Bài tập ý thuyết các quá trình hóa học trong các đề thi học sinh giỏi THPT cấp tỉnh, cấp quốc gia có phân dạng cụ thể và ví dụ, bài giải cụ thể của các tỉnh từ năm 2011 đến nay thuận lợi cho các đồng chí tham gia giảng dạy ôn luyện.
Trang 1BÀI THẢO LUẬN NHÓM 2 Chủ đề: Lý thuyết các quá trình hóa học trong bồi dưỡng HSG tại các trường THPT trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên và một số tỉnh lân cận
HV thực hiện: Nguyễn Thị Yến, Bùi Thanh Giang
Do thực tế của chương trình giáo dục hiện nay đang cắt giảm, giảm tải nhiều nội dung nên mấy năm trở lại đây, trong các đề thi chọn HSG cấp tỉnh lớp 10, 11, 12 trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên đề cập tới lý thuyết các quá trình hóa học rất ít, hầu như không có Chính vì vậy mà nội dung này gần như bị lãng quên tại các trường THPT không chuyên, nếu có nhắc tới thì chỉ nhắc một cách định tính, khái quát, chung chung Còn ở trường THPT chuyên thì các em được học khá chuyên sâu phần này, các dạng bài tập chủ yếu là có trong các đề thi HSG cấp quốc gia
1 Nhiệt động học.
Nội dung phần này ở các đề thi HSG cấp tỉnh hay cấp quốc gia đưa ra chủ yếu là các bài tập áp dụng định luật Hess và hệ quả của nó để tính ∆H, ∆S, năng lượng liên kết
Bài 1
kết quả như sau:
Thí nghiệm 1: Tại 4720C, khi hệ cân bằng, nồng độ các chất H2, N2, NH3 trong bình phản ứng lần lượt là 0,1207M; 0,0402M; 0,00272M (trong bình không có khí nào khác) Thí nghiệm 2: Tại 5000C, khi hệ cân bằng, áp suất riêng phần của các khí H2, N2,
không có khí nào khác)
1 Hãy tính độ biến thiên entanpi của phản ứng: 3H2(k) + N2(k) ↔ 2NH3(k)
Coi độ biến thiên entanpi của phản ứng không phụ thuộc vào nhiệt độ
2 Nếu trong thí nghiệm 1, sau khi hệ đạt tới câng bằng, nén hỗn hợp khí để thể tích xilanh còn một nửa, giữ nguyên nhiệt độ bình, thì cân bằng chuyển dịch về phía nào? Tại sao?
(Câu 4- đề thi chọn HSG cấp tỉnh môn hóa học lớp 11 của Sở GD và ĐT Thái Nguyên năm học 2015 - 2016)
Bài 2 Xác định nhiệt hình thành AlCl3 khi biết:
Al2O3(r) + 3COCl2(k) → 3CO2(k) + 2AlCl3(r)∆H1 = -232,24kJ
CO(k) + Cl2(k) → COCl2(k) ∆H2 = -112,40kJ
2Al(r) + 1,5O2(k) → Al2O3(r) ∆H3 = -1668,20kJ
Nhiệt hình thành của CO: ∆H4 = -110,40kJ/mol
Nhiệt hình thành của CO2: ∆H5 = -393,13kJ/mol
(Câu 3: đề thi chọn HSG MTCT cấp tỉnh môn hóa học lớp 10 của Sở GD và ĐT Thái Nguyên năm học 2015 - 2016)
Bài 3 Tính năng lượng phân li trung bình của các liên kết C – H và C – C từ các
kết quả thực nghiệm được đo ở 298K và 1 atm như sau
Trang 2∆H (kJ/ mol) ∆H (kJ/ mol)
Nhiệt đốt cháy của CH4 ∆H1 =
-801,7
Nhiệt đốt cháy của CRắn (than chì) ∆H4
= -393,4 Nhiệt đốt cháy của C2H6 ∆H2 =
-1412,7
Nhiệt hóa hơi than chì ∆H5 = -715
Nhiệt đốt cháy của H2 ∆H3 =
-241,5
Năng lượng phân li liên kết H-H ∆H6
= -431,5
(Câu 2- đề thi chọn HSG cấp tỉnh môn hóa học lớp 12 chuyên của Sở GD và ĐT Lạng Sơn năm học 2017 - 2018)
Giải.
