Câu hỏi đầu bài

Hydrogen và oxygen không phản ứng với nhau ở nhiệt độ thường, nhưng khi đưa một ít bột platinium (Pt) vào hỗn hợp hai khí đó, phản ứng xảy ra ngay tức khắc, tạo thành nước. Yếu tố nào quyết định sự thay đổi đó?

Giải chi tiết:

Yếu tố quyết định sự thay đổi trên là chất xúc tác. Chất xúc tác có tác dụng làm tăng tốc độ phản ứng nhưng không bị biến đổi về chất và lượng sau phản ứng.

I. Năng lượng hoạt hóa

Câu hỏi 1:

2NOCl(g) ⟶ 2NO(g) + Cl₂(g), năng lượng hoạt hóa của phản ứng là 100kJ/mol. Ở 350K, hằng số tốc độ của phản ứng là 8.10^-6 L/(mol.s). Tính hằng số tốc độ ở phản ứng ở 400 K.

Câu hỏi 2:

Tính năng lượng hoạt hóa của một số phản ứng biết rằng khi nhiệt độ tăng từ 300 K lên 310 K thì tốc độ phản ứng tăng 3 lần.

Câu hỏi 3:

Thực nghiệm cho biết phản ứng: 2N₂O₅(g) ⟶ 4NO₂(g) + O₂(g) ở 45^oC có hằng số tốc độ phản ứng là 8,17.10^-3 s^-1; E_a = 103,5kJ/mol. Tính hằng số tốc độ phản ứng tại 65^oC.

Giải chi tiết:

Câu hỏi 1:

Câu hỏi 2:

Khi nhiệt độ tăng từ 300 K lên 310 K thì tốc độ phản ứng tăng 3 lần nên kT1kT2=3

Áp dụng công thức:

⇒ E_a = 84 944,92 J/mol ≈ 85 kJ/mol

Câu hỏi 3:

Áp dụng công thức

⇒ kT2 ≈ 0,083 L/(mol.s)

II. Chất xúc tác

Câu hỏi 4: Sự suy giảm tầng ozone và lỗ thủng tầng ozone (O₃) đã gây ra mối lo ngại về việc gia tăng nguy cơ ung thư da, cháy nắng, mù mắt và đục thuỷ tinh thể.... Tầng ozone hấp thụ hầu hết các tia cực tím (UV) có hại cho sự sống trên Trái Đất. Các phân tử ozone có thể bị phá huỷ theo hai giai đoạn:

Cl + O₃ ⟶ ClO + O₂

Và ClO + O₃ ⟶ Cl + 2O₂

Chất xúc tác trong các quá trình này là chất nào?

Câu hỏi 5: Một phản ứng xảy ra ở 500°C, năng lượng hoạt hóa của phản ứng khi không có xúc tác và khi có xúc tác lần lượt là 55,4 kJ/mol và 13,5 kJ/mol. Chứng minh rằng chất xúc tác có ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng.

Giải chi tiết:

Câu hỏi 4: Chất xúc tác là Cl vì sau toàn bộ quá trình thì Cl vẫn còn nguyên, không bị biến đổi cả về chất và về lượng.

Câu hỏi 5: Năng lượng hoạt hóa của phản ứng khi không có xúc tác lớn hơn rất nhiều so với năng lượng hoạt hóa của phản ứng khi có xúc tác (55,4 kJ/mol >> 13,5 kJ/mol).

⇒ Chất xúc tác làm giảm năng lượng hoạt hóa, làm tăng tốc độ phản ứng.