BÀI tập NHIỆT hóa học

Bài 9: Phản ứng khử crom clorua rắn xảy ra ở 900oC để thu crom biểu diễn bằng phương trình: CrCl3r – 3/2H2 = Crr + 3HCl Xác định lượng nhiệt tối thiểu cần dùng để đun nóng các chất tham

Trang 1

BÀI TẬP NHIỆT HÓA HỌC

I NGUYÊN LÝ I

Bài 1:

Cho giãn nở 10l khí Heli ở 0oC và 10 at đến áp suất bằng 1 at theo 3 quá trình sau:

a Giãn đẳng nhiệt thuận nghịch

b giãn đoạn nhiệt thuận nghịch

c giãn đoạn nhiệt không thuận nghịch

Cho nhiệt dung đẳng tích của Heli là và chấp nhận không đổi trong điều kiện đã cho của bàitoán

Tính thể tích cuối cùng của hệ, nhiệt Q, biến thiên nội năng, và công trong quá trình nói trên

Bài 2: Cho 100 g N2 ở 0oC, 1atm Tính Q, W, U, H trong các biến đổi sau đây được tiến hành thuậnnghịch nhiệt động:

a) Nung nóng đẳng tích tới P = 1,5atm

b) Giãn đẳng áp tới V = 2V ban đầu

c) Giãn đẳng nhiệt tới V = 200l

d) Giãn đoạn nhiệt tới V = 200l

Chấp nhận rằng N2 là khí lí tưởng và nhiệt dung đẳng áp không đổi trong quá trình thí nghiệm và bằng29,1J/mol.K

Bài 3: Nhiệt đốt cháy Benzen:

ở p = 1 at và t = 25oC bằng 3271,9 4 kJ/mol

a Tính nhiệt đốt cháy đẳng tích của benzen ở t = 25oC Chấp nhận các sản phẩm khí của sự đốt cháy làkhí lí tưởng và bỏ qua thể tích benzen trong quá trình tính toán

b Trong trường hợp này có thể bỏ qua sự khác nhau giữa Qp và Qv được không?

Bài 4: Một chiếc ấm đựng 1kg nước sôi được đun nóng đến khi hóa hơi hoàn toàn Tính:

a Công A

b Nhiệt Q

c Biến thiên nội năng U

d Biến thiên entanpi H trong quá trình đó

Cho biết Hhh,H2O =40,6 kJ/mol trong điều kiện của bài toán đã cho

Bài 5:

Thực nghiệm xác định rằng nhiệt dung riêng đẳng áp của axeton ở T = 367K và T = 454K lần lượtbằng 90,8 J/K.mol và 100 J/K.mol Trong khoảng nhiệt độ đó người ta thiết lập được phương trình biểudiễn sự phụ thuộc của nhiệt dung axeton theo nhiệt độ như sau:

Cp = 39,28 + 139,95 10-3T – 23,47 10-6T2 J/K.mol

a Dựa vào phương trình trên hãy tính nhiệt dung đẳng áp của axeton tại nhiệt độ 367K và 454K và tính

sự sai khác so với kết quả thực nghiệm đã cho

b Tính lượng nhiệt cần thiết để đun nóng 1mol axeton từ 298K đến 500K

Trang 2

Cho hóa hơi 36 gam nước lỏng ở 100oC và 1at Sau đó là giãn nở đẳng nhiệt thuận nghịch hơi nước đếnthể tích gấp 10 lần Chấp nhận hơi nước là khí lí tưởng và biết rằng trong điều kiện trên:

- Nhiệt hóa hơi của nước Hhh = 9630 cal/mol

- Thể tích phân tử gam của hơi nước là 30l/mol, và trong tính toàn có thể bỏ qua thể tính pha lỏng sovới pha hơi

Tính công, nhiệt, H, U của hệ trong quá trình

Bài 7:

Nhiệt dung đẳng áp của NaOH tinh thể trong khoảng nhiệt độ từ 298K đến 595K được chấp nhận là80,3 J/K.mol Nhiệt dung đẳng áp của NaOH lỏng trong khoảng nhiệt độ 595K đến 900K được chấpnhận là 85,3 J/K.mol

Xác định nhiệt lượng cần thiết để đun nóng đẳng áp 1kg xút nói trên từ 298K đến 700K Biết rằng nhiệt

độ sôi từ 298K đến 700K Biết rằng nhiệt độ trong điều kiện khảo sát của đã cho là Ts = 595K và nhiệt

độ xút là Hhh = 8,367kJ/mol

Bài 8: Tính năng lượng mạng lưới tinh thể BaCl2 từ 2 tổ hợp dữ kiện sau:

1) Entanpi sinh của BaCl2 tinh thể: - 859,41 kJ/mol

Entanpi phân li của Cl2: 238,26 kJ/mol

Entanpi thăng hoa của Ba: 192,28 kJ/mol

Năng lượng ion hoá thứ nhất của Ba: 500,76 kJ/mol

Năng lượng ion hoá thứ hai của Ba: 961,40 kJ/mol

ái lực electron của Cl : - 363,66 kJ/mol

2) Hiệu ứng nhiệt của quá trình hoà tan 1 mol BaCl2 vào  mol H2O là: -10,16kJ/mol

