Giải Khoa học tự nhiên 8 sách Kết nối tri thức, bài 7: Tốc độ phản ứng và chất xúc tác

Có những phản ứng xảy ra rất nhanh, quan sát được ngay như phản ứng nổ, cháy,… và có những phản ứng xảy ra chậm, sau một khoảng thời gian mới quan sát được như phản ứng tạo gỉ sắt, tinh bột lên men rượu,… Vậy dùng đại lượng nào để đặc trưng cho sự nhanh, chậm của một phản ứng? Yếu tố nào ảnh hưởng đến sự nhanh, chậm này?
Trả lời:
- Tốc độ phản ứng là đại lượng đặc trưng cho sự nhanh chậm của phản ứng hóa học.
- Một số yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng là: nồng độ, nhiệt độ, diện tích bề mặt tiếp xúc, chất xúc tác…
 

Hoạt động trang 31: So sánh tốc độ của một số phản ứng
Phản ứng sắt bị gỉ, đốt cháy cồn được minh họa ở các Hình 7.1 và 7.2.


Quan sát các Hình 7.1 và 7.2, thảo luận nhóm và trả lời câu hỏi:
Phản ứng sắt bị gỉ xảy ra nhanh hơn hay chậm hơn phản ứng đốt cháy cồn?
Trả lời:
Phản ứng sắt bị gỉ xảy ra chậm hơn so với phản ứng đốt cháy cồn.

Câu hỏi trang 32: Một học sinh thực hiện thí nghiệm và ghi lại hiện tượng như sau:
Cho cùng một lượng hydrochloric acid vào hai ống nghiệm đựng cùng một lượng đá vôi ở dạng bột (ống nghiệm (1)) và dạng viên (ống nghiệm (2)). Quan sát hiện tượng thấy rằng ở ống nghiệm (1) bọt khí xuất hiện nhiều hơn và đá vôi tan hết trước.
Phản ứng giữa hydrochloric acid với đá vôi dạng bột xảy ra nhanh hơn hay chậm hơn so với phản ứng giữa hydrochloric acid với đá vôi dạng viên?
Trả lời:
Phản ứng giữa hydrochloric acid với đá vôi dạng bột xảy ra nhanh hơn so với phản ứng giữa hydrochloric acid với đá vôi dạng viên.
 

Hoạt động 1 - Trang 32: Ảnh hưởng của nồng độ đến tốc độ phản ứng
Chuẩn bị: dung dịch HCl 0,1 M, dung dịch HCl 1 M, 2 đinh sắt giống nhau (khoảng 0,2 g); ống nghiệm.
Tiến hành:
- Cho vào ống nghiệm (1) khoảng 5 mL dung dịch HCl 0,1 M; ống nghiệm (2) khoảng 5 mL dung dịch HCl 1 M.
- Nhẹ nhàng đưa lần lượt 2 đinh sắt vào 2 ống nghiệm và quan sát sự thoát khí.

Trả lời câu hỏi:
- Phản ứng ở ống nghiệm nào xảy ra nhanh hơn?
- Nồng độ ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng như thế nào?
Trả lời:
- Phản ứng ở cốc nước nóng xảy ra nhanh hơn.
- Khi tăng nồng độ chất tham gia phản ứng thì tốc độ phản ứng tăng.
 

Hoạt động 2 - Trang 32: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng
Chuẩn bị: viên C sủi, nước lạnh, nước nóng; cốc thủy tinh.
Tiến hành:
Lấy hai cốc nước, một cốc nước lạnh và một cốc nước nóng, cho đồng thời vào mỗi cốc một viên C sủi.

Quan sát hiện tượng và trả lời câu hỏi:
- Phản ứng ở cốc nào xảy ra nhanh hơn?
- Nhiệt độ ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng như thế nào?
Trả lời:
- Phản ứng ở cốc nước nóng xảy ra nhanh hơn.
- Khi tăng nhiệt độ của chất tham gia phản ứng, tốc độ phản ứng tăng lên.
 

Hoạt động 3 - Trang 33: Ảnh hưởng của diện tích bề mặt tiếp xúc đến tốc độ phản ứng
Chuẩn bị: dung dịch HCl 0,1 M, đá vôi (dạng viên), đá vôi (dạng bột hoặc đập nhỏ từ đá vôi dạng viên); ống nghiệm.
Tiến hành:
- Cân một lượng đá vôi (dạng bột) và đá vôi (dạng viên) bằng nhau (khoảng 1 gam) cho vào 2 ống nghiệm (1) và (2).
- Cho vào mỗi ống nghiệm khoảng 3 mL dung dịch HCl 0,1 M, quan sát sự thoát khí.
Trả lời câu hỏi:
- Phản ứng ở ống nghiệm nào xảy ra nhanh hơn? Giải thích.
- Kích thước hạt ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng như thế nào?
Trả lời:
- Phản ứng ở ống nghiệm đá vôi dạng bột xảy ra nhanh hơn. Vì kích thước đá vôi làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc với acid nên phản ứng xảy ra nhanh hơn.
- Kích thước hạt càng nhỏ, tốc độ phản ứng càng lớn.

Hoạt động 4 - Trang 33: Ảnh hưởng của chất xúc tác đến tốc độ phản ứng
Chuẩn bị: nước oxy già (y tế) H2O2 3%, manganese dioxide (MnO2, dạng bột); ống nghiệm.
Tiến hành:
- Cho khoảng 3 mL dung dịch H2O2 3% vào hai ống nghiệm (1) và ống nghiệm (2).
- Cho một ít bột manganese dioxide vào ống nghiệm (2) và quan sát sự thoát khí.

Trả lời câu hỏi:
Phản ứng ở ống nghiệm nào xảy ra nhanh hơn?
Trả lời:
Phản ứng ở ống nghiệm (2) xảy ra nhanh hơn do khí thoát ra nhanh và mạnh hơn.

Câu hỏi 1 - Trang 34: Than cháy trong bình khí oxygen nhanh hơn cháy trong không khí. Yếu tố nào ảnh hưởng đến tốc độ của phản ứng đốt cháy than?
Trả lời:
Than cháy trong bình khí oxygen nhanh hơn cháy trong không khí. Yếu tố nồng độ đã ảnh hưởng đến phản ứng đốt cháy than.

Câu hỏi 2 - Trang 34: Khi “bảo quản thực phẩm trong tủ lạnh để giữ thực phẩm tươi lâu hơn” là đã tác động vào yếu tố gì để làm chậm tốc độ phản ứng?
Trả lời:
Khi “bảo quản thực phẩm trong tủ lạnh để giữ thực phẩm tươi lâu hơn” là đã tác động vào yếu tố nhiệt độ để làm chậm tốc độ phản ứng.

Câu hỏi 3 - Trang 34: Trong quá trình sản xuất sulfuric acid có giai đoạn tổng hợp sulfur trioxide (SO3). Phản ứng xảy ra như sau:
2SO₂ + O₂ à 2SO₃
Khi có mặt vanadium(V) oxide thì phản ứng xảy ra nhanh hơn.
a) Vanadium(V) oxide đóng vai trò gì trong phản ứng tổng hợp sulfur trioxide?
b) Sau phản ứng, khối lượng của vanadium(V) oxide có thay đổi không? Giải thích.
Trả lời:
a) Vanadium(V) oxide đóng vai trò là chất xúc tác trong phản ứng tổng hợp sulfur trioxide.
b) Sau phản ứng, khối lượng của vanadium(V) oxide không thay đổi. Do chất xúc tác là chất làm tăng tốc độ phản ứng nhưng sau phản ứng vẫn giữ nguyên về khối lượng và tính chất hoá học.