* Ta xét CH4
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O ∆H1 = -801,7kJ/mol
2H2O → O2 + 2H2 -2∆H3 = 483 kJ/ mol
CO2 → O2 + C -∆H4 = 393,4 kJ/ mol
CRắn → CKhí ∆H5 = -715 kJ/ mol
2H2 → 4H 2∆H6 = -863kJ/ mol
Cộng các phương trình trên ta được CH4 → CRắn + 4H
=> 4EC – H = ∆H1 - 2∆H3 - ∆H4 + ∆H5 + 2∆H6 = 1652,7 kJ
=> EC – H = 1652,7/4 = 413,175 kJ
* Với C2H6 làm tương tự ta có
C2H6 + 3,5O2 → 2CO2 + 3H2O ∆H2 = -1412,7kJ/mol
3H2O → 1,5O2 + 3H2 -3∆H3 = 724,5 kJ/ mol
2CO2 → 2O2 + 2C -2∆H4 = 786,8 kJ/ mol
2CRắn → 2CKhí 2∆H5 = -1430 kJ/ mol
3H2 → 6H 3∆H6 = -1294,5kJ/ mol
Cộng các phương trình trên ta được C2H6 → 2CRắn + 6H
=> EC – C + 6EC – H = ∆H2 - 3∆H3 - 2∆H4 + 2∆H5 + 3∆H6 = 2823,1 kJ
=> EC – C = 2823,1 - 6EC – H = 2823,1 – 6 413,175 = 344,05 kJ
Cách khác là viết theo sơ đồ của định luật Hess
Bài 4 Đối với phản ứng:
Cr + CO2(k) 2CO(k)
trạng thái cân bằng được xác định bởi các dữ kiện sau:
Đối với phản ứng: 2CO2 (k) 2CO (k) + O2 (k) (2) hằng số cân bằng ở 900oC bằng 1,25.10-16 atm
CO2 bằng -390,7 kJ/mol
Trang 3(Câu 2- đề thi chọn HSG MTCT cấp tỉnh môn hóa học lớp 12 của Sở GD và ĐT Lạng Sơn năm học 2017 - 2018)
Bài 5 Cho các số liệu nhiệt động của một số phản ứng sau ở 298K:
Số
phản ứng
298 (kJ)
S0
298(N2O4) = 240 J/mol.K; S0
298(H2O) = 66,6 J/mol.K;
S0
298(N2) = 191 J/mol.K; S0
298(O2) = 205 J/mol.K;
1 Tính nhiệt tạo thành ∆H0
298 của N2O4; N2O; NH3
(Câu 2- đề thi chọn HSG MTCT cấp tỉnh môn hóa học lớp 11 của Sở GD và ĐT Thái Nguyên năm học 2013 - 2014)
Bài 6 Thả một viên nước đá có khối lượng 20 gam ở -25oC vào 200 ml rượu Vodka-Hà Nội 39,5o (giả thiết chỉ chứa nước và rượu) để ở nhiệt độ 25 oC 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; khối lượng riêng của nước là 1g.ml-1 và khối lượng riêng 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 kJ.mol-1
(Câu 3: đề chọn HSG trại hè Hùng Vương lần thứ 9 lớp 11 năm học 2015 – 2016)
Giải Thành phần của rượu và nước trong rượu 39,5o là:
39,5 200
→ m C H OH2 5 = 79 0,8 =63,2 (g)và m H O 2 = 121 1 = 121 (g).
