Tài liệu Skkn vận dụng nguyên lý trạng thái dừng vào bài toán động hoá học phức tạp

CỘNG HOÀ Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ---*--MÔ TẢ SÁNG KIẾN 1. Tên sáng kiến: “ Vận dụng nguyên lý trạng thái dừng vào bài toán động hoá học phức tạp” (Nguyễn Văn Thời - trường THPT Chuyên Bến Tre) 2. Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Hoá học trong chương trình THPT và bồi dưỡng học sinh giỏi 3. Mô tả bản chất của sáng kiến 3.1.Tình trạng giải pháp đã biết Hóa học là một trong các bộ môn khoa học cơ bản. Mỗi mảng kiến thức đều vô cùng rộng lớn. Đặc biệt là những kiến thức dành cho học sinh chuyên hóa. Động hoá học là một trong các nội dung rất quan trọng trong hóa học. Phần này luôn có trong các đề thi học sinh giỏi lớp 10, 11 khu vực; Olympic 30/4; thi học sinh giỏi cấp quốc gia, Quốc Tế. Tuy nhiên, trong thực tế giảng dạy ở các trường phổ thông nói chung và ở các trường chuyên nói riêng, việc dạy và học liên quan đến bài toán động hoá học gặp một số khó khăn: - Đã có tài liệu giáo khoa dành riêng cho học sinh chuyên hóa, nhưng nội dung kiến thức lý thuyết hay bài tập vận dụng về động hoá học đặc biệt là bài tập liên quan đến động hoá học phức tạp chưa đủ để trang bị cho học sinh, chưa đáp ứng được yêu cầu của các kì thi học sinh giỏi các cấp. - Tài liệu tham khảo về mặt lý thuyết thường được sử dụng là các tài liệu ở bậc đại học, cao đẳng đã được biên soạn, xuất bản từ lâu. Khi áp dụng những tài liệu này cho học sinh phổ thông thì rất rộng. Giáo viên và học sinh thường không đủ thời gian nghiên cứu do đó khó xác định được nội dung chính cần tập trung là vấn đề gì. - Trong các tài liệu giáo khoa chuyên hóa lượng bài tập rất ít, nếu chỉ làm các bài trong đó thì HS không đủ “lực” để thi vì đề thi khu vực, HS giỏi quốc gia, hằng năm thường cho rộng và sâu hơn nhiều. Nhiều bài tập trong đề thi vượt quá chương trình. Để khắc phục điều này, tự thân mỗi GV dạy học sinh chuyên hoá phải tự vận động, mất rất nhiều thời gian và công sức bằng cách cập nhật thông tin từ mạng internet, trao đổi với đồng nghiệp, tự nghiên cứu tài liệu…Từ đó, GV tự biên soạn nội dung chương trình dạy và xây dựng hệ thống bài tập để phục vụ cho công việc giảng dạy của mình. Xuất phát từ thực tiễn đó, chúng tôi rất mong có được một nguồn tài liệu có giá trị và phù hợp để giáo viên giảng dạy - bồi dưỡng học sinh giỏi các cấp và cũng để cho học sinh có được tài liệu học tập, tham khảo. Do vậy chúng tôi đã chọn đề tài: “Vận dụng nguyên lý trạng thái dừng vào bài toán động hoá học phức tạp”. 3.2.Nội dung giải pháp đề nghị công nhận là sáng kiến a. Mục đích của giải pháp Đề tài của chúng tôi nhằm các mục đích sau: 1. Xây dựng lại lý thuyết về trạng thái dừng1một cách cô đọng, từng phần giúp học sinh có thể tự đọc, hiểu được vấn đề. 2. Xây dựng các bài tập nhằm khai thác các ý đã nêu ở phần lý thuyết. 