อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

เกิอดัตปฏริกาิรกิยาาเรคมี -สรุปเนื้อหาเรื่องอัตราการเกิด ปฏิกิริยาเคมี -ข้อสอบ เพื่อทดสอบความรู้ :สื่อการเรียนรู้เคมี

สารบัญ ความหมายของอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี 1 สรุปสาระสำคัญเกี่ยวกับอัตราการเกิดปฏิยาเคมี 2 ประเภทของอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี 3 ทฤษฎีการชน (collision theory) 4 ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราเร็วของปฏิกิริยาเคมี 5 ตารางสรุปปัจจัยที่มีผลต่ออัตราเร็วของปฏิกิริยาเคมี 6 ข้อสอบ อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี 7 เฉลยข้อสอบ อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี 10

1 ความหมายของอัตราการเกิด ปฏิกิริยาเคมี ปฏิกิริยาเคมี หมายถึง การเปลี่ยนแปลงของสารในระบบ แล้วเกิดผลิตภัณฑ์ ซึ่งเป็นสารใหม่ที่มีสมบัติแตกต่างไป จากสารเดิม โดยแต่ละปฏิกิริยาจะใช้เวลาในการเกิดไม่เท่า กัน สูตรคำนวณ อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี = ปริมาณของสารตั้งตนที่ลดลง เวลาในการเกิดปฏิกิริยา หรือ อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี = ปริมาณของผลิตภัณฑท ี่เพิ่มขึ้น เวลาในการเกิดปฏิกิริยา อัตราการเปลี่ยนแปลงของ ศาลคือการเปลี่ยนแปลง ปริมาณของสารในหนึ่ง หน่วยเวลา

2 สรุปสาระสำคัญเกี่ยวกับอัตรา การเกิดปฏิยาเคมี 1. ปฏิกิริยาเคมีใดๆสารแต่ละตัวไม่จำเป็นต้องมีอัตราเร็วของการ เปลี่ยนแปลงเท่ากัน แต่เมื่อหารด้วยเลขดุลสมการต้องมีอัตราการ เกิดปริยาเคมีเท่ากัน 2.การเกิดปฏิกิริยาเคมีสังเกต kerword ได้จากโจทย์ เช่น -สีของสารเปลี่ยนแปลงไป(เข้มขึ้น/จางลง/เปลี่ยนเป็นสีใหม่) -เกิดกลิ่น(กลิ่นฉุน/กลิ่นเหม็น/กลิ่นหอม) -เกิดตะกอน หรือตะกอนละลายหายไป -เกิดฟองเเก็ส -อุณหภูมิ หรือความดันของระบบเปลี่ยนเเปลงไป(เพิ่มขึ้น/ลดลง) 3.ปฏิกิริยาเคมีแต่ละประเภท จะมีอัตราการเกิดปฏิยาเคมีไม่เท่า กันขึ้นอยู่กับธรรมชาติของสารเช่น -ปฏิกิริยาการเกิดสนิมเหล็กจะใช้เวลานานมากหลายวันกว่าจะเกิด สนิม -ปฏิกิริยาการระเบิดเวลาเพียงเสี้ยววินาทีในการระเบิด -ปฏิกิริยาสะเทินระหว่างกรดและเบสใช้เวลาหลายวินาทีในการ สะเทินกันจนหมด

ประเภทของอัตราการเกิด 3 ปฏิกิริยาเคมี 1.อัตราการเกิดปฏิกิริยาเฉลี่ย อัตราการเกิดปฏิกิริยาที่คิดจาก การ เปลี่ยนแปลงของสารตั้ง ตนที่ลดลง หรือผลิตภัณฑท ี่ เพิ่มขึ้นตลอดการ เกิดปฏิกิริยา 2.อัตราการเกิดปฏิกิริยา ณ ชวงเวลาใดเวลาหนึ่ง อัตรา การเกิดปฏิกิริยาที่คิดจากการ เปลี่ยนแปลงของสารตั้งตน ที่ ลดลง หรือผลิตภัณฑที่เพิ่มขึ้น ณ ชวง เวลาใดเวลาหนึ่ง 3.อัตราการเกิดปฏิกิริยา ณ ขณะใด ขณะหนึ่ง อัตราการเกิดปฏิกิริยาที่คิด จากการ เปลี่ยนแปลงของสารตั้งตนที่ ลดลง หรือผลิตภัณฑท ี่เพิ่มขึ้น ณ เวลา ขณะใดขณะหนึ่ง สามารถหา ไดจ าก กราฟ ซึ่งก็คือ คา ความชัน (slope) ของกราฟระหวา งปริมาณของ สาร ที่เปลี่ยนแปลงกับเวลา

