Lý thuyết môn Động hóa học | Đại học Y dược Cần Thơ

ĐỘNG HÓA HỌC A. LÍ THUYẾT
1. TỐC ĐỘ PH N ỨNG HÓA HỌC
Xét phản ứng trong hệ đồng thể: nA + mB  pC + qD 1 dC 1 dC 1 dC 1 dC  = A   = B   = C   = D   n dt m dt p dt q dt
2. PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC VÀ BẬC PH N ỨNG v = k[A][B]
 k là hằng số tốc độ của phản ứng.
 ,  là bậc riêng phần của A và của B.
 Tổng  +  là bậc toàn phần của phản ứng.
 Bậc của phản ứng được xác định bằng thực nghiệm, có thể là số nguyên, phân số, dương,
âm hoặc có thể bằng không.
Ví dụ 1: Phản ứng CH3CH=O  CH4 + CO 3 3
Phương trình động học có dạng:  = k[CH 2  3CHO] , bậc của phản ứng . 2
Ví dụ 2: Phản ứng CH3COCH3 + I2  CH3COCH2I + HI
Phương trình động học có dạng: v = k[CH3COCH3], bậc của phản ứng = 1.
Đây là phản ứng phức tạp xảy ra theo hai giai đoạn: (1) enol hoá CH – 3COCH3    CH3 C(OH)=CH2 (2) CH – – 3 C(OH)=CH2 + I2    CH3 CO–CH2I + HI
Giai đoạn (1) xảy ra chậm hơn nhiều so với giai đoạn (2) nên giai đoạn (1) sẽ quyết định
tốc độ của phản ứng. 3. PHÂN LOẠI PH N ỨNG
Khi nghiên cứu động hoá học của phản ứng, để thuận tiện ngư i ta chia phản ứng ra thành hai loại:
a) Phản ứng đơn giản (hay còn gọi là phản ứng sơ cấp) là phản ứng một chiều chỉ xảy ra
trong một giai đoạn duy nhất, nghĩa là phản ứng đi trực tiếp từ tác chất tạo sản phẩm mà
không có tạo các chất trung gian.
b) Những phản ứng không thỏa mãn điều kiện trên được gọi là phản ứng phức tạp. Ví dụ:
- Phản ứng NO + O3  NO2 + O2 là phản ứng đơn giản vì phản ứng chỉ xảy ra một giai đoạn duy nhất. - Phản ứng: 2N
là phản ứng phức tạp vì phản ứng này trải qua hai giai 2O5  4NO2 + O2 đoạn nối tiếp: N2O5  N2O3 + O2 N2O3 + N2O5  4NO2
4. ĐỘNG HỌC CÁC PH N ỨNG ĐƠN GI N Bậc
Phương trình động Phương trình động học Th i gian Thứ nguyên phản học (dạng vi phân) (dạng tích phân) nửa phản hằng số tốc ứng ứng  độ k 0 dx  kt  x mol.l-1.s-1 k dt 1 dx  a 0, 693 s-1 k(a  x) kt  ln dt a  x k 2 dx  1 b(a  x) l.mol-1.s-1 k(a  x)(b  x) kt  ln dt a  b a(b  x) 2 dx x 1 l.mol-1.s-1 2  k(a  x) kt  dt a(a  x) ka 3 dx   3 mol-2.l2.s-1 3  1 1 1 k(a  x) kt   dt  2 2  2 2 (a   x) a  2a k n dx   n 1   1a n  1 1 1 2 1 k(a  x)  mol  kt   1 .s dt  n 1  n 1     n 1 (a   x) a   n 1 (n  1)ka l  
5. ĐỘNG HỌC PH N ỨNG THUẬN NGHỊCH BẬC 1 k1 A B k2
Gọi a và b là nồng độ t  0 của A và B, (a  x) và (b  x) là nồng độ của chúng th i
điểm t, x là độ giảm nồng độ của A từ t  0 đến t. dx1 v   k (a  x) 1 1 dt dx2 v   k (b  x) 2 2 dt
