Bai tap phan hoa li k29

Bài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lý

MỘT SỐ BÀI TẬP VỀ NGUYÊN LÍ I VÀ II CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC

Bài 1 a) Tính o

298

H

 và o

298

U

 của phản ứng: CO(k)+ 3H2(k) → CH4(k) + H2O(k)

298

H 283kJ / mol

  

298

H 241,8kJ / mol

  

CH4(k) + 2O2(k) → CO2(k) + 2H2O(k) (3) o

298

H 803, 2 kJ / mol

b) Sự đốt cháy một mol etilen trong điều kiện chuẩn theo phương trình:

C2H4(k) + 3O2 (k) → 2CO2(k) + 2H2O(l) giải phóng ra môi trường 1387,8 kJ

Biết:  o 

th C(r)

ht,298 CO (k)

ht,298 H O(l)

i) Tính nhiệt hình thành chuẩn của C2H4(k)

ii) Tính năng lượng của liên kết C=C trong C2H4(k)

Bài 2 Trước đây axetilen được tổng hợp từ CaC2 qua hai giai đoạn:

298

H

b) Trên thực tế nhiệt độ của lò điện là 17000C Tính nhiệt của phản ứng (1) ở nhiệt độ này

c) Biết ở 17000C CaC2 thu được ở trạng thái lỏng và nhiệt nóng chảy của CaC2 là ( H0 )CaC2 7,8

nc 

 kJ.mol-1 Tính nhiệt của phản ứng (1)

d) Tính năng lượng cần thiết theo kW.h để sản xuất 1 tấn CaC2 biết hiệu suất sử dụng năng lượng là 60% e) Hiện nay người ta sản xuất axetilen bằng cách nhiệt phân CH4 Viết phương trình hóa học của quá trình nhiệt phân (kí hiệu là (3)) biết phản ứng tạo thành H2

f) Tính nhiệt của phản ứng (3) ở 250C và 15000C (nhiệt độ trong điều kiện công nghiệp)

g) Tính niến thiên nội năng chuẩn chủa phản ứng (3) trong điều kiện công nghiệp

Cho biết:

298 , ht

H

 (kJ.mol-1) CP (J.K-1.mol-1)

Bài 3 1 Một hỗn hợp gồm CH4 và không khí (chứa lượng O2 gấp 2 lần lượng CH4) được cho vào một bình kín ở 250C, khi đó áp suất trong bình bằng 0,5 at Sau khi thực hiện phản ứng cháy, áp suất trong bình đạt 5,5 at Giả sử không có sự trao đổi nhiệt giữa bình kín và môi trường

a) Tính nhiệt độ lớn nhất của sự cháy

b) Tính nhiệt đốt cháy chuẩn của CH ở 298K

Cho biết: -      

hh,298

H 44,01kJ / mol

- Không khí chứa 20% O2; 80% N2 (về thể tích)

2 Người ta đốt trong một nhiệt lượng kế (đẳng tích và đoạn nhiệt) 0,005 mol CH4 Sau khi cháy nhiệt độ tăng từ 25oC lên 25,74oC Biết nhiệt dung của nhiệt lượng kế là 6000 J/K

a) Tính nhiệt lượng mà nhiệt lượng kế nhận được trong quá trình cháy của CH4

4

o dc,298 CH

U

4

o dc,298 CH

H

nhận được trong quá trình cháy)

4

o dc,298 CH

H

 tính được trong câu 1, 2 với giá trị cho trong bảng dữ kiện nhiệt động (- 890 kJ/mol) Bài 4 a) Tính năng lượng mạng lưới tinh thể của NaBr từ các dữ kiện sau:

- Năng lượng ion hóa của Na: 493,8 kJ.mol-1

- Ái lực với electron của Br: 339,0 kJ.mol-1

- Nhiệt hình thành chuẩn của NaBr: - 360,0 kJ.mol-1

- Nhiệt hóa hơi của Br2(l): 31 kJ.mol-1

- Nhiệt thăng hoa của Na: 108,8 kJ.mol-1

- Năng lượng liên kết Br-Br: 192,5 kJ.mol-1

b) Tính năng lượng mạng lưới tinh thể ion của muối BaCl2 từ các dữ kiện sau:

 H0 BaCl (TT) 860,2

ht 2 

 kJ/mol; ECl-Cl = 238,5 kJ/mol; HthBa 192,5kJ/mol;  I1 Ba 501,2 kJ/mol;

 I2 Ba 962,3 kJ/mol; ECl = - 364 kJ/mol

Bài 5 1 Thế nào là nhiệt hình thành của đơn chất? Tính  

3

0

ht 298 O

H ,

kim cuong

0

ht 298 C

(a): C than chì + O2(k)  CO2(k) 0

298

H

(b): C kim cương + O2(k)  CO2(k) 0

298

H

(c): 3As2O3 (r) + 3O2(k)  3As2O5(r) 0

298

H

(d): 3As2O3 (r) + 2O3(k)  3As2O5(r) 0

298

H

2 Từ kết quả trên và các dữ kiện sau:

EO =O (tính từ O2) = - 493,24 kJ/mol; EO –O (tính từ H2O2) = - 137,94 kJ/mol

Chứng minh rằng: Không thể gán cho O3 cấu trúc vòng kín

Bài 6 Cho 352 gam benzen ở 26,85oC vào trong một tủ sấy (nguồn nhiệt) ở 1at và 110oC Coi quá trình trao đổi nhiệt giữa benzen và nguồn nhiệt là đoạn nhiệt

a) Tính biến thiên entropi của benzen và của nguồn nhiệt

b) Tính biến thiên entropi của hệ gồm benzen và nguồn nhiệt, nhận xét

Cho biết:  o

P benzen(l)

P benzen(k)

hh,353,2 benzen

Bài 7 1 Tính nhiệt và biến thiên entropi kèm theo quá trình chuyển đẳng áp tại áp suất bằng 1 bar 1 mol

H2O từ thể rắn ở -100C thành H2O ở thể hơi ở 1170C

Cho biết: 0

P

C (H2O(r)) = 32,00 J.K-1.mol-1; 0

P

C (H2O(l)) = 75,291 J.K-1.mol-1;

0

P

C (H2O(h)) = 33,58 J.K-1.mol-1; Hnc(H2O, 273K) = 6,00 kJ.mol-1; Hhh(H2O, 373 k) = 33,27 kJ.mol-1

2 Người ta thực hiện quá trình chuyển được mô tả ở (1) bằng cách cho 1 mol H2O ở thể rắn ở -100C, dưới

áp suất 1 bar tiếp xúc với nguồn nhiệt ở 117oC Giả định rằng toàn bộ nhiệt lượng mà nguồn nhiệt cho bằng nhiệt lượng mà H2O nhận

a) Tính biến thiên entropi của H2O và của nguồn nhiệt trong quá trình trên

b) Từ kết quả thu được có nhận xét gì ?

Bài 8 CaCO3 bị phân hủy theo phản ứng: CaCO3(r) → CaO(r) + CO2(k)

a) Phản ứng này có khả năng tự diễn biến ở điều kiện chuẩn hay không ?

b) Coi entanpi và entropi của phản ứng không phụ thuộc vào nhiệt độ Tính nhiệt độ tại đó phản ứng có thể tự diễn biến

Cho biết:

o ht,298

H

o 298

Bài 9 Cho biết nhiệt hình thành chuẩn và entropi chuẩn của một số tiểu phân ở 298K như sau:

ht,298

H

298

S (J/mol.K)

298

H

 , o

298

S

 và o

298

G

 của quá trình: HClO  H+ + ClO- b) Từ kết quả tính được ở ý a) hãy cho dự đoán tính axit của HClO

Bài 10 Một số thông số nhiệt động của H2S, H2Se và của H+, HS-, HSe- được cho dưới đây:

ht,298

H

298

S (J/mol.K)

