CÂU HỎI VÀ ĐÁP ÁN ĐỀ THI HÓA LÝ 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC Môn thi : Động hóa học Lớp/Lớp học phần: DHHO14/DHHO14TT Ngày thi: 05/12/2019 Thời gian làm bài: 70 phút Câu Nội dung trả lời Điểm Câu 1 2,5 điểm a. Viết phương trình vi phân cho phản ứng trên: 0,5 t = 0 Phản ứng Thời điểm t Phương trình: a b x x CA = a–x CB = b + x W   dCA  kC  k ''C dt A B 0,25 0,25 b. Thiết lập phương trình tích phân cho phản ứng trên: 1,0 dx  k a  x  k '' b  x  ka  k ''b  k  k ''  x dt (ka  k ''b)  (k  k '')x '' ln  (k  k )t (ka  k ''b) 0,5 0,5 c Lập biểu thức tính K theo a, b và xcb 0,5 Cân bằng: CA = a – xcb và CB = b + xcb K  k   [B]   b  xCB k ''  [ A]  a  x  cb CB 0,25 0,25 d Thiết lập lại phương trình tích phân cho phản ứng trên theo xcb 0,5 (ka  k ''b)  (k  k '')x '' Từ: ln  (k  k )t (ka  k ''b) K  k   [B]   b  xCB k ''  [ A]  a  x  cb CB Thay vào ta được: ln xCB  x  (k  k'')t xCB 0,25 0,25 Câu 2 2,5 điểm Ta có: х∞ = 0,366 – 0,078 = 0,288 mol/L Từ công thức x=Co-C, lập bảng dữ liệu sau: 0,5 t, h 71,8 145,5 215,8 264,3 333,3 383,5 478,3 506,0 0,5 х∞ - x 0,199 0,137 0,096 0,074 0,052 0,043 0,028 0,022  ln

Mẫu: 2b_ĐATL

1

ĐÁP ÁN ĐỀ THI CUỐI KỲ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC

Môn thi : Động hóa học Lớp/Lớp học phần: DHHO14/DHHO14TT Ngày thi: 05/12/2019

Thời gian làm bài: 70 phút

t = 0

Phản ứng

Thời điểm t

Phương trình:

CA = a–x CB = b + x

W   dCA  kC  k 'C

0,25 0,25

dx

 k  a  x   k ' b  x    ka  k 'b    k

 k ' x dt (ka  k 'b)  (k  k ')x '

(ka  k 'b)

0,5 0,5

Cân bằng: CA = a – xcb và CB = b + xcb

K  x k   [B]   b 

CB k '  [ A] 

a  x

0,25 0,25

d Thiết lập lại phương trình tích phân cho phản ứng trên theo xcb 0,5

(ka  k 'b)  (k  k ')x '

(ka  k 'b)

K  x k   [B]   b 

CB k '  [ A] 

a  x

Thay vào ta được:

ln xCB  x

 (k  k')t

xCB

0,25

0,25

Mẫu: 2b_ĐATL

2

Ta có:

х∞ = 0,366 – 0,078 = 0,288 mol/L

Từ công thức x=Co-C, lập bảng dữ liệu sau:

0,5

t, h 71,8 145,5 215,8 264,3 333,3 383,5 478,3 506,0

0,5

х ∞ - x 0,199 0,137 0,096 0,074 0,052 0,043 0,028 0,022

 ln�∞ = (k1 + k2).t

�∞−�

Hồi qui tuyến tính ln( х∞ - x) theo t, ta thu được

(k1 + k2) = 0,005126 h-1 (1)

� = �2�1 = � −�∞� +�∞ =0,366−0,2880+0,288 = 3,692 (2)

Từ (1) và (2), giải hệ phương trình ta có:

k1=0,00403h-1

k2= 0,00109h-1.

0,25 0,25

Từ phản ứng (3):

d[H2O]

Từ phản ứng (2), (3) và (4) viết cho [OH*]:

d[OH ]

k2 .[H ][N O2 ]  k3.[OH ][H2 ]  k4 .[OH ][N O2 ]  0 (b)

dt

Từ phản ứng (1), (2) và (3) viết cho [H*]:

d[H ]

 k1.[H2 ][N O2 ]  k2 .[H ][N O 2 ]  k3.[OH ][H 2 ]  0 (c)

dt

Từ (a) và (b) tính được:

4

Thay (d) và (a) ta có kết quả cuối cùng:

d[H2O]

 k1k3

[H ]2

4

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

Số liệu:

1/T, K-1

0,003145

k, s-1 4,8.10-4

0,003096 8,8.10-4

0,003049 1,6.10-3

0,003003

Từ phương trình:

d ln k

 Ea

dT RT 2

Rút ra phương trình tuyến tính:

ln k   Ea 1

 J

R T

Áp dụng phương pháp hồi quy tuyến tính, kết quả:

R2 = 0,99; A = 31,581; B = -12473;

Suy ra:

Ea = -R.(-12473) = 103,7 (kJ) = 24,78 (kCal).

