Bt chuong 3 hdc final

Sự thay đổi thể tích khi nước chuyển từ pha lỏng sang pha hơi sẽ sinh công.. b Tính biến thiên nội năng và nhiệt của quá trình chuyển hóa này.. Nhiệt dung của nhiệt lượng kế đã bao gồm c

1

BÀI TẬP CHƯƠNG 3

1 Ở áp suất 101325 N/m2 (1 atm), 2 mol nước hóa hơi ở điểm sôi sẽ hấp thụ một

lượng nhiệt 81,16 kJ Sự thay đổi thể tích khi nước chuyển từ pha lỏng sang pha hơi sẽ sinh công

a) Ở 373K thể tích của 1 mol nước lỏng là 0,191L và giả sử hơi nước là khí lí tưởng Hãy tính công sinh ra

b) Tính biến thiên nội năng và nhiệt của quá trình chuyển hóa này

ĐS: a) A = -6159,54 J b) Q = 81,16 kJ ∆U = 75 kJ

2 a) Đốt 0,0222 g hơi isooctane ở áp suất không đổi làm tăng nhiệt độ của nhiệt

lượng kế 0,4 oC Nhiệt dung của nhiệt lượng kế (đã bao gồm cả nước) là 2,48 kJ/oC Hãy tính thiêu nhiệt của hơi isooctane

b) Phải đốt bao nhiêu gam isooctane để có lượng nhiệt 562 kJ

ĐS: a) -5094 KJ/mol b) 12,58 g

3 Đốt 14,4 g Mg trong một lượng dư N2 ở áp suất không đổi sẽ tạo ra Mg3N2 Sau

đó đưa hỗn hợp phản ứng trở về 25 oC Trong quá trình này lượng nhiệt tỏa ra là 136,7 kJ Hãy tính sinh nhiệt của Mg3N2

ĐS: -683,5 kJ/mol

4 Xác định sinh nhiệt của H2O2 (l) ở 25 oC từ các phương trình nhiệt hóa học sau H2(k) + 1/2O2(k) → H2O(k) ∆H0 = -241,82 kJ/mol

2H(k) + O(k) → H2O(k) ∆H0 = -926,92 kJ/mol

2H(k) + 2O(k) → H2O2(k) ∆H0 = -1070,6 kJ/mol

2O(k) → O2(k) ∆H0 = -498,34 kJ/mol

H2O2(l) → H2O2(k) ∆H0 = 51,46 kJ/mol

ĐS: -187,89 kJ/mol

5 Xác định hiệu ứng nhiệt tiêu chuẩn của phản ứng sau đây:

C(gr) + 2H2(k) → CH4(k)

2

Biết:

C(gr) + O2(k) → CO2(k) ∆H0 = -393,5 kJ/mol

H2(k) + 1/2O2(k) → H2O(l) ∆H0 = -285,8 kJ/mol

CH4(k) + 2O2(k) → CO2(k) + 2H2O(l) ∆H0 = -890,3 kJ/mol

ĐS: -74,8 kJ/mol

6 4HCl(k) + O2(k) → 2H2O(l) + 2Cl2(k)

a) Tính hiệu ứng nhiệt tiêu chuẩn của phản ứng, biết rằng sinh nhiệt của HCl(k) và của H2O(l) tương ứng là -92,3 kJ/mol và -285,8 kJ/mol

b) Nếu nước tạo thành ở thể khí thì hiệu ứng nhiệt tiêu chuẩn của phản ứng

là bao nhiêu, biết nhiệt bay hơi của nước (l) ở 25oC là + 44,0 kJ/mol

ĐS: a) -202,4 kJ/mol b) -114,4 kJ/mol

7 Cho thiêu nhiệt của các chất như sau (kJ/mol):

(CH2)3(k) = -2091,372; C(gr) = -393,513; H2(k) = -258,838

Sinh nhiệt của CH3-CH=CH2(k) = 20,414 kJ/mol

a) Tính sinh nhiệt của (CH2)3(k)

b) Tính ∆H0 298 của phản ứng đồng phân hóa:

(CH2)3(k) → CH3-CH=CH2(k)

ĐS: a) 134,319 kJ/mol b) -113,905 kJ/mol

8 CO(k) + 1/2O2(k) → CO2(k) ∆H0 298 = -283,0 kJ/mol

Tính nhiệt độ ngọn lửa CO cháy trong 2 trường hợp sau:

a) Trong oxy nguyên chất

b) Trong không khí (20% oxy, 80% nitơ theo thể tích)

Lượng oxy vừa đủ cho phản ứng Nhiệt độ ban đầu là 25 oC

Nhiệt dung mol đẳng áp (J/mol.K) của các chất như sau:

CO2(k) = 30,50 + 2,000.10-2T

N2(k) = 27,2 + 4,200.10-3T

ĐS: a) 4098K b) 2555K

3

9. Trộn 10,08 g nước đá ở 0 oC với 50,4 g nước lỏng ở 40 oC Tính nhiệt độ cuối của hỗn hợp, biết enthalpy chuẩn nóng chảy của nước đá là 6004 J/mol Nhiệt dung mol đẳng áp của nước lỏng là 75,3 J/mol.K Hệ cô lập

