50 bài tập hóa học điện li – phần 5

Nếu thực hiện phản ứng trên ở cùng nhiệt độ với cùng những lượng ban đầu của chất phản ứng nhưng thêm một khí trơ vào bình để cho thể tích thành 2 V, còn áp suất tổng quát vẫn bằng 2 at

50 Bài tập Hóa học Điện li – Phần 5

Bài 41:

Phản ứng S2O82- + 2 I- 2 SO42- + I2 (1)

được khảo sát bằng thực nghiệm như sau: Trộn dung dịch KI với dung dịch hồ tinh bột, dung dịch S2O32- ; sau đó thêm dung dịch S2O82- vào dung dịch trên Các dung dịch đều có nồng độ ban đầu thích hợp

1 Viết các phương trình phản ứng xảy ra; tại sao dung dịch từ không màu chuyển sang màu xanh lam?

2 Người ta thu được số liệu sau đây:

Thời gian thí nghiệm(theo giây) Nồng độ I

(theo mol l -1)

Dùng số liệu đó, hãy tính tốc độ trung bình của phản ứng (1)

Bài 42:

Tại 25oC phản ứng 2 N2O5 (k) 4 NO2 (k) + O2 (k) có hằng số tốc độ k = 1,8.10-5 s-1 ; biểu thức tính tốc độ phản ứng v = k.CN2O5 Phản ứng trên xảy ra trong bình kín thể tích 20,0 lit không đổi Ban đầu lượng N2O5 cho vừa đầy bình Ở thời điểm khảo sát, áp suất riêng của N2O5 là 0,070 atm Giả thiết các khí đều là khí lí tưởng

1 Tính tốc độ: a) tiêu thụ N2O5 ; b) hình thành NO2 ; O2

2 Tính số phân tử N2O5 đã bị phân tích sau 30 giây

3 Nếu phản ứng trên có phương trình N2O5 (k) 2 NO2 (k) + 1/2 O2 (k) thì trị số tốc độ phản ứng, hằng số tốc độ phản ứng có thay đổi không? Giải thích

Bài 43:

Người ta thực hiện phản ứng 2 NO2 (k) + F2 (k) 2 NO2F (k) trong một bình kín có thể tích V (có thể thay đổi thể tích của bình bằng một píttông) Áp suất ban đầu của NO2 bằng 0,5 atm, còn của F2 bằng 1,5 atm Trong các điều kiện đó tốc độ đầu vo = 3,2 103 mol.L1.s1

1 Nếu thực hiện phản ứng trên ở cùng nhiệt độ với cùng những lượng ban đầu của chất phản ứng nhưng

thêm một khí trơ vào bình để cho thể tích thành 2 V, còn áp suất tổng quát vẫn bằng 2 atm, thì tốc độ đầu bằng 8.104

mol.L1.s1 Kết quả này có cho phép thiết lập phương trình động học (biểu thức tốc độ) của phản ứng hay không?

2 Người ta lại thực hiện phản ứng trên ở cùng điều kiện nhiệt độ với cùng những lượng NO2, F2 và khí trơ như ở (1) nhưng giảm thể tích xuống bằng V/2 Tính giá trị của tốc độ đầu vo

3 Nếu thay cho việc thêm khí trơ, người ta thêm NO2 vào để cho áp suất tổng quát bằng 4 atm và thể tích bằng V thì tốc độ đầu vo = 1,6.102 mol.L1.s1 Kết quả này cho phép kết luận như thế nào về phương trình động học của phản ứng?