3. Đưa ra ra các hướng giải quyết các câu hỏi và tài tập đó. 4. Xây dựng hệ thống bài tập rèn luyện cho học sinh. b. Những điểm khác biệt, tính mới của giải pháp: Điểm mới của giải pháp này là: - Xây dựng lại lý thuyết về trạng thái dừng một cách cô đọng. - Xây dựng được các bài tập gắn với kiến thức thực tiễn. - Xây dựng được hệ thống bài tập có hướng dẫn giải chi tiết. c .Mô tả chi tiết bản chất của giải pháp: - Trước tiên là tìm nguyên nhân vì sao học sinh thường gặp khó khăn trong việc học động hoá học: + Đây là dạng bài tập định tính, ước lượng và rất trừu tượng. + Dạng bài tập này thì không được học ở chương trình THPT, chỉ xuất hiện ở các kỳ thi học sinh giỏi các cấp và ở bậc đại học . + Tài liệu chuyên về bài tập dạng này thì rất ít. - Đề ra kế hoạch: Phía giáo viên: + Cung cấp kiến thức, nghiên cứu kĩ phần lý thuyết về trạng thái dừng, cơ chế phản ứng. + Xây dựng được hệ thống bài tập về động hoá học phức tạp sau đó áp dụng trạng thái dừng để giải quyết. Phía học sinh: + Rèn luyện tính tự học, tự nghiên cứu. + Rèn luyện khả năng phân tích, đánh giá, tổng hợp, dự đoán … + Vận dụng các cơ sở lý thuyết nói trên để giải quyết hết các bài tập mà giải pháp đề ra. Áp dụng cụ thể vào đề tài 2 I. Rèn luyện kỷ năng vận dụng lý thuyết trạng thái dừng vào từng bài toán Nguyên lí trạng thái dừng hay còn gọi là Phương pháp phỏng định trạng thái dừng để thiết lập biểu thức vận tốc phản ứng hay còn được gọi nguyên lý nồng độ ổn định. Nguyên lý này là một công trình của Bodeistein (năm 1913) khi ông khảo sát phản ứng H2(k) + Br2(k) →2HBr(k). Nguyên lý này được dựa trên tính kém bền của các tiểu phân trung gian trong các phản ứng được tiến hành theo cơ chế dây chuyền và nó được ứng dụng trong trường hợp có sự tồn tại của các tiểu phân trung gian trong cơ chế phản ứng với một lượng rất bé tức là nồng độ của nó không đáng kể so với chất ta quan tâm nên có thể bỏ qua được. Chúng ta có thể xem tốc độ tạo thành các tiểu phân trung gian này gần như bằng không. �[�ồ�� độ ��ể� �ℎâ�] =0 �� Đây được xem là phương pháp gần đúng để xử lí nhưng bài toán động học phức tạp. Ví dụ 1: Bài toán động học phản ứng H2 + Br2 2HBr Bodestein xác định tốc độ phản ứng thực nghiệm theo biểu thức : Tốc độ phản ứng: Từ cơ chế phản ứng gốc tự do, hãy chứng minh các biểu thức trên bằng cách sử dụng nguyên lý nồng độ ổn định. Cơ chế phản ứng xảy ra như sau: Hướng dẫn Để có thể định nghĩa tốc độ phản ứng qua tốc độ biến thiên nồng độ của sản phẩm HBr, ta tính đạo hàm của nồng độ này. 3 Tốc độ tạo HBr bằng tổng tốc độ tạo HBr trừ tốc độ phân huỷ HBr tức: (1) Áp dụng sự gần đúng nồng độ dừng với các sản phẩm trung gian H* và Br* ta có: (2) Với Br * Lưu ý: biểu thức tốc độ phản ứng sẽ không xét đến sự tồn tại của các tiểu phân trung gian, vì thời gian tồn tại của chúng cực thấp. Chính vì vậy trong tính toán chúng ta khéo léo rút gọn các đại lượng này là Br* và H* bằng cách thừa số chung hoặc cộng phương trình. Lấy (1) + (2) vế