Nhiệt hiđrat hoá ion Ba2+ : - 1344 kJ/mol

Nhiệt hiđrat hoá ion Cl- : - 363 kJ/mol

Trong các kết quả thu được, kết quả nào đáng tin cậy hơn

Bài 9: Phản ứng khử crom clorua rắn xảy ra ở 900oC để thu crom biểu diễn bằng phương trình:

CrCl3(r) – 3/2H2 = Cr(r) + 3HCl

Xác định lượng nhiệt tối thiểu cần dùng để đun nóng các chất tham gia phản ứng từ nhiệt độ 25oC đến

900oC trong quá trình điều chế 1kg crom Biết rằng hiệu suất hidro tham gia phản ứng là 50% và nhiệtdung đẳng áp của hidro và clorua trong điều kiện bài toán đã cho được biểu diễn như sau:

Bài 11: Tính nhiệt hình thành của SO3 biết:

2

3

PbSO O

S

O H PbSO O

H SO H

PbO 2 4.5 2  4 6 2

O H SO H O H

SO3 6 2  2 4.5 2

Trang 3

Cho biết nhiệt đốt cháy (ΔHđc) của C và CO lần lượt bằng -393,13 kJ/mol và -282,71 kJ/mol Nhiệtđẳng áp của các chất phản ứng trong điều kiện bài toán là:

Bài 13:

Tính nhiệt thoát ra khi tổng hợp 17kg NH3 ở 1000K Biết

o

k NH S

H ,298( )

3



= -46,2 kJ.mol-1 )

2) Khi đốt cháy hoàn toàn 2 anome  và  của D – glucozơ mỗi thứ 1 mol ở áp suất không đổi, người

ta đo được hiệu ứng nhiệt của các phản ứng ở 500K lần lượt bằng:

-2790,0kJ và - 2805,1kJ

a) Tính U đối với mỗi phản ứng

b) Trong 2 dạng glucozơ, dạng nào bền hơn?

2) Từ kết quả trên và các dữ kiện sau:

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

Bài 16:

Entanpi sinh tiêu chuẩn của CH4(k) và C2H6(k) lần lượt bằng -74,80 và -84,60 kJ/mol Tính entanpi tiêuchuẩn của C4H10 (k) Biện luận về kết quả thu được Cho biết entanpi thăng hoa của than chì và nănglượng liên kết H- H lần lượt bằng: 710,6 và - 431,65 kJ/mol

Bài 17: Tính Ho của các phản ứng sau:

1) Fe2O3(r) + 2Al(r)  2Fe(r) + Al2O3(r) ( 1)

Cho biết

o O Fe

S r

H

) 3 2

,



= -822,2 kJ/mol;

o O Al

S r

H

) 3 2

,



= -1676 (kJ/mol)2) S(r) + 2

3

O2(k)  SO3(k) (2)

mol K J T T

C p)CO 26,12 8,74 10 1,19 10 /

mol K J T

T

C p)CO 11,17 10,94 10 4,88.10 /

5 3

Trang 4

1) Tính hiệu ứng nhiệt đẳng tích tiêu chuẩn của các phản ứng sau ở 25oC.

a) Fe2O3(r) + 3CO(k)  2Fe(r) + 3CO2(k)

o

H298



= 28,17 (kJ)b) Cthan chì + O2(k)  CO2 (k)

o

H298



= -393,1(kJ)c) Zn(r) + S(r)  ZnS(r)

o

H298



= -202,9(kJ)d) 2SO2(k) + O2(k)  2SO3(k)

o

H298



= -195,96 (kJ)2) Khi cho 32,69g Zn tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư trong bom nhiệt lượng kế ở 25oC, người

ta thấy có thoát ra một nhiệt lượng là 71,48 kJ Tính hiệu ứng nhiệt ở nhiệt độ đó Cho Zn = 65,38

Bài 19: Tính Ho của phản ứng tổng hợp 1 mol adenine C5H5N5(r) từ 5 mol HCN(k)

Cho biết

o k CH S

Chứng minh rằng trong quá trình đoạn nhiệt thì:

Bài 23: Chứng minh rằng đối với khí lí tưởng ta có:

Bài 24:

Cho phản ứng sau:1gam (C6H10O5)n + O2  CO2 + H2O ΔH = 4,18 Kcal

Biết nhiệt hình thành của CO2 và H2O lần lượt là: -94,05 và -68,32 Kcal/mol Tính nhiệt hình thành của

Trang 5

Bài 35:

Hãy tính nhiệt tạo thành chuẩn của As2O3 tinh thể dựa vào các dữ kiện sau:

As2O3(r) + 3H2O (l) = 2H3AsO3 (aq)  H0298= 31,59 kJ/mol

AsCl3(r) + 3H2O(l) = H3AsO3 (aq) + 3HCl(aq)  H0298=73,55kJ/mol

HCl(k) + aq = HCl(aq)  H0298= -72,43kJ/mol

3As2O3(r) + 3O2(k) = 3As2O5(r)  H0298=-812,11kJ/mol

3As2O3(r) + 2O3(k) = 3As2O5(r)  H0298= -1095,79kJ/mol

Năng lượng liên kết (kJ/mol) : 436 243 431

Hãy tính giá trị H của phản ứng : H2 (k) + Cl2 (k)  2HCl (k)

Bài 38

Sử dụng các giá trị năng lượng liên kết cho dưới đây,

Liên kết Năng lượng liên kết

Trang 6

Elk(kJ.mol1) 436 389 159 418 941

để tính H (kJ) của phản ứng : N2 (k) + 2H2 (k)  N2H4 (k).

Bài 42

Dựa vào số liệu sau đây,

Liên kết C-C C-H O-H C-O C=O O-O O=O

Hphân li liên kết (kJ.mol1) 350 410 460 350 732 180 498

Hãy tính thiêu nhiệt của metan: CH4 (k) + 2O2 (k)  CO2 (k) + 2H2O (k)

Bài 43 ( HSGQG A-2004)

Năng lượng liên kết của N-N bằng 163 kJ.mol–1, của NN bằng 945 kJ.mol–1 Từ 4 nguyên tử N có thểtạo ra 1phân tử N4 tứ diện đều hoặc 2 phân tử N2 thông thường Trường hợp nào thuận lợi hơn? Hãy giải thích

Bài 44 (HSGQG-2012)

1 Thực nghiệm cho biết năng lượng liên kết, kí hiệu là E, (theo kJ.mol-1) của một số liên kết như sau:

2 Tính H0 của phản ứng giữa N2H4 (l) và H2O2(l) nếu dựa vào các dữ kiện nhiệt động sau:

và

H0

3 Trong 2 kết quả tìm được ở trên, kết quả nào chính xác hơn? Tại sao?

4 Tính độ tăng nhiệt độ cực đại (T) của các khí sản phẩm?

Cho biết: Cp, N2 (k) = 29,1 J/mol.độ và Cp, H2O (k) = 23,6 J/mol độ

Bài 46:

Tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng:

3Fe(NO3)2(aq) + 4HNO3(aq)  3Fe(NO3)3(aq) + NO(k) + 2H2O (l)

Diễn ra trong nước ở 25oC Cho biết:

Đốt cháy hoàn toàn 3,6 gam hợp chất hữu cơ X ở thể khí bằng một lượng dư oxi trong một bom nhiệt

lượng kế Ban đầu, nhiệt lượng kế chứa 600 gam nước, ở 25oC Sau phản ứng, nhiệt độ của hệ là 28oC; có 11

Trang 7

gam CO2(k) và 5,4 gam H2O(l) được tạo thành Giả thiết, lượng nhiệt bị hấp thụ bởi oxi dư và các sản phẩmphản ứng là không đáng kể.

1 Xác định công thức phân tử của X.

2 Xác định nhiệt dung của nhiệt lượng kế (không bao gồm 600 gam nước).

3 Xác định nhiệt sinh tiêu chuẩn

0 ,298(H s )

Bài 50:

Nhiệt hoà tan (Hht) 0,672g phenol trong 135,9g clorofom là -88J và của 1,56g phenol trong 148,69gclorofom là -172J Tính nhiệt pha loãng đối với dung dịch có nồng độ như dung dịch thứ 2 chứa 1 mol phenolkhi pha loãng đến nồng độ của dung dịch thứ nhất bằng clorofom

Bài 51: Nhiệt hoà tan 1 mol KCl trong 200 ml nước dưới áp suất P = 1atm là:

Bài 53: Tính nhiệt thoát ra khi tổng hợp 17kg NH3 ở 1000K Biết

o

k NH S

H ,298( )

3



= -46,2 kJ.mol-1 )

(NH3k

P

C

= 24,7 + 37,48.10-3 T Jmol-1K-1 )

Trang 8

Bài 57: Ở 25oC nhiệt thăng hoa của I2 = 62,3 kJ.mol1; sinh nhiệt chuẩn của HI (k) = 24,7 kJ.mol1.

