50 bài tập hóa học điện li – phần 1

50 Bài tập Hóa học Điện li – Phần 1 Bài 1: Tính nhiệt độ của ngọn lửa CO cháy trong hai trường hợp sau: a Cháy trong oxy tinh khiết 20% oxy và 80% nitơ theo thể tích b Cháy trong oxy ti

50 Bài tập Hóa học Điện li – Phần 1

Bài 1:

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

a) Cháy trong oxy tinh khiết (20% oxy và 80% nitơ theo thể tích)

b) Cháy trong oxy tinh khiết

Cho biết lượng oxy vừa đủ cho phản ứng, nhiệt độ lúc đầu là 25o

C

Entanpi cháy của CO ở 25o

C và 1atm là 283kJ.mol-1 Nhiệt dung mol chuẩn của các chất như sau:

Cop (CO2, k) = 30,5 + 2.10-2T

Cop (N2, k) = 27,2 + 4,2.10-3T

Bài 2:

Cho các số liệu sau ở 298K:

Ag+(dd) N3-(dd) K+(dd) AgN3(r) KN3(r)

∆Go

tt(kJ.mol-1) 77 348 -283 378 77

1) Xác định chiều xảy ra của các qúa trình sau:

Ag+(dd) + N3-(dd) → AgN3(r)

K+(dd) + N3-(dd) → KN3(r)

2) Tính tích số tan của chất điện li ít tan

3) Hỏi phản ứng gì xảy ra khi muối KN3 tác dụng với HCl đặc

Bài 3:

Một phản ứng dùng để luyện kẽm theo phương pháp khô là:

ZnS(r) + 3/2O2(k) → ZnO(r) + SO2(k) 1) Tính ∆Ho của phản ứng ở nhiệt độ 298K và 1350K, coi nhiệt dung của các chất không phụ thuộc vào nhiệt độ ở miền nhiệt độ nghiên cứu

2) Giả thiết ZnS nguyên chất Lượng ZnS và không khí (20% O2 và 80% N2 theo thể tích) lấy đúng

tỉ lệ hợp thức bắt đầu ở 298K sẽ đạt đến nhiệt độ nào khi chỉ hấp thụ lượng nhiệt tỏa ra do phản ứng ở điều kiện chuẩm tại 1350K (lượng nhiệt này chỉ dùng để nâng nhiệt độ các chất đầu) Hỏi phản ứng có duy trì được không, nghĩa là không cần cung cấp nhiệt từ bên ngoài, biết rằng phản ứng trên chỉ xảy ra ở nhiệt độ không thấp hơn 1350K?

3) Thực tế trong quặng sfalerit ngoài ZnS còn chứa SiO2 Vậy hàm lượng % của ZnS trong quặng tối thiểu phải là bao nhiêu để phản ứng có thể tự duy trì được?

Cho biết entanpi tạo thành chuẩn của các chất ở 25o

C (kJ.mol-1) Hợp chất: ZnO(r) ZnS(r) SO2(k)

∆Ho

f -347,98 -202,92 -296,90

Nhiệt dung mol đẳng áp của các chất (J.K-1

.mol-1):

Hợp chất ZnS(r) ZnO(r) SO2(k) O2(k) N2(k) SiO2(r)

Cop 58,05 51,64 51,10 34,24 30,65 72,65

Biết MZnS = 97,42g.mol-1

; MSiO2 = 60,10g.mol-1

Bài 4:

Khí NO kết hợp với hơi Br2 tạo ra một khí duy nhất trong phân tử có 3 nguyên tử

1 Viết phương trình phản ứng xảy ra

2 Biết phản ứng trên thu nhiệt, tại 25oC có Kp = 116,6 Hãy tính Kp (ghi rõ đơn vị) tại 0o

C ; 50oC Giả thiết rằng tỉ số giữa hai trị số hằng số cân bằng tại 0oC với 25o

C hay 25oC với 50oC đều bằng 1,54

3 Xét tại 25oC, cân bằng hoá học đã được thiết lập Cân bằng đó sẽ chuyển dịch như thế nào? Nếu:

a) Tăng lượng khí NO

b) Giảm lượng hơi Br2

c) Giảm nhiệt độ

d) Thêm khí N2 vào hệ mà:

- Thể tích bình phản ứng không đổi (V = const)

- ¸p suất chung của hệ không đổi (P = const)

Bài 5:

Khi nung nóng đến nhiệt độ cao PCl5 bị phân li theo phương trình

PCl5 (k) ⇋ PCl3 (k) + Cl2 (k)

1 Cho m gam PCl5 vào một bình dung tích V, đun nóng bình đến nhiệt độ T (K) để xảy ra

phản ứng phân li PCl5 Sau khi đạt tới cân bằng áp suất khí trong bình bằng p Hãy thiết

lập biểu thức của Kp theo độ phân li  và áp suất p Thiết lập biểu thức của Kc theo , m, V

2 Trong thí nghiệm 1 thực hiện ở nhiệt độ T1 người ta cho 83,300 gam PCl5 vào bình dung tích V1 Sau khi đạt tới cân bằng đo được p bằng 2,700 atm Hỗn hợp khí trong bình có tỉ khối so với hidro bằng 68,862 Tính

 và Kp

3 Trong thí nghiệm 2 giữ nguyên lượng PCl5 và nhiệt độ như ở thí nghiệm 1 nhưng thay

dung tích là V2 thì đo được áp suất cân bằng là 0,500 atm Tính tỉ số 2

1

V

V

4 Trong thí nghiệm 3 giữ nguyên lượng PCl5 và dung tích bình V1 như ở thí nghiệm 1

nhưng hạ nhiệt độ của bình còn T3 = 0,9 T1 thì đo được áp suất cân bằng là 1,944 atm

Tính Kp và  Từ đó cho biết phản ứng phân li PCl5 thu nhiệt hay phát nhiệt

Cho: Cl = 35,453 ; P : 30,974 ; H = 1,008 ; Các khí đều là khí lí tưởng

Bài 6:

1 Người ta nung nóng đến 8000

C một bình chân không thể tích 1 lít chứa 10,0 gam canxi cacbonat và 5,6 gam canxi oxit Hãy tính số mol khí cacbonic có trong bình Muốn cho lượng canxi cacbonat ban đầu phân hủy hết thì thể tích tối thiểu của bình phải bằng bao nhiêu? Biết tại nhiệt độ đó khí CO2 trong bình có áp suất

là 0,903 atm

2 Tại 200

C,phản ứng: H2 (k) + Br2 (lỏng) 2 HBr (k) (1)

có hằng số cân bằng Kp = 9,0 1016

kí hiệu (k) chỉ trạng thái khí

a) Hãy tính Kp của phản ứng: H2 (k) + Br2 (k) 2 HBr (k) (2)

tại 20OC và áp suất p = 0,25 atm

b) Hãy cho biết sự chuyển dịch cân bằng hóa học của phản ứng (2) nếu giảm thể tích bình phản ứng ở hai trường hợp:

*) Trong bình không có Br2 (lỏng) ; **) Trong bình có Br2 (lỏng)

Bài 7:

a) Ở điều kiện ban đầu 300K và 1,01325.107Pa, khí clo được coi là khí lí tưởng Giãn nở một mol khí Cl2 ở điều kiện đó đến áp suất cuối là 1,01325.105Pa Trong qúa trình giãn nở đó áp suất ngoài luôn được giữ không đổi là 1,01325.105Pa Kết qủa của sự giãn nở đó là khí clo được làm lạnh đến 239K (đó cũng là điểm sôi thông thường của Cl2 lỏng), thấy có 0,1mol Cl2 lỏng được ngưng tụ

Ở điểm sôi thông thường, entanpi hóa hơi của Cl2 lỏng bằng 20,42kJ.mol-1, nhiệt dung mol của Cl2 khí ở điều kiện đẳng tích là Cv = 28,66J.K-1mol-1 và tỉ trọng của Cl2 lỏng là 1,56 cũng tại 239K Giả thiết nhiệt dung mol ở điều kiện đẳng áp của Cl2(k) là Cp=Cv+R Biết 1atm = 1,01325.105

