TUYỂN TẬP NHIỆT ĐỘNG HÓA HỌC

TUYỂN TẬP NHIỆT ĐỘNG HÓA HỌC 2016 1 Đề tỉnh Sóc Trăng Cho 0,1 mol H2 và 0,2 mol CO2 vào bình chân không ở 4500C, xảy ra phản ứng H2(k) + CO2(k)  H2O(k) + CO(k) (a) Khi phản ứng đạt đến cân[.]

Trang 1

TUYỂN TẬP NHIỆT ĐỘNG HÓA HỌC-2016

1.Đề tỉnh Sóc Trăng:

Cho 0,1 mol H 2 và 0,2 mol CO 2 vào bình chân không ở 450 0 C, xảy ra phản ứng:

H 2(k) + CO 2(k)  H 2 O (k) + CO (k) (a) Khi phản ứng đạt đến cân bằng thì áp suất là 0,5atm Phân tích hỗn hợp đó thấy

chứa 10% nước.

Cho một hỗn hợp gồm CoO và Co vào hệ trên thì xảy ra thêm các cân bằng:

CoO (r) + H 2(k)  Co (r) + H 2 O (k) (b) CoO (r) + CO (k)  Co (r) + CO 2(k) (c) Phân tích hỗn hợp sau các cân bằng mới ta thấy chứa 30% nước Tính hằng sô

cân bằng của 3 phản ứng trên.

****

H2(k) + CO2(k) ⇄ H2O(k) + CO(k) (a)

* Đối với hệ pứ ban đầu: Tổng số mol hệ tại thời điểm cân bằng là 0,3 mol Tại cân

bằng có chứa 10% nước →

) 3 , 0 03 , 0 (

2 2

CO H

CO O H

p p p p

Trang 2

* Đối với hệ pứ sau: Tại cân bằng có chứa 30% nước →

09 , 0 2

p

p K

Mặt khác: Ka = 2 2

2

.

CO H

CO O H

p p

= 2 2

2

.

CO H

CO O H

n n

= 0,07563

119 07563 , 0

p

p K

2.Đề thi tỉnh Đồng Tháp:

Cho phản ứng: 4NH 3(k) + 5O 2(k)

Trang 3

→ 4NO(k) + 6H2O(k) (I) pu

li α= 0,5.

****

Trang 4

Ta có: Kp =

P P

P P P

.P P 5

2 3

PCl

Cl PCl

α 1

α

α 1

α

α α 1

α

2

−

= +

5 , 0

k: kí hiệu chất khí.

Hãy xác định nhiệt của phản ứng sau:

(5) ClO 2 (k) + O (k) → ClO 3 (k)

2.2 Cho các giá trị sau:

Hàm nhiệt H 3 PO 4 (dd) H 2 PO 4 - (dd) HPO 4 2- (dd) PO 4 3- (dd) H + + OH - → H 2 O

Trang 5

c. Tính thể tích của những dung dịch 0,1M của axit và kiềm mà khi trộn chúng

thì thành 25ml dung dịch và nhiệt phát ra là 90J.

1 = -1296 + 1288 – 56 = -64kJ/mol; ∆So

1 = 90 – 158 + 84 =

Trang 6

13J/mol.K nên ∆Go= -68 kJ/mol Tương tự như trên ta có:+ ∆Ho

2 = -52kJ/mol, ∆So

2 = -42J/mol, ∆Go

2 = -39,5kJ/mol+ ∆Ho

3 = -41kJ/mol, ∆So

3 = -106J/mol, ∆Go

3 = -9,5kJ/mol2.2.b 2 ∆Go(H2O) = -56 – 0,082.298.(-80); lnK = - ∆Go

x/RT nên K =o

-ΔG /RT e

∆Go

c = ∆Go

3 - ∆Go(H2O) = -9,5 + 80 = 70,5kJ/mol nên K3 = 4,4.10-13

2.2.c 3 Trường hợp 1 : tạo ra hai muối axit: Ta có

Trang 7

Từ đó V1 = 0,01(l), V2 = 0,015(l)Trường hợp 2: tạo ra muối axit và muối trung hoà Giải tương tự

như trên ta có:

V1 = 0,0071(l) và V2 = 0,0175(l)

Trang 8

Hãy xác định: Nhiệt hình thành và nhiệt đôt cháy của etylen C 2 H 4

2 Thả một viên nước đá có khôi lượng 10 gam ở -25 o C vào 300 ml rượu Vodka-Hà Nội 39,5 o (giả thiết chỉ chứa nước và rượu) để ở nhiệt độ 25 o C Tính biến thiên entropi của quá trình thả viên nước đá vào rượu trên đến khi hệ đạt cân bằng Coi

hệ được xét là cô lập.

Cho: R = 8,314 J.mol -1 K -1 ; khôi lượng riêng của nước là 1g.ml -1 và của rượu là 0,8

g.ml -1 ; nhiệt dung đẳng áp của nước đá là 37,66 J.mol -1 K -1 , của nước lỏng là 75,31 J.mol -

1 K -1 và của rượu là 113,00 J.mol -1 K -1 Nhiệt nóng chảy của nước đá là 6,009

2 2C 2O 2CO H 2 H 787,028 KJ / mol

3 3H O 3H O(l) H 3 H 857,514 KJ / mol 2

Trang 9

C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2 H2O(l) ∆Hđc = ΔH5 + ΔH3 + ΔH6 = -1410,95 KJ/mol

2 Thành phần của rượu và nước trong rượu 39,5o là:

cân bằng là tcb (oC)

Quá trình thu nhiệt gồm 3 giai đoạn:

Qtỏa = Qtỏa của nước + Qtỏa của rượu = cb cb

Trang 10

Biến thiên entropi của nước đá tăng từ - 25 oC đến 20,25 oC gồm 3 thành phần:

Phản ứng phân hủy xiclobutan thành etilen: C4H8

→2C2H4 có hằng số tốc độ

Vì hằng số k có thứ nguyên là [s-1] nên phản ứng tuân theo quy luật động học bậc

nhất đối với butan(nồng độ, áp suất, số mol, ) Gọi số mol xiclobutan ban đầu là a (mol), số mol xiclobutan phản ứng tại thờiđiểm t là x (mol) Từ đó ta có mối liên hệ giữa hằng số k và thời gian phản ứng t:

Trang 11

kt x a

C4H8 → 2C2H4

bđ ap/ư x 2xsau (a – x) 2x (0,5đ)

a khi

1

8 4

4 2

H C

=

n n

tức 2x = a – x => a = 3x thay vào (1) ta được: (0,25đ)

1 Xét phản ứng kết hợp A (k) + B (k)  AB (k) (1) Phản ứng (1) có hằng sô cân

bằng K C ở 25°C và 40°C lần lượt là 1,80×10 3 và 3,45×10 3 L/mol Giả sử ∆H°

không thay đổi nhiều theo nhiệt độ; hãy tính ∆H°, ∆S° của phản ứng (1).

2 Hằng sô tôc độ của phản ứng C 2 H 5 Br (k)  C 2 H 4 (k) + HBr (k) (2) có giá trị là 2,0×10 -5 s -1 ở 650K Năng lượng hoạt hóa (E a ) của phản ứng (2) là 225,5 kJ/mol.

Tính nhiệt độ mà tại đó tôc độ của phản ứng (2) tăng gấp 3 lần.

****

Trang 12

1 (0,5 điểm) Ta có: ln(K2/K1) = ∆H°/R × (1/T1 - 1/T2); Thay số ta được: ∆H° =

33634,5 J

(0,5 điểm) Ta có: ∆G° = ∆H° - T.∆S° = -R.T.lnK; Xét ở 25°C, tìm được ∆S° =

175,2 J/K

2 (1,0 điểm) Ta có: ln(K2/K1) = Ea/R × (1/T1 - 1/T2);

Thay số được: ln3 = 225500/8,314 × (1/650 - 1/T2)  T2 = 667,6 K

3 Cho các sô liệu sau đôi với phản ứng tách hiđro của etan: ∆G

o 900K

= 22,39 kJ/mol.