Xác định sinh nhiệt của HI (k) từ các nguyên tố ở thể khí tại 225oC; biết nhiệt dung trung bình trongkhoảng nhiệt độ 25  225oC bằng

H2 (J.K1.mol1) I2(k) (J.K1.mol1) HI(k) (J.K1.mol1)

và nhiệt dung của các chất

Trang 9

CH4 (k): 23,64 + 47,86.10-3 T -1,92.105 T-2

H2O (k): 30,54 + 10,29 10-3 T

O2 (k): 29,96 + 4,18 10-3 T – 1,67 105 T-2

CO2 (k): 44,22 + 8,79 10-3 T – 8,62 105 T-2

2 Tính nhiệt độ của ngọn lửa CO cháy trong hai trường hợp sau:

a Cháy trong không khí (20% oxy và 80% nitơ theo thể tích)

b Cháy trong oxy tinh khiết

Cho biết lượng oxy vừa đủ cho phản ứng, nhiệt độ lúc đầu là 25oC Entanpi cháy của CO ở 25oC và 1atm

là 283kJ.mol-1 Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường Nhiệt dung mol chuẩn của các chất như sau:

Co (CO2, k) = 30,5 + 2.10-2T; Co (N2, k) = 27,2 + 4,2.10-3T

Trang 10

II NGUYÊN LÝ II SỰ KẾT HỢP NGUYÊN LÝ I, II

Dạng 5: Entropi trong các quá trình nhiệt

Bài 1: Trong các phản ứng sau, những phản ứng nào có S > 0; S < 0 và S  0 ít

C(r) + CO2(k)  2CO(k) (1) CO(k) + 2

1

O2(k)  CO2(k) (2)

H2(k) + Cl2(k)  2HCl(k) (3) S(r) + O2(k)  SO2(k) (4)

Bài 2: Tính nhiệt lượng cần thiết để nâng nhiệt độ của 0,5 mol H2O từ -50oC đến 500oC ở

P = 1atm Biết nhiệt nóng chảy của nước ở 273K là Lnc = 6004J/mol, nhiệt bay hơi của nước ở 373K là

Lh = 40660 J/mol

o

h O

2 = 35,56(J/molK);

o l O H P

C ( ,)

2 = 75,3(J/molK)

Bài 3: Tính sự biến thiên entropi của quá trình đun nóng 0,5 mol H2O từ – 50oC đến 500oC ở P = 1atm Biếtnhiệt nóng chảy của nước ở 273K = 6004J/mol; nhiệt bay hơi của nước ở 273K Hhh = 40660J/mol Nhiệt dungmol đẳng áp C của nước đá và nước lỏng lần lượt bằng 35,56 và 75,3J/molK; P o o

P

C của hơi nước là (30,2 + 10

-2T) J/molK

Bài 4: Tính biến thiên entropi của quá trình trộn 10 gam nước đá ở 0oC với 50 gam nước lỏng ở 40oC trong hệ

cô lập Cho biết nhiệt nóng chảy của nước đá bằng 334,4 J.g1; nhiệt dung riêng của nước lỏng bằng 4,18J.K1.g1

Bài 5:Tính sự biến thiên entropi khi trộn lẫn 200g nước ở 15oC với 400g nước ở 60oC Biết rằng hệ là cô lập vànhiệt dung mol của nước lỏng là 75,3 J/mol.K

Bài 6: Tính biến thiên entropi khi chuyển 418,4J nhiệt từ vật có t0 = 150oC đến vật có t0 = 50oC

Bài 7: Tính S của quá trình hoá hơi 3 mol H2O (l) ở 25oC, 1atm

Cho: Hhh, H2O(l) = 40,656 kJ/mol; C P,H2O l) = 75,291 (J/K.mol); C P,H2O(h)= 33,58 (J/molK)

Bài 8: Một bình có thể tích V = 5(l) được ngăn làm 2 phần bằng nhau Phần 1 chứa N2 ở 298K và áp suất 2atm,phần 2 chứa O2 ở 298K và áp suất 1atm Tính G, H, S của quá trình trộn lẫn 2 khí khi người ta bỏ váchngăn đi

Bài 9: Quá trình đông đặc benzen chậm đông ở  5oC có tự xảy ra không, nếu ở 5oC nhiệt nóng chảy củabenzen bằng 9906,6 J và nhiệt dung đẳng áp của benzen lỏng và rắn lần lượt bằng 126,65 J.K1 và 122,47 J.K1

Bài 10: (HSGQG-2012)

Thả một viên nước đá có khối lượng 20 gam ở -25 oC vào 200 ml rượu Vodka-Hà Nội 39,5o (giả thiết chỉchứa nước và rượu) để ở nhiệt độ 25 oC Tính biến thiên entropi của quá trình thả viên nước đá vào rượu trên đếnkhi 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 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 là113,00 J.mol-1.K-1 Nhiệt nóng chảy của nước đá là 6,009 kJ.mol-1

Bài 11 Cho bảng dưới đây về nhiệt hoá hơi và nhiệt độ sôi của một số chất lỏng Hãy tính biến thiên

entropy trong quá trình hoá hơi của các chất lỏng đó:

Trang 11

Trong cả 2 trường hợp, khí được xem là lý tưởng.

