Giải SBT Hóa học 10 (Chân trời sáng tạo) Bài 16: Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hóa học

Giải Sách bài tập Hóa học 10 Bài 16: Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hóa học

Bài 16.1 trang 67 SBT Hóa học 10. Khi tăng nồng độ chất tham gia, thì

A. tốc độ phản ứng tăng.

B. tốc độ phản ứng giảm

C. không ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng

D. có thể tăng hoặc giảm tốc độ phản ứng.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A.

Khi tăng nồng độ chất tham gia, thì tốc độ phản ứng tăng.

Bài 16.2 trang 67 SBT Hóa học 10. Yếu tố nào sau đây làm giảm tốc độ phản ứng

A. Sử dụng enzyme cho phản ứng.

B. Thêm chất ức chế vào hỗn hợp chất tham gia.

C. Tăng nồng độ chất tham gia

D. Nghiền chất tham gia dạng khối thành bột

Lời giải:

Đáp án đúng là: B.

Thêm chất ức chế vào hỗn hợp chất tham gia làm giảm tốc độ của phản ứng.

Bài 16.3 trang 67 SBT Hóa học 10. Các enzyme là chất xúc tác, có chức năng:

A. Giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng.

B. Tăng năng lượng hoạt hóa của phản ứng.

C. Tăng nhiệt độ của phản ứng

D. Giảm nhiệt độ của phản ứng.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A.

Các enzyme là chất xúc tác, có chức năng giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng.

Bài 16.4 trang 67 SBT Hóa học 10. Yếu tố nào dưới đây không ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng:

A. Nhiệt độ chất phản ứng.

B. Thể vật lí của chất phản ứng (rắn, lỏng, kích thước lớn, nhỏ, …).

C. Nồng độ chất phản ứng.

D. Tỉ trọng của chất phản ứng.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D.

Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng: nồng độ, nhiệt độ, áp suất, chất xúc tác, diện tích bề mặt.

Vậy tỉ trọng của chất phản ứng không ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng.

Bài 16.5 trang 67 SBT Hóa học 10. Sản phẩm của phản ứng được tạo ra qua các bước theo hình bên dưới:

Vai trò của chất X là:

A. chất xúc tác

B. làm tăng năng lượng hoạt hóa của chất tham gia phản ứng.

C. làm giảm năng lượng hoạt hóa của chất tham gia phản ứng.

D. làm tăng nồng độ chất tham gia phản ứng.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C.

Theo hình ảnh xác định chất X là chất xúc tác, có vai trò làm giảm năng lượng hoạt hóa của chất tham gia phản ứng.

Bài 16.6 trang 68 SBT Hóa học 10. Tốc độ của một phản ứng hóa học

A. chỉ phụ thuộc vào nồng độ các chất tham gia phản ứng.

B. tăng khi nhiệt độ của phản ứng tăng.

C. càng nhanh khi giá trị năng lượng hoạt hóa càng lớn.

D. không phụ thuộc vào diện tích bề mặt.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B.

Tốc độ của một phản ứng hóa học tăng khi nhiệt độ của phản ứng tăng.

Bài 16.7 trang 68 SBT Hóa học 10. Hoàn thành bảng sau, cho biết mỗi thay đổi sẽ làm tăng hay giảm tốc độ của phản ứng

Lời giải:

Bài 16.8 trang 68 SBT Hóa học 10. Có 3 phương pháp chính được sử dụng để tăng tốc độ của phản ứng hóa học: tăng nồng độ, tăng nhiệt độ và thêm chất xúc tác. Theo lí thuyết va chạm, hãy giải thích 3 phương pháp đó.

Lời giải:

- Tăng nồng độ: Khi tăng nồng độ các chất tham gia phản ứng, sẽ tạo ra nhiều va chạm hiệu quả, tốc độ phản ứng tăng.

- Tăng nhiệt độ: Khi đun nóng, năng lượng mà các phân tử thu được sẽ chuyển hoá thành động năng, chuyển động với tốc độ nhanh hơn, làm gia tăng tần số va chạm hiệu quả giữa các hạt, tốc độ phản ứng tăng.

- Thêm chất xúc tác: Chất xúc tác làm giảm năng lượng hoạt hoá của chất tham gia phản ứng, phản ứng dễ xảy ra hơn hoặc tăng tốc độ phản ứng.