Khi thả viên nước đá vào hỗn hợp rượu, nhiệt tỏa ra của hỗn hợp rượu 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) Quá trình thu nhiệt gồm 3 giai đoạn:
3
-25 oC 0 oC 0 oC tcb oC
cb
37,66 (0 - (-25)) + 6,009.10 + 75,31 (t - 0)
→ Qthu = 7722,78 + 83,68 tcb
Mặt khác nhiệt tỏa ra của quá trình:
Qtỏa = Qtỏa của nước + Qtỏa của rượu = cb cb
75,31 (25 t ) + 113,00 (25 t )
→ Qtỏa = 661,50 (25 – tcb)
Do Qtỏa = Qthu nên ta có: 7722,78 + 83,68 tcb = 661,50 (25 – tcb) → tcb = 11,83 (oC)
11,83 oC và biến thiên entropi hỗn hợp rượu nước từ 25 oC xuống 11,83 oC (ΔShhr)
Trang 4Biến thiên entropi của nước đá tăng từ - 25 oC đến 11,83 oC gồm 3 thành phần:
3
H O (r) →∆ H O (r) →∆ H O (l) →∆ H O (l) -25 oC 0 oC 0 oC tcb oC
Vậy ΔSnđ = ΔS 1 + ΔS 2 + ΔS 3
ΔSnđ = 20 37,66 ln 273 + 20 6,009.103 + 20 75,31 ln273 + 11,83
Biến thiên entropi hỗn hợp rượu nước giảm từ 25 oC xuống 11,83 oC gồm 2 thành phần:
ΔS hhr = ΔS nước + ΔS rượu
→ ΔShhr = 121 75,31 ln273 + 11,83 + 113,00 ln273 + 11,83
63, 2
298 = - 29,9 (J.K-1) Vậy ΔShệ = 32,03 – 29,9 = 2,13 (J.K-1)
2 Chiều hướng và mức độ diễn biến của phản ứng hóa học
Nội dung phần này ở các đề thi HSG cấp tỉnh hay cấp quốc gia đưa ra chủ yếu là các bài tập tính ∆G từ đó tính KP, xét chiều hướng diễn biến của phản ứng
Bài 1 Các hiđrat của axit nitric rất được chú ý do chúng xúc tác cho quá trình dị
thể tạo thành các lỗ thủng ozon ở Nam cực Worsnop đã tiến hành nghiên cứu sự thăng hoa của mono-, đi- và trihiđrat- của axit nitric Kết quả được thể hiện bởi các thông số nhiệt động sau đây ở 220K:
Tính ∆Gro của các phản ứng này ở 190K (là nhiệt độ của vùng cực) Giả sử ∆Hro và
∆Sro ít biến đổi theo nhiệt độ
(Câu 3- đề thi chọn HSG cấp tỉnh môn hóa học lớp 12 của Sở GD và ĐT Lạng Sơn năm học 2018 - 2019)
Bài 2 Cho các số liệu nhiệt động của một số phản ứng sau ở 298K:
298 (kJ)
S0
298(N2O4) = 240 J/mol.K; S0
298(H2O) = 66,6 J/mol.K;
S0
298(N2) = 191 J/mol.K; S0
298(O2) = 205 J/mol.K;
2 Viết PTHH của phản ứng cháy N2O4 và tính ∆H0
298, ∆G0
298 và hằng số cân bằng
K của phản ứng này
(Câu 2- đề thi chọn HSG MTCT cấp tỉnh môn hóa học lớp 11 năm 2013 - 2014)
Bài 3 Độ tan của H2S trong dung dịch HClO4 0,003M là 0,1 mol/l Nếu thêm vào
sẽ kết tủa dưới dạng muối sunfat?
Biết TMnS = 3.10-14, TCuS= 8.10-37, KH2S = 1,3.10-21
Trang 5(Câu 1: đề thi chọn HSG MTCT cấp tỉnh môn hóa học lớp 12 (vòng 2) của Sở GD
và ĐT Thái Nguyên năm học 2012 – 2013 và Câu 4: đề thi chọn HSG MTCT cấp tỉnh môn hóa học lớp 11 của Sở GD và ĐT Thái Nguyên năm học 2011 – 2012)
Bài 4 Cho các đại lượng nhiệt động sau:
Tính ∆G0 của phản ứng trung hòa nấc thứ nhất H3PO4 bằng OH-
(Câu 3, ý 2: đề thi chọn HSG MTCT cấp tỉnh môn hóa học lớp 12 của Sở GD và
ĐT Thái Nguyên năm học 2015 – 2016)
Bài 5 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 Tính ∆S0 của quá trình điều chế silic theo phản ứng (1), dựa vào các giá trị entropi chuẩn dưới đây:
2
2 Tính giá trị ∆ G 0của phản ứng trên ở 25 oC Biến thiên entanpi hình thành ở điều
f
(ΔH )của SiO2 và CO có các giá trị:
2
f(SiO (r)) f(CO(k))
