Nếu: d Thêm khí N2 vào hệ mà: - Thể tích bình phản ứng không đổi V = const - áp suất chung của hệ không đổi P = const.. Peter nhận được dữ liệu về các khí thiên nhiên và giá cả của nó: C
Trang 150 Bài tập Hóa học Điện li – Phần 2
Bài 11:
1 Sunfuryl điclorua SO2Cl2 là hoá chất phổ biến trong phản ứng clo hoá Tại 350oC, 2 atm phản ứng
SO2Cl2 (khí) SO2 (khí) + Cl2 (khí) (1) Có Kp = 50
a) Hãy cho biết đơn vị của trị số đó và giải thích: hằng số cân bằng Kp này phải có đơn vị như vậy
b) Tính phần trăm theo thể tích SO2Cl2(khí) còn lại khi (1) đạt tới cân bằng ở điều kiện đã cho
c) Ban đầu dùng 150 mol SO2Cl2(khí), tính số mol Cl2(khí) thu được khi (1) đạt tới cân bằng
Các khí được coi là khí lý tưởng
Bài 12:
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:
d) Thêm khí N2 vào hệ mà:
- Thể tích bình phản ứng không đổi (V = const)
- áp suất chung của hệ không đổi (P = const)
Bài 13:
Chuẩn bị cho lần sinh nhật thứ 18 vào tháng hai của mình, Peter có ý điinh biến cái túp lều của cha mẹ trong vườn thành một bể bơi với một bãi biển nhân tạo Để có thể ước lượng gía cả của việc cung nhiệt và nước cho nhà Peter nhận được dữ liệu về các khí thiên nhiên và giá cả của nó:
Chất hóa học phần mol (x) ∆fHo(kJ.mol-1) So(Jmol-1K-1) Cop(Jmol-1K-1)
1) Viết phản ứng cháy của khí thiên nhiên (chủ yếu là metan và etan) cho biết nitơ không cháy trong
điều kiện đã chọn Tính ∆H; ∆S và ∆G của từng phản ứng ở điều kiện chuẩn (1,013.105
Pa và 25,0oC) Biết tất cả các sản phẩm ở dạng khí và 0o
C = 273,15K
2) Tỉ khối của khí thiên nhiên là 0,740gL-1
(1,013.105Pa; 25oC) a) Tính hàm lượng của metan và etan (mol) trong 1,00m3 khí thiên nhiên (CH4, C2H6 không phải khí
lý tưởng)
b) Tính thiêu nhiệt khi đốt cháy 1,00m3 khí thiên nhiên ở điều kiện chuẩn Giả thiết tất cả các sản phẩm đều ở dạng hơi (nếu không làm được câu a ta có thể giả sử rằng trong 1,00m3
khí thiên nhiên ứng 40,00mol)
c) Theo PUC (Public utility company) thì năng lượng thu được là 9981kWh/m3 khi ta đốt cháy khí thiên nhiên (nếu sản phẩm chủ yếu là khí) Sai số so với câu b là bao nhiêu
Bể bơi trong nhà rộng 3,00m, dài 5,00m và sâu 1,50m (thấp hơn mặt sàn) Nhiệt độ nước trong vòi là 8,00oC và nhiệt độ phòng là 10,00oC Giả sử dnước = 1,00kg.L-1 và khí ở trong phòng là khí lý tưởng Biết thể tích phòng là 480m3 và diện tích phòng là 228,16m2
30,00oC Cho biết trong không khí chứa 21,0%O2, 79%N2 và p = 1,013.105Pa
Vào tháng hai, nhiệt độ bên ngoài miền Bắc Đức xấp xỉ 5oC Từ khi tường bê tong và mái nhà trở nên mỏng hơn (20,0cm) thì năng lượng mất đi nhiều hơn Năng lượng được giải phóng ra môi trường xung
m-1 Năng lượng được tính theo công thức:
J = E(A.∆t)-1
= w.∆T.d-1
J: Năng lượng giải phóng
d: độ dày của bức tường
A: diện tích
Trang 2∆t: chênh lệch thời gian từ thời điểm bắt đầu đếnh thời điểm kết thúc
∆T: chênh lệch nhiệt độ giữa bên trong và bên ngoài phòng
E: Năng lượng trong phòng
4) Tính năng lượng cần thiết (MJ) để giữ cho nhiệt độ trong phòng là 30,0o
C
1,00m3 khí thiên nhiên có giá 0,40euro và 1kWh điện giá 0,137euro Tiền thuê trang thiết bị đốt nóng khí là 150euro trong đó tiền thuê lò sưởi điện là 100euro
thiên nhiên cần là bao nhiêu biết hiệu suất của máy đốt nóng khí là 90%
Peter phải tốn bao nhiêu tiền khi dung máy đốt nóng khí và lò sưởi điện biết hiệu suất của lò sưởi là 100%
Bài 14:
Khí CO gây độc vì tác dụng với hemoglobin (Hb) của máu theo phương trình
3 CO + 4 Hb Hb4 (CO)3
Số liệu thực nghiệm tại 200
C về động học phản ứng này như sau:
( mol l-1 .s-1 )
1,50
2,50
2,50
2,50 2,50 4,00
1,05 1,75 2,80 Hãy tính tốc độ phản ứng khi nồng độ CO là 1,30; Hb là 3,20 (đều theo mol.l-1) tại 200
C
Bài 15:
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 huỷ 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
Bài 16:
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 hoá 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 17:
a) Khi khảo sát phản ứng H2 (k) + Br2(k) 2 HBr (k) (1)
tại hai nhiệt độ T1 và T2 mà T1 < T2 , thấy hằng số cân bằng hóa học (viết tắt là cbhh) theo nồng độ có trị số tương ứng là K1, K2 mà K1 > K2
Phản ứng này toả nhiệt hay thu nhiệt? Hãy giải thích
b) Tại nhiệt độ 10240C, phản ứng (1) có K = 1,6.105 Hãy tính trị số hằng số cbhh của phản ứng 1/2 H2 (k) +
1/2 Br2 (k) HBr (k) tại nhiệt độ này
Sự thay đổi trị số hằng số cbhh đó có ý nghĩa hoá học hay không? Tại sao?