Bài 16.9 trang 68 SBT Hóa học 10. Hoàn thành bảng sau, cho biết yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng trong từng trường hợp

Lời giải:

Bài 16.10 trang 69 SBT Hóa học 10. Trong thí nghiệm 3 (SGK trang 102), người ta cân khối lượng chất rắn trước và sau phản ứng thấy không đổi, chứng tỏ chất xúc tác có tham gia như là một chất phản ứng không? Giải thích.

Lời giải:

Khối lượng chất rắn trước và sau phản ứng không thay đổi, chứng tỏ chất xúc tác không phải là chất phản ứng. Trong một số phản ứng, chất xúc tác tham gia phản ứng tạo thành hợp chất trung gian kém bền, sau đó tạo ra sản phẩm và chất xúc tác được bảo toàn về chất và lượng.

Bài 16.11 trang 69 SBT Hóa học 10. Tốc độ các phản ứng sau chịu ảnh hưởng của yếu tố nào?

a. Than củi đang cháy, dùng quạt thổi thêm không khí vào, sự cháy diễn ra mạnh hơn.

b. Phản ứng oxi hóa SO₂ thành SO₃ diễn ra nhanh hơn khi có mặt của V₂O₅.

c. Aluminium dạng bột phản ứng với dung dịch hydrochloric acid nhanh hơn so với aluminium dạng lá.

d. Để thực phẩm trong tủ lạnh giúp cho thực phẩm được tươi lâu hơn.

e. Sử dụng nồi áp suất để hầm thức ăn giúp thức ăn nhanh chín.

g. Sử dụng các loại men thích hợp để làm sữa chua, lên men rượu, giấm, …

Lời giải:

a) Ảnh hưởng bởi yếu tố nồng độ. Than cháy luôn cần oxygen để duy trì sự cháy, khi thổi không khí vào, làm tăng nồng độ oxygen, than cháy mạnh hơn.

b) Ảnh hưởng bởi yếu tố xúc tác. Xúc tác giúp phản ứng dễ xảy ra hơn.

c) Ảnh hưởng bởi yếu tố bề mặt tiếp xúc. Aluminum dạng bột có bề mặt tiếp xúc lớn hơn dạng lá, phản ứng xảy ra nhanh hơn.

d) Ảnh hưởng bởi yếu tố nhiệt độ. Quá trình bảo quản thực phẩm là hạn chế vi khuẩn hoạt động phá huỷ thức ăn, khi bảo quản trong tủ lạnh, nhiệt độ thấp sẽ giảm khả năng hoạt động của vi khuẩn, làm chậm quá trình phá huỷ thức ăn.

e) Ảnh hưởng bởi yếu tố nhiệt độ. Khi tăng áp suất, nhiệt độ sôi của nước tăng, thực phẩm nhanh chín hơn.

g) Ảnh hưởng bởi yếu tố chất xúc tác làm tăng tốc độ quá trình lên men.

Bài 16.12 trang 69 SBT Hóa học 10. Chè (trà) xanh là thực phẩm được dùng phổ biến để nấu nước uống, có tác dụng chống lão hóa, giảm nguy cơ bị ung thư, phòng một số bệnh về tim mạch và giảm cân, … Tuy nhiên, uống nhiều nước chè xanh hay nước chè đặc sẽ gây thiếu hụt hồng cầu trong máu, đau dạ dày, xót ruột, buồn nôn. Caffeine là chất kích thích cũng có nhiều trong lá chè, làm thần kinh căng thẳng, mất ngủ, suy giảm trí nhớ và dễ gây nghiện.

Hãy làm rõ yếu tố nồng độ các chất có trong lá chè xanh, caffeine ảnh hưởng đến sức khỏe con người trong khuyến cáo trên.

Lời giải:

Chè xanh nói riêng, thực phẩm nói chung, luôn chứa những thành phần có lợi cho sức khoẻ con người. Theo cơ địa mỗi người mà thu nạp vào cơ thể lượng thực phẩm phù hợp, cân đối, như người thừa cân dùng thực phẩm ít chất béo, tăng cường chất xơ, kết hợp tập thể dục; người bị Gout hạn chế dùng thực phẩm chứa chất đạm, ... Lá chè xanh chứa nhiều thành phần có tác dụng ngăn ngừa bệnh tật, nhưng ở hàm lượng (yếu tố nồng độ) cao, gây ra những triệu chứng khó chịu, suy giảm sức khoẻ, bệnh tật.