3 Phản ứng (1) sẽ diễn ra ưu thế theo chiều thuận bắt đầu từ nhiệt độ nào?
(Câu 3: đề chọn HSG trại hè Hùng Vương lần thứ 9 lớp 10 năm học 2015 – 2016)
Giải 1 ΔS 0 = 2 0
CO(k)
S + 0
Si(r)
S - 2 0
C(r)
S - S SiO0 2(r)
= 2.197,6 + 18,8 - 2.5,7 - 41,8 = 360,8 JK-1
2 ∆ G 0= ΔH 0- TΔS 0,
Trong đó ΔH 0= ΔH0f(Si )(r) + 2ΔH0f(CO(k)) - 2ΔH0f(C )(r) - ΔH0f(SiO2(r))
ΔH 0= 2.(-110,5) + 910,9 = 689,9 (kJ)
→ ∆ G 0= ΔH 0- TΔS 0= 689,9 - 298 360,8.10-3 = 582,4 (kJ)
3 Phản ứng (1) sẽ diễn ra ưu thế theo chiều thuận khi ΔG bắt đầu có giá trị âm:
ΔG= ΔH 0- TΔS 0= 689,9 - T 360,8.10-3 = 0
→ T = 1912 oK
Vậy từ nhiệt độ lớn hơn 1912 oK, cân bằng (1) sẽ diễn ra ưu tiên theo chiều thuận
Bài 6 Ở 25 oC và áp suất bằng 1 atm, khí CO2 tan trong nước với hằng số Henry
KH = 0,0343 mol/l
a) Cho biết ý nghĩa của KH.
b) Biết quá trình: CO2 (dd) + H2O (l) H+(dd) + HCO3- (dd) có K=1,15.10-8
298
(Câu 2: đề chọn HSG trại hè Hùng Vương lần thứ 9 lớp 11 năm học 2015 – 2016)
Trang 6Giải a) KH cho biết độ tan của khí CO2 khi áp suất riêng phần của nó là 1atm
b) ∆G0
pư = 45,3 kJ/mol
Bài 7 Đối với phản ứng đề hidro hóa etan
C2H6(k) C2H4(k) + H2(k) (1)
900K = 22,39kJ.mol-1 và các giá trị entropy được ghi ở bảng dưới đây:
S0
a) Tính KP của phản ứng (1) tại 900K
b) Tính ∆H0
900K của phản ứng C2H4(k) + H2(k) → C2H6(k)
900K thì ∆H0 và ∆S0 không thay đổi
(Câu 2: đề thi HSG cấp quốc gia năm 2014)
Bài 8 Cho hằng số khí R = 8,314 J.mol–1.K–1 Ở áp suất tiêu chuẩn
P0 = 1,000 bar = 1,000.105 Pa, nhiệt độ 298 K, ta có các dữ kiện nhiệt động học:
Biến thiên entanpi hình thành ∆H0
Biến thiên entanpi phân li liên kết ∆H0
1 Tính biến thiên entanpi, biến thiên entropi, biến thiên năng lượng tự do Gibbs và
hằng số cân bằng K của phản ứng tổng hợp amoniac từ nitơ và hiđro ở điều kiện nhiệt
độ và áp suất trên
2 Trong thực tế sản xuất, phản ứng tổng hợp amoniac được thực hiện ở t0 cao a) Chấp nhận gần đúng việc bỏ qua sự phụ thuộc nhiệt độ của ∆H và ∆S, hãy tính hằng số cân bằng K của phản ứng ở T = 773 K
b) Nhận xét về hướng ưu tiên của phản ứng ở 298 K và 773 K Giải thích tại sao
công nghiệp, có thể đưa ra biện pháp gì? Giải thích
3 Tính biến thiên entanpi phân li liên kết ∆H0
amoniac
4 Tính biến thiên entanpi hình thành tiêu chuẩn của gốc –NH2
b(H - NH2) = 380 kJ.mol-1
(Câu 3: đề thi chọn HSG cấp quốc gia năm 2011)
Giải 1 N2 + 3H2 2NH3 (1)
Ở 298K, ∆H0
r = - 91,8 kJ.mol-1; ∆S0
r = -198,1 J.mol-1.K-1;
=> ∆G0
r = ∆H0
r – 298 ∆S0
r = -32,8 (kJ.mol-1);
mà ∆G0
r = -R.T.lnK → lnK = - ∆G0
r (R.T)-1 = 13,24 → K = 5,62.105
2 a) Tính hằng số cân bằng K của phản ứng ở T = 773 K:
Ở 773K: ∆G0
r (773 K) = ∆H0
r - T ∆S0
r ≈ - 91,8 + 773.198,1.10-3 = 61,3 (kJ.mol-1)
Trang 7→ lnK = - 61,3.103.(8,314.773)-1 = - 9,54 → K = e-9,54 = 7,2.10-5.