Bài 13 Một bình kín 2 ngăn, ngăn thứ nhất có thể tích 0,1m3 chứa O2, ngăn thứ 2 có thể tích 0,4m3

chứa N2 Hai ngăn đều ở cùng một điều kiện về nhiệt độ 170C và áp suất 1, 013.105N/m2 Tính biếnthiên entropy khi 2 khí khuếch tán vào nhau

Bài 14 Tính biến thiên entropy của quá trình trộn 10g nước đá ở 00C với 50g nước lỏng ở 400C trong

hệ cô lập Cho biết nhiệt nóng chảy của nước đá bằng 334,4J/g Nhiệt dung riêng của nước lỏng bằng 4,18J/K.g

Bài 15 Xác định biến thiên entropy của quá trình trộn lẫn 1 mol Ar(293K, 1atm) và 2 mol N2(323K,

Bài 16 Ở 250C entropy của lưư huỳnh hình thoi là 255,1J/mol.K, nhiệt dung của nó là 181J/mol.K

a Giả sử nhiệt dung không phụ thuộc vào nhiệt độ, tính entropy của lưư huỳnh hình thoi tại nhiệt độchuyển từ lưu huỳnh hình thoi sang lưu huỳnh đơn tà ở 95,40C

b Cho biết nhiệt chuyển pha của Sthoi sang Sdơntà ở 95,40C là 3kJ/mol Tính entropy tuyệt đối của Sdơntà

Bài 17 Nhiệt dung đẳng áp phân tử phân tử gam của KBr trong khoảng nhiệt độ

T = 293K đến 923K được biểu diễn:

Trang 12

Bài 18 Xác định biến thiên entropi trong quá trình chuyển 418,4J năng lượng dưới dạng nhiệt từ một

vật có nhiệt độ 1500C đến một vật có nhiệt độ 500C

Bài 19 Tính ∆S của phản ứng Cd + 2Ag = CdCl2 + 2Ag diễn ra trong pin điện có sức điện động E =0,6753V Cho nhiệt hình thành chuẩn của CdCl2 và AgCl bằng -389158J;-126654J; P = 1atm,T = 298K

Bài 20 Cho biến thiên entropi trong quá trình chuyển đẳng áp 1 mol nước đá ở 00X thành hơi nước ở

1000C là ∆S = 154,54J/K.mol

Nhiệt nóng chảy của nước đá ở 00C đến 1000C không đổi và bằng 75,31J/K.mol

a Tính biến thiên entropi trong quá trình chuyển đẳng áp 1 mol nước lỏng ở 1000C thành hơi nước cùng nhiệt độ

b Tính nhiệt hoá hơi phân tử gam của nước ở 1000C

c Tính biến thiên ∆F khi cho giãn nở đẳng nhiệt 1 mol hơi nước nói trên từ p1= 760mmHg đến p2 = 380mmHg Chấp nhận hơi nước là khí lí tưởng

Bài 21 Xét quá trình hoá hơi 1 mol hơi nước lỏng ở 250C và 1atm Cho biết nhiệt dung đẳng áp của hơi nước, của nước lỏng và nhiệt hoá hơi nước:

Các dữ kiện trên được chấp nhận giá trị coi như không đổi trong khoảng nhiệt độ khảo sát

a Tính của hệ trong quá trình hoá hơi nói trên

b Dựa vào kết quả thu được, hãy kết luận rằng quá trình hoá hơi của nước trong điều kiện trên có thể tự diễn ra hay không? Vì sao?

Bài 22 Tính biến thiên entropy của ∆S của phản ứng hoá học:

Ag + 1/2 Cl2  AgCl

ở p =1atm và t0 = 250C Cho biết hiệu ứng nhiệt của phản ứng Nếu phản ứng diễn

ra một cách thuận nghịch nhiệt động trong nguyên tố Ganvani thì sức điện động:

Bài 23 Tại 300K người ta thực hiện phản ứng giãn nở 0,5 mol khí lí tưởng từ thể tích bằng 1dm3 và giữ

áp suất không đổi là 1 atm Hãy:

Trang 13

Bài 24: Một bình có thể tích V = 5(l) được ngăn làm 2 phần bằng nhau Phần 1 chứa N2 ở 298K và ápsuất 2atm, phần 2 ở 298K và áp suất 1atm Tính G, H, S của quá trình trộn lẫn 2 khí khi người ta

bỏ vách ngăn đi

Bài 25: Tính sự biến thiên S và G của sự hình thành 1 mol hỗn hợp khí lí tưởng gồm 20% N2; 50%H2 và30%NH3 theo thể tích Biết rằng hỗn hợp khí được tạo thành do sự khuếch tán 3 khí vào nhau bằng cách nối 3bình đựng 3 khí thông với nhau Nhiệt độ và áp suất của các khí lúc đầu đều ở đkc (273K, 1atm)

Dạng 6: Năng lượng tự do (G) – Cân bằng hóa học( K cb )

Bài 26: Cho biết pư:

b) ở điều kiện chuẩn và 25oC phản ứng đi theo chiều nào?

c) Tính H298o của phản ứng Phản ứng toả nhiệt hay thu nhiệt?