0,5

1,0 0,5

Ngày 11 tháng 11 năm 2019

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

ĐÁP ÁN

ĐỀ THI CUỐI KỲ HK2 NĂM HỌC 2018-2019

MÔN: HÓA LÝ 2 (Điện hóa học)

HỆ ĐH Thời gian làm bài: 45 phút

E 0  0  0  0  0  0,337 – (-0,350) = 0,687V

  Cu /Cu PbSO4 / Pb,SO2

4

 G0  nFE0 = -132.591J

0,5 0,5

Phương trình Nernst:

E  E0  RT ln 1

nF a 2  .a 2 

Cu SO4

E  E0  0, 059 2 lg aCuSO1

4

Thay vào: E = 0,553V

Thế đẳng áp:  G  nFE = -2.96500.0,553 = - 106.729 (J)

0,25

0,25 0,25

Chứng minh được công thức:

Thay các giá trị thế chuẩn: TPbSO4 =

2,6.10-8 Độ tan: S  T = 1,6.10-4

0,5 (không chứng minh 0,25) 0,25 0,25

Catod: có H3O+ sẽ xảy ra quá trình khử, theo phản ứng:

H3O+ + 4e = 4H2O + 2H2

Anod: SO42- không phóng điện, H2O sẽ xảy ra quá trình oxi hóa Do

thế khử-oxi hóa của OH-/H2O âm hơn SO42- nên ion OH-/H2O

ưu tiên nhường e trước Phản ứng:

0,5

6H2O - 4e = 4 H3O+ + O2 Phản ứng tổng quát: 2H2O = 2H2 + O2

Kết quả quá trình điện phân dd H2SO4 trong nước chỉ là điện phân nước.

Khi có sự phân cực điện hóa, trong mạch tự tạo ra pin khi có sự điện

phân:

(-) Pt, H2/H2SO4/O2, Pt

0,25

Áp dụng định luật Faraday 1:

m  k I.t  M I.t

0

2F

Thay vào, tính được:

t = 13.510 (s) = 3,753 giờ

0,25 0,25 0,25

ĐÁP ÁN ĐỀ THI CUỐI KỲ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA: CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC

Môn thi: HÓA LÝ 2

Lớp/Lớp học phần: DHHO13

Ngày thi: 30/5/2019

Thời gian làm bài: 45 phút

HÓA KEO

điểm

Cấu tạo lớp kép:

0.5

Lớp điện kép gồm:

- Ion quyết định hiệu thế (ion tạo thế) trên bề mặt hạt keo;

- Ion ngược dấu (gọi là ion nghịch, ion đối) nằm trong pha lỏng gần bề mặt phân

cách:

+ Lớp hấp phụ (có bề dày δ): bị hút vào bề mặt bởi điện trường và trường lực hấp phụ tạo thành lớp kép kiểu HelmHoltz, tại đây điện thế đi từ trong ra ngoài giảm

theo đường thẳng.

+ Lớp khuếch tán (có bề dày X): phần ion nghịch còn lại bị chi phối bởi chuyển động nhiệt, tạo thành lớp khuếch tán của lớp kép như kiểu Gouy-Chapman, tại đó

điện thế giảm từ từ theo đường cong.

0.5

AB: bề mặt trượt là ranh giới giữa phần chuyển động và không chuyển động trong

chuyển động tương đối của hạt keo Bề mặt trượt cách bề mặt hạt keo một đoạn Δ.

a Phương trình phản ứng:

BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4 + NaCl Ion gây keo tụ là ion dương K+ nên trong micell keo ion tạo thế sẽ là ion SO42-, ion

đối là Na+.

Cấu tạo micell keo:

{[ mBaSO4].nSO42-.(2n-x)Na+}.xNa+

0.5

���

b  = �� �+() + ) .� (� � 1000

 ) ( �

0,1 ( ��� ) 0,05 ) (�

 = � 1000

1,5 ) (�

 = 3,33 mmol/L

0.5

c Sắp xếp các ion theo thứ tự giảm dần của ngưỡng keo tụ: K+, Mg2+, Al3+, Fe3+.

Khả năng gây keo tụ của ion càng mạnh khi điện tích càng lớn Nếu có cùng điện

tích thì bán kính ion càng lớn khả năng gây keo tụ càng tốt Trong dãy trên ion Fe3+

có bán ion lớn hơn Al3+ nên xếp sau cùng.