b) Ở 298 K, thấy K >> 1 Phản ứng (1) diễn ra ưu tiên theo chiều thuận
Ở 773 K, hằng số cân bằng K << 1 Phản ứng (1) diễn ra ưu tiên theo chiều nghịch Mặc dù ở nhiệt độ cao (773K), phản ứng (1) diễn ra ưu tiên theo chiều nghịch, nhưng tốc độ phản ứng lớn, còn tốc độ phản ứng ở 298 K quá nhỏ Để tăng tốc độ phản ứng, làm
hệ nhanh đạt đến cân bằng, người ta buộc phải tiến hành phản ứng ở nhiệt độ cao
Để tăng hiệu suất tổng hợp amoniac trong công nghiệp:
- Phản ứng (1) giảm số mol khí Để cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận, tăng hiệu suất tổng hợp amoniac cần thực hiện phản ứng ở áp suất cao
- Hiệu suất tạo thành amoniac là cực đại khi tỉ lệ của khí H2 và khí N2 được lấy đúng bằng tỉ lệ các hệ số của chúng ở trong phương trình phản ứng, nghĩa là H2 : N2 là 3 : 1
3 Tính biến thiên entanpi phân li liên kết ∆H0
amoniac:
N2 + 3H2 → 2NH3 2∆H1 = 2.(-45,9) kJ.mol-1 (1)
N2 → 2N● ∆H2 = 945 kJ.mol-1 (2)
3H2 → 6H● 3∆H3 = 3.436 kJ.mol-1 (3)
Từ (1), (2), (3), ta có: 2N● + 6H●→ 2NH3 6 ∆H0
(N-H)
6 ∆H0
(N-H) = -2.45,9 – 945 – 3.436 = - 2344,8 (kJ.mol-1)
b(N-H) = 390,8 kJ.mol-1
4 Tính biến thiên entanpi hình thành tiêu chuẩn ∆H0
f của gốc ●NH2:
N2 + 3H2 → 2NH3 2∆H1 = 2.(-45,9) kJ.mol-1 (1)
H2 → 2H● ∆H3 = 436 kJ.mol-1 (3)
2NH3 → 2 ●NH2 + 2H● 2∆H4 = 2.380 kJ.mol-1 (4)
Từ (1), (3), (4), có: N2 + 2H2 → 2 ●NH2 2 ∆H0
f(●NH2)