S

o 900K

(J/K.mo l)

a Tính K p của phản ứng tách hiđro tại 900 K.

b Phản ứng hiđro hóa eten tại 627°C là phản ứng tỏa nhiệt hay thu nhiệt?

c Tại trạng thái cân bằng, trong bình phản ứng có áp suất tổng cộng là 2 atm.

Tính K C và K x (ghi đơn vị).

d Hỗn hợp phản ứng có thành phần % thể tích như thế nào nếu dẫn etan qua chất xúc tác khử hiđro tại 627 °C Biết áp suất tổng cộng tại cân bằng là 1 atm.

e Tính K p tại 600 K, giả thiết trong khoảng từ 600 K đến 900 K thì ∆H o và ∆S o

không thay đổi.

⇒ với ∆n = 1 và p = 1atm thì Kp = 0,0502 atm

b (0,5 điểm) Đối với phản ứng: C2H4 + H2

Trang 13

o

900K

= So(C2H6) − So(C2H4) − So(H2) = 319,7 − 291,7 − 163 = −135 J/K.Theo: ∆Ho = ∆Go + T∆So ⇒ ∆Ho = −(22,39×1000) + 900×(−135) = −143890 J

∆Ho < 0 ⇒ phản ứng hiđro hóa là phản ứng tỏa nhiệt

c (0,5 điểm) Tính KC và Kx: Kc = Kp(RT)−∆ n =

0,0502 8,314 900 ×

= 6,71×10− 6mol/L

Kx = Kp×P−∆n =

0,0502 2

Phần mol

1 1

x x

− + 1

x x

+ 1

x x

+

Kx =

2 1

x x

− = 0,0502 ⇒ x= 0,2Hỗn hợp có: 0,2 mol H2 (16,67%V); 0,2 mol C2H4 (16,67%V); 0,8 mol C2H6

Câ y x a n h sử dụng ánh sáng mặt trời để chuyển hóa nước và CO2 trong không

khí thành glucozơ (C6H12O6) và oxy 1 Tại sao quá trình quang hợp ở cây xanh chỉ xảy ra được

Trang 14

trong khoảng nhiệt độ tương đôi hẹp?

Dùng tính toán, chỉ ra rằng quá trình tổng hợp glucozơ của cây xanh không thể

thiếu ánh sáng mặt trời 2 Tính sô photon tôi thiểu để cây xanh tổng hợp nên một phân tử glucozơ ở

25 oC nếu coi cây xanh hấp thụ ánh sang có bước sóng 600 nm 3 Hàng năm, quá trình quang hợp trên

trái đất tiêu tôn hết khoảng 3,4 × 1018 kJ năng lượng ánh sáng mặt trời Ước lượng gần đúng khôi lượng CO2 (theo đơn vị tấn) trong khí

quyển được cây xanh loại bỏ hàng năm.

Cho: Bảng sô liệu nhiệt động ở áp suất tiêu chuẩn 1 bar, nhiệt độ 25 oC:

Chất ΔHos (kJ/mol) So (J/mol.K) CO2 (k) -393,5 213,2 H2O (l) -285,8 69,9 C6H12O6 (r) -1273,3 212,1

O2 (k) 205,0

****

Quá trình quang hợp ở cây xanh là một chuỗi các phản ứng hóa sinh phức tạp mà

hầu hết đều cần đến các enzyme làm xúc tác Các enzyme thông thường chỉ hoạt động được trong

một khoảng nhiệt

độ hẹp nên quá trình quang hợp cũng chỉ xảy ra trong một khoảng nhiệt độ nhất

định 0.5 điểm 2 6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2

∆Ho

pư = 2802,5 kJ/mol ∆Sopư = -256,5 J/mol.K

Do quá trình quang hợp chỉ xảy ra trong một khoảng nhiệt độ hẹp nên ta có thể coi

giá trị ΔH và ΔS không phụ thuộc vào nhiệt độ Vì ΔH dương và ΔS âm, ΔG = ΔH - TΔS < 0 với

mọi T, phản ứng không

tự diễn biến ở mọi nhiệt độ, tức là phản ứng này muốn xảy ra thì cần có năng

lượng bên ngoài cung cấp, nói cách khác cây xanh không thể thiếu ánh sáng mặt trời! 1 điểm 3 Ở 25 oC:

∆Go

Trang 15

pư = 2878,9 kJ/mol = 4,78 × 10-18 J/ phân tử glucozơ.