Pa

R = 8,314510J.K-1.mol-1 = 0,0820584L.atm.K-1.mol-1 Hãy tính biến thiên nội năng (∆E) và biến thiên entropy của hệ (∆Ssys) trong các biến đổi mô tả

ở trên

b) Với các phản ứng sau ở 298K:

[Ni(H2O)6]2+ + 2NH3 → [Ni(NH3)2(H2O)4]2+ + 2H2O (1) lnKc = 11,60 và ∆Ho = -33,5kJ.mol-1

[Ni(H2O)6]2+ + en → [Ni(en)2(H2O)4]2+ + 2H2O (2) lnKc = 17,78 và ∆Ho = -37,2kJ.mol-1

Ghi chú: en là viết tắt của etylendiamin (phối tử trung hòa hai răng)

Biết R = 8,314510J.K-1

.mol-1 = 0,0820584L.atm.K-1.mol-1 Tính ∆Go,∆So

và Kc của phản ứng được (3) sau: [Ni(NH3)2(H2O)4]2+ + en → [Ni(en)2(H2O)4]2+ + 2NH3 (3)

Bài 8:

Hợp chất Q (khối lượng mol phân tử là 122,0g.mol-1) gồm có cacbon, hydro và oxy

PHẦN A:

Nhiệt sinh (entanpi tạo thành) tiêu chuẩn của CO2(k) và H2O(l) tại 25oC tương ứng là –393,51 và

285,83kJ.mol-1 Hằng số khí R = 8,314J.K

-.mol-1 Dùng lượng dư oxy đốt cháy hết một mẫu chất rắn Q nặng 0,6000g trong một nhiệt lượng kế ban đầu chứa 710,0g nước tại 25,000oC Sau khi phản ứng xong, nhiệt độ lên tới 27,250o

C và có 1,5144g CO2(k) và 0,2656g H2O được tạo thành

1 Hãy xác định công thức phân tử và viết, cân bằng phương trình phản ứng đốt cháy Q với trạng thái vật chất đúng

Cho nhiệt dung riêng của nước là 4,184J.g-1

.K-1 và biến thiên nội năng của phản ứng trên (∆Uo

) là –3079kJ.mol-1

Br2 (k)

2 Hãy tính nhiệt dung của nhiệt lượng kế đó (không kể nước)

3 Hãy tính nhiệt sinh (entanpi tạo thành) tiêu chuẩn (∆Hof) của Q

PHẦN B:

Số liệu sau đây thu được khi xét sự phân bố chất q giữa benzen với nước tại 6o

C, CB và CW là nồng độ cân bằng của chất Q tương ứng trong lớp benzen và lớp nước:

Giả thiết rằng không phụ thuộc vào nồng độ và nhiệt độ, chất Q chỉ có một dạng trong benzen

Nồng độ (mol.L-1

)

1 Với giả thiết Q ở dạng monome trong nước, bằng sự tính toán hãy chỉ ra liệu trong benzen chất q ở dạng monome hay dime

Độ giảm nhiệt độ đông đặc của một dung dịch loãng lí tưởng được tính theo biểu thức sau:

f s o f f

o f

H

X T R T T







2

) (

Trong đó Tf là nhiệt độ đông đặc của dung dịch, To f là nhiệt độ đông đặc của dung môi, ∆Hf là nhiệt độ nóng chảy của dung môi còn Xs là phần mol của chất tan Khối lượng mol phân tử của benzen là 78,0g.mol-1 Ở 1atm benzen nguyên chất có nhiệt độ đông đặc là 5,40oC Benzen có nhiệt nóng chảy là 9,89kJ.mol-1

2 Hãy tính nhiệt độ đông đặc (Tf) của dung dịch gồm 0,244g chất Q và 5,85g benzen tại 1atm

Bài 9:

Vào ngày 1tháng 7 năm 2000, đường hầm và cầu nối giữa Đan Mạch và Thụy Điển chính thức được

mở cửa Nó bao gồm một đường hầm từ Copenhagen đến một hòn đảo nhân tạo và một chisc cầu từ hòn đảo

