Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hóa học

Phương trình / Quy luật áp dụng: v = Δc/Δt

Giải thích chuẩn SGK: Cách làm của SGK là kiểm soát biến số: mỗi lần chỉ thay đổi một điều kiện, giữ nguyên các điều kiện khác, rồi dùng «thời gian xuất hiện vẩn đục» hoặc «thời gian thu được 10 mL H₂» để biến độ nhanh chậm thành con số có thể so sánh.

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Câu hỏi thường gặp «Những yếu tố nào ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng» — nồng độ, nhiệt độ, áp suất, chất xúc tác và diện tích bề mặt chất rắn.

Phương trình / Quy luật áp dụng: Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + SO₂↑ + S↓ + H₂O

Giải thích chuẩn SGK: Khi các điều kiện khác giữ nguyên, giảm nồng độ chất phản ứng làm tốc độ phản ứng giảm và thời gian dài ra: nồng độ giảm một nửa thì thời gian tăng gấp đôi (bài học thiết lập theo bậc 1, thống nhất với kết luận định tính của SGK).

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Cách trình bày kiểm soát biến số là trọng tâm thi cử: khi so sánh nồng độ bắt buộc phải giữ nguyên nhiệt độ, tổng thể tích và lượng acid, ống pha loãng phải thêm dung môi cho đủ thể tích.

Phương trình / Quy luật áp dụng: Tăng nhiệt độ → Phần trăm số phân tử hoạt động tăng → Tốc độ phản ứng tăng

Giải thích chuẩn SGK: Khi các điều kiện khác không đổi, tăng nhiệt độ làm tăng tốc độ phản ứng, hạ nhiệt độ làm giảm tốc độ phản ứng; với hệ số nhiệt độ khoảng 3 lần mỗi 10 ℃ (SGK nêu 2~4 lần), ở 45 ℃ thời gian xuất hiện vẩn đục chỉ bằng khoảng 1/8 so với ở 25 ℃.

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Ảnh hưởng của nhiệt độ rất rõ rệt (tăng 2~4 lần / 10 ℃), thường được hỏi song song với nồng độ, hoặc hỏi «vì sao ở nhiệt độ thấp phản ứng hầu như dừng lại».

Phương trình / Quy luật áp dụng: 2H₂O₂ = 2H₂O + O₂↑ (xúc tác MnO₂ hoặc FeCl₃)

Giải thích chuẩn SGK: Chất xúc tác làm thay đổi con đường phản ứng và hạ thấp năng lượng hoạt hóa, giúp số lượng phân tử hoạt động tăng lên, số va chạm hiệu quả trong một đơn vị thời gian tăng, dẫn đến tốc độ phản ứng tăng; nó không làm thay đổi nhiệt phản ứng cũng như trạng thái cân bằng.

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Chất xúc tác làm thay đổi tốc độ và cơ chế (con đường) phản ứng, nhưng không làm thay đổi biến thiên enthalpy (nhiệt phản ứng) và không làm dịch chuyển cân bằng — câu này hầu như đề thi nào cũng hỏi.

Phương trình / Quy luật áp dụng: Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑ · v = Δc/Δt

Giải thích chuẩn SGK: v = Δc/Δt: đo được thời gian sẽ tính được độ nhanh chậm thành con số; khi các điều kiện khác không đổi, tăng nồng độ H₂SO₄ làm tăng tốc độ phản ứng (từ 1 → 4 mol/L, thời gian thu khí rút ngắn từ 64.0 s xuống 16.0 s).

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Khi tính tốc độ phản ứng phải ghi rõ «tính theo chất nào và tốc độ trung bình trong khoảng thời gian nào», đây là dạng bài tập lặp đi lặp lại trong SGK.

Phương trình / Quy luật áp dụng: Phân tử hoạt động + Va chạm hiệu quả → Phản ứng xảy ra

Giải thích chuẩn SGK: Tăng nồng độ → tăng số phân tử hoạt động trong một đơn vị thể tích; tăng nhiệt độ → tăng phần trăm số phân tử hoạt động; chất xúc tác hạ thấp năng lượng hoạt hóa → giúp nhiều phân tử trở thành phân tử hoạt động hơn. Cả ba yếu tố đều làm tăng số va chạm hiệu quả trong một đơn vị thời gian, khiến tốc độ phản ứng tăng.