theo vế => 2r1 - 2r-1 = 0 hay r1 = r-1 => k1[Br2] = k-1[Br*]2 => [Br*] = (k1/k-1)-1/2[Br2]1/2 (3) Từ (2) rút ra (4) Thế (3) vào (4) ta được (5) Lưu ý:tốc độ của phản ứng chính là tốc độ của tạo HBr chính vì điều này chúng ta xem cơ chế, phản ứng nào tạo HBr chính là phản ứng quyết định tốc độ. (6) Thực ra chúng ta còn có thể rút ra điều này từ (1) và (2). Thay (5) vào (6) thu được Thực tế k-2 rất nhỏ hay k’ rất nhỏ chính vì thế ta sẽ thu được công thức tốc độ gần đúng là r = k’[Br2]1/2[H2] 4 Ví dụ 2: Phản ứng: Cl2 + H2 → 2HCl (1), r = k[Cl2]1/2[H2] ỏ 625 K Hãy rút ra định luật tốc độ thực nghiệm từ cơ chế trên và biểu diễn năng lượng hoạt động hóa của phản ứng chung qua năng lượng hoạt động hóa của các giai đoạn sơ cấp. Năng lưọng hoạt động hóa của các phản ứng lan truyền mạch Ea2 = 25,104 kJ/mol, Ea3 = 8,368kJ/mol Hướng dẫn Việc lựa chọn phản ứng đứt mạch có thể làm thay đổi định luật tốc độ. Để xác định phản ứng đứt mạnh chủ yếu, có thể dựa vào năng lượng hoạt động hóa của 2 phản ứng phát triển mạch ở 625 K: Ea2= 25,104 kJ/mol, Ea3 = 8,368 KJ/mol. Vì năng lượng hoạt động hóa của các phản ứng đứt mạch ≈ 0, tần suất va chạm đôi của các gốc ở cùng nhiệt độ cũng khác nhau không đáng kể, hằng số tốc độ của 3 phản ứng đứt mạch có thể coi là gần bằng nhau. Tôc độ đứt mạch sẽ phụ thuộc vào nồng độ của các gốc. Như trên ta có r2 – r3 = k2[Cl*][H2] + k3[H*][Cl2] = 0 (1) (Tốc độ phản ứng đứt mạch r4’ nhỏ vì [H*] rất nhỏ mà bình phương của nó thì càng nhỏ hơn). Có thể chấp nhận rằng phản ứng đứt mạch chủ yếu là (i). 5 Việc lựa chọn phản ứng đứt mạch có thể làm thay đổi định luật tốc độ. Để xác định phản ứng đứt mạnh chủ yếu, có thể dựa vào năng lượng hoạt động hóa của 2 phản ứng phát triển mạch ở 625 K: Ea2= 25,104 kJ/mol, Ea3 =8,368 KJ/mol. Vì năng lượng hoạt động hóa của các phản ứng đứt mạch ≈ 0, tần suất va chạm đôi của các gốc ở cùng nhiệt độ cũng khác nhau không đáng kể, hằng số tốc độ của 3 phản ứng đứt mạch có thể coi là gần bằng nhau. Tôc độ đứt mạch sẽ phụ thuộc vào nồng độ của các gốc. Như trên ta có r2 – r3 = k2[Cl*][H2] + k3[H*][Cl2] = 0 (3) 6 Ví dụ 3: Cho phản ứng nhiệt phân CH3CHO → CH4 + CO Cơ chế được đề nghị: CH3CHO → *CH3 + CHO* *CH3 + CH3CHO → CH4 + CH3CO* CH3CO* → *CH3 + CO 2*CH3 → C2H6 (2) k1 (3) k2 (4) k3 (5) k4 (1) (sinh mạch) (phát triển mạch) (phát triển mạch) (ngắt mạch) Hãy rút ra định luật tốc độ từ cơ chế trên. Hướng dẫn Nhận xét: Đây là phản ứng xảy ra qua nhiều giai đoạn và sinh ra các tiểu phân trung gian, chính vì vậy ta có thể dùng nguyên lí nồng độ ổn định. Tốc độ của phản ứng này cũng chí là tốc độ của phản ứng tạo CO ở (4) Hay rpứ = k3CH3CO* (10) Áp dụng nguyên lí nồng độ ổn định cho CH3CO* thì ta được Ví dụ 4: Phản ứng giữa NO2 và O3 là bậc nhất với cả NO2 và O3: Cơ chế nào dưới đây phù hợp với quy luật động học thực nghiệm nói trên? Cơ chế 1: NO2 + O3  NO3 + O2 chậm NO3 + NO2  N2O5 nhanh Cơ chế 2: O2 + O <==> O3 nhanh 7 NO2 + O  NO3 chậm NO3 + NO2  N2O5 nhanh Hướng dẫn Biểu thức định luật tốc độ phản ứng: v =k.