đó đến Malmo ở Thụy Điển Vật liệu chính dung để xây dựng là thép và bêtông Bài này sẽ đề cập đến việc sản xuất và thoái hóa của từng vật liệu

Bêtông được hình thành từ một hộn hợp của ximăng, nước, cát và đá nhỏ Ximăng chứa chủ yếu canxi silicat và canxi aluminat được sinh ra bằng cách đun nóng và nghiền nhỏ hỗn hợp đất sét và đá vôi Bước tiếp theo trong việc sản xuất ximăng là thêm một lượng nhỏ thạch cao CaSO4.2H2O để làm tăng cường

độ cứng của bêtông Bước cuối cùng ta nâng nhiệt độ lên nhưng có thể nhận được sản phẩm không mong muốn hemihydrat CaSO4.0,5H2O theo phản ứng:

CaSO4.2H2O(r) → CaSO4.0,5H2O + 1,5H2O

Các gía trị nhiệt động cho ở bảng sau: (biết p = 1,00bar)

∆Hosinh(kJ/mol) So(J.K-1.mol-1)

CaSO4.2H2O9(r) -2021,0 194,0

CaSO4.0,5H2O(r) -1575,0 130,5

H2O(h) -24,1,8 188,6

R = 8,314J.mol-1K-1 = 0,08314bar.mol-1.K-1

0oC = 273,15K

1 Tính ∆Ho

(kJ) cho phản ứng chuyển 1,00kg CaSO4.2H2O(r) thành CaSO4.0,5H2O(r) Phản ứng này thu nhiệt hay tỏa nhiệt?

2 Tính áp suất cân bằng (bar) của hơi nước trong bình kín chứa CaSO4.2H2O(r), CaSO4.0,5H2O(r) và H2O(h)

ở 25o

C

3 Tính nhiệt độ để p(H2O)(cb) = 1,00 bar trong hệ ở câu 2.2 Giả sử ∆Ho

và ∆So là hằng số

Bài 10:

Nguyên lý thứ hai của nhiệt động học là nguyên lý cơ bản của khoa học Trong bài này chúng ta sẽ nghiên cứu nhiệt động học của khí lý tưởng, và cân bằng hóa học

3,00 mol CO2 giãn nở đẳng nhiệt (nhiệt độ của môi trường là 15oC) chống lại áp suất bên ngoài ổn định ở p = 1,00bar Thể tích đầu và thể tích cuối tương ứng là 10,0L và 30,0L

1) Chọn thong tin đúng về biến thiên entropy của qúa trình giãn nở (∆Ssys) và môi trường (∆Ssur)

a) ∆Ssys > 0; ∆Ssur = 0

b) ∆Ssys < 0; ∆Ssur > 0

c) ∆Ssys > 0; ∆Ssur < 0

d) ∆Ssys = 0; ∆Ssur = 0 2) Tính ∆Ssys, giả sử CO2 là khí lý tưởng

3) Tính ∆Ssur

4) Tính sự chuyển đổi entropy của hệ Nguyên lý hai có được nghiệm đúng hay không?

5) Khí CO được sử dụng rộng rãi trong tổng hợp hữu cơ, có thể thu được bằng phản ứng giữa CO2 với

graphit Sử dụng các dữ kiện dưới đây để chứng minh Kcb ở 298,15K bé hơn đơn vị

Ở 298,15K:

CO2(k): ∆Ho

s = -393,51kJ.mol-1; So = 213,79JK-1mol-1 CO(k): ∆Ho

s = -110,53kJ.mol-1; So = 197,66JK-1mol-1

C(gr): So = 5,74JK-1mol-1

6) Tính nhiệt độ mà ở đó phản ứng đạt cân bằng Bỏ qua sự phụ thuộc của H, S vào nhiệt độ

7) Phản ứng ở cau 6 xảy ra ở 800oC và áp suất chung là 5,0 bar, Kp = 10 Tính áp suất riêng phần của

CO tại cân bằng