Bài 16.13 trang 70 SBT Hóa học 10. Bộ chuyển đổi xúc tác là thiết bị được sử dụng để giảm lượng khí thải từ động cơ đốt trong của ô tô và các loại phương tiện giao thông hiện đại. Thiết bị có sử dụng các kim loại platinum, rhodium và palladium để thúc đẩy quá trình nhường, nhận electron của chất trong khí thải, nó hoạt động theo cơ chế phản ứng oxi hóa – khử, chuyển đổi khoảng 90% khí thải độc hại thành khí ít độc hại hoặc không độc hại cho môi trường. Khí thải chứa các thành carbon dioxide, các oxide của nitrogen bị khử thành nitrogen và oxygen giải phóng ra môi trường.

Thiết bị trên vận dụng yếu tố nào để tác động đến phản ứng?

Lời giải:

Thiết bị sử dụng các kim loại quý như Pt, Rh, Pd để thúc đẩy quá trình nhường và nhận electron của các chất có trong khí thải thành những chất ít ô nhiễm môi trường:

Quá trình oxi hoá các hydrocarbon (C_xH_y), carbon monoxide:

$4C_x{H}_y\left(g\right)+\left(4x+y\right)O_2\left(g\right)\to 4xC{O}_2\left(g\right)+2y{H}_{2}O\left(g\right)$

$2CO\left(g\right)+O_2\left(g\right)\to 2C{O}_2\left(g\right)$

Quá trình khử các oxide của nitrogen:

$2N_a{O}_b\left(g\right)\to a{N}_2\left(g\right)+b{O}_2\left(g\right)$

Chỉ có chất khí trong khí thải tham gia phản ứng, các kim loại Pt, Rh, Pd đóng vai trò chất xúc tác. Yếu tố xúc tác được vận dụng trong thiết bị trên.

Bài 16.14 trang 70 SBT Hóa học 10. Năm 1785, một vụ nổ xảy ra tại nhà kho nhà Giacomelli (Roma, Italia) làm nghề nghiền bột mì. Sau khi điều tra, nguyên nhân ban đầu dẫn đến vụ nổ là do bột mì khô. Sự cố xảy ra khi bột mì bay trong không khí, chạm tới nguồn lửa của chiếc đèn, đây là vụ nổ bụi đầu tiên trong lịch sử. Sau đó là các vụ nổ bụi trong hầm than, xưởng sản xuất sữa bột, dược phẩm, nhựa, kim loại, … có tác nhân tương tự gồm: nguồn oxygen, nguồn nhiệt, bụi có thể cháy được, nồng độ bụi để đạt được vụ nổ và không gian đủ kín.

Thí nghiệm như hình bên cho thấy, bột mì không dễ cháy. Tại sao bột mì và một số loại bụi khác có thể gây ra nổ bụi? Để ngăn ngừa và hạn chế nổ bụi, có thể can thiệp vào những tác nhân nào?

Lời giải:

Bột mì trên dĩa hay tập trung một chỗ thì rất khó cháy, nếu được phun tơi dạng bụi sẽ dễ cháy hơn, là do bề mặt tiếp xúc tăng lên rất nhiều. Khi đủ 5 tác nhân: nguồn oxygen, nguồn nhiệt, bụi có thể cháy được, nồng độ bụi để đạt được vụ nổ và không gian đủ kín sẽ gây ra nổ thứ cấp (nổ dây chuyền).

Để ngăn ngừa và hạn chế nổ bụi, có thể can thiệp vào 2 yếu tố chính: giảm nồng độ hạt bụi và kiểm soát nguồn nhiệt trong khu vực sản xuất (hệ thống điện, nguồn điện, ổ cắm, ...).

Bài 16.15 trang 70 SBT Hóa học 10. Hệ thống phun nhiên liệu điện tử (Electronic Fuel Injection – EFI) được sử dụng trong động cơ ô tô, xe máy giúp tiết kiệm nhiên liệu, xe vận hành êm và giảm ô nhiễm môi trường. Hệ thống sử dụng bộ điều khiển điện tử để can thiệp vào bước phun nhiên liệu vào buồng đốt, nhiên liệu được phun giọt cực nhỏ (1); hệ thống điều chỉnh chính xác tỉ lệ nhiên liệu – không khí trước khi phun vào buồng đốt, một cách đồng đều, nhiên liệu được đốt cháy hoàn toàn (2). Khi phương tiện thay đổi vận tốc (tăng hoặc giảm), hệ thống sẽ nhanh chóng thay đổi lượng nhiên liệu – không khí phù hợp để phun vào buồng đốt (3), nên tiết kiệm nhiên liệu và giảm lượng khí thải gây ô nhiễm môi trường. Các ý (1), (2), (3) vận dụng yếu tố chính nào ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng?