298

H

 , o

298

S

 và o

298

G

 của các quá trình:

H2S  H+ + HS- ; H2Se  H+ + HSe

-b) Từ kết quả tính được ở ý a) hãy so sánh tính axit của H2S và H2Se

Bài 11 Cho các dữ kiện nhiệt động sau:

ht,298

H

298

S (J/mol.K)

Trên cơ sở các tính toán cần thiết, hãy:

a) Đưa ra nhận định về tính axit của CH3COOH và của H2CO3

b) So sánh tính axit của hai hợp chất trên

Bài 12 Theo SGK lớp 10 (nâng cao): “Khi cho F2 tác dụng với dung dịch NaOH loãng (khoảng 2%) và lạnh” ta thu được OF2 theo phản ứng:

2F2 + 2NaOH  2NaF + H2O + OF2

Bằng tính toán, hãy giải thích tại sao phản ứng này lại có thể xảy ra

Cho biết:

ht,298

H

298

S (J/mol.K)

Bài 13 Khi cho Cl2 vào dung dịch NaBr, thì thấy xảy ra phản ứng:

2Cl2 + 2NaBr  2NaCl + Br2

mà không xảy ra phản ứng: 2Cl2 + 2H2O  4HCl + O2

298

H

 , o

298

S

 và o

298

G

 của hai phản ứng trên Từ đó giải thích kết quả thực nghiệm

Cho biết:

ht,298

H

298

S (J/mol.K)

Bài 14 Khi cho Cl2 vào dung dịch chứa đồng thời NaBr và NaI, thì có thể xảy ra các phản ứng:

Trong giảng dạy hóa học phổ thông hiện nay, người ta thường chấp nhận rằng phản ứng (1) xảy ra trước, hết NaI thì mới xảy ra phản ứng (2) Hãy tính o

298

H

 , o

298

S

 và o

298

G

 của hai phản ứng trên để chỉ ra rằng

sự chấp nhận đó là hợp lí

Cho biết:

ht,298

H

298

S (J/mol.K)

MỘT SỐ BÀI TẬP CÂN BẰNG HÓA HỌC

Bài 15 a) Ở 463 K hằng số cân bằng của phản ứng: PCl5(k) PCl3(k) + Cl2(k) bằng 0,24 bar Tính hằng số cân bằng KP,463 của phản ứng với đơn vị là atm, Pa, torr

Cho biết: 1atm = 760 torr = 1,013 bar; 1 bar = 105 Pa

b) Ở 1073K, hằng số cân bằng Kp của các phản ứng:

FeO(r) + H2(k) Fe(r) + H2O(k) (1) ; FeO(r) + CO(k) Fe(r) + CO2(k) (2), lần lượt bằng 0,55

và 0,50 Tính hằng số cân bằng KP của phản ứng: CO2(k) + H2(k) CO(k) + H2O(k) (3)ở 1073K

c) Cho phản ứng: CH4(k) + CH2CO(k) CH3COCH3(k) KP, 602K = 1,2

Cho vào bình rỗng có thể tích không đổi bằng 10 L, ở 602 K: 1 mol CH4, 1 mol CH2CO và 2 mol

CH3COCH3 Dự đoán chiều hướng tự diễn biến của phản ứng

Bài 16 Xét phản ứng: CH4(k) + H2O(k)  CO (k) + 3H2(k) Biết: nhiệt hình thành chuẩn ở 25oC của

CH4(k), H2O(k) và CO(k) lần lượt bằng -74,8 ; -241,8 và -110,5 kJ/mol; entropi chuẩn ở 25oC của CH4(k),

H2O(k), CO(k) và H2(k) lần lượt bằng 186,2 ; 188,7 ; 197,6 và 130,6 J/K.mol

1 Tính Ho và So của phản ứng ở 250C

373

G

 của phản ứng, chấp nhận rằng Ho và So không phụ thuộc T

3 Tại nhiệt độ nào thì phản ứng đã cho có khả năng tự diễn biến ở điều kiện chuẩn

Bài 17 Xét phản ứng: N2(k) + 3H2(k)  2NH 3(k) (1)

