Chọn phát biểu đúng trong những phát biểu sau đây:

(1) Việc thay đổi áp suất ngoài không làm thay đổi trạng thái cân bằng của phản ứng có tổng số mol chất khí của các sản phẩm bằng tổng số mol chất khí của các chất đầu.

(2) Khi tăng nhiệt độ, cân bằng của một phản ứng bất kỳ sẽ dịch chuyển theo chiều thu nhiệt.

(3) Khi giảm áp suất, cân bằng của một phản ứng bất kỳ sẽ dịch chuyển theo chiều tăng số phân tử khí.

(4) Hệ đã đạt trạng thái cân bằng thì lượng các chất thêm vào không làm ảnh hưởng đến trạng thái cân bằng.

Đối với phản ứng bậc nhất, chu kỳ bán hủy (t_1/2) liên hệ với hằng số tốc độ (k) theo công thức: t_1/2 = ln(2) / k.

Đề bài cho t_1/2 = 45 phút 30 giây = 45.5 phút = 45.5 * 60 giây = 2730 giây.

Vậy, k = ln(2) / t_1/2 = 0.693 / 2730 ≈ 2.54 × 10^-4 s^-1.

Vậy đáp án đúng là 2,54×10^-4s^-1.

Phản ứng A + 2B → C có bậc 1 đối với [A] và bậc 1 đối với [B]. Điều này có nghĩa là vận tốc phản ứng (v) có thể được biểu diễn bằng phương trình: v = k[A][B], trong đó k là hằng số tốc độ phản ứng.

Xét các phương án:

• Phương án 1: Nếu [A], [B] và [C] đều gấp đôi, vận tốc phản ứng tăng gấp 8 lần và phản ứng là phản ứng đơn giản.


• Sai. Vì vận tốc phản ứng chỉ phụ thuộc vào [A] và [B], không phụ thuộc vào [C]. Nếu [A] và [B] gấp đôi, vận tốc phản ứng sẽ tăng gấp 2 * 2 = 4 lần, không phải 8.


• Phương án 2: Nếu [A] và [B] đều tăng gấp đôi, vận tốc phản ứng tăng lên gấp 4 lần và phản ứng này là phản ứng đơn giản.


• Đúng. Nếu [A] và [B] đều tăng gấp đôi, vận tốc phản ứng sẽ tăng gấp 2 * 2 = 4 lần.


• Phương án 3: Nếu [A] tăng gấp đôi, [B] tăng gấp ba, vận tốc phản ứng tăng lên gấp 6 lần và phản ứng này là phản ứng phức tạp.


• Đúng. Nếu [A] tăng gấp đôi và [B] tăng gấp ba, vận tốc phản ứng sẽ tăng gấp 2 * 3 = 6 lần.


• Phương án 4: Nếu [A] và [B] đều tăng gấp ba, vận tốc phản ứng tăng lên gấp 6 lần và phản ứng này là phản ứng đơn giản.


• Sai. Nếu [A] và [B] đều tăng gấp ba, vận tốc phản ứng sẽ tăng gấp 3 * 3 = 9 lần, không phải 6.

Vậy phương án đúng nhất là phương án 2 và 3. Tuy nhiên, do yêu cầu chọn *một* phương án đúng, ta cần xem xét thêm về tính đơn giản/phức tạp của phản ứng. Đề bài đã cho phản ứng có dạng A + 2B = C, bậc 1 đối với A và bậc 1 đối với B. Vì vậy, bậc tổng cộng của phản ứng là 1 + 1 = 2. Do hệ số tỉ lượng của B là 2 trong phương trình phản ứng, và bậc của B chỉ là 1 trong biểu thức tốc độ, ta có thể suy ra rằng phản ứng không phải là phản ứng đơn giản (nếu là phản ứng đơn giản, hệ số tỉ lượng phải bằng bậc phản ứng). Do đó, phương án 3 hợp lý hơn vì nó đề cập đến phản ứng phức tạp.

Phản ứng sơ cấp (tác dụng cơ bản) là phản ứng xảy ra chỉ trong một bước duy nhất. Các phản ứng có hệ số tỉ lượng lớn (ví dụ: lớn hơn 2 hoặc 3) thường không phải là phản ứng sơ cấp vì chúng khó xảy ra trong một bước duy nhất do đòi hỏi nhiều va chạm đồng thời của các phân tử khác nhau.

Phương trình 1: N2 + 3H2 → 2NH3 có hệ số tỉ lượng lớn (3 và 2), nên khó xảy ra trong một bước duy nhất.

Phương trình 3: 8NO + 4O2 → 8NO2 có hệ số tỉ lượng rất lớn (8 và 4), nên chắc chắn không thể là phản ứng sơ cấp.

Phương trình 2 và 4 có hệ số nhỏ nên có thể là phản ứng sơ cấp.

Vậy, các phương trình 1 và 3 không thể biểu thị cho một tác dụng cơ bản.

Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng bằng cách giảm năng lượng hoạt hóa (Ea) của phản ứng (tức là tạo ra một con đường phản ứng khác có năng lượng hoạt hóa thấp hơn). Điều này được mô tả trong phương án (2). Chất xúc tác không làm thay đổi biến thiên năng lượng tự do Gibbs (DG) của phản ứng, vì DG chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và trạng thái cuối của phản ứng, không phụ thuộc vào con đường phản ứng. Vì vậy, các phương án (1) và (4) đều sai. Phương án (3) không đúng vì chất xúc tác không làm tăng vận tốc chuyển động của các tiểu phân, mà làm giảm năng lượng hoạt hóa cần thiết để phản ứng xảy ra.