Năng lượng cung cấp bởi 1 photon: E = hv/λ = 3,31 × 10-19 J/photon

Số photon cần cho phản ứng tạo ra 1 phân tử glucozơ: 14,4 photon Nói chung, vì

photon là lượng tửnăng lượng nên số photon tối thiểu là 15 photon 1 điểm 4 Số mol CO2 = 7,08 ×

1015 mol hay khối lượng CO2 = 3,12 × 1017 g = 3,12 × 1011 tấn 0,5điểm

1. Áp suất không tiếp tục tăng nữa khi thể tích bằng 1,0 mL và nhỏ hơn là do

quá trình ngưng tụ của N2O4 ở áp suất cao: 2NO2(k) ⇌ N2O4(l)

Áp suất đạt cân bằng vì N2O4 khí cân bằng với dạng lỏng của nó, vì thếP(N2O4) không thể vượt quá áp suất hơi bão hòa của N2O4 Cũng tồn tại cân bằng

N2O4(k) ⇌ 2NO2(k), do Kp chi phối và do P(N2O4) bị ràng buộc (không thể vượtquá áp suất hơi bão hòa của N2O4) P(NO2) cũng cố định Áp suất sẽ giữ nguyênkhông đổi khi quá trình nén tiếp diễn (cho đến khi chính chất lỏng bắt đầu bị nén)

Có thể xác định P(NO2) và P(N2O4) từ Kp và áp suất toàn phần (Ptp):

2NO2(k) ⇌ N2O4(k)

Đặt P(NO2) = x (atm); P(N2O4) = 1,215 – x (atm) và Kp =

2 4 2

2

N O NO

P P

mLHằng số cân bằng của sự ngưng tụ N2O4 theo định nghĩa là KP = (PN2O4)-1(hoạt độ của N2O4 lỏng tinh khiết là đồng nhất nên không xuất hiện trong hằng số

cân bằng)

Từ P(N2O4) = 0,865 atm ở cân bằng với chất lỏng ta tìm được

KP = (PN2O4)-1 = 1/0,865 = 1,156 atm-1

Trang 16

Coi nhiệt dung của các chất là không phụ thuộc vào nhiệt độ.

a) Tính hiệu ứng nhiệt, ∆H , cho quá trình sau trong điều kiện không đẳng nhiệt

Trang 17

q2 = 12.29.(498 − 298) = 69,6.103 J = 69,6 kJ.

→ Lượng nhiệt truyền cho nước là: Q = 1294,9 – 69,6 = 1225,3 kJ

Gọi x là số mol nước lỏng ở 25oC có ban đầu

Ta có quá trình truyền nhiệt cho H2O lỏng là:

Trang 18

Cho cân bằng: N 2 O 4 (k) ¬ → 2NO 2 (k).

Cho 18,4 gam N 2 O 4 vào bình chân không dung tích 5,90 lít không đổi ở 27 o Cthì khi đạt tới trạng thái cân bằng, áp suất bình đạt 1 atm Cũng với khôi lượng đó của

N 2 O 4 nhưng tăng nhiệt độ bình lên 110 o C thì ở trạng thái cân bằng, áp suất bình vẫn là 1 atm và khi đó thể tích hỗn hợp khí đạt 12,14 lít Tính % N 2 O 4 bị phân li ở

27 o C và 110 o C Cho biết, phản ứng thuận (theo chiều đã cho) là phản ứng thu

nhiệt hay tỏa nhiệt?