[NO2].[O3] Cơ chế 1: NO2 + O3  NO3 + O2 chậm NO3 + NO2  N2O5 nhanh Giai đoạn chậm quyết định tốc độ phản ứng nên: v = k.[NO2].[O3]. Cơ chế này phù hợp với định luật tốc độ phản ứng thu được từ thực nghiệm. Cơ chế 2: O2 + O <==> O3 (1) nhanh NO2 + O  NO3 (2) chậm NO3 + NO2  N2O5 (3) nhanh Khi giai đoạn hai quyết định tốc độ phản ứng ta phải có: v = k2[NO2][O] Nếu Giai đoạn (1) thuận nghịch diễn ra nhanh, thì cân bằng có thể thiết lập được và [O] tính được qua hằng số cân bằng K của phản ứng (1): [O] = K. [O3]/ [O2] Khi đó, v = k2 [NO2][O] = k2[NO2].K. [O3][O ]-1 = k.[NO2].[O3][O2]-1 Cơ chế này không phù hợp với thực nghiệm Ví dụ 5: Cho phản ứng: Ở nhiệt độ 5000K , biểu thức định luật tốc độ phản ứng có dạng v = k[NO2]2. Cơ chế phản ứng nào dưới đây phù hợp với kết quả nói trên? Cơ chế 1: NO2 + NO2  NO3 + NO chậm CO + NO3  CO2 + NO2 nhanh Cơ chế 2: NO2 + NO2 <==> NO3 + NO nhanh CO + NO3  CO2 + NO2 chậm Hướng dẫn NO2 (k) + CO (k)  NO (k) + CO2 (k) ( T < 5000C ) Thực nghiệm cho biết: v = k.[NO2]2. Cơ chế I: NO2 + NO2  NO3 + NO (1) chậm CO + NO3  CO2 + NO2 (2) nhanh Giai đoạn (1) chậm quyết định tốc độ phản ứng nên: v = .[NO2]2. Cơ chế II: NO2 + NO2 NO3 + NO kt/kn = K (1) nhanh 8 CO + NO3  CO2 + NO2 (2) chậm Khi giai đoạn (2) là chậm, nó quyết định tốc độ phản ứng, ta phải có: v = k2[NO3][CO] Nếu giai đoạn 1 thuận nghịch là nhanh, cân bằng có thể được thiết lập, [NO 3] có thể tính được từ hằng số cân bằng K : [NO ] = K . [NO ]2[NO]-1 cb 3 cb 2 2 Khi đó, v = k .[CO]K .= (k .K ).[CO][NO2] [NO]-1 v = k.[CO][NO2]2[NO]-1 Cơ chế này không phù hợp với thực nghiệm. Ví dụ 6. Phản ứng 2NO (k) + 2H2 (k) N2 (k) + 2H2O (k) Tuân theo quy luật động học thực nghiệm: v = k[NO]2[H2]. Có một cơ chế được đề xuất cho phản ứng này: Cơ chế phản ứng trên có khả năng hay không? Hướng dẫn Phản ứng. 2NO (k) + 2H2 (k)  N2 (k) + 2H2O (k) tuân theo quy luật động học thực nghiệm: v = k[NO]2[H2] Cơ chế phản ứng được đề xuất:  Bước quyết định tốc độ phản ứng là bước chậm nhất.  Nếu bước 1 là bước quyết định tốc độ phản ứng: v = k[NO]2. Kết quả này không phù hợp với đinh luật tốc độ thực nghiệm * Nếu bước 2 quyết định tốc độ phản ứng: v = k2[N2O2][H2]. (5) Theo nguyên lí dừng của Bodenstein, khi phản ứng bao gồm nhiều giai đoạn nối tiếp nhau diễn ra được một thời gian nhất định, nồng độ các sản phẩm trung gian có thể đạt được trạng tháI dừng, tức là giữ nguyên giá trị không đổi, ta có: Rút ra: [N2O2] = k1[NO]2 / k2[H2] (7) 2 Thay (6) vào (5) ta có: v = k2 [H2]. k1[NO] / k2[H2] = k1[NO]2 . Kết quả này không phù hợp với đinh luật tốc độ thực nghiệm 9 * Nếu bước 3 quyết định tốc độ phản ứng: v = k3.[HON][H2]. (8) Lấy (9) – (10) và biến đổi đơn giản ta có: [HON] = k2N2O2]/2 k3 (11) Thay (7) vào (11) rút ra: [HON] = k1[NO]2 / 2 k3[H2] (12) 2 Thay (12) vào (8) thu được: v = k1[NO] . Kết quả này không phù hợp với đinh luật tốc độ thực nghiệm. * Nếu bước 4 quyết định tốc độ phản ứng: v = k4.