Cho biết phản ứng có: So

298 = -197,9 J/K.mol; Ho

298 = - 91,8 kJ/mol a) Tính Go

298 của phản ứng và rút kết luận về khả năng xảy ra phản ứng (1) trong điều kiện chuẩn

về nhiệt độ và áp suất

b) Tính hằng số cân bằng Kp của (1) ở 298K và thiết lập phương trình về sự phụ thuộc của lgKp vào nhiệt độ Giả thiết rằng So và Ho của phản ứng không phụ thuộc vào nhiệt độ

c) Nếu phương trình (1) viết ở dạng: 1/2N2(k) + 3/2H2(k)  NH 3(k) (1’)

thì giá trị hằng số cân bằng Kp và thành phần các chất ở trạng thái cân bằng có thay đổi không? Nếu có thì thay đổi như thế nào?

d) Đưa vào bình phản ứng hỗn hợp gồm N2, H2 và NH3 với áp suất riêng phần tương ứng là 10,0 atm và 1,0 atm ở 298K Tính G298 của phản ứng (1) và cho biết phản ứng có khả năng xảy ra theo chiều nào?

Bài 18 Trong điều kiện thích hợp, N2O4 bị phân li theo phương trình: N2O4 (k)  2 NO 2 (k)

Cho một lượng N2O4 vào một bình kín, ban đầu không chứa khí Khi phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng,

áp suất trong bình bằng P atm

a) Thiết lập biểu thức tính Kp theo độ phân li α và áp suất P

b) Ở 27oC, khi phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng, áp suất trong bình bằng 1 atm và hỗn hợp khí trong bình có tỉ khối so với hiđro bằng 115/3 Tính hằng số cân bằng Kp

c) Cho 69 gam N2O4 vào bình kín có thể tích 44,8 L ở 27oC Tính tỉ khối của hỗn hợp khí ở trạng

Bài 19 Ở 27oC, phản ứng : N2O4(k) 2NO2(k) , có hằng số cân bằng Kp = 0,17 atm

1 Tính thành phần phần trăm của hỗn hợp khí khi áp suất chung của hệ lần lượt bằng 1 atm và 10 atm

2 Tính hằng số cân bằng KP của phản ứng trên ở 630C Biết rằng nhiệt hình thành chuẩn ở 250C của N2O4 và

NO2 bằng 9,7 và 33,5 kJ/mol Giả thiết rằng nhiệt của phản ứng, H0, không phụ thuộc vào nhiệt độ

3 Từ các kết quả thu được ở trên có thể rút ra các kết luận gì về ảnh hưởng của áp suất và nhiệt độ đến sự chuyển dịch cân bằng ? Đồng thời liên hệ các kết quả đó với nguyên lí Lơ Sa-tơ-li-ê

4 Cho biết chiều hướng chuyển dịch cân bằng khi:

- Giữ áp suất và nhiệt độ của hệ không đổi, thêm vào hệ một lượng khí Ar

- Giữ thể tích và nhiệt độ của hệ không đổi, thêm vào hệ một lượng khí Ar

a) Hãy cho biết ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất đến sự chuyển dịch cân bằng (1)

b) Ở 800 K, dưới áp suất 1 atm, độ phân li của NO2 bằng 0,55 Tính Kp, KC của phản ứng (1) ở 800 K

c) Để độ phân li của NO2 bằng 0,90:

- tại 800 K thì phải duy trì áp suất của hỗn hợp phản ứng bằng bao nhiêu ?

- dưới áp suất 1 atm thì phải thực hiện phản ứng tại nhiệt độ bằng bao nhiêu ?

2 NO

0 298 ,

ht 

298 ,

ht 

khoảng nhiệt độ nghiên cứu