0.5

điểm

a Động học quá trình keo tụ tuân theo động học bậc 2 nên ta có phương trình:

−�

�

� �

= �

��

−�

�

� �

2 = ��

 −� � � � �

0

�

1

 1  kt

 0

0.25

0.25 b.

0.25

ν.10-14,

1

, m3/hạt

Phương trình đường hồi quy 1 = f(t) có dạng:



y = 5.10-18 x + 4.10-15

R² = 0,994

Suy ra: k = 5.10-18 m3/hat.s

0.25

c Thời gian bán keo tụ:

�1/2 =

 � = 2,69.1014 5.10−18 = 743,5�

0

0.5

 0

mà υ=1/5υo = 0,2.2,69.1014 = 5.38.1013 hạt/m3

 t=2074,8s

0.25 0.25

Ngày 20 tháng 05 năm 2019

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

Câu 1 (2.5 điểm)

Cho xúc tác phản ứng CO2 reforming

methane: 2.5Ce5Co10Ni/γ- Al2O3

a) Anh/chị hãy lựa chọn và tính toán các

tiền chất để tổng hợp 2 gam xúc tác trên

b) Anh/chị hãy phân tích chức năng từng

thành phần trong xúc tác trên

a) Chọn các tiền chất:

Các kim loại Ce, Co và Ni đi từ các muối tan tốt trong nước như như Ce(NO3)3 Co(CH3COO)2, Ni(NO3)2…

Al2O3 có thể chọn mua hoặc tổng hợp từ Al(NO3)3 rồi kết tủa với pH cao rồi đem nung

Tính toán:

Thành phần phần trăm trong xúc tác:

Ce (2.5%), Co (5%), Ni (10%) và Al2O3 (82.5%) Suy ra thành phần trong 2g xúc tác:

Ce (0.05g), Co (0.1g), Ni (0.2g) và Al2O3 (1.65g) Suy ra số mol tương ứng từ công thức n = m/M

Ce (0.00036 mol), Co (0.0017 mol), Ni (0.0034 mol), Al2O3 có thể chọn hoặc tính ra số mol để tổng hợp từ Al(NO3)3

Tính tiền chất: sử dụng định luật bảo toàn nguyên tố thì số mol của các tiền chất như Ce(NO3)3 Co(CH3COO)2, Ni(NO3)2 (nếu chọn các tiền chất này, nếu chọn tiền chất khác thì cẩn thận hệ số tỉ lệ) bằng với số mol kim loại trong xúc tác

Nên ta có

m (Ce(NO3)3) = 0.00036 x 326 = 0.11736 g

m (Co(CH3COO)2) = 0.0017 x 177 = 0.3008 g

m (Ni(NO3)2) = 0.2 x 182.6 = 0.6208 g

Al2O3 nếu chọn thì không cần tính tiền chất, lấy bằng 1.65g b) Chức năng các thành phần:

Ni: đóng vai trò tâm hoạt động chính trong phản ứng dry reforming Co: đóng vai trò chất đồng xúc tác trên tâm kim loại

Ce: vừa đóng vai trò đồng xúc tác vừa có chức năng như một chất bỗ trợ nhằm giảm sự tạo thành cock trên xúc tác

Al2O3: đóng vai trò chất mang phân tán tâm hoạt động dựa vào cấu trúc xốp, diện tích bề mặt riêng lớn

0.5đ

0.5đ

0.5đ

1đ

ĐÁP ÁN ĐỀ THI CUỐI KỲ HK1 2017-2018

Môn thi: Kỹ Thuật Xúc Tác Lớp/Lớp học phần:

DHHO10A_HC1/210443101, DHHO10B_HD/210443102, DHHO10D_VC/210443104, DHHO10ATT/250443101

Thời gian làm bài: 75 phút

(Không kể thời gian phát đề)

Câu 2 (2.5 điểm)

Cho các xúc tác phản ứng CO2

reforming methane: NiMgO/γ- Al2O3

Anh chị hãy lựa chọn phương pháp điều

chế xúc tác phù hợp để tổng hợp xúc tác

trên và diễn giải từng bước bằng sơ đồ

khối (có đầy đủ các bước, điều kiện quá

trình)

Đây là câu hỏi mở, sinh viên cần:

- Xác định các tiền chất tan tốt trong nước Ni(NO3)2 và Mg(NO3)2, còn

Al2O3 có thể chọn mua thương mại, không cần tổng hợp

- Chọn quy trình tổng hợp: Tùy theo kiến thức sinh viên, quan trọng quy trình phải thể hiện đầy đủ các bước và điều kiện cần thiết

Ví dụ: có thể chọn tẩm đồng thời muối đã hòa tan trong nước của Ni

và Mg lên Al2O3, quy trình như sau:

2.5đ

Câu 3 (2.5 điểm)