Tốc độ của phản ứng thuận nghịch: dx dx dx 1 2 v  v  v  v   
 k (a  x)  k (b  x) 1 2 1 1 2 dt dt dt
Khi đạt cân bằng (t  )
 thì v  v , khi đó v  0 và x  x . Ta có: 1 2  k (a  x )  k (b  x ) 1  2 
Từ đó suy ra hằng số cân bằng: k b  x 1 K    k a  x 2  x (k  k )t  ln  1 2 x  x 
6. NĂNG LƯỢNG HOẠT HÓA (Ea) Ea  k E  1 1  k = Ae RT ; T2 a ln     k R T T T  1 2  1 B. BÀI TẬP
Bài 1: Dựa vào dữ kiện thực nghiệm sau, hãy xác định bậc và hằng số tốc độ của phản ứng 300K: 2NO + Cl2  2NOCl Nồng độ đầu (mol/l) Thí nghiệm Tốc độ đầu (mol/l.s) C C NO Cl2 1 0,010 0,010 1,2.10-4 2 0,010 0,020 2,3.10-4 3 0,020 0,020 9,6.10-4 Gi i:
Áp dụng phương trình động học: v = k. m C . n C NO Cl2
Với thí nghiệm 1: v1 = k(0,010)m(0,010)n = 1,2.10-4
Với thí nghiệm 2: v2 = k(0,010)m(0,020)n = 2,3.10-4 n v  0,010  Từ đây ta có: 1 =    0,5  n= 1 v 0,020   2
Tương tự có v3 = k(0,020)m(0,020)n = 9,6.10-4 m v  0,010  Từ đây ta có: 2 =    0,25  m= 1 v 0,020   3
→ Bậc của phản ứng = 1 + 1 = 2
Hằng số tốc độ của phản ứng: k1 = 120; k2 = 115; k3 = 120  k = (120+ 115+ 120)/3 = 118,33.
Bài 2: Sự phân hủy axeton diễn ra theo phương trình: CH3COCH3  C2H4 + CO + H2
Theo th i gian phản ứng, áp suất chung của hệ đo được như sau: t (phút) 0 6,5 13,0 19,9 P (N/m2) 41589,6 54386,6 65050,4 74914,6
a) Xác định bậc của phản ứng.
b) Tính hằng số tốc độ của phản ứng. Gi i:
a) Gọi P0 là áp suất đầu của axeton và x là áp suất riêng phần của C2H4 tại th i điểm t.
Tại th i điểm t áp suất riêng phần của các chất là: CH3COCH3  C2H4 + CO + H2 P0-x x x x 0 3P -P
Áp suất chung hệ: P = P0 + 2x  P0-x = 2
Giả sử bậc phản ứng = 1 1 a
→ Phương trình tốc độ phản ứng có dạng: k  ln t a-x 0  1 2P k  ln t 3P0  P Thay các giá trị ta có: 1 2.41589,6 -1 k  ln  0,02568 ph 1 6,5 3.41589,6-54386,4 1 2.41589,6 -1 k  ln  0,02552 ph 2 13 3.41589,6-65050,4 1 2.41589,6 -1 k  ln  0,02569 ph 3 19,9 3.41589,6-74914,6
Nhận thấy k1  k2  k3  Phản ứng bậc 1.
b) Tính hằng số tốc độ phản ứng: k +k +k 1 2 3 k  = 0,02563 ph-1 3 Bài 3: Phản ứng: 2 S O  + 2 I     2SO 2 + I 2 8 4
2 (1) được khảo sát bằng thực nghiệm như sau:
Trộn dung dịch KI với dung dịch hồ tinh bột, dung dịch 2
S O  ; sau đó thêm dung dịch 2 3 2
S O  vào dung dịch trên. Các dung dịch đều có nồng độ ban đầu thích hợp. 2 8
a) Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra; tại sao dung dịch từ không màu chuyển sang màu xanh lam?