Lời giải:

Ý (1) vận dụng yếu tố bề mặt tiếp xúc; ý (2) là yếu tố nồng độ, tỉ lệ nhiên liệu - không khí phù hợp đảm bảo các phản ứng xảy ra hoàn toàn; ý (3) là yếu tố nồng độ, khi tăng/ giảm vận tốc, hệ thống sẽ tăng/ giảm tỉ lệ nhiên liệu – không khí tương ứng.

Bài 16.16 trang 71 SBT Hóa học 10. Aspirin (acetylsalicylic acid, C₉H₈O₄) là thuốc hạ sốt, giảm đau, có tính kháng viêm, được sử dụng khá phổ biến trên thế giới, khoảng 25 000 tấn mỗi năm. Khi uống aspitin, phản ứng thủy phân xảy ra như sau:;

Salicylic acid là thành phần chính có tác dụng hạ sốt, giảm đau và viêm nhiễm, nên có nhiều nghiên cứu tập trung vào phản ứng thủy phân này và các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng. Dữ liệu về quá trình thủy phân của một mẫu aspirin trong nước (môi trường trung tính) ở 37^oC⁽*⁾ thể hiện trong bảng:

(*) Ở điều kiện này, phản ứng xảy ra rất chậm, trong môi trường acid, như điều kiện trong dạ dày, phản ứng xảy ra nhanh hơn.

a. Tính tốc độ trung bình của phản ứng thủy phân aspirin sau thời gian 2, 5, 10, …, 300 giờ.

b. Nhận xét sự thay đổi tốc độ phản ứng theo thời gian. Giải thích.

c. Vẽ đồ thị biểu diễn sự biến thiên nồng độ chất tham gia và sản phẩm theo thời gian của phản ứng trên.

Lời giải:

a) Tốc độ phản ứng của phản ứng thuỷ phân aspirin theo thời gian:

b) Trong khoảng thời gian 20 giờ đầu tiên của phản ứng thuỷ phân, nồng độ aspirin đủ lớn để tạo ra số va chạm hiệu quả tương đương nhau, tốc độ trung bình phản ứng đạt 2,000 × 10^-5 (M/h), sau đó, tốc độ phản ứng thuỷ phân aspirin chậm dần. Khi nồng độ aspirin giảm, làm giảm tần số va chạm hiệu quả giữa các phân tử, tốc độ phản ứng giảm.

c) Đồ thị biểu diễn sự biến thiên nồng độ chất tham gia và sản phẩm theo thời gian.

Bài 16.17 trang 72 SBT Hóa học 10. Hoạt động trong phòng thí nghiệm

Chuẩn bị

Dụng cụ: Cân phân tích, cốc thủy tinh, đồng hồ bấm giây.

Hóa chất: CaCO₃ dạng khối, dung dịch HCl 2M.

Tiến hành

Bước 1: Cân 5 – 7 viên đá vôi, ghi giá trị m₁.

Bước 2: Rót 100 ml dung dịch HCl vào cốc thủy tinh, cân khối lượng cốc, ghi giá trị m₂.

Bước 3: Để yên cốc trên giá cân. Cho các viên đá vôi vào cốc dung dịch HCl. Ghi nhận tổng khối lượng hiển thị trên cân sau mỗi 30 giây, thực hiện trong 10 phút.

Yêu cầu

1. Vận dụng định luật bảo toàn khối lượng, tính khối lượng khí CO₂ sau mỗi 30 giây.

2. Tính tốc độ trung bình của phản ứng sau khoảng thời gian 1, 2, 3, 4 phút.

3. Nhận xét tốc độ phản ứng thay đổi thế nào theo thời gian. Giải thích.

4. Vẽ biểu đồ biểu diễn khối lượng CO₂ trong các thời điểm khác nhau.

Lời giải:

Học sinh tiến hành thí nghiệm và thực hiện các yêu cầu có trong thí nghiệm.

Xem thêm lời giải sách bài tập Hóa học lớp 10 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác: 

Ôn tập chương 5

Bài 15: Phương trình tốc độ phản ứng và hằng số tốc độ phản ứng

Ôn tập chương 6

Bài 17: Tính chất vật lí và hóa học các đơn chất nhóm VIIA

Bài 18: Hydrogen halide và một số phản ứng của ion halide