4 ทฤษฎีการชน (collision theory) 1.กล่าวว่า:สารตั้งต้นจะเกิดปฏิกิริยาได้ก็ต่อเมื่อ โมเลกุลมีการชนกัน ในทิศทางที่เหมาะสม และเมื่อชนกันแล้วมีการถ่ายโอนพลังงาน ระหว่างกันมากพอที่จะทำให้เกิดปฏิกิริยาได้(พลังงานอย่างน้อยที่มี โมเลกุลต้องใช้ในการเกิดปฏิกิริยาเรียกว่า Ea) โดยก่อนที่จะเกิดเป็น ผลิตภัณฑ์ จะเกิดเป็นสารเชิงซ้อนกัมมันต์ที่มีพลังงานสูง ไม่เสถียร ชั่วคราวก่อน 2 สรุปทฤษฎีการเกิดปฏิกิริยา: 1. อนุภาคสารตั้งต้นชนกันในทิศทางเหมาะสม 2.เมื่อชนกันแล้วมีการถ่ายโอนพลังงานกันมากพอ 3.การชนกันของโมเลกุลเป็นการชนแบบยืดหยุ่นสัมบูรณ์(ไม่สูญเสียพลังงาน) 3 พลังงานก่อกัมมันต์ หรือ พลังงานกระตุ้น (Activation Energy | Ea | หน่วย kJ/mol)หมายถึง พลังงานจำนวนน้อยที่สุดที่โมเลกุลสารตั้งต้นต้องมีเพื่อใช้ใน การเกิดปฏิกิริยา (ได้มาจากการชนกันแล้วถ่ายโอนพลังงานไปมาระหว่างกัน หรือ ได้รับพลังงานภายนอก)มีสาระสำคัญ ดังนี้ • แต่ละปฏิกิริยาเคมีมีค่า Ea ไม่เท่ากัน บางปฏิกิริยาสูง บางปฏิกิริยาต่ำ • ปฏิกิริยาที่มีค่า Ea ต่ำ จะมีอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีสูง ทำให้ปฏิกิริยาเกิดเร็ว หรือ เกิดได้ง่าย • ปฏิกิริยาที่มีค่า Ea สูง จะมีอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีต่ำ ทำให้ปฏิกิริยาเกิดช้า หรือ เกิดได้ยาก • ค่า Ea สูงหรือต่ำ ไม่สามารถใช้ทำนายพลังงานรวมหรือพลังงานสุทธิของ ปฏิกิริยาได้

ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราเร็วของปฏิกิริยาเคมี 5 1 ธรรมชาติสารตั้งต้น • โครงสร้างโมเลกุล : หากซับซ้อนเกิดปฏิกิริยาเคมียาก หากไม่ซับซ้อนจะเกิด ปฏิกิริยาเคมีง่ายกว่า • ลักษณะการสลายพันธะ : หากสารตั้งต้นโครงสร้างเสถียรอยู่แล้ว จะเกิดปฏิกิริยา เคมียากกว่าสารที่ไม่เสถียร เช่น -ฟอสฟอรัสขาว โมเลกุลไม่ซับซ้อน เกิดปฏิกิริยาง่าย -ฟอสฟอรัสแดง โมเลกุลซับซ้อน เกิดปฏิกิริยาได้ยาก ควรจำ: การเพิ่ม 2.อุณหภูมิ อุณหภูมิทำให้ อัตราเร็วเพิ่มขึ้น เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น อัตราเร็วของปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้นเสมอ เพราะ เสมอ และทำให้ โมเลกุลของสารมีพลังงานสูงขึ้น กราฟอนุภาค เอียงไปทางขวา จะเห็นว่า ก่อนเพิ่มอุณหภูมิ จำนวนอนุภาคที่มีพลังงานเกินกว่าค่า Ea (พลังงานก่อกัมมันต์) มีปริมาณน้อย แต่เมื่อเพิ่มอุณหภูมิให้สูงขึ้น อนุภาคที่มีพลังงานสูงเกินกว่าค่า Ea จะมีจำนวนมากขึ้น ทำให้ปฏิกิริยา เกิดได้เร็วขึ้น 3.พื้นที่ผิวของสารตั้งต้น พื้นที่ผิวมากเกิดปฏิกิริยาได้เร็วกว่าพื้นที่ผิวน้อย เพราะสารเคมีสัมผัสกันได้ดี -พื้นที่ผิวน้อย อัตราเร็วการเกิดปฏิกิริยาต่ำ -พื้นที่ผิวมากขึ้น อัตราเร็วการเกิดปฏิกิริยาสูงขึ้น -พื้นที่ผิวมากที่สุด อัตราเร็วการเกิดปฏิกิริยาสูงสุด