[HON][HN] (13). Từ (10) rút ra: [HN] = k3.[H2]/ k4 (14) Thay (12) và (14) vào (13) thu được: v = (k1/2)[NO]2. Kết quả này không phù hợp với đinh luật tốc độ thực nghiệm. Kết luận chung: Cơ chế được đề nghị là không có khả năng vì dù có giả thiết bất kì giai đoạn sơ cấp nào là giai đoạn chậm cũng không rút ra được định luật tốc độ tìm thấy bằng thực nghiệm. Ví dụ 7: Phản ứng loại hydro của etan xảy ra trong pha khí ở nhiệt độ 700-900K có tầm quan trọng đặc biệt trong công nghiệp: C2H6 → C2H4 + H2 (a) Phản ứng trên tuân theo quy luật động học thực nghiệm r = k[C2H6]. Người ta đề nghị cơ chế sau đây cho giai đoạn đầu của phản ứng (a): Từ cơ chế trên hãy rút ra biểu thức của định luật tốc độ thực nghiệm. Ví dụ 8: Cho phản ứng: 2NO(k) + O2(k)  2NO2(k) với tốc độ v = k[NO]2[O2] Hai giả thiết đề ra: 1) Phản ứng là đơn giản. 2) Phản ứng có cơ chế như sau: 2NO(k) ⇋ N2O2(k) (a) N2O2(k) + O2(k) → 2NO2(k) (b) 10 Thực nghiệm xác định rằng khi tăng nhiệt độ thì tốc độ phản ứng giảm. Hỏi giả thiết nào đúng? Giải thích. Hướng dẫn Giả thiết 1 không đúng vì khi tăng nhiệt độ thì sự va chạm giữa ba phân tử tăng nên vận tốc phản ứng tăng. Theo giả thiết 2, giai đoạn (b) quyết định tốc độ phản ứng nên v = k’[N2O2][O2] N2O2 sinh ra từ cân bằng (a) với hằng số cân bằng: K = [N2O2]/[NO]2  [N2O2] = K[NO]2. Thay [N2O2] vào phương trình tính v ta được; v = k’.K[NO]2[O2] v = k[NO]2[O2] với k = k’K Khi nhiệt độ tăng tốc độ phản ứng giảm, trong trường hợp này vì phản ứng ở giai đoạn (a) tỏa nhiệt, khi nhiệt độ tăng, cân bằng chuyển dịch sang phía làm giảm nồng độ của N2O2 và tăng nồng độ NO nghĩa là hằng số cân bằng K giảm làm hằng số tốc độ k giảm mặc dù k’ tăng (do không bù kịp). 11 (b) II. Một số bài tập tự rèn luyện Bài 1 Giáo sư Molina ở viện công nghệ Massachusetts đã đoạt giải Nobel hóa học năm 1995 vì công trình nghiên cứu hóa học khí quyển. Một phản ứng mà ông nghiên cứu chi tiết là phản ứng xảy ra trong mưa axit đã tạo ra H2SO4 trong khí quyển. Ông đề nghị hai phản ứng tỉ lượng có thể có: Phương án A: H2O + SO3  H2SO4 Phương án B: 2H2O + SO3  H2SO4 + H2O Phương án A được hiểu như là cơ chế trực tiếp một giai đoạn, trong khí đó phương án B được hiểu như tiến hành theo qúa trình hai giai đoạn dưới đây: (SO3.2H2O là một phức bền nhờ liên kết hydro và k2 << k1 hay k-1) 1) Dự đoán bậc phản ứng cho các phương án A và Phương án B. 2) Áp dụng nguyên lý trạng thái dừng, hãy đưa ra một định luật về tốc độ phản ứng và từ đó tính bậc phản ứng của cơ chế hai giai đoạn cho phương án B. 3) Các phương pháp hóa học lượng tử gần đây chỉ ra rằng năng lượng hoạt hoá của phản ứng cho cả hai phương án là: EA = +83,6kJ.mol-1 và EB = -20kJ.mol-1. Hãy cho biết biểu thức Arrhenius cho mỗi phương án và dự đoán sự phụ thuộc nhiệt độ của hằng số tốc độ của