b) Ngư i ta thu được số liệu sau đây:
Th i gian thí nghiệm(theo giây)
Nồng độ I (theo mol.l1) 0 1,000 20 0,752 50 0,400 80 0,010
Hãy tính tốc độ trung bình của phản ứng (1) dựa vào các số liệu trên. Gi i:
a) Phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra: 2 S O  + 2I   2SO 2 + I 2 8 4 2 (1) I2 giải phóng ra bị 2 S O  khử ngay 2 3 2 2 S O  + I S O  + 2 I (2) 2 3 2   2 4 6 Khi 2 S O  hết thì một ít I 2 3
2 giải phóng ra từ (1) tác dụng với dung dịch hồ tinh bột
làm cho dung dịch xuất hiện màu xanh lam. 1 C  b) Ta có v    I ph¶n øng , thay số: 2 t t1 : 20 C1 : -0,248 v1 : 6,2.10-3 t2 : 50 C2 : -0,600 v2 : 6,0.10-3 t3 : 80
C3 : -0,990 v3 : 6,188.10-3 3 (6, 2 6,0 6,188) 10    v   6,129.10-3 (mol.l-1.s-1) 3
Bài 4: Đối với phản ứng đơn giản: A + B   C + D
1. Trộn 2 thể tích bằng nhau của dung dịch chất A và dung dịch chất B có cùng nồng độ 1M:
a) Nếu thực hiện phản ứng nhiệt độ 333,2K thì sau 2 gi nồng độ của C bằng 0,215M.
Tính hằng số tốc độ của phản ứng.
b) Nếu thực hiện phản ứng 343,2K thì sau 1,33 gi nồng độ của A giảm đi 2 lần. Tính
năng lượng hoạt hoá của phản ứng (theo kJ.mol-1).
2. Trộn 1 thể tích dung dịch chất A với 2 thể tích dung dịch chất B, đều cùng nồng độ 1M,
nhiệt độ 333,2K thì sau bao lâu A phản ứng hết 90%? Gi i:
Đối với phản ứng: A + B → C + D
Phương trình tốc độ phản ứng dạng tổng quát là: v  k[A][B] (1)
1. a) Vì nồng độ ban đầu của A và B bằng nhau nên (1) tr thành 2
v  k[A] và phương trình
động học tích phân tương ứng là: 1 1 kt   [A] [A]o
Thay các giá trị số tính được 4  1  1 k 2,1.10 (mol .l.s  ) 1
b) Tại 343,2K, tính toán tương tự được 4  1  1 k 4,177.10 (mol .l.s  ) 2
Thay các giá trị k1 và k2 vào phương trình Arrhenius tính được Ea = 65378 J.mol-1.
2. Nồng độ ban đầu của A và B khác nhau, phương trình động học tích phân có dạng: 1 b(a  x) kt  ln (a  b) a(b  x)
Thay các giá trị số vào phương trình tính được t = 24353 s.
Bài 5: Một phản ứng pha khí xảy ra theo phương trình: X (k) 
 Y (k) (1). Khi nồng độ đầu [X]
thì tốc độ đầu của phản ứng v ( 25 o o = 0,02 mol.l-1 o
C) là 4.10-4 mol.l-1.phút-1; định
luật tốc độ của phản ứng có dạng: v = k.[X] (2), trong đó k là hằng số tốc độ của phản ứng.
1. Tìm biểu thức liên hệ lgv (logarit của tốc độ phản ứng) với th i gian phản ứng t và tính
các hệ số trong biểu thức này cho trư ng hợp của phản ứng (1).
2. Tính th i gian phản ứng một nửa trong các điều kiện nói trên. Gi i:
1. Phản ứng là bậc 1 nên: [X] = [X]o.e-kt  kt v k[X]=k[X] e  o  kt
ln v  ln(k[X] )  kt  ln v  kt  lg v  lg v  o o o 2,303 4 v 4.10 o 2 v  k[X]  k    2.10 (phút-1) o o 2 [X] 2.10 o  3 lg v 3, 4 8,7.10    t
2. Đối với phản ứng bậc 1: 0,693 0,693 t    34,7 (phút) 1/ 2 2 k 2.10
Bài 6: Phản ứng oxi hoá ion I- bằng ClO- trong môi trư ng kiềm diễn ra theo phương trình: ClO- + I- 
 Cl- + IO- (a) và tuân theo định luật tốc độ thực nghiệm v = k[ClO-][I-][OH-]-1.