Bài 27: Tính G2730 của phản ứng: CH

4(k) + H2O (k)  CO(k) + 3H2(k)Biết: CH4(k) H2O (k) CO(k) H2(k)

(Coi H0, S0 không phụ thuộc T)

Bài 28: Entanpi tự do chuẩn của phản ứng tạo thành H2O từ các đơn chất phụ thuộc vào T theo phương trìnhsau: G S0,T

= -240000 + 6,95T + 12,9TlgT (J/mol)Tính G0, S0 và H0 của phản ứng tạo thành H2O ở 2000K

Bài 29: Biết: ở -15oC, Phơi(H2O, l) = 1,428 (torr)

ở -15oC, Phơi (H2O,r) = 1,215(torr)

Hãy tính G của quá trình đông đặc 1 mol H2O(l) thành nước đá ở -15oC và 1atm

Bài 30: Có 1 mol O2 nguyên chất ở 25oC, 2atm; 1 mol O2 nguyên chất ở 25oC, 1atm;1 mol O2 ở 25oC trongkhông khí trên mặt đất (P = 1atm, O2 chiếm 21% V không khí)

So sánh giá trị hàm G của 1 mol O2 trong 3 trường hợp trên hơn kém nhau bao nhiêu J? Từ đó rút rakết luận: Khả năng phản ứng của O2 trong mỗi trường hợp trên cao hay thấp hơn so với trường hợp khác?

Bài 31: Cho các dữ liệu sau đây ở 298K

Chất H S0(kJ/molK) S0(J/molK) V(m3/mol)

Cthan chì 0,00 5,696 5,31.106

Ckim cương 1,90 2,427 3,416.10-6

Trang 14

1) ở 298K có thể có một phần rất nhỏ kim cương cùng tồn tại với than chì được không?

2) Tính áp suất tối thiểu phải dùng để có thể điều chế được kim cương ở 298K?

Bài 32 : Tích số tan của CaF2 là 3,2.1011 Tính giá trị G0(kJ.mol1) cho quá trình hoà tan CaF2 rắn vào nước

Bài 37: Nitrosyl clorua là một chất rất độc, khi đun nóng sẽ phân huỷ thành nitơ monoxit và clo.

a) Hãy viết phương trình cho phản ứng này

b) Tính Kp của phản ứng ở 298K (theo atm và theo Pa) Cho:

a) Giả sử Ho không phụ thuộc nhiệt độ, hãy tính Hovà So

b) Hãy tính các hằng số cân bằng Kp và Kx tại 298,15 K; áp suất toàn phần là 1 atm

Với phản ứng : C2H4 (k) + H2O (h) ⇌ C2H5OH (h)

a) Hỏi ở điều kiện chuẩn và 250C phản ứng xảy ra theo chiều nào?

b) Phản ứng tỏa nhiệt hay thu nhiệt?

0

298,s

0 298

Trang 15

Bài 40: Cho các số liệu sau ở 270C:

Với phản ứng : NH4COONH2 (r) ⇌ CO2 (k) + 2 NH3 (k)

a) Hỏi ở điều kiện chuẩn và 270C phản ứng xảy ra theo chiều nào?

b) Nếu coi H0 và S0 không đổi đối với T thì bắt đầu ở nhiệt độ nào phản ứng ở điều kiện chuẩn xảy

ra theo chiều ngược với chiều phản ứng ở 270C ?

Bài 41: Amoni hidrosunfua là một chất không bền, dễ phân huỷ thành NH3 (k) và H2S (k) Cho biết:

c) Hãy tính hằng số cân bằng Kp tại 350C của phản ứng trên, giả thiết H0 và S0 không phụ thuộcnhiệt độ

d) Giả sử cho 1,00 mol NH4HS (r) vào một bình trống 25,00 L Hãy tính áp suất toàn phần trong bìnhchứa nếu phản ứng phân huỷ đạt cân bằng tại 250C Bỏ qua thể tích của NH4HS (r) Nếu dung tích bình chứa là100,00L, hãy tính lại áp suất toàn phần trong thí nghiệm trên

T(a) = f(T), G0

T(b) = f(T) và cho biết khităng 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 COchiếm 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 cânbằng với hỗn hợp NiO và Ni ở 14000C

Trang 16

3 Tính giá trị G0của phản ứng trên ở 25 oC Biến thiên entanpi hình thành ở điều kiện tiêu chuẩn

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).