****

Theo phương trình trạng thái ở 27oC273

4 , 22 ).

1 ( 2 , 0

1 + α

=273 27

90 , 5 1 +

→α=0,198 tức là bằng 19,8%

0,75

và ở 110oC273

4 , 22 ).

1 ( 2 , 0

1 + α

=273 110

14 , 12 1 +

→α=0,932 tức là bằng 93,2%

0,75

Khi tăng nhiệt độ, độ phân li tăng lên (tức là theo chiều thuận)

Trang 19

8.Tỉnh Đồng Nai:

Cho cân bằng sau: PCl 5(k) € PCl 3(k) + Cl 2(k)

a. Trong bình kín dung tích V lít có chứa m gam PCl 5 , đun nóng bình đến nhiệt độ T (K) để thực hiện phản ứng phân ly PCl 5 Sau khi đạt cân bằng, áp suất khí trong bình là P Hãy thiết lập biểu thức của K p theo độ phân ly α và áp suất P.

b. Khi thực hiện phản ứng trên trong bình có chứa 83,40 gam PCl 5 ở nhiệt độ T 1 (K) Khi cân bằng áp suất trong bình là 2,700 atm, hỗn hợp khí trong bình có tỉ khôi

hơi so với H 2 bằng 69,5 Tính α và K p

c. Trong một thí nghiệm khác có cùng lượng PCl 5 như trên, thể tích bình vẫn là V lít và nhiệt độ T 2 = 0,9T 1 thì áp suất cân bằng đo được là 1,944 atm Tính α và K p Từ

đó cho biết phản ứng phân ly PCl 5 tỏa nhiệt hay thu nhiệt.

1.4 N 2 O 5 nóng chảy ở 30 o C, sôi ở 47 o C, bắt đầu thăng hoa ở nhiệt độ khoảng

25 o C Ở pha khí, N 2 O 5 phân hủy theo phương trình phản ứng: 2N 2 O 5(k) → 4NO 2(k)

+ O 2(k) (1).

Các kết quả nghiên cứu động học cho thấy rằng hằng sô tôc độ của phản ứng (1)

có thể tính bằng công thức: k = 4,1.10 13

103,137 kJ/mol

- RT e

(s -1 )

a Tính giá trị của đạo hàm

2 5

d[N O ] dt

khi tiến hành phản ứng (1) trong một bình kín

có thể tích 12,0 dm 3 , tại thời điểm trong bình có 0,0453 mol N 2 O 5 và áp suất riêng phần của N 2 O 5 bằng 0,1 atm Tại thời điểm đó, tính trung bình trong 1 giây có bao

nhiêu phân tử N 2 O 5 bị phân hủy?

b Người ta đề nghị cơ chế dưới đây cho phản ứng (1):

N 2 O 5(k)

1 1

Trang 20

Cơ chế này được cho là hợp lí, vì nếu nhân đôi phương trình (2) rồi cộng với (3) và (4) thì sẽ thu được phương trình (1) và từ cơ chế này có thể rút ra định luật tôc độ thực nghiệm Hãy tìm liên hệ giữa hằng sô tôc độ k trong định luật tôc độ của phản ứng (1) với hằng sô tôc độ của các giai đoạn sơ cấp trung gian (k 1 , k -1, k 2

) và cho biết trong trường hợp giả định nào thì phản ứng (2) có thể đạt cân bằng tạm thời và khi đó giai đoạn nào quyết định tôc độ chung của phản ứng Cho hằng sô khí R = 8,314 J.K -1 mol -1 = 0,082 l.atm.K -1 mol -1 ; sô Avogadro N A =

1 + α

α P

1 + α

α P

1 + α

▪ Ta có:

3 2 5 p

PCl Cl PCl

α P

ban đầu = 0,4 mol và P = 2,7 atm

▪ Đặt tổng số mol khí của hỗn hợp tại TTCB: nS Þ S/H2

Trang 21

BĐ 0,4TTCB (0,4 – x) x x

▪ Gọi áp suất của hệ tại nhiệt độ T1 là P1 = 2,7 atm, số mol n1 = nS = 0,6 mol

▪ Áp suất của hệ tại nhiệt độ T2 = 0,9T1 là P2, số mol n2 và P2 = 1,944 atm

1,944 0,6.

