Tốc độ phản ứng và dấu enthalpy

Kiến thức cần nhớ

**1. Nồng độ và tốc độ là hai đại lượng khác nhau** Nồng độ cho biết lượng chất trong một đơn vị thể tích tại một thời điểm. Tốc độ phản ứng mô tả nồng độ thay đổi nhanh đến mức nào theo thời gian. Một dung dịch có nồng độ lớn chưa chắc phản ứng đang nhanh; và tại cân bằng, nồng độ ổn định nhưng phản ứng thuận và nghịch vẫn tiếp tục.

**2. Tốc độ trung bình từ dữ liệu nồng độ–thời gian** Với chất phản ứng A, nồng độ giảm nên thường viết: $v_{tb}=-\frac{\Delta[A]}{\Delta t}$ Với sản phẩm B, nồng độ tăng: $v_{tb}=\frac{\Delta[B]}{\Delta t}$ Dấu trừ giúp tốc độ của chất phản ứng có giá trị dương. Khi phương trình có hệ số khác 1, tốc độ phản ứng còn phải được chuẩn hóa theo hệ số tỉ lượng; nếu đề chỉ hỏi mức thay đổi nồng độ thì đọc đúng đại lượng được yêu cầu.

**3. Đọc bảng hoặc đồ thị nồng độ–thời gian** 1. Đọc tên trục và đơn vị. 2. Xác định chất phản ứng thường giảm, sản phẩm thường tăng. 3. So sánh độ thay đổi trong những khoảng thời gian bằng nhau. 4. Đoạn càng dốc biểu thị nồng độ thay đổi càng nhanh. 5. Khi nồng độ trở nên ổn định, đồ thị gần nằm ngang; điều này chưa có nghĩa mọi quá trình vi mô đã dừng. Không chọn thời điểm cân bằng chỉ vì hai đường nồng độ cắt nhau.

**4. Phản ứng tỏa nhiệt và thu nhiệt** - **Tỏa nhiệt:** hệ giải phóng nhiệt ra môi trường, $\Delta H<0$. - **Thu nhiệt:** hệ nhận nhiệt từ môi trường, $\Delta H>0$. Với phương trình nhiệt hóa học, giá trị $\Delta H$ gắn với đúng phương trình và hệ số đã viết. Ví dụ $\Delta H=-92$ kJ nghĩa là phản ứng theo đúng lượng chất trong phương trình giải phóng 92 kJ.

**5. Quy tắc biến đổi phương trình nhiệt hóa học** - Đảo chiều phản ứng → đổi dấu $\Delta H$. - Nhân toàn bộ hệ số phương trình với $k$ → nhân $\Delta H$ với $k$. - Chia toàn bộ hệ số cho $k$ → chia $\Delta H$ cho $k$. Không được đổi hệ số mà giữ nguyên giá trị enthalpy, vì $\Delta H$ là đại lượng phụ thuộc lượng chất phản ứng theo phương trình.

**6. Liên hệ năng lượng với cân bằng** Có thể hình dung nhiệt như một thành phần để dự đoán chuyển dịch: - Chiều thuận tỏa nhiệt: “nhiệt” ở phía sản phẩm. - Chiều thuận thu nhiệt: “nhiệt” ở phía chất phản ứng. Tăng nhiệt độ ưu tiên chiều thu nhiệt; giảm nhiệt độ ưu tiên chiều tỏa nhiệt. Tuy nhiên, dấu $\Delta H$ **không cho biết phản ứng nhanh hay chậm**.

**7. Phân biệt tốc độ với vị trí cân bằng** Tốc độ trả lời “hệ biến đổi nhanh đến đâu”; vị trí cân bằng trả lời “khi ổn định, thành phần nghiêng về phía nào”. Chất xúc tác có thể làm hệ đạt cân bằng nhanh hơn nhưng không làm thay đổi thành phần cân bằng. Đây là tiền đề quan trọng trước khi học nguyên lí Le Chatelier.

**8. Lỗi cần loại bỏ** - Đồng nhất nồng độ lớn với tốc độ lớn trong mọi thời điểm. - Cho rằng đường nồng độ nằm ngang nghĩa là phản ứng dừng. - Gọi $\Delta H<0$ là thu nhiệt. - Đảo phản ứng nhưng không đổi dấu $\Delta H$. - Dùng dấu $\Delta H$ để kết luận phản ứng nhanh. - Cho rằng xúc tác làm tăng lượng sản phẩm ở cân bằng.

Dấu hiệu nhận biết

• Có đồ thị hoặc mô tả nồng độ thay đổi theo thời gian.
• Có giá trị $\Delta H$ hoặc yêu cầu xác định chiều tỏa/thu nhiệt.

Các bước làm bài

• Xác định đại lượng đang được mô tả: nồng độ, tốc độ hay năng lượng.
• Dùng dấu của $\Delta H$: âm là tỏa nhiệt, dương là thu nhiệt.
• Không suy ra vị trí cân bằng chỉ từ việc phản ứng diễn ra nhanh hay chậm.

Lỗi thường gặp

• Đồng nhất tốc độ phản ứng với nồng độ chất.
• Cho rằng $\Delta H<0$ là phản ứng thu nhiệt.