034,5 giây = 17 phút 14 giây
16. Phản ứng phân hủy phóng xạ của một đồng vị là bậc 1 và có chu kỳ bán hủy là 15 phút. Sau
bao nhiêu lâu 80% đồng vị đó bị phân hủy.
ĐS: 34 phút 50 giây
17. Tại 10oC phản ứng phân hủy NOBr là bậc 2 với k = 0,810 mol-1 lit s-1.
2NOBr (k)  2NO (k) + Br2 (k)
v=k[NOBr]2
Người ta thực hiện phản ứng phân hủy trong một bình tại 10oC với nồng độ đầu của NOBr là
0,0040M. Hỏi sau bao nhiêu giây nồng độ NOBr bị tiêu thụ là 0,0015 M?
ĐS: 92,6 giây
19. Phản ứng phân hủy N2O5 là phản ứng bậc 1 có hằng số tốc độ k=5,1x10-4 s-1 tại 45oC
N2O5 (k)  2NO2 (k) + ½ O2 (k)
a) Biết nồng độ đầu của N2O5 là 0,25 M, hỏi sau 3,2 phút nồng độ của nó là bao nhiêu?
b) Sau bao lâu nồng độ đầu của N2O5 giảm từ 0,25 M thành 0,15 M ?
c) Sau bao lâu chuyển hóa hết 62% N2O5?
ĐS: 0,23 M, 16 phút 42 giây, 31 phút 37 giây.

20. Một phản ứng bậc một có thời gian bán hủy là t. Vậy sau thời gian 2t phản ứng thực hiện
được bao nhiêu phần trăm.
ĐS: 75%
21. Một phản ứng có vận tốc ở 550 K gấp 4 lần vận tốc ở 540 K. Hãy tính năng lượng hoạt hóa
của phản ứng trên. Giả sử năng lượng hoạt hóa khơng phụ thuộc nhiệt độ.
ĐS: 81,81 kcal/mol
22. Khi khảo sát phản ứng 2C4H6(k)  C8H12(k) tại 500 K người ta thu được các dữ kiện sau :
[C4H6] lúc đầu Vận tốc lúc đầu
Thí nghiệm
Mol/l
Mol/l.s
-2
1
1,6.10
3,58.10-6
2
8,0.10-3
8,96.10-7
a) Thiết lập biểu thức vận tốc của phản ứng từ những dữ kiện đã cho và tính hằng số tốc độ
phản ứng.
b) Tính bậc phản ứng và cho biết phản ứng trên là phản ứng phức tạp hay đơn giản.
23. Một phản ứng giả thuyết có dạng A + B → C + D được nghiên cứu để xác định bậc phản
ứng, vận tốc đầu của phản ứng được ghi nhận theo nhiệt độ của các chất tham gia phản ứng theo
bảng bên dưới. Hãy xác định bậc phản ứng theo A.
Thí nghiệm Nồng độ đầu [A] Nồng độ đầu [B]
Tốc độ đầu Mol/l.s
1
0,6500 M
0,2270 M
2,840.10-3

2
1,300 M
0,2270 M
1,136.10-2
ĐS: bậc 2 theo A
19


HĨA ĐẠI CƯƠNG

Chương 4: Động hóa học

24. Dữ liệu thực nghiệm của phản ứng A(k)  2B(k) + C(k) được dựng thành 3 đồ thị như hình
bên dưới (với nồng độ theo đơn vị mol/lít). Hãy xác định bậc phản ứng theo A và tính nồng độ
ban đầu của A.

ĐS: bậc 2 theo A, [A]0=0,1 M

20