Trang 22

9.Tỉnh Kon Tum:

Cho bảng dữ kiện nhiệt động của phản ứng: SO 2 (k) + O 2 (k) ⇌ SO 3 (k) (1)

a Ước lượng hằng sô cân bằng K p1 của phản ứng (1) ở 650 o C.

b Cho 15,19 g sắt (II) sunfat được đun nóng trong bình chân không 1,00 L tới

650 o C thì xảy ra các phản ứng sau:

Trang 23

c Số mol SO3 = SO2 do phân hủy FeSO4 = 5,747×10-3 mol

nFeSO4 = 2nSO3 = 0,01149 mol

điểm) Nghiên cứu về động học của một phản ứng dẫn đến những thông tin quan trọng

về chi tiết của một phản ứng hóa học Sau đây sẽ xem xét sự hình thành NO vàphản ứng của nó với oxy Sự hình thành NO xảy ra theo phản ứng sau:

056 , 0 (

028 , 0 ) 056 , 0 (

Trang 24

b) Phản ứng giữa NO và O 2 xảy ra theo phương trình: 2NO (k) + O 2(k)

a Phương trình Arrhenius có dạng: lgk = lgA – E a /2,3RT Ta có:

lgk 1 = lgA – E a /2,3RT 1 (1) lgk 2 = lgA – E a /2,3RT 2 (2) Trừ (1) cho (2) ta được:

2

1 2 1 2

1 2

3 , 2 lg

lg

k

k T T R E

T T R

E k

Thay sô vào ta tính được E a = 98,225kJ.mol -1

b Giai đoạn chậm quyết định tôc độ, đó là giai đoạn thứ hai:

1

3 2 2

O NO K NO O

NO

NO k

k K

NO NO k dt

NO d

Trang 25

Thay biểu thức của [NO 3 ] vào biểu thức tôc độ phản ứng ta thu được: v =

k 2 K[NO] 2 [O 2 ] Trong công nghiệp NH 3 được tổng hợp theo phản ứng sau:

Trang 26

- Nhiệt độ cao cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch (chiều làm giảm hiệu suất)

vì ÄH < 0, do vậy theo nguyên lí Lơ Satơliê là không thuận lợi cho việc tổng hợp

NH3, nhưng vì tốc độ phản ứng sẽ chậm (hoặc không phản ứng) khi ở nhiệt độthấp, nên cần tăng nhiệt độ và dùng chất xúc tác Tỉ lệ mol N2:H2 = 1:3 để sựchuyển hoá N2 và H2 thành NH3 là lớn nhất

b Theo bài cho ta có:

* PNH3 = a.P ; PH2 = 3PN2 ; mà PH2 + PN2 + PNH3 = P

→ 4PN2 + aP = P → PN2 = 4

) a 1 (

P −

; PH2 = 4

) a 1 ( P

Trang 27

Cân bằng: 1-α 3(1- α) 2 α

Từ (2), ta có:

Tổng số mol các khí lúc cân bằng là n = (4-2 α)mol

Theo biểu thức Pi = xi.P (áp suất riêng phần bằng phần mol của chất đó nhân với

áp suất của hệ)

Cho cân bằng hóa học sau: N2O4 (k)⇌ 2NO2 (k) (1)

Thực nghiệm cho biết khối lượng mol phân tử trung bình của hai khí trên ở 35oCbằng 72,45 g/mol và ở 45oC bằng 66,80 g/mol

a) Tính độ phân li của N2O4 ở mỗi nhiệt độ trên?

b) Tính hằng số cân bằng KP của (1) ở mỗi nhiệt độ trên? Biết P = 1 atm

c) Cho biết theo chiều nghịch, phản ứng thu nhiệt hay tỏa nhiệt?