ĐS: 20 o C

10 Hãy dự đoán dấu của S0 cho các quá trình sau:

a) 2K(r) + F2(k) → 2KF(r)

b) NH3(k) + HBr(k) → NH4Br(r)

c) NaClO3(r) → Na+(dd) + ClO3-(dd)

ĐS: a) Âm, b) Âm, c) Dương

11 Trộn 10,08 g nước đá ở 273K với 50,4 g nước lỏng ở 313K Tính ∆S0 của hệ khi đạt đến cân bằng, biết rằng ∆H0 nóng chảy của nước đá là 6004 J/mol và C0 của nước lỏng là 75,3 J/mol.K Hệ cô lập

ĐS: 1,38 J/K

12. Tính ∆S0 của quá trình đun nóng 1 mol I2(tt) từ 25,0 0C đến nhiệt độ sôi (184

0C), biết rằng nhiệt độ nóng chảy của I2 là 113,6 0C Cho:

mol J tt

I

H nc0( 2, ) = 15633 /

 ; H hh0 (I2,l) = 25498J/mol

K mol J tt

I

C p0( 2, ) = 54 , 6 / ; C p0(I2,l) = 81 , 5J/mol.K

ĐS: 124 J/mol.K

13 Tính sự biến thiên entropy của quá trình giản nở 500 cm3 khí argon ở 298K và 1,0 atm đến thể tích 1000 cm3 và 373K, biết C0p của argon là 12,48 J/mol.K Coi argon là khí lí tưởng

ĐS: 0,175 J/K

14 Cho phản ứng giữa xenon (Xe) và fluorine (F2) tạo thành xenon hexafluoride:

a) Tính S0 pư ở 298K Cho H 0 pư = -402 kJ/mol và G 0 pư = -280 kJ/mol

4

b) Giả sử S0 pư và H0 pư thay đổi rất ít theo nhiệt độ, tính G0 pư ở 500K

ĐS: a) -0,409 kJ/mol.K; b) -197,5 kJ/mol

15 Tính ∆G0 của quá trình đông đặc 1,0 mol nước (lỏng) ở -10 oC thành nước tinh thể ở -10 oC Biết ∆H0 đông đặc của nước ở 0 oC là -6000 J/mol, nhiệt dung mol

C0p của nước lỏng là 75,5 J/mol.K và của nước đá là 36,4 J/mol.K

ĐS: -212,24 J/mol

16 Sử dụng các phương trình sau đây để tính thế đẳng áp hình thành chuẩn của

HBr(k) ở 25 oC

Br2(l) → Br2(k) ∆G0 1 = 3,14 kJ/mol

HBr(k) → H(k) + Br(k) ∆G0 2 = 339.09 kJ/mol

Br2(k) → 2Br(k) ∆G0 3 = 161,7 kJ/mol

H2(k) → 2H(k) ∆G0 = 406,494 kJ/mol

ĐS: -53,423 kJ/mol

17.a) hãy ước lượng nhiệt độ sôi của nước tại 1 atm Cho sinh nhiệt của nước ở

trạng thái lỏng và trạng thái hơi lần lượt là – 285,8 kJ/mol và -241,8 kJ/mol, entropy tiêu chuẩn của nước ở trạng thái lỏng và trạng thái hơi lần lượt là 69,91 J/mol.K và 188,7 J/mol.K

b) So sánh nhiệt độ sôi tính được với nhiệt độ sôi thực tế và hãy giải thích vì sao có

sự sai lệch này

ĐS: 97,4 o C

Câu 18

a) Tính biến thiên entropy ở điều kiện tiêu chuẩn của phản ứng sau, biết rằng

S0(N2(k)) = 191,5 J/mol.K; S0(O2(k))= 205,5 J/mol.K và S0(NO(k)) = 210,7

J/mol.K

N2(k) + O2(k) → 2NO(k)

b) Cho biết phản ứng có tự xảy ra ở 298K hay không, biết rằng sinh nhiệt tiêu chuẩn ∆H0 f(NO(k)) = 90,3 kJ/mol

ĐS: a) 24,4 J/mol.K b) Không (vì ∆G 0 pư = 173328,8 J/mol (> 0)

5

Câu 19 Tính năng lượng mạng lưới tinh thể BaCl2(r) (tinh thể) theo phản ứng:

BaCl2(r)→Ba2+(k) + 2Cl−(k)

Biết:

Nhiệt tạo thành BaCl2(r) là H01 = −860,2 kJ/mol;

2 = 238,5 kJ/mol;

4 = 501,2 kJ/mol;

5 = 962,3 kJ/mol;

Đáp số: H 0 = − H 0 + H 0 + H 0 + H 0 + H 0 + 2H 0 = 2039.3 kJ/mol

Câu 20 Tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng:

CH2=CH2 + Cl2 → CH2Cl-CH2Cl

Biết: E(C=C) = 614 kJ/mol; E(C-C) = 347 kJ/mol; E(C-H) = 413 kJ/mol; E(C-Cl)

= 339 kJ/mol; E(Cl-Cl) = 243 kJ/mol

Hướng dẫn: Áp dụng định luật Hess và chu trình enthalpy:

liên kết có trong sản phẩm