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Dùng thuyết va chạm để giải thích ảnh hưởng của nồng độ, nhiệt độ và chất xúc tác thường được hỏi gộp chung; cần phân biệt rõ «số phân tử hoạt động trong một đơn vị thể tích» với «phần trăm số phân tử hoạt động».

Phương trình / Quy luật áp dụng: Cùng một nhóm đối chứng · Chỉ thay đổi một điều kiện

Giải thích chuẩn SGK: Kiểm soát biến số đòi hỏi chỉ thay đổi nồng độ và giữ nguyên các yếu tố khác: ống pha loãng bắt buộc phải thêm 1 mL nước cất để giữ tổng thể tích 4 mL, nếu không nồng độ sẽ bị tính sai, thời gian đo ngắn hơn thực tế và làm thu hẹp sự khác biệt khi so sánh.

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Câu hỏi phân tích sai số thường hỏi «bước nào chưa kiểm soát biến số, kết quả đo lệch lớn hay lệch nhỏ», khi trả lời cần nêu đầy đủ chuỗi suy luận.

Phương trình / Quy luật áp dụng: Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + SO₂↑ + S↓ + H₂O

Giải thích chuẩn SGK: Phần kiểm tra không có kết luận mới: đồng thời đảm bảo cả 3 điều kiện «1 mL + 1 mL nước, tổng thể tích 4 mL, 25 ℃» thì thời gian xuất hiện vẩn đục mới nằm quanh mốc 40.0 s.

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Cấu trúc trả lời điểm tối đa: Kiểm soát biến số (thêm nước giữ tổng thể tích) + Bấm giờ hiện tượng + Quy đổi tốc độ phản ứng, viết đủ cả 3 ý.

Giải thích chuẩn SGK: Đáp án đúng: Thêm nước cất vào ống pha loãng để tổng thể tích dung dịch ở hai ống bằng nhau. Phương pháp kiểm soát biến số yêu cầu mỗi lần chỉ thay đổi một điều kiện: khi so sánh nồng độ thì nhiệt độ, tổng thể tích và lượng acid đều phải giống nhau, vì vậy ống pha loãng bắt buộc phải thêm dung môi cho đủ cùng một thể tích.

Giải thích chuẩn SGK: Đáp án đúng: Nhiệt độ cứ tăng lên 10 ℃ thì tốc độ phản ứng thường tăng từ 2~4 lần. Theo SGK (quy tắc Van't Hoff):«Khi nhiệt độ tăng thêm 10 ℃, tốc độ phản ứng hóa học thường tăng từ 2~4 lần»; tăng nhiệt độ không làm tăng tổng số phân tử mà làm tăng phần trăm số phân tử hoạt động.

Giải thích chuẩn SGK: Đáp án đúng: MnO₂ làm thay đổi năng lượng hoạt hóa của phản ứng nhưng không làm thay đổi nhiệt phản ứng. Chất xúc tác làm thay đổi con đường phản ứng và hạ thấp năng lượng hoạt hóa, giúp số phân tử hoạt động tăng lên; nó không làm thay đổi biến thiên enthalpy (nhiệt phản ứng) và không làm thay đổi hiệu suất chuyển hóa cân bằng.

Giải thích chuẩn SGK: Đáp án đúng: Khoảng 16.0 s. Bài học thiết lập theo quan hệ bậc một: nồng độ tăng gấp 4 lần thì tốc độ phản ứng tăng gấp 4 lần, thời gian giảm xuống còn 1/4, tức là 16.0 s (SGK chỉ yêu cầu đo thực nghiệm và so sánh, số giây cụ thể là thông số của học liệu).

Giải thích chuẩn SGK: Đáp án đúng: Phần trăm số phân tử hoạt động tăng lên, dẫn đến số va chạm hiệu quả trong một đơn vị thời gian tăng. Tăng nhiệt độ giúp một bộ phận phân tử vốn có năng lượng thấp trở thành phân tử hoạt động, làm tăng phần trăm số phân tử hoạt động và tăng tần số va chạm hiệu quả — chứ không phải tổng số phân tử tăng hay nồng độ tăng.