mỗi phương án. 4) Hướng đề nghị nào chiếm ưu thế trong thượng tầng khí quyển (T =175K), khi dựa trên năng lượng hoạt hóa cho ở câu 3 và kiến thức đã có về phương trình Arrhenius? Bài 2. Ozon (O3) là một dạng thù hình của oxy. Nó là một thành phần tự nhiên của tầng bình lưu là tầng có tác dụng như một cái khiên chắn trái đất khỏi tác dụng phá hủy của tia tử ngoại. Khi hấp thụ bức xạ trong vùng này thì ozon bị chuyển hoá thành oxy. Phương trình phản ứng phân hủy ozon: 2O3 → 3O2. Một trong số các cơ chế đề nghị có thể được biểu diễn như sau: Với k1, k-1 và k2 là các hằng số tốc độ. 1. Dựa vào cơ chế trên viết phương trình tốc độ hình thành (hay tốc độ tiêu thụ) O3, O2 và O ở thời điểm t ở dạng vi phân, giả sử bước 2 của cơ chế là không thuận nghịch. 12 2. Ta có thể nhận được phương trình động học có dạng đơn giản hơn bằng cách lập các tính chất thích hợp. Giả sử rằng nồng độ của O tiến đến cân bằng rất nhanh nên nồng độ của nó có thể gán cho giá trị là hằng số cân bằng của phản ứng (1). Bước thứ hai là bước xác định tốc độ phản ứng. Dưới các điều kiện gần đúng của cân bằng đã thiết lập trên hãy viết phương trình tốc độ tiêu thụ O3 (dạng vi phân) phụ thuộc vào nồng độ O2 và O. 3. Một phương pháp gần đúng thông dụng hơn là gỉa sử tốc độ phản ứng hình thành oxy nguyên tử là một hằng số (trạng thái dừng). Ở điều kiện này thì d[O]/dt = 0. Hãy chứng minh phương trình tốc độ phản ứng là: Một cách khác làm phân hủy ozon ở trên tầng cao của khí quyển được xúc tác bởi Freon. Khi đưa CCl2F2 (Freon – 12) lên tầng cao của khí quyển thì tia tử ngoại sẽ quang phân CCl2F2 thành nguyên tử Cl theo phản ứng: Bài 3: Nghiên cứu về động học của một phản ứng dẫn đến những thong tin quan trọng về chi tiết của một phản ứng hóa học. Sau đây sẽ xem xét sự hình thành NO và phản ứng của nó với oxy. Sự hình thành NO xảy ra theo phản ứng sau: 2NOCl(k) → 2NO(k) + Cl2(k) Hằng số tốc độ phản ứng cho ở bảng: T(K) K(L.mol-1.s1) 300 2,6.10-8 4,9.10-4 400 Hằng số khí R = 8,314 J.mol-1.K-1 1) Áp dụng phương trình Arrhenius tính năng lượng hoạt hóa của phản ứng. Phản ứng giữa NO và O2 xảy ra theo phương trình: 2NO(k) + O2(k) → 2NO2(k) Đối với phản ứng này người ta đề nghị cơ chế như sau: i) Dựa vào cơ chế trên hãy viết biểu thức tốc độ phản ứng: Thực nghiệm đã chứng minh rằng: v = k[NO]2[O2] ii) Chọn câu trả lời đúng: 13 a) Cơ chế đã cho là sai. b) Cơ chế đã cho là đúng c) Chưa đủ cơ sở để kết luận Bài 4. Phản ứng giữa brom và metan được biểu thị bởi phương trình sau: Br2 + CH4  CH3Br + HBr Cơ chế của qúa trình như sau: M đại diện cho phân tử bất kỳ có trong hỗn hợp phản ứng (trừ CH4 và Br2), k3 và k4 có cùng độ lớn 1) Ở cơ chế trên có xuất hiện một số phân tử không bền vững như các gốc tự do CH3 và Br. Các phần tử này phản ứng ngay khi vừa mới sinh ra nên nồng độ của chúng rất nhỏ so với các phần tử khác. Do có đời sống ngắn nên nồng độ của chúng được xem như một hằng số (tức là d[CH3]/dt = 0 và d[Br]/dt = 0). Đây được gọi là “trạng thái dừng” của các gốc CH 3 và Br. Tìm biểu thức thể hiện tốc độ tạo thành CH3Br phụ thuộc vào các chất bền vững có mặt trong phản ứng và các hằng số bền k1, k2, k3, k4, k5. 