Giáo án Hóa học 10 - Bài 49: Tốc độ phản ứng hóa học

Bài 49: TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG HÓA HỌC
MỤC TIÊU
HS biết tốc độ phản ứng hóa học là gì ?
HS hiểu:
Tại sao những yếu tố nồng độ , áp suất , nhiệt độ , diện tích bề mặt chất phản ứng , chất xúc tác có ảnh hưởng đển tốc độ phản ứng.
HS vận dụng:
Sử dụng công thức tính tốc độ trung bình của phản ứng.
Vận dụng các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng để làm tăng tốc độ của phản ứng
CHUẨN BỊ CỦA GV VÀ HS
GV: Dụng cụ thí nghiệm , hóa chất 
TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Hoạt động 1:
I. KHÁI NIỆM VỀ TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG HÓA HỌC
GV:
Làm thí nghiệm theo các bước sau:
+ Giới thiệu hóa chất
+ Mục đích thí nghiệm.
+ Các chất ban đầu: 3 dd BaCl2, Na2CO3, BaCl2 có cùng nồng độ 0,1M
GV:
Làm thí nghiệm:
Đổ 25ml dd H2SO4 vào cốc đựng 25ml dd BaCl2
Đổ 25ml dd H2SO4 vào 25ml dd Na2S2O3 
Yêu cầu HS quan sát , nhận xét.
GV:
Nhận xét và Kết luận:
Nói chung các phản ứng xảy ra nhanh , chậm khác nhau. Để đánh giá mức độ xảy ra nhanh chậm của các phản ứng hóa học , người ta đưa ra khái niệm tốc độ phản ứng hóa học, gọi tắt là tốc độ phản ứng
Thí nghiệm:
HS viết PTPU:
BaCl2 + H2SO4à BaSO4 + HCl (1)
Na2S2O3 + H2SO4 àS + SO2 + H2O
 + Na2SO4 (2)
HS:
Quan sát và nhận xét:
Ở TN (1) thấy xuất hiện ngay kết tủa của BaSO4.
Ở thí nghiệm (2) một lát mới thấy màu trắng đục của S xuất hiện.
Nhận xét:
Phản ứng (1) xảy ra nhanh hơn phản ứng (2)
Hoạt động 2:
GV: Trong quá trình biểu diễn của phản ứng , nồng độ các chất tham gia phản ứng và các chất tạo thành sau phản ứng thay đồi như thế nào ?
GV:
Phản ứng xảy ra càng nhanh thì trong 1 đơn vị thời gian , nồng độ các chất phản ứng giảm và nồng độ các sản phẩm tăng càng nhiều. Như vậy , có thể dùng độ biến thiên nồng độ theo thời gian của một chất bất kì trong phản ứng làm thước đo tốc độ phản ứng. Vậy tốc độ phản ứng là gì ?
Đơn vị tính của đại lượng trên?
Tốc độ phản ứng
HS: Trong quá trình diễn biến phản ứng , nồng độ của phản ứng giảm dần , đồng thời nồng độ các sản phẩm tăng dần.
HS:
Khái niệm: Tốc độ phản ứng là độ biến thiên nồng độ của một trong các chất phản ứng hoặc sản phẩm trong một đơn vị thời gian.
HS: Nồng độ thường tính bằng đơn vị mol/lít
Đơn vị thời gian có thể là : giây , phút , giờ
Hoạt động 3:
GV:
Xét PU: A à B
Nồng độ của các chất A tại thời điểm t1 , t2 là C1 , C2 ( C2 < C1 )
à Tốc độ trung bình của PU được tính bằng biểu thức nào
GV:
Biểu thức tính tốc độ trung bình của phản ứng.
Đưa ra ví dụ : xét phản ứng:
GV:Yêu cầu HS thảo luận nhóm để hoàn thành bảng sau: 
Tốc độ trung bình của phản ứng
Xây dựng biểu thức tính tốc độ phản ứng:
Tốc độ phản ứng tính theo chất A trong khoảng thời gian từ t1 đến t2
Tốc độ phản ứng được tính theo sản phẩm B thì 
HS: thảo luận nhóm
Thời gian
 (s)
Nồng độ N2O5 (mol/l)
( mol/l)
Vtb (mol/l.s)
0
2.33
184
2.08
319
1.91
526
1.67
867
1.36
GV:
Nhận xét : Tốc độ trung bình của phản ứng thay đổi theo thời gian như thế nào ?
GV: 
Tốc độ phản ứng tại một thời điểm gọi là tốc độ tức thời.
Đối với phản ứng tổng quát dạng:
aA + bB à cC + dD
Thì 
HS:
Tốc độ trung bình của phản ứng giảm dần theo thời gian.
Hoạt động 4:
II. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng
GV:
Hướng dẫn HS làm các thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố nồng độ, nhiệt độ , diện tích bề mặt , xúc tác, áp suất đến tốc độ phản ứng 
Ảnh hưởng của nồng độ:
GV:
- Tiến hành thí nghiệm phản ứng (2) với các nồng độ Na2S2O3 khác nhau.