c) Người ta cho một lượng HBr nguyên chất vào bình kín có thể tích cố định rồi đưa nhiệt độ tới 1024o
C Hãy tính tỉ lệ HBr bị phân huỷ tại10240C (dùng phương trình (1)) Tại sao có kết quả đó?
Bài 18:
1 Cho hai phản ứng giữa graphit và oxi:
(a) C(gr) + ½ O2 (k) CO (k)
(b) C(gr) + O2 (k) CO2 (k)
Các đại lượng H0, S0 (phụ thuộc nhiệt độ) của mỗi phản ứng như sau:
H0T(a) (J/mol) = - 112298,8 + 5,94T H0T(b) (J/mol) = - 393740,1 + 0,77T
S0T(a) (J/K.mol) = 54,0 + 6,21lnT S0T(b) (J/K.mol) = 1,54 - 0,77 lnT
Br2 (k)
Trang 3Hãy lập các hàm năng lượng tự do Gibbs theo nhiệt độ G0T(a) = f(T), G0T(b) = f(T) và cho biết khi tăng nhiệt độ thì chúng biến đổi như thế nào?
2 Trong một thí nghiệm người ta cho bột NiO và khí CO vào một bình kín, đun nóng bình lên đến
14000C Sau khi đạt tới cân bằng, trong bình có bốn chất là NiO (r), Ni (r), CO (k) và CO2 (k) trong đó CO chiếm 1%, CO2 chiếm 99% thể tích; áp suất khí bằng 1bar (105Pa)
Dựa vào kết quả thí nghiệm và các dữ kiện nhiệt động đã cho ở trên, hãy tính áp suất khí O2 tồn tại cân
C
Bài 19:
25 oC và áp suất 1 atm độ tan của CO2 trong nước là 0,0343 mol/l Biết các thông số nhiệt động sau:
∆G0
(kJ/mol)
1 Tính hằng số cân bằng K của phản ứng:
CO2 (dd) + H2O (l) H+(dd) + HCO3- (dd)
2 Tính nồng độ của CO2 trong nước khi áp suất riêng của nó bằng 4,4.10- 4 atm và pH của dung dịch thu được
3 Khi phản ứng hòa tan CO2 trong nước đạt đến trạng thái cân bằng, nếu nhiệt độ của hệ tăng lên nhưng nồng độ của CO2 không đổi thì pH của dung dịch tăng hay giảm? Tại sao?
Bài 20:
Công đoạn đầu tiên của quá trình sản xuất silic có độ tinh khiết cao phục vụ cho công nghệ bán dẫn được thực hiện bằng phản ứng:
1 Không cần tính toán, chỉ dựa vào sự hiểu biết về hàm entropi, hãy dự đoán sự thay đổi (tăng hay giảm)
entropi của hệ khi xảy ra phản ứng (1)
2 Tính S0 của quá trình điều chế silic theo phản ứng (1), dựa vào các giá trị entropi chuẩn dưới đây:
2
S = 41,8 J.K mol ; S = 5,7 J.K mol ; S = 18,8 J.K mol ; S = 197,6 J.K mol
3 Tính giá trị G0của phản ứng trên ở 25 oC Biến thiên entanpi hình thành ở điều kiện tiêu chuẩn 0
f
(ΔH )của SiO2 và CO có các giá trị:
2
ΔH = -910,9 kJ.mol ; ΔH = -110,5 kJ.mol
4 Phản ứng (1) sẽ diễn ra ưu thế theo chiều thuận bắt đầu từ nhiệt độ nào?
(Coi sự phụ thuộc của ΔS và ΔHvào nhiệt độ là không đáng kể)