Cho kết quả SEM của các mẫu xúc tác

sau: (hình 1 trong đề thi)

a) 6Ni/γ-Al2O3,

b) 3Co3Ni/γ-Al2O3,

c) 3Mg3Co3Ni/γ-Al2O3

Anh/chị hãy phân tích và so sánh hình

thái bề mặt của các xúc tác dựa vào kết

quả SEM đã cho

- Xúc tác 6Ni/γ-Al2O3 có độ phân tán tương đối đồng đều, kích thước các hạt trên bề mặt có dạng hình cầu khoảng 20-50 nm

- Xúc tác 3Co3Ni/γ-Al2O3 có độ phân tán các hạt trên bề mặt cũng tương đối đều, sự có mặt của Co làm cho kích thước các hạt to hơn và

có hình dạng tinh thể lập phương

- Xúc tác 3Mg3Co3Ni/γ-Al2O3: không cho thấy rõ hình dạng và phân

bố của các hạt qua kết quả SEM Sự có mặt của cả Mg và Co làm cho

sự liên kết của các kim loại với chất mang dường như tốt hơn, kích thước hạt có vẽ nhỏ hơn rất nhiều để có thể có nhận xét cụ thể hơn cần

có những kết quả phân tích khác như XRD và TEM

1đ

1đ

0.5đ

Câu 4 (2.5 điểm)

Cho kết quả XRD của các xúc tác cho

phản ứng CO2 reforming methane (hình

2 trong đề thi)

a) Phổ XRD cho thấy đặc tính pha của các xúc tác tương ứng với các góc 2 theta khác nhau (lấy số tương đối, không cần chính xác)

- Của đơn xúc tác:

a) Anh/chị hãy phân tích các đặc điểm

thành phần pha của các xúc tác dựa vào

kết quả đã cho ở hình 2

b) Anh/chị hãy tính toán kích thước tinh

thể của Ni tại plane (200) của các xúc

tác NiAl, NiAuAl, NiPtAl, NiAuPtAl

trên kết quả XRD đã cho dựa vào

phương trình sherrer

Cho pương trình sherrer: d= kλ/bcosθ,

bước sóng của tia X: 0.15418 nm

Ni tại 2 theta bằng (44, 52, và 77)

Au tại 2 theta bằng (38, 44, 68, và 68)

Pt tại 2 theta băng (39, 46 và 67)

- Của xúc tác hỗn hợp:

Trong hỗn hợp các peak của các kim loại có hiện tượng gây nhiễu lẫn nhau

Các peak đặc trung có hiện tượng xe dịch khỏi vị trí cơ bản Cường độ các peak cũng có sự thay đổi tăng hoặc giảm đáng kể (phần chi tiết hơn không đòi hỏi sinh viên phải phân tích được) b) Tính toán kích thước tinh thể dựa vào phương trình sherrer đã cho:

với k = 1; λ = 0.15418 nm Cần xác định b và θ để có thể tính được kích thước tinh thể (tính tương đối không cần chính xác, quan trọng là cách làm)

Tinh thể Ni cần tính tại plane (200) dựa trên phổ XRD có thể thấy tại 2 theta (θ)= 52 o, như vậy theta (θ) = 26 o

Để tính b cần xác định ∆2θ (chiều rộng chân peak), rồi xem b bằng mấy phần của ∆2θ, sau đó chuyển sang radian

NiAl: ∆2θ = 53 – 49 = 4 o, tại chiều cao ½ peak thì b = ∆2θ/3 Suy ra b = 4/3 o, đổi ra radian: b = (4/3) x π/180 = 0.0233

=> d = kλ/bcosθ = 1 x 0.15418/(0.0233 x cos(26)) = 7.36 nm

NiAuAl: ∆2θ = 53 – 49 = 4 o, tại chiều cao ½ peak thì b = ∆2θ/2 Suy ra b = 2 o, đổi ra radian: b = 2 x π/180 = 0.0349

=> d = kλ/bcosθ = 1 x 0.15418/(0.0349 x cos(26)) = 4.91 nm

NiPtAl: ∆2θ = 54 – 49 = 5 o, tại chiều cao ½ peak thì b = ∆2θ/3 Suy ra b = 5/3 o, đổi ra radian: b = (5/3) x π/180 = 0.0291

=> d = kλ/bcosθ = 1 x 0.15418/(0.0291 x cos(26)) = 5.9 nm

NiAuPtAl: ∆2θ = 54 – 49 = 5 o, tại chiều cao ½ peak thì b = ∆2θ/4 Suy ra b = 5/4 o, đổi ra radian: b = (5/4) x π/180 = 0.0218

=> d = kλ/bcosθ = 1 x 0.15418/(0.0218 x cos(26)) = 7.86 nm

0.5đ

0.5đ

0.5đ

0.25đ

0.25đ

0.25đ

0.25đ