TN1: Cốc A đựng 25ml dung dịch Na2S2O3 0,1M . Cốc B đựng 10ml dung dịch Na2S2O3 0,1M thêm vào cốc B 15ml nước cất để pha loãng dung dịch. 
Đổ đồng thời vào mỗi cốc 25ml dung dịch H2SO4 0,1M. Dùng đũa thủy tinh khuấy nhẹ dung dịch.
Học sinh quan sát nhận xét hiện tượng . 
Bổ sung : Tỉ số giữa số va chạm có hiệu quả và số va chạm có hiệu quả mới xảy ra phản ứng.
Kết luận: Khi tăng nồng độ chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng. 
HS:
Na2S2O3 + H2SO4 àS + SO2 + H2O + Na2SO4
Nhận xét: So sánh thời gian xuất hiện màu trắng đục của lưu huỳnh trong hai cốc, nhưng cốc A xuất hiện sớm hơn so với cốc B
àTốc độ phản ứng trong cốc A lớn hơn 
Giải thích:
Điều kiện để các chất phản ứng với nhau ( thí dụ Na2S2O3 + H2SO4 ) là chúng phải va chạm vào nhau, tần số va càng lớn thì tốc độ phản ứng càng lớn.
Như vậy , Khi nồng độ chất phản ứng tăng , tốc độ phản ứng tăng. Tuy nhiên , không phải mọi va chạm đều gây ra phản ứng, chỉ có những va chạm có hiệu quả mới xảy ra phản ứng.
Ảnh hưởng của áp suất
GV: Áp suất ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng có chất khí hay không ?
Thí dụ: Xét phản ứng sau được thực hiện ở nhiệt độ 302oC:
2HI (k) à H2(k) + I2 (k)
Kết luận: Đối với phản ứng có chất khí , khi tăng áp suất , tốc độ phản ứng tăng.
HS:
Khi áp suất của HI là 1atm, tốc độ phản ứng là 1,22.10-8 mol/l.s
Khi áp suất của HI là 2atm, tốc độ phản ứng là 4,88.10-8 mol/l.s
 Khi tăng áp suất, nồng đô chất khí tăng theo
àảnh hưởng của áp suất đến tốc độ phản ứng giống như ảnh hưởng của nồng độ.
Ảnh hưởng của nhiệt độ:
GV: Tiến hành thí nghiệm:
Cốc A chứa : 25ml dd Na2S2O3 0,1M + 25ml dd H2SO4 0,1M , phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường.
Cốc B chứa : 25ml dd Na2S2O3 0,1M + 25ml dd H2SO4 0,1M , phản ứng xảy ra ở nhiệt độ khoảng 50oC ( đun nóng trước 2 dung dịch Na2S2O3 và H2SO4)
Học sinh quan sát , nhận xét.
Kết luận : Khi tăng nhiệt độ, tốc độ phản ứng tăng nhanh.
Na2S2O3 + H2SO4 àS + SO2 + H2O + Na2SO4
Hiện tượng : Ở cốc B có lưu huỳnh xuất hiện sớm hơn so với cốc A. Có nghĩa là ở nhiệt độ cao tốc độ phản ứng lớn hơn ở nhiệt độ thấp.
Giải thích: Khi tăng nhiệt độ phản ứng dẫn đến hai hệ quả sau:
Tốc độ chuyển động của phản ứng tăng, dẫn đến tần số va chạm giữa
Tần số va chạm có hiệu quả giữa các phân tử chất phản ứng tăng nhanh.
Đây là yếu tố chính làm cho tốc độ phản ứng tăng nhanh khi tăng nhiệt độ.
Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc
GV: Tiến hành thí nghiệm:
Cho 2 mẫu đá vôi có khối lượng bằng nhau , trong đó một mẫu có kích thước hạt nhỏ hơn mẫu còn lại.cùng tác dụng với hai thể tích bằng nhau của dung dịch HCl dư cùng nồng độ.
HS viêt nhận xét nêu hiện tượng và giải thích
HS: CaCO3 + 2HClàCaCl2 + CO2á + H2O
Nhận xét: Thời gian để đá vôi phản ứng hết trong cốc B ít hơn cốc A
Giải thích: Chất rắn với kích thước hạt nhỏ có tổng diện tích bề mặt tiếp xúc với chất phản ứng lớn hơn so với chất rắn có kích thước hạt lớn hơn cùng khối lượng, nên có tốc độ phản ứng lớn hơn
Khi tăng diện tích tiếp xúc các chất phản ứng , tốc độ phản ứng tăng.
Ảnh hưởng của chất xúc tác
GV: Tiền hành thí nghiệm:
H2O2 phân hủy chậm trong dung dịch ở nhiệt độ thường theo phản ứng kết thúc:
2H2O2 à 2H2O + O2á
Nếu ta cho MnO2 thì sẽ có hiện tượng gì ? 
Kết luận: Chất xúc tác là chất làm tăng tốc độ phản ứng , nhưng còn lại sau khi phản ứng kết thúc 
HS:
Khi cho MnO2 , bọt oxi sẽ thoát ra rất mạnh. Khi phản ứng kết thúc , MnO2 vẫn còn nguyên vẹn.
MnO2 là chất xúc tác cho phản ứng thủy phân H2O2