Xét cân bằng: N2O4 (k) ⇌ 2NO2 (k) (1)

Trang 28

a) Gọi a là số mol của N2O4 có trong 1 mol hỗn hợp

⇒

số mol NO2 trong 1 mol hỗn hợp là (1 - a) mol

Ở 35 C có 0 M= 72,45 g/mol = 92a + 46(1 - a)

2125 , 0

27395 , 0

37,73%

b)

P n

n P

hh

O N O

N2 4 = 2 4

và P = 1 atm

Trang 29

) 425 , 0 ( P

) P (

O N

2 NO P

4 2 2

) 5479 , 0 ( P

) P ( K

2 O

N

2 NO P

4 2 2

1 Tính hằng số cân bằng Kp

2 Giữ nhiệt độ không đổi ở 450oC, cần tiến hành phản ứng dưới áp suất là baonhiêu để khi đạt tới trạng thái cân bằng NH3 chiếm 50% về thể tích?

3 Giữ áp suất không đổi (300 atm), cần tiến hành phản ứng ở nhiệt độ nào để

khi đạt tới trạng thái cân bằng NH3 chiếm 50% về thể tích?

Trang 30

Vì NH3 chiếm 36% thể tích nên:

5 2

Xác định bậc của phản ứng và hằng số tốc độ phản ứng

Trang 31

2.2 Hidro được điều chế bằng phản ứng giữa metan và hơi nước Đầu tiên phản

ứng tạo thành cacbon oxit, chất này phản ứng tiếp với hơi nước để tạo ra thêm hidro.

a) Hãy viết hai phương trình phản ứng nêu trên

b) Xét phản ứng thuận nghịch tạo cacbon oxit và hiđro Hãy tính hằng số cân bằng

Kp của phản ứng ở 1000C (nước ở thể hơi) Giả thiết rằng ∆H0 và ∆S0 không phụthuộc vào nhiệt độ trong khoảng từ 298K đến 373K

c) Hãy tính số mol và phần mol của bốn khí tại thời điểm ban đầu

d) Hãy tính áp suất tổng cộng trong bình và áp suất riêng phần của từng khí tạithời điểm ban đầu Cho biết phản ứng tự xảy ra theo chiều nào?

Hỗn hợp metan và nước có tỉ lệ mol 1:1 được nạp vào một bình phản ứng khác có mặt chất xúc tác Bình được đậy kín và đun nóng đến 900 0 C, khi cân bằng được thiết lập, áp suất tổng cộng của bình là 2,0 atm.

e) Hãy tính giá trị hằng số cân bằng Kp của phản ứng ở 9000C Chú ý rằng ∆H0 và

∆S0 có phụ thuộc vào nhiệt độ

f) Sử dụng giá trị Kp tính được ở câu (e), hãy tính % lượng metan đã tham giaphản ứng

m

Trang 32

)

Khi H2O2 phân hủy hết thì VO2 = 6,18 cm3 (đktc)

⇒ Nồng độ ban đầu của H2O2 là

2 2

2 22 , 4

2

0

O H

O O

= 3,68.10-2 (M)

Lượng H2O2 bị phân hủy ở thời điểm t: 2 2

2 2

2 22 , 4

.

2 ,

O H

t O O

2 22 , 4

) 18

, 6 (

,

O H

t O t

O H

Nếu phản ứng phân hủy H2O2 là bậc 1, thì hằng số tốc độ phảnứng (k) được xác định theo biểu thức:

2 2

0

ln

1 ln

1

O H

C

C t x a

a t

−

=

(với C0 là nồng độ đầu của H2O2 và

CH2O2 là nồng độ H2O2 tại thời điểm t)

Thay số vào ta có:

123 , 0 88 , 2

68 , 3 ln 2

1

k

(phút-1)121

, 0 27 , 2

68 , 3 ln 4

1

k

(phút-1)131

, 0 68 , 1

68 , 3 ln 6

Trang 33

129 , 0 31 , 1

68 , 3 ln 8

1

k

(phút-1)133

, 0 57 , 0

68 , 3 ln 14

1

k

(phút-1)