2 ∆H0
f(●NH2) = - 2.45,9 – 436 + 2.380 = 232,2 (kJ/mol) → ∆H0
f(●NH2) = 116,1 kJ/mol
3 Tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học.
Trong tất cả các nội dung lý thuyết các quá trình hóa học thì nội dung phần này ở các đề thi HSG cấp tỉnh hay cấp quốc gia đưa ra là nhiều nhất và đa dạng, các dạng bài
nghiệm và nguyên lý chuyển dịch cân bằng lơ satolie, tính độ điện li, tính tốc độ phản ứng, xem xét mối quan hệ giữa tốc độ phản ứng, cân bằng hóa học và chất xúc tác, nhiệt
độ, tính xem trong dung dịch ion nào hết, ion nào còn, chất nào tách ra trước…
Bài 1 Tại 250C phản ứng 2A(k) → 4B(k) + C(k) có hằng số tốc độ k = 1,8.10-5 s-1 Phản ứng trên xảy ra trong bình kín thể tích 20 lít không đổi Ban đầu lượng chất A cho vừa đầy bình Tại thời điểm khảo sát, áp suất riêng của khí A là 0,07atm (Giả thiết các khí đều là khí lí tưởng)
1 Tính tốc độ tiêu thụ A; tốc độ hình thành B, C (theo mol/l.s)
2 Tính số phân tử A bị phân tích sau 10 giây
3 Khi nâng nhiệt độ phản ứng từ 250C đến 350C thì tốc độ phản ứng tăng 2,5 lần Hãy xác định năng lượng hoạt hóa của phản ứng
Biết NA = 6,023.1023; Biết t0C = t + 273,15 (K); R = 8,314 J/mol.K
Trang 8(Câu 1: đề thi chọn đội tuyển HSG dự thi cấp quốc gia môn hóa học lớp 12 của Sở
GD và ĐT Thái Nguyên năm học 2015 – 2016)
Bài 2 Cho 1 mol hỗn hợp khí N2 và H2 vào bình kín dung tích 1 lít ở nhiệt độ không đổi Khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng, áp suất trong bình giảm 5% so với ban đầu Biết tỷ lệ số mol phản ứng của N2 là 10%
a) Tính % thể tích của N2 và H2 trong hỗn hợp ban đầu
b) Tính KC của phản ứng tổng hợp NH3
(Câu 1: đề thi chọn HSG MTCT cấp tỉnh môn hóa học lớp 11 của Sở GD và ĐT Thái Nguyên năm học 2015 – 2016)
Bài 3 Nitrosul clorua (NOCl) là một khí độc, khi đun nóng nó bị phân hủy:
2NOCl(k) ↔ 2NO(k) + Cl2(k)
1 Tính hiệu ứng nhiệt đẳng tích của quá trình phân hủy hoàn toàn 1,3 mol NOCl ở 4750C
2 Tính KP của cân bằng ở 4750C
3 Ở 4750C, dẫn 0,2 mol NO và 0,1 mol Cl2 vào một bình kín dung tích 2 lít không đổi Tính áp suất khí trong bình tại thời điểm cân bằng Coi các khí là khí lý tưởng Cho: Bảng số liệu nhiệt động (không phụ thuộc vào nhiệt độ)
(Câu 2: đề thi chọn HSG MTCT cấp tỉnh môn hóa học lớp 12 (vòng 2) của Sở GD
và ĐT Thái Nguyên năm học 2014 – 2015)
Bài 4 Đun nóng hỗn hợp khí gồm O2 và SO2 có xúc tác, xảy ra phản ứng
½O2 + SO2 SO3 (1)
phản ứng không phụ thuộc vào nhiệt độ) Nhiệt độ ảnh hưởng như thế nào đến trạng thái cân bằng của phản ứng (1)
2 Trong một thí nghiệm, người ta đưa từ từ oxi vào một bình dung tích 2 lít chứa
hệ là 1 atm Tính Kp Cho các số liệu nhiệt động như sau:
s (kJ.mol-1) S0 (J.mol-1.K-1) C0
p (J.mol-1.K-1)
(Câu 1: đề thi chọn đội tuyển HSG dự thi cấp quốc gia môn hóa học lớp 12 của Sở
GD và ĐT Thái Nguyên năm học 2014 – 2015)
Bài 5 Năng lượng hoạt động hóa của P/ứ: 2N2O → 2N2 + O2 là 58 Kcal.mol-1 Nếu
nhau bao nhiêu lần