4 Dự đoán cơ chế của phản ứng

Bài 44:

Khi nghiên cứu một cổ vật dựa vào 14

C (t1/2 = 5730 năm), người ta thấy trong mẫu đó có cả 11C; số nguyên tử 14C bằng số nguyên tử 11C; tỉ lệ độ phóng xạ 11C so với 14C bằng 1,51.108

lần Hãy:

a) Viết phương trình phản ứng phóng xạ beta (õ) của hai đồng vị đó

b) Tính tỉ lệ độ phóng xạ 11C so với 14

C trong mẫu này sau 12 giờ kể từ nghiên cứu trên Cho biết 1 năm có

365 ngày

Bài 45:

Đối với phản ứng: A + B → C + D

1 Trộn 2 thể tớch bằng nhau của dung dịch chất A và dung dịch chất B có cùng nồng độ 1M:

a Nếu thực hiện phản ứng ở nhiệt độ 333,2K thỡ sau 2 giờ nồng độ của C bằng 0,215M Tính hằng số tốc

độ của phản ứng

b Nếu thực hiện phản ứng ở 343,2K thì sau 1,33 giờ nồng độ của A giảm đi 2 lần Tính năng lượng hoạt hoá của phản ứng (theo kJ.mol-1

)

2 Trộn 1 thể tớch dung dịch chất A với 2 thể tích dung dịch chất B, đều cùng nồng độ 1M, ở nhiệt độ

333,2K thì sau bao lõu A phản ứng hết 90%?

Bài 46:

Phản ứng oxi hoỏ ion I

bằng ClO- trong mụi trường kiềm diễn ra theo phương trỡnh:

ClO- + I-  Cl- + IO- (a) và tuân theo định luật tốc độ thực nghiệm v = k[ClO-][I-][OH-]-1

Cho rằng phản ứng (a) xảy ra theo cơ chế: ClO

+ H2O 1

1

k

k

ˆ ˆ ˆ †

I- + HClO k2 HIO + Cl- chậm;

OH- + HIO 3

3

k

k

ˆ ˆ ˆ †

1 Cơ chế trên có phù hợp với thực nghiệm động học hay không?

2 Khi [I-]0 rất nhỏ so với [ClO

-]0 và [OH-]0 thì thời gian để nồng độ I- còn lại 6,25% so với lúc ban đầu sẽ gấp bao nhiêu lần thời gian cần thiết để 75% lượng I- ban đầu mất đi do phản ứng (a)?

Bài 47:

Một phản ứng pha khí xảy ra theo phương trình: X(k)  Y(k) (1) Khi nồng độ đầu [X]0 = 0,02 mol.L-1 thì tốc độ đầu của phản ứng v0 (ở 25 oC) là 4.10-4 mol.L-1.phút-1; định luật tốc độ của phản ứng có dạng: v = k.[X] (2), trong đó k là hằng số tốc độ của phản ứng

1 Tìm biểu thức liên hệ lgv (logarit của tốc độ phản ứng) với thời gian phản ứng t và tính các hệ số trong

biểu thức này cho trường hợp của phản ứng (1)

2 Tính thời gian phản ứng một nửa trong các điều kiện nói trên

3 Phản ứng 2NO(k) + 2H2 (k)  N2 (k) + 2H2O(k) tuân theo quy luật động học thực nghiệm: v = k[NO]2[H2] Hai cơ chế được đề xuất cho phản ứng này:

Cơ chế 1:

2 NO (k)  N2O2 (k)

(nhanh)

N2O2 (k) + H2 (k)  2HON (k)

(nhanh)

HON (k) + H2 (k)  H2O (k) + HN (k)

(chậm)

HN (k) + HON (k)  N2 (k) + H2O (k)

(nhanh)

Cơ chế 2:

2 NO (k) N2O2 (k) (nhanh)

N2O2 (k) + H2 (k)  N2O (k) + H2O (k) (chậm)

N2O (k) + H2 (k)  N2 (k) + H2O (k) (nhanh)

Cơ chế nào phù hợp với quy luật động học thực nghiệm? Tại sao?