Cho rằng phản ứng (a) xảy ra theo cơ chế: k ClO- + H2O 1 HClO + OH- nhanh; k 1  I- + HClO k2  HIO + Cl- chậm; k OH- + HIO 3 H2O + IO- nhanh. k 3 
1. Cơ chế trên có phù hợp với thực nghiệm động học hay không?
2. Khi [I-] rất nhỏ so với [ClO- o
]o và [OH-]o thì th i gian để nồng độ I- còn lại 6,25% so với
lúc ban đầu sẽ gấp bao nhiêu lần th i gian cần thiết để 75% lượng I- ban đầu mất đi do phản ứng (a)? Gi i:
Định luật tốc độ thực nghiệm: - - -1 v  k [HClO][Cl ][OH ] 2
Trong cơ chế đã cho, giai đoạn (2) chậm, quyết định tốc độ phản ứng, nên: - v  k [HClO][I ] (4) 2 k Từ (1)  1 - - -1 [HClO]= [ClO ][H O][OH ] (5) 2 k-1 Thay (5) vào (4) ta có: k1 - - - -1 v  k [H O][ClO ][I ][OH ] (6) 2 2 k 1  k Đặt 1 k [H O]=k ([H 2 2 2O] = const) k 1   (6) tr thành - - - -1 v  k[ClO ][I ][OH ]
Từ cơ chế được đề nghị có thể rút ra biểu thức của định luật tốc độ thực nghiệm. Cơ chế
này là phù hợp với thực nghiệm. 2. Khi [I-]
, phản ứng (a) có thể xem là phản ứng bậc nhất. o [ClO-]o và [OH-]o Hướng dẫn: t2 = 2t1. 0
Bài 7: Thực nghiệm cho biết sự nhiệt phân pha khí N t  2O5 NO 2 + O2 (*)
là phản ứng một chiều bậc nhất. Cơ chế được thừa nhận rộng rãi của phản ứng này là N k1  2O5 NO 2 + NO3 (1) NO k 1   2 + NO3 N2O5 (2) NO k  2 + NO3 2 NO + NO 2 + O2 (3) N k  2O5 + NO 3 3NO2 (4)
Áp dụng sự gần đúng trạng thái dừng cho NO, NO3 cơ chế trên, hãy thiết lập biểu thức
tốc độ của (*). Kết quả đó có phù hợp với thực nghiệm không? Gi i: N k1  2O5 NO 2 + NO3 (1) NO k 1   2 + NO3 N2O5 (2) NO k  2 + NO3 2 NO + NO 2 + O2 (3) N k  2O5 + NO 3 3NO 2 (4) d[NO ] 3
 k [N O ]-k [NO ][NO ]-k [NO ][NO ]=0 1 2 5 -1 2 3 2 2 3 dt  k [N O ] 1 2 5 [NO ]= 3 (k  k )[NO ] -1 2 2
d[NO]  k [NO ][NO ]-k [N O ][NO]=0 2 2 3 3 2 5 dt  k [NO ][NO ] k [NO ]k [N O ] k k 2 2 3 2 2 1 2 5 1 2 [NO]=   k [N O ] (k  k )[NO ]k [N O ] k (k  k ) 3 2 5 -1 2 2 3 2 5 3 1  2 d[N O ] 2 5
 k [N O ]+k [NO ][NO ] k [N O ][NO] 1 2 5 -1 2 3 3 2 5 dt d[N O ] k k k k 2k k 2 5 -1 1 1 2 1 2  k [N O ]+ [N O ]  [N O ]=  [N O ]=k[N O ] 1 2 5 2 5 2 5 2 5 2 5 dt (k  k ) (k  k ) k  k 1  2 1  2 1  2
Bài 8: Phản ứng 2NO (k) + 2H
O (k) tuân theo quy luật động 2 (k)   N2 (k) + 2H2
học thực nghiệm: v = k[NO]2[H ]. Hai cơ chế được đề xuất cho phản ứng này: 2 Cơ chế 1: Cơ chế 2: 2NO (k) → N2O2(k) (nhanh) 2NO (k)    N2O2 (k) (nhanh) N
(k) + H (k) → 2HON (k) (nhanh) (k) → O (k) (chậm) 2O2 2 N (k) + H N 2O2 2 2O (k) + H2
HON (k) + H (k) → H O (k) + HN (k) (chậm) (k) → 2 2 N N (k) + H 2O (k) + H2 2 2O (k) (nhanh). HN (k) + HON (k) → N (k) + H 2 2O (k) (nhanh).