4 ตัวเร่งปฏิกิริยา 6 ช่วยให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นเสมอเนื่องจากช่วยลดพลังงานก่อกัมมันต์ •ตัวเร่งปฏิกิริยาทำหน้าที่ลดพลังงานก่อกัมมันต์ของสารตั้งต้นทำให้ปฏิกิริยาเกิดได้ เร็วขึ้น •ตัวเร่งปฏิกิริยาทำให้พลังงานด่อกัมมันต์ลดลงอนุภาคที่มีพลังงานสูงเกินค่า Ea จึงมาก ขึ้น เพิ่มเติม:ตัวขัดขวางปฏิกิริยาทำงานตรงข้ามกับตัวเร่ง คือทำให้อัตราเร็วลดลงหรืออาจ ทำให้ไม่เกิดปฏิกิริยาเลย 5 ความเข้มข้นสารตั้งต้น สารตั้งต้นความเข้มข้นมาก จะเกิดปฏิกิริยาได้เร็วกว่าความ เข้มข้นน้อย เมื่อเพิ่มความเข้มข้น จำนวนอนุภาคสารตั้งต้นจะ เพิ่มขึ้น ทำให้จำนวนอนุภาคที่มีพลังงานจลน์มากกว่าค่า Ea สูง ขึ้นด้วย อัตราเร็วของปฏิกิริยาจึงเพิ่มสูงขึ้น ตารางสรุปปัจจัยที่มีผลต่ออัตราเร็วของปฏิกิริยาเคมี การเพิ่มปัจจัยสารตั้งต้น จำนวนอนุภาค พลังงานจลน์ การชนกัน อุณหภูมิ คงที่ เพิ่มขึ้น ถี่มากขึ้นเเละเเรงขึ้น พื้นที่ผิว คงที่ คงที่ ถี่มากขึ้น ตัวเร่งปฏิกิริยา คงที่ คงที่ ถูกทิศทางมากขึ้น ความเข้มข้น เพิ่มขึ้น คงที่ ถี่มากขึ้น

ข้อสอบ อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี 7 1.ในปฏิกิริยาดูดความร้อนมีค่าเท่ากับ 20 กิโลจูลต่อโมล และ พลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยามีค่าเท่ากับ 50 กิโลจูลต่อโมล ถ้า เติมตัวคะตะไลส์ลงไปจะมีผลเป็นอย่างไร 1.มีค่าพลังงานกระตุ้นมากกว่าเดิม 2.มีค่าพลังงานกระตุ้นน้อยกว่าเดิม 3.มีค่าพลังงานกระตุ้นเท่าเดิม 4.บอกไม่ได้ 6.เมื่อเอาโลหะเหล็กที่บดเป็นผงละเอียดใส่ในสารละลายกรด ไฮโดรคลอริก ข้อใดให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเฉลี่ยสูงสุด 1. 1.0g ทำปฏิกิริยาใน 10 นาที 2. 0.01g ทำปฏิกิริยาใน 1 นาที 3. 0.20 g ทำปฏิกิริยาใน 1 นาที 4. 0.4 g ทำปฏิกิริยาใน 10 นาที 7. ข้อใดถูกต้องสำหรับพลังงานกระตุ้น 1.ไม่มีผลต่ออัตราเร็วของปฏิกิริยาไม่ว่าดูดหรือคายความร้อน 2.จะมีค่ามากสำหรับปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นช้า 3.เป็นค่าคงที่ใช้ในการหาอัตราเร็วของปฏิกิริยาเคมี 4.ไม่มีข้อใดถูกต้อง