Bài 48:

Để phân hủy hiđro peoxit (H2O2) với chất xúc tác là ion iođua trong dung dịch có môi trường trung tính, người ta trộn dung dịch H2O2 3% (chấp nhận tương đương với 30 gam H2O2 trong 1lít dung dịch) và dung dịch KI 0,1 M với nước theo tỉ lệ khác nhau về thể tích để tiến hành thí nghiệm xác định thể tích oxi (

2

O

V ) thoát ra

Thí nghiệm

2 2

H O

V (ml) VKI(ml)

2

H O

2

O (ml/phút)

ở 298 K và 1 atm

1 Xác định bậc phản ứng phân huỷ đối với H2O2 và đối với chất xúc tác I-

2 Viết phương trình hoá học và biểu thức tính tốc độ phản ứng

3 Tính nồng độ mol của H2O2 khi bắt đầu thí nghiệm 4 và sau 4 phút

4 Cơ chế phản ứng được xem là một chuỗi hai phản ứng sau:

H2O2 + I- k1

 H2O + IO- (1)

IO- + H2O2 2

k

 O2 + I- + H2O (2) Hãy cho biết hai phản ứng này xảy ra với tốc độ như nhau hay khác nhau? Phản ứng nào quyết định tốc độ phản ứng giải phóng oxi? Giải thích.?

Bài 49:

Các quá trình trao đổi chất diễn ra trong cơ thể động vật có thể sản sinh ra các chất độc hại, thí dụ

O2 Nhờ tác dụng xúc tác của một số enzim (E) mà các chất này bị phá huỷ, thí dụ 2 O2 

+ 2 H+

O2 + H2O2 () Người ta đã nghiên cứu phản ứng () ở 25o C với xúc tác E là supeoxiđeđimutazơ (SOD) Các thí nghiệm được tiến hành trong dung dịch đệm có pH bằng 9,1 Nồng độ đầu của SOD ở mỗi thí

của O2 

được ghi ở bảng dưới đây:

1 Thiết lập phương trình động học của phản ứng () ở điều kiện thí nghiệm đã cho

2 Tính hằng số tốc độ phản ứng

E + O2 E + O2 (1)

E + O2 E + O22 (2)

O22 + 2 H+ H2O2 (3)

E là phần tử trung gian hoạt động

Bài 50:

1 Thực nghiệm cho biết sự nhiệt phân ở pha khí N2O5

0

t

 2 NO 2 + 1/2O2 (*)

là phản ứng một chiều bậc nhất Cơ chế được thừa nhận rộng rãi của phản ứng này là

N2O5 k1 NO 2 + NO3 (1)

NO 2 + NO3 k 1 N2O5 (2)

NO 2 + NO3 k2 NO + NO 2 + O2 (3)

N2O5 + NO k3 3 NO 2 (4)

a) Áp dụng sự gần đúng trạng thái dừng cho NO, NO3 ở cơ chế trên, hãy thiết lập biểu thức tốc độ của (*) Kết quả đó có phù hợp với thực nghiệm không?

b) Giả thiết rằng năng lượng hoạt hóa của (2) bằng không, của (3) bằng 41,570 kJ.mol-1 Dựa vào đặc điểm cấu tạo phân tử khi xét cơ chế ở trên, phân tích cụ thể để đưa ra biểu thức tính k-1/ k2 và hãy cho biết trị số đó tại 350 K

c)Từ sự phân tích giả thiết ở b) khi cho rằng các phản ứng (1) và (2) dẫn tới cân bằng hóa học có hằng số K, hãy viết lại biểu thức tốc độ của (*) trong đó có hằng số cbhh K

2 Một trong các phản ứng gây ra sự phá hủy tầng ozon của khí quyển là:

NO + O3 → NO2 + O2

Trong 3 thí nghiệm, tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nồng độ của các chất phản ứng như sau:

Thí nghiệm [NO], mol/l [O3], mol/l Tốc độ v, mol/l.s-1

N01 0,02 0,02 7,1.10-5

N02 0,04 0,02 2,8.10-4

N03 0,02 0,04 1,4.10-4

Xác định các bậc phản ứng riêng a, b và hằng số tốc độ trung bình k trong phương trình động học: v = k[NO]a [O3]b

Chú ý tới đơn vị của các đại lượng

k1

k2

k3