Cơ chế nào phù hợp với quy luật động học thực nghiệm? Tại sao? Gi i: Phản ứng 2NO (k) + 2H
O (k) tuân theo qui luật động học thực 2 (k)   N2 (k) + 2H2 nghiệm: 2 v  k[NO] [H ] 2 Cơ chế 1: 2NO (k) k1  N2O2(k) (nhanh) (1) N k  2O2 (k) + H2 (k) 2 2HON (k) (nhanh) (2) HON (k) + H k  2 (k) 3 H2O (k) + HN (k) (chậm) (3) HN (k) + HON (k) k4
 N2 (k) + H2O (k) (nhanh). (4)
Trong cơ chế đã cho, giai đoạn 3 chậm, quyết định tốc độ phản ứng, nên: v  k [HON][H ] (5) 3 2 đây N
, HON và HN là các sản phẩm trung gian, nên ta có: 2O2 d[N O ] 1 k [NO] 2 2 2
 k [NO]  k [N O ][H ]=0  1 2 [N O ]= (6) 1 2 2 2 2 dt 2 2 2 2k [H ] 2 2
d[HON]  2k [N O ][H ]k [HON][H ]k [HON][HN]=0 (7) 2 2 2 2 3 2 4 dt
d[HN]  k [HON][H ]k [HON][HN]=0 (8) 3 2 4 dt
 2k [N O ][H ] k [HON][H ] k [HON][HN]=k [HON][H ]k [HON][HN] 2 2 2 2 3 2 4 3 2 4 2  k [N O ] k [NO] 2 2 5 1 [HON]=  (9) k 2k [H ] 3 3 2 2 k [NO]
Thay (9) vào (5) thu được: 1 2 v   k[NO] 2
Kết quả này không phù hợp với định luật tốc độ thực nghiệm. Cơ chế này không có khả năng. Cơ chế 2: 2NO (k)    N2O2 (k) Kcb (nhanh) (1’) N k  2O2 (k) + H2 (k) 5 N2O (k) + H2O (k) (chậm) (2’) N k  2O (k) + H2 (k) 6 N2 (k) + H2O (k) (nhanh). (3’)
Trong cơ chế đã cho, giai đoạn 2’ chậm, quyết định tốc độ phản ứng, nên: v  k [N O ][H ] (4’) 5 2 2 2 Từ (1’)  2 [N O ]=k [NO] (5’) 2 2 cb
Thay (5’) vào (4’) thu được: 2 2
v  k .k [NO] [H ]=k[NO] [H ] 2 2 cb 5
Kết quả này phù hợp với định luật tốc độ thực nghiệm. Cơ chế này có khả năng.
Bài 9: Để phân hủy hiđro peoxit (H
) với chất xúc tác là ion iođua trong dung dịch có môi 2O2
trư ng trung tính, ngư i ta trộn dung dịch H2O2 3% (chấp nhận tương đương với 30 gam
H2O2 trong 1lít dung dịch) và dung dịch KI 0,1 M với nước theo tỉ lệ khác nhau về thể tích
để tiến hành thí nghiệm xác định thể tích oxi (V ) thoát ra. O2 Thí V (ml) V (ml) V (ml) v (ml/phút) H O KI H O O nghiệm 2 2 2 2 298 K và 1 atm 1 25 50 75 4,4 2 50 50 50 8,5 3 100 50 0 17,5 4 50 25 75 4,25 5 50 100 0 16,5