Liên kết N≡N N=N N-N H-H

Biến thiên entanpi phân li liên kết ∆H0 (kJ.mol–1) 945 466 159 436

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 nhiệt độ 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 lại tiến hành tổng hợp

NH3 ở nhiệt độ cao Để tăng hiệu suất tổng hợp amoniac trong công nghiệp, có thể đưa ra biện pháp gì? Giải thích

3 Tính biến thiên entanpi phân li liên kết ∆H0 của một liên kết N-H trong phân tử amoniac

4 Tính biến thiên entanpi hình thành tiêu chuẩn ∆H0

f của gốc ·NH2 Cho ∆H0 (H-NH2 ) = 380 kJ.mol-1

Bài 45 (HSGQG-2012)

Cho phản ứng: CuCO3 (rắn)  CuO (rắn) + CO2 (khí) (2)

hực nghiệm cho biết liên hệ giữa nhiệt độ T (theo Kenvin) với hằng số cân bằng hóa học Kp như sau:

pư và G0

pư

Bài 46 : Ở nhiệt độ cao, có cân bằng : I2 (k) ⇌ 2 I (k)

Bảng sau đây tóm tắt áp suất ban đầu của I2 (g) và áp suất tổng cân bằng đạt được ở những nhiệt độ nhất định

Trang 17

Fe2O3 (r) Fe (r) C (r) CO2 (k)

ΔH0

s (kJ.mol-1) - 824,2 0 0 -392,9

S0(J.K-1.mol-1) 87,40 27,28 5,74 213,74

Trong điều kiện tiêu chuẩn, hãy xác định điều kiện nhiệt độ để phản ứng khử Fe2O3(r) bằng C (r) thành

Fe (r) và CO2 (k) có thể tự xảy ra Giả thiết ΔH và ΔS của phản ứng không phụ thuộc nhiệt độ

2 Xác định nhiệt độ tại đó áp suất phân li của NH4Cl là 1 atm, biết ở ở 25oC có các dữ kiện sau Ho

tt ( kJ/mol Go ( kJ/mol )

Giả sử ∆H0 và ∆S0 không thay đổi theo nhiệt độ

Bài 48 Một phản ứng dùng để luyện kẽm theo phương pháp khô là: ZnS(r) + 3/2O2(k) → ZnO(r) + SO2(k)

1 Tính ∆Ho của phản ứng ở nhiệt độ 298K và 1350K, coi nhiệt dung của các chất không phụ thuộc vàonhiệt độ ở miền nhiệt độ nghiên cứu

2 Giả thiết ZnS nguyên chất Lượng ZnS và không khí (20% O2 và 80% N2 theo thể tích) lấy đúng tỉ lệhợp thức bắt đầu ở 298K sẽ đạt đến nhiệt độ nào khi chỉ hấp thụ lượng nhiệt tỏa ra do phản ứng ở điều kiệnchuẩn tại 1350K (lượng nhiệt này chỉ dùng để nâng nhiệt độ các chất đầu) Hỏi phản ứng có duy trì được không,nghĩa là không cần cung cấp nhiệt từ bên ngoài, biết rằng phản ứng trên chỉ xảy ra ở nhiệt độ không thấp hơn1350K Cho biết:

+ Entanpi tạo thành chuẩn của các chất ở 25oC (kJ.mol-1)

Trang 18

a) Tính Kp của phản ứng (1) tại 900K.

b) Tính ΔH0

900K của phản ứng C2H4 (k) + H2 (k) C2H6 (k)c) Tính Kp tại 600K của phản ứng (1), giả thiết trong khoảng nhiệt độ từ 600K đến 900K thì ΔHo và ΔSokhông thay đổi

ΔHhh(100oC, 1atm) = 40,668 kJ/mol, Cp, H2O(ℓ) = 75,31 J.K-1.mol-1; Cp, H2O(k) = 33,47 J.K-1.mol-1 Các

dữ kiện trên được coi như có giá trị không đổi trong khoảng nhiệt độ khảo sát

a) Tính ΔH, ΔS, ΔG của hệ trong quá trình hoá hơi nói trên

b) Dựa vào kết quả thu được, cho biết quá trình hoá hơi của nước có thể tự diễn ra hay không? Vì sao?

Cho biết, đối với quá trình đẳng áp có nhiệt độ biến đổi từ T1 đến T2, biến thiên entropi được tính theo hệ

thức: ΔS = Cp.ln

1 2

T

Bài 52 (Chọn đội tuyển dự thi Olympic Quốc tế 2010)

1 Những đại lượng nào trong số các đại lượng nhiệt động học S, H, G và hằng số cân bằng K:

a Phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ?

b Có liên quan mật thiết với độ bền của liên kết?

c Có liên quan đến lượng của chất phản ứng và lượng sản phẩm phản ứng?

d Là độ đo khả năng tự diễn biến của một phản ứng?

e Là độ đo nhiệt kèm theo phản ứng?

2 Cho cân bằng: Me3DBMe3 (k)  Me3D (k) + BMe3 (k), trong đó B là nguyên tố bo, Me là nhóm

CH3 Ở 100 oC, thực nghiệm thu được kết quả như sau:

Với hợp chất Me3NBMe3 (D là nitơ): Kp1 = 4,720.104 Pa; S10 = 191,3 JK–1mol–1

Me3PBMe3 (D là photpho): Kp2 = 1,280.104 Pa; S02 = 167,6 JK–1mol–1

a Cho biết hợp chất nào khó phân li hơn? Vì sao?

b Trong hai liên kết N–B và P–B, liên kết nào bền hơn? Vì sao?