Trang 9(Câu 2, ý 2: đề thi chọn đội tuyển HSG dự thi cấp quốc gia môn hóa học lớp 12 của Sở GD và ĐT Thái Nguyên năm học 2014 – 2015)
Bài 6 Xét phản ứng tổng hợp ammoniac: N2(k) + 3H2(k) 2NH3(k) Ở 4500C hằng số cân bằng của phản ứng này là KP = 1,5.10-5 Ban đầu trộn N2 và H2 theo tỉ lệ 1:3
bằng 1000 atm
(Câu 2: đề thi chọn HSG MTCT cấp tỉnh môn hóa học lớp 12 (vòng 1) của Sở GD
và ĐT Thái Nguyên năm học 2013 – 2014)
Bài 7 Cho phản ứng: H2(k) + I2(k) 2HI(k)
Thực hiện phản ứng trong bình kín 0,5 lít ở t0C với 0,2 mol H2 và 0,2 mol I2 Khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng nồng độ của HI là 0,3 mol/l
1 Tính hằng số cân bằng của phản ứng ở t0C
nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng mới
3 Tính hằng số cân bằng của phản ứng sau ở t0C
HI(k) ½H2(k) + ½I2(k)
(Câu 3: đề thi chọn HSG MTCT cấp tỉnh môn hóa học lớp 11 của Sở GD và ĐT Thái Nguyên năm học 2013 – 2014)
Bài 8 Hòa tan 0,1mol NH3 vào nước được 1 lít dung dịch A, độ điện li của NH3 là 1,333% a) Tính pH của dung dịch A
b) Tính hằng số bazơ của NH3
c) Hòa tan 0,09 mol HCl vào 1 lít dung dịch A Tính pH dung dịch thu được
(Câu 1: đề thi chọn HSG MTCT cấp tỉnh môn hóa học lớp 12 (vòng 1) của Sở GD
và ĐT Thái Nguyên năm học 2011 – 2012)
Bài 9 Khi đun đến nhiệt độ cao PCl5 bị phân li theo phương trình:
PCl5(K) PCl3(K) + Cl2(K)
T(0K) để xảy ra phản ứng phân li PCl5 Sau khi đạt tới trạng thái cân bằng áp suất khí trong bình bằng P Hãy thiết lập biểu thức tính Kp theo độ phân li α và áp suất P
2 Trong thí nghiệm 1 thực hiện ở nhệt độ T1 người ta cho 83,300 g PCl5 vào
hợp khí trong bình có tỷ khối so với hiđrô bằng 68,862 Tính α và Kp
Giải.
1 Thiết lập biểu thức tính Kp theo độ điện li α và áp suất p
PCl5(K) → PCl3(K) + Cl2(K)
thái cân bằng
Trang 10- Số mol PCl5 ban đầu = 208m,239 = a (mol)
- Tổng số mol khí lúc cân bằng: a+ x
- độ điện li α =
a
x
(1)
Ta có: áp suất riêng phần của mỗi khí:
p x a
x a
P PCl
+
−
=
x a
x P
P Cl PCl
+
=
2
p x a
x a
p x a x P
P P
Kp
PCl
PCl Cl
+
−
+
=
=
2
5
3
2
(2)
2
α
−
=
2
5
PCl
n
ban đầu = a =
239 , 208
3 , 83
= 0,400 (mol)
M của hỗn hợp cân bằng: 68,826 x 2,016 = 137,724 g
Tổng số mol khí lúc cân bằng: n = a(1+ α)
n =
753 , 138
3 , 83
=0,600 (mol)
n = a(1+ α) = 0,4(1+ α) = 0,6 => α = 0,5 (50%)
Tìm Kp tại nhiệt độ T1:
p
2
α
−
) 5 , 0 ( 1
) 5 , 0 ( 2
2
=
−
(Câu 5: đề thi chọn HSG MTCT cấp tỉnh môn hóa học lớp 12 (vòng 1) của Sở GD
và ĐT Thái Nguyên năm học 2011 – 2012)
Bài 10 Sự phân hủy axeton diễn ra theo phương trình:
CH3COCH3 C2H4 + CO + H2
Theo thời gian phản ứng, áp suất chung của hệ đo được như sau:
1 Xác định bậc của phản ứng
2 Tính hằng số tốc độ của phản ứng
(Câu 1: đề thi chọn HSG MTCT cấp tỉnh môn hóa học lớp 12 (vòng 2) của Sở GD
và ĐT Thái Nguyên năm học 2011 – 2012).
Bài 11 Hãy xác định nồng độ dd HCl cần phải đưa vào để ngăn cản sự kết tủa của
CdS trong 1 lít dung dịch chứa 0,01 mol H2S và 0,001 mol Cd2+ Biết K H2S = 1 , 3 10−21 và
TCdS =7,9.10-27
.