Vận dụng 19.32 trang 53, 54, 55 SBT Hóa 10 - Kết nối tri thức: Khi nhiệt độ phòng là 25 °C, cho 10 g đá vôi (dạng viên) vào cốc đựng 100 g dung dịch HCl loãng và nhanh...

Khi nhiệt độ phòng là 25 °C, cho 10 g đá vôi (dạng viên) vào cốc đựng 100 g dung dịch HCl loãng và nhanh chóng cho lên một cân điện tử. Đọc giá trị khối lượng cốc tại thời điểm ban đầu và sau 1 phút.

Lặp lại thí nghiệm khi nhiệt độ phòng là 35 °C. Kết quả thí nghiệm được ghi trong bảng sau:

a) Tính hệ số nhiệt độ của phản ứng.

b) Giả sử ban đầu cốc chứa dung dịch HCl và đá vôi có khối lượng 235,40 g. Thực hiện thí nghiệm ở 45 °C. Hỏi sau 1 phút, khối lượng cốc là bao nhiêu (Bỏ qua khối lượng nước bay hơi).

Phương pháp giải :

Dựa vào biểu thức tính hệ số nhiệt độ γ của phản ứng

\(\gamma = \frac{{{V_{T + 10}}}}{{{V_T}}}\)

Trong đó:

+ V_T là tốc độ phản ứng tại nhiệt độ T

+ V_{T + 10} là tốc độ phản ứng tại nhiệt độ T + 10

Lời giải chi tiết:

a) Xét phương trình: CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O

x → x → x (mol)

- Tại thời điểm 25 ^oC

+ Có khối lượng cốc giảm = \({m_{C{O_2}}}\)= 44x = 235,40 - 235,13

→ x = \(6,{14.10^{ - 3}}\)mol ” \({m_{CaC{O_3}\,pu}} = 6,{14.10^{ - 3}}.100 = 0,614\)gam

+ Tốc độ phản ứng ở 25 ^oC là \(\overline v = - \frac{1}{1}.\frac{{\Delta {m_{CaC{O_3}}}}}{{\Delta t}} = \frac{{0,614}}{1} = 0,614\)(g/min)

- Tại thời điểm 35 ^oC

+ Có khối lượng cốc giảm = \({m_{C{O_2}}}\)= 44x = 235,78 - 235,21

→ x = \(0,013\)mol -> \({m_{CaC{O_3}\,pu}} = 0,013.100 = 1,3\)gam

+ Tốc độ phản ứng ở 35 ^oC là \(\overline v = - \frac{1}{1}.\frac{{\Delta {m_{CaC{O_3}}}}}{{\Delta t}} = \frac{{1,3}}{1} = 1,3\)(g/min)

- Hệ số nhiệt độ của phản ứng là \(\gamma = \frac{{{V_{35}}}}{{{V_{25}}}} = \frac{{1,3}}{{0,614}} = 2,12\)

b) - Hệ số nhiệt độ của phản ứng là \(\gamma = \frac{{{V_{45}}}}{{{V_{35}}}} = \frac{{{V_{45}}}}{{1,3}} = 2,12\)-> \({V_{45}} = 2,12.1,3 = 2,756\)(g/min)

→ \({m_{CaC{O_3}\,pu}} = 2,756\)gam -> x = \(0,02756\)mol

→ Khối lượng cốc giảm = \({m_{C{O_2}}}\)= 44.0,02756 = 1,21 gam

→ Khối lượng cốc sau 1 phút = 235,40 - 1,21 = 234,19 (gam)