1. Xác định bậc phản ứng phân huỷ đối với H2O2 và đối với chất xúc tác I-.
2. Viết phương trình hoá học và biểu thức tính tốc độ phản ứng.
3. Tính nồng độ mol của H2O2 khi bắt đầu thí nghiệm 4 và sau 4 phút.
4. Cơ chế phản ứng được xem là một chuỗi hai phản ứng sau: k H  2O2 + I- 1 H2O + IO- (1) k IO- + H  2O2 2 O2 + I- + H2O (2)
Hãy cho biết hai phản ứng này xảy ra với tốc độ như nhau hay khác nhau? Phản ứng nào
quyết định tốc độ phản ứng giải phóng oxi? Giải thích. Gi i:
1. Từ phương trình phản ứng: 2H2O2  2H2O + O2
Ta có: thể tích oxi thoát ra trong 1 đơn vị th i gian tỉ lệ thuận với tốc độ phản ứng
Theo các thí nghiệm 1, 2, 3 khi tăng gấp đôi thể tích dung dịch H2O2 và giữ nguyên thể tích
của dung dịch KI thì tốc độ phản ứng tăng gấp đôi, điều đó có nghĩa là tốc độ phản ứng tỉ lệ
thuận với nồng độ của H2O2  phản ứng là bậc 1 đối với H2O2.
Tương tự, từ các thí nghiệm 2, 4, 5 ta thấy tốc độ phản ứng tỉ lệ thuận với nồng độ của I- 
phản ứng là bậc 1 đối với I-.
2. Phương trình phản ứng: 2H2O2  2H2O + O2
Biểu thức của định luật tốc độ phản ứng: v = k.C .C H - 2O2 I
3. Khi pha loãng 3 lần thì nồng độ của H ) thí nghiệm 4 2O2 (C0 giảm 3 lần:  10
C0 = 10 gam H2O2/1 lit. Hay C0 = = 0,294 M. 34
Vì phản ứng xảy ra chậm nên có thể coi như tốc độ phản ứng (thể tích oxi thoát ra) không
thay đổi trong khoảng th i gian ngắn (4 phút).
Sau 4 phút sẽ thoát ra: 4,25.4 = 17 (ml) oxi, khi đó: -3 P.V 1.17.10 -3 n = = = 0,695.10 (mol) O2 R.T 0,082 . 298 Lúc đầu có: n
= 0,294.0,15 = 44,1.10-3 (mol). H2O2 Sau 4 phút, số mol H chỉ còn: 44,1.10-3 2O2
– 2.0,695.10-3 = 42,71.10-3 (mol). Vậy sau 0,04271 4 phút: C   0,285M. H O 2 2 0,15 4. Phản ứng: - I 2H O   2 H O + O (*) 2 2 2 2 1 dH O 2 2  v   2 dt Cơ chế: - k1 - H O + I  H O + IO (1) 2 2 2 - k2 -
IO + H O  H O + I + O (2) 2 2 2 2 Xét 3 trư ng hợp:
a) Nếu phản ứng (1) chậm và quyết định tốc độ thì tốc độ của phản ứng tổng hợp (*) bằng 1 dH O 2 2 
tốc độ của phản ứng (1): - v    k [H O ][I ] 1 2 2 2 dt
Cơ chế phù hợp với định luật tốc độ.
b) Nếu phản ứng (2) chậm thì: 1 dH O 2 2  - v    k [H O ][IO ] (a) 2 2 2 2 dt
Chấp nhận nồng độ của IO- là ổn định ta có: - d[IO ] k - - - 1 -
 k [H O ][I ] k [IO ][H O ]  0 [IO ]  [I ] (b) 1 2 2 2 2 2 dt k2
Thay (b) vào (a) ta được: 1 dH O 2 2  - v    k [H O ][I ] 1 2 2 2 dt
Cơ chế phù hợp với định luật tốc độ.
c) Nếu hai phản ứng có tốc độ xấp xỉ nhau thì: 1 d[H O ] 1 2 2 v     - -
k [H O ][I ]  k [H O ][IO ] 1 2 2 2 2 2  2 dt 2
Chấp nhận nồng độ của IO- là ổn định, rồi tính [IO-] như trư ng hợp 2 và thay vào biểu thức trên ta được: 1 dH O 2 2  - v    k [H O ][I ] 1 2 2 2 dt
Cơ chế phù hợp với định luật tốc độ.