Như vậy, hằng số tốc độ k tính tại các thời điểm khác nhau tương

đối ổn định Chứng tỏ phản ứng phân hủy H2O2 là bậc 1 với hằng

số tốc độ:

1274 , 0 5

133 , 0 129 , 0 131 , 0 121 , 0 123 , 0

= +

+ +

+

=

k

(phút-1)

Lưu ý: HS có thể lập bảng tính C H2O2~ [6,18 – VO2(t)] và tính toán

vẫn cho kết quả tương tự

Trang 34

10 3

373 082 , 0 10 4 , 2

) 1 , 4 (

) 2 , 12 (

1 , 4

2 4

2 =

O H CH

H CO

P P

Trang 35

Tại thời điểm cân bằng:

Số mol hỗn hợp khí: ∑nkhí = 2a + 2x (mol)

⇒

2 2

3 3

2 2

3 2 2

2 4

x a

x x

a x P

P

P P

K

O H CH

H CO

2 2 ( ) (

) 3 (

2 2 2

3

=

= +

a

x x

27

2 2

4

= +

Trang 36

Thả một viên nước đá có khối lượng 20 gam ở -25 oC vào 200 ml rượu (ancol)etylic 39,5o (giả thiết chỉ chứa nước và rượu) để ở nhiệt độ 25 oC Tính biến thiênentropi của quá trình thả viên nước đá vào rượu trên đến khi hệ đạt cân bằng Coi hệđược xét là cô lập.

Cho: R = 8,314 J.mol-1.K-1; khối lượng riêng của nước là 1g.ml-1 và của rượu là 0,8 g.ml

Khi thả viên nước đá vào hỗn hợp rượu, nhiệt tỏa ra của hỗn hợp rượu nước bằng

đúng nhiệt thu vào của viên nước đá thì hệ đạt cân bằng Gọi nhiệt độ của hệ khi hệ đạt cân bằng là tcb (oC)

Trang 37

Quá trình thu nhiệt gồm 3 giai đoạn:

Mặt khác nhiệt tỏa ra của quá trình:

Qtỏa = Qtỏa của nước + Qtỏa của ancol =

Trang 38

a) Tính áp suất riêng phần các khí lúc cân bằng;

b) Cho 1,00 mol Fe; 1,00 mol cacbon graphit; 1,20 mol 2

CO

vào bình chân không dung tích 20,0 lít ở 1020K Tính số mol các chất lúc cân bằng

Trang 39

Vậy nC = 1 – x = 1- 0,18 = 0,82 mol và nFe = 1 – y = 1- 0,41 = 0,59 mol.

*Tỉnh Quảng Nam:

Trang 40

3.1 Dự đoán dấu của ΔS0 cho mỗi phản ứng dưới đây và giải thích?

(dd) + H2C2O4(dd)

3.3 Xét cân bằng đối với quá trình Haber: N2(k) + 3H2(k) ƒ 2NH3(k) có giá trị KC =0,58 ở 4000C

a Tính giá trị Kp cho phản ứng này ở 4000C

b Giả sử có hỗn hợp gồm 0,10 mol N2, 0,04 mol H2 và 0,02 mol NH3 đựng trongmột bình kín với thể tích 1,00 L ở 4000C Phản ứng diễn ra theo chiều nào? Tính

ΔG của phản ứng ở điều kiện này?

a ΔS0 < 0; vì số mol khí giảm (3 mol) vì vậy entropy giảm

b ΔS0 > 0; vì số mol khí tăng (1mol) vì vậy entropy tăng

0,25 0,25

2HF(dd) ƒ 2H+

(dd) + 2F

-(dd); KC’ = (6,8 x 10-4)2 = 4,6 x 10-7 (1)

2H+

(dd) + C2O42-(dd) ƒ H2C2O4(dd); KC” =

5 6

(2)Tổ hợp hai cân bằng (1) và (2) ta được:

Định dạng
Số trang	88
Dung lượng	852,17 KB