Chọn đáp án đúng: Khi có mặt chất xúc tác, ∆H⁰ của phản ứng:

Phản ứng hòa tan kim loại rắn trong dung dịch acid là một phản ứng hóa học dị thể, tức là xảy ra trên bề mặt tiếp xúc giữa kim loại và acid. Tốc độ của phản ứng này chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố:

* Nhiệt độ: Khi tăng nhiệt độ, các phân tử acid chuyển động nhanh hơn, va chạm hiệu quả với bề mặt kim loại nhiều hơn, làm tăng tốc độ phản ứng. Ngược lại, giảm nhiệt độ sẽ làm giảm tốc độ phản ứng. Vậy, phát biểu 1 đúng.
* Kích thước hạt kim loại: Khi kích thước hạt kim loại giảm, diện tích bề mặt tiếp xúc giữa kim loại và acid tăng lên, làm tăng tốc độ phản ứng. Ngược lại, tăng kích thước hạt kim loại sẽ làm giảm tốc độ phản ứng. Vậy, phát biểu 2 sai.
* Áp suất: Đối với phản ứng giữa chất rắn và chất lỏng, áp suất thường có ảnh hưởng không đáng kể đến tốc độ phản ứng. Vậy, phát biểu 3 sai.
* Nồng độ acid: Khi tăng nồng độ acid, số lượng phân tử acid trong dung dịch tăng lên, làm tăng số lượng va chạm hiệu quả với bề mặt kim loại, do đó làm tăng tốc độ phản ứng. Vậy, phát biểu 4 đúng.

Do đó, các phát biểu đúng là 1 và 4.

Câu hỏi đề cập đến các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng, đặc biệt là các phản ứng có ∆G < 0 nhưng không tự xảy ra (do rào cản năng lượng hoạt hóa cao).

- 1) Dùng xúc tác: Xúc tác làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng, giúp phản ứng xảy ra nhanh hơn. Đây là một biện pháp đúng.
- 2) Thay đổi nhiệt độ: Nhiệt độ ảnh hưởng đến động năng của các phân tử. Tăng nhiệt độ làm tăng số va chạm hiệu quả, giúp phản ứng xảy ra nhanh hơn. Đây là một biện pháp đúng.
- 3) Tăng nồng độ tác chất: Tăng nồng độ tác chất làm tăng số va chạm giữa các phân tử, nhưng không trực tiếp làm giảm năng lượng hoạt hóa. Trong một số trường hợp, nó có thể giúp phản ứng xảy ra nhanh hơn, nhưng không phải là yếu tố quyết định để khắc phục rào cản năng lượng hoạt hóa.
- 4) Nghiền nhỏ các tác chất rắn: Nghiền nhỏ các tác chất rắn làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc, giúp phản ứng xảy ra nhanh hơn. Đây là một biện pháp đúng.

Như vậy, các biện pháp 1, 2 và 4 đều có thể giúp phản ứng xảy ra.

Ta có công thức tính thời gian phản ứng theo hệ số nhiệt độ Van't Hoff: t2 = t1 / Q^((T2 - T1)/10)
Trong đó:
t1 là thời gian phản ứng ở nhiệt độ T1
t2 là thời gian phản ứng ở nhiệt độ T2
Q là hệ số nhiệt độ

Trong bài này:
t1 = 3 giờ = 180 phút
t2 = 20 phút
T1 = 20°C
Q = 3

Thay vào công thức, ta có:
20 = 180 / 3^((T2 - 20)/10)
9 = 3^((T2 - 20)/10)
3^2 = 3^((T2 - 20)/10)
2 = (T2 - 20)/10
20 = T2 - 20
T2 = 40°C

Vậy nhiệt độ cần tìm là 40°C.

Trong phản ứng: 3K₂MnO₄ + 2H₂SO₄ → 2KMnO₄ + MnO₂ + 2K₂SO₄ + 2H₂O, ta thấy số oxi hóa của Mn trong K₂MnO₄ vừa tăng (từ +6 lên +7 trong KMnO₄), vừa giảm (từ +6 xuống +4 trong MnO₂). Vì vậy, K₂MnO₄ đóng vai trò là chất tự oxi hóa, tự khử.

Trong phản ứng FeS + HNO₃ → NO₂ + Fe(NO₃)₃ + Fe₂(SO₄)₃ + H₂O, ta thấy số oxi hóa của N trong HNO₃ giảm từ +5 (trong HNO₃) xuống +4 (trong NO₂), đồng thời số oxi hóa của S trong FeS tăng từ -2 lên +6 (trong Fe₂(SO₄)₃) và Fe tăng từ +2 lên +3 (trong Fe(NO₃)₃). Như vậy, HNO₃ vừa đóng vai trò là chất oxi hóa (do N+5 giảm xuống N+4) vừa cung cấp môi trường để tạo muối Fe(NO₃)₃ và Fe₂(SO₄)₃. Vậy đáp án đúng là D.