Trong 3 trư ng hợp, trư ng hợp đầu hợp lí hơn cả vì đây không cần chấp nhận điều
kiện gì; mặt khác trư ng hợp 2, nếu đã giả thiết phản ứng (2) là chậm thì việc chấp nhận
nồng độ của IO- ổn định là không hợp lí.
Bài 10: Phương trình phản ứng iot hoá axeton trong dung dịch có xúc tác axit: H+ CH CH 3-C-CH3 + I2 3-C-CH2I + HI O O
Thực nghiệm cho thấy phản ứng là bậc nhất đối với axeton và bậc nhất đối với H+.
Mặt khác, thực nghiệm cũng cho thấy trong quá trình phản ứng có tạo ra các chất trung gian
CH3-C-CH3 và CH3-C=CH2. Từ đó ngư i ta nêu giả thiết phản ứng trên xảy ra qua 3 giai đoạn. +OH OH
a) Viết phương trình biểu diễn định luật tốc độ của phản ứng và cho biết đơn vị (thứ nguyên)
của hằng số tốc độ phản ứng.
b) Viết biểu thức biểu diễn tốc độ phản ứng qua: tốc độ tiêu hao (A), (B); tốc độ tạo thành (E), (F).
c) Viết phương trình biểu diễn 3 giai đoạn của phản ứng. Giai đoạn nào quyết định tốc độ
phản ứng. Hãy chứng minh cơ chế anh (chị) nêu ra phù hợp với phương trình đã viết a).
d) Một thí nghiệm, ngư i ta lấy nồng độ ban đầu của axeton, iot và ion H+ đều bằng 0,1M.
Sau 30 phút, nồng độ axeton giảm bớt 15% so với nồng độ ban đầu. Tốc độ tạo thành HI tại
th i điểm 30 phút là 3,47.105 mol. l1. phút1. Hãy tính hằng số tốc độ phản ứng. Gi i:
a) Phương trình biểu diễn định luật tốc độ phản ứng: v = k CH  3-CO-CH3 .H+
b) Đơn vị (thứ nguyên) của hằng số tốc độ phản ứng:  mol.lÝt     phót   -1 -1 lÝt.mol .phót  mol  mol      lÝt  lÝt 
Biểu thức biểu diễn tốc độ phản ứng qua tốc độ tiêu hao và tốc độ tạo thành các chất: [CH COCH ] [I ] [CH COCH I] [HI] 3 3  2  3 2  vph¶n øng          t t t t
c) Ba giai đoạn của phản ứng: kcb CH
(1) c©n b»ng thiÕt lËp nhanh 3-C-CH3 + H+ CH3-C-CH3 + O OH k2 CH
(2) chËm, quyÕt ®Þnh tèc ®é ph¶n øng 3-C-CH3 CH3-C=CH2 + H+ +OH OH k3 CH (3) nhanh 3-C=CH2 + I2 CH3-C-CH2I + HI OH O
Chứng minh cơ chế phù hợp với đinh luật tốc độ phản ứng: V [CH ph¶n øng=k2 3-C-CH3] O + H [CH3-C-CH3] O + H C©n b»ng (1): =Kcb [CH3COCH3][H+]
[CH3-C-CH3] = Kcb[CH3COCH3][H+] O + H → v  
p­  k2.kcb.[CH3COCH3][H ]  k[CH3COCH3][H ]
d) Tính tốc độ phản ứng tại th i điểm t bằng 30 phút:
[CH3COCH3] = 0,1 – 0,15.0,1 = 0,085M
[H+] = 0,1 + 0,15.0,1 = 0,115M [  HI]  5  -1 -1
vp­  k[CH3COCH3][H ]    3,47.10 (mol.lÝt .phót ) t  5 v  Từ đó: p­ 3, 47.10 -1 -1 k    3,55 (lÝt.mol .phót ) + [CH COCH ][H ] 0, 085.0,115 3 3 Lâm Mẫu Tài
Tổ Hóa, trư ng THPT Chuyên Quảng Bình