8.การเพิ่มอุณหภูมิมีผลทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเร็วขึ้น 8 มีข้อความที่ถูกกี่ข้อ ก.ทำให้อนุภาคของสารตั้งต้นชนกันบ่อยครั้งขึ้น ข.ทำให้พลังงานกระตุ้นของสารตั้งต้นลดลง ค.ทำให้มีอนุภาคที่มีพลังงานสูงเพิ่มขึ้น 1.1ข้อ 2.2ข้อ 3.3ข้อ 4.ไม่มีข้อถูก 9.ปฏิกิริยาเคมีดังสมการ 2NO(g)+Cl2(g)-2NOCl(g) ; V=k[NO]2[Cl2]1 ข้อความใดเกี่ยวกับปฏิกิริยานี้ถูกต้อง 1.อันดับของปฏิกิริยาเท่ากับ2 2.ค่าคงที่ของกฏอัตรา(k)จะลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น 3. ถ้าความเข้มข้มของNOเป็นสองเท่าอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีจะลด ลง2เท่าตัว 4.ถ้าความเข้มข้นของNOและCl2ต่างเพิ่มขึ้น2เท่า อัตราการเกิด ปฏิกิริยาเคมีจะเพิ่มขึ้นเป็น8เท่า 17.กการทดลองข้อ16อัตราเกิดแก๊สH2 เปลีายนแปลงอย่างไรในตอนเริ่ม ต้นจนสิ้นสุดปฏิกิริยา ก.อัตราการเกิดแก๊สH2ลดลงอย่างคงที่ตั้งแต่ต้นจนปฏิกิริยาสิ้นสุด ข.อัตราเกิดแก๊สH2เร็วในช่วงแรกและค่อยช้าช่วงต่อมา ค.อัตราการเกิดแก๊สH2 ลดลงตามอัตราการเกิดปฏิกิริยา ง.อัตราการเกิดแก๊สH2คงที่เท่ากับ3.3ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อนาที ข้อใดถูกต้อง 1.ข้อ ก และ ข 2.ข้อ ข และ ค 3.ข้อ ก และ ง 4.ข้อ ค และ ง

22.ข้อใดการเปลี่ยนความดันมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาน้อยที่สุด 9 1.C(s)+CO2(g)---2CO(g) 2.2SO2(g) O2(g)---2SO3(g) 3.N2(g)+3H2(g)---2NH3(g) 4.NaOH(aq)+HCI(aq)---NaCI(aq)+H2O(I) 26.สมการปฏิกิริยา A + 2B - 3C + 4D ถ้าสาร A จำนวน1โมล ทำปฏิกิริยา กับสาร B จำนวน 2 โมล ในสารละลายปริมาตร1ลิตร เมื่อเวลาผ่านไป 10 วินาที เกิดสาร C ขึ้น 3 โมล ข้อใดไม่ถูกต้อง 1.อัตราการเกิดสาร C ในช่วง 10 วินาทีเเรกเท่ากับ0.3โมลต่อวินาที 2.อัตราการสลายตัวเฉลี่ยของสาร B ในช่วง 10 วินาทีเเรกเท่ากับ 2.0 โมล ต่อวินาที 3.อัตราการสลายตัวเฉลี่ยของสาร A ในช่วง 10 วินาทีเเรกเท่ากับ 0.1 โมล ต่อวินาที 4.อัตราการเกิดสาร C จำนวน 1 โมลเท่ากับ อัตราการสลายตัวของสาร B จำนวน 0.67 โมล

10 เฉลยข้อสอบ อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี 1.ตอบ2 2.ตอบ3 3.ตอบ2 4.ตอบ2 5.ตอบ4 6.ตอบ2 7.ตอบ4 8.ตอบ2