2) Biểu thức tốc độ phản ứng vừa mới tìm được có thể đơn giản hoá khi chúng ta xem xét tiến trình phản ứng. Ba biểu thức dưới đây cho biết vận tốc phản ứng lúc bắt đầu phản ứng, lúc ở trạng thái dừng của CH3 và Br và ở điểm gần kết thúc phản ứng. Hãy cho biết các biểu thức (I), (II), (III) ứng với trạng thái nào? 14 Bài 5. Thực nghiệm cho biết sự nhiệt phân ở pha khí N2O5  NO2 + O2 (*) là phản ứng một chiều bậc nhất. Cơ chế được thừa nhận rộng rãi của phản ứng này là: a. Áp dụng sự gần đúng trạng thái dừng cho NO, NO3 ở cơ chế trên, hãy thiết lập biểu thức tốc độ của (*). Kết quả đó có phù hợp với thực nghiệm không? b. Giả thiết rằng năng lượng hoạt hóa của (2) bằng không, của (3) bằng 41,570 kJ/mol. Dựa vào đặc điểm cấu tạo phân tử khi xét cơ chế trên, phân tích cụ thể để đưa ra biểu thức tính k-1/k2 và hãy cho biết trị số đó tại 350K? c. Từ sự phân tích giả thiết ở câu b khi cho rằng các phản ứng (1) và (2) dẫn tới cân bằng hóa học có hằng số K, hãy viết lại biểu thức tốc độ của (*) trong đó có hằng số cân bằng hóa học K? Bài 6. Phản ứng oxi hoá ion I- bằng ClO- trong môi trường kiềm diễn ra theo phương trình: ClO- + I-  Cl- + IO- (a) và tuân theo định luật tốc độ thực nghiệm v = k[ClO-][I-][OH-]-1. Cho rằng phản ứng (a) xảy ra theo cơ chế: 1) Cơ chế trên có phù hợp với thực nghiệm động học hay không? 2) Khi [I-]0 rất nhỏ so với [ClO-]0 và [OH-]0 thì thời gian để nồng độ I- còn lại 6,25% so với lúc ban đầu sẽ gấp bao nhiêu lần thời gian cần thiết để 75% lượng I - ban đầu mất đi do phản ứng (a)? 15 Kết luận Trong quá trình giảng dạy đội tuyển học sinh giỏi Hoá, tôi thấy đây là dạng toán rất hay gặp trong cuộc thi học sinh giỏi như olympic toàn miền nam, đặc biệt kì thi học sinh giỏi Quốc Gia. ( Mới nhất là đề thi Hoá học QG 2018 ) Vì vậy chuyên đề này giúp các em học sinh giỏi cùng với các đồng nghiệp dùng làm tài liệu tham khảo. 3.3. Khả năng áp dụng của giải pháp - Có khả năng ứng dụng cho việc dạy lớp chuyên hoá, dạy đội tuyển học sinh giỏi, - Dễ áp dụng. 3.4.Hiệu quả, lợi ích thu được hoặc dự kiến có thể thu được do áp dụng giải pháp - Qua chuyên đề này học sinh cảm thấy nhẹ nhàng, thoải mái khi gặp các dạng bài tập về cơ chế phản ứng, động học. Qua đó góp phần giúp các em yêu thích bộ môn hơn đặc biệt là phần động hoá học. - Trong kì thi học sinh giỏi cấp quốc gia với chuyên đề này giúp các em làm tốt câu hỏi có liên quan, nhằm cải thiện chất lượng giải . 3.5. Những người tham gia tổ chức áp dụng sáng kiến lần đầu: - Học sinh lớp 10, 11,12 chuyên hóa - Học sinh trong đội tuyển học sinh giỏi. 3.6. Tài liệu kèm theo gồm Đơn yêu cầu công nhận sáng kiến kinh nghiệm. Bến Tre, ngày 18 tháng 3 năm 2018 16