3 Hãy cho biết phản ứng 2Ni (l) + O2 (k)  2NiO (r) ở 1627 oC có thể tự diễn biến theo chiều thuận đượckhông nếu áp suất riêng phần của oxi nhỏ hơn 150 Pa?

Cho:G0hình thành(NiO) ở 1627 oC là -72,1 kJ mol–1; Áp suất chuẩn P0 = 1,000.105 Pa; 0 oC trong thangCelsius là 273,15 K

Bài 53 (Chọn đội tuyển dự thi Olympic Quốc tế 2005)

Ở nhiệt độ cao amoniclorua bị phân huỷ cho 2 khí Để xác định những tính chất nhiệt động của phảnứng này ở một nhiệt độ xác định, người ta cho 53,5 gam NH4Cl (rắn) vào một bình chân không thể tích 5 lít rồinung nóng lên 427o C Đo được áp suất trong bình là 608 kPa Nếu tiếp tục nung nóng đến 459o C thì áp suất đođược bằng 1115 kPa

Tính entanpi tiêu chuẩn, entropi tiêu chuẩn và entanpi tự do tiêu chuẩn của phản ứng ở 427o C Chấpnhận rằng Ho và So không phụ thuộc vào nhiệt độ trong khoảng 400 - 500o C (N = 14 ; Cl = 35,5)

Trang 19

Bài 54: (Chọn đội tuyển dự thi Olympic Quốc tế 2006)

Tính chất nhiệt động của một số phân tử và ion ở trạng thái tiêu chuẩn tại 25oC như sau:

C3H8(k) O2(k) CO2(k) H2O(l) CO32(aq) OH

-(aq) 0

b) Thuận nghịch (trong 1 tế bào điện hoá)

1) Tính H0, U0, S0, G0 của phản ứng trong mỗi cách nói trên?

2) Tính nhiệt, công thể tích, công phi thể tích (tức là công hữu ích) mà hệ trao đổi với môi trường trongmỗi cách?

3) Tính S của môi trường và S tổng cộng của vũ trụ khi tiến hành quá trình theo mỗi cách

4) Một mô hình tế bào điện hoá khác làm việc dựa trên phản ứng oxi hoá C3H8(k) bởi O2(k) khi có mặtdung dịch KOH 5M với điện cực Pt Các loại phân tử và ion (trừ KOH) đều ở trạng thái tiêu chuẩn Hãy viếtcác nửa phản ứng ở catot và anot và phản ứng tổng cộng trong tế bào điện hoá Nếu từ tế bào điện hoá đó, ở

25oC, ta thu được dòng điện 100mA Hãy tính công suất cực đại có thể đạt được

Trang 20

ĐÁP ÁN

Bài 1: (Câu II.5 trang 50-Bài tập hóa lí- Nguyễn Văn Duệ, Trần Hiệp Hải)

Cho giãn nở 10l khí Heli ở 0oC và 10 at đến áp suất bằng 1 at theo 3 quá trình sau:

a Giãn đẳng nhiệt thuận nghịch

b giãn đoạn nhiệt thuận nghịch

c giãn đoạn nhiệt không thuận nghịch

Cho nhiệt dung đẳng tích của Heli là và chấp nhận không đổi trong điều kiện đã cho của bàitoán

Tính thể tích cuối cùng của hệ, nhiệt Q, biến thiên nội năng, và công trong quá trình nói trên

Giải:

Ta có:

a Giãn đẳng nhiệt thuận nghịch (T = const)

b Giãn đoạn nhiệt thuận nghịch (Q = 0)

Ta có:

c Giãn đoạn nhiệt không thuận nghịch (Q = 0)

Do áp suất ngoài giảm đột ngột từ 10 at đến 1 at, nên có thể xem khí giãn nở đẳng áp ở 1at

1010

mol RT

101 2

1 2 2 2 1

P

P V V P V P const

100ln2732467,4ln

0

1 2

V V

v

cal V

V nRT dV

V

nRT pdV

A Q A

8,391

)(8,3910

1ln67,1

110lnln

ln

1lnln

lnln

1 2

2 2 2 2 2

2

2 2

2

1 1

2 1

2 2

1 1

2 2

1 2 2 1 1

cal T

T nC U

A A U

Q

nR

V P T nRT V

P

lit V

V

P

P V

V V

V P

P V

V P

P V

P V P const PV

2 1

1 2 2 1

2 2

T T nR P

T P T nR P

nRT P nRT V

V P

A

)(

0 A U nC T2 T1

Q    v 

)(

Trang 21

Bài 2: Cho 100 g N2 ở 0oC, 1atm Tính Q, W, U, H trong các biến đổi sau đây được tiến hành thuậnnghịch nhiệt động:

a) Nung nóng đẳng tích tới P = 1,5atm

b) Giãn đẳng áp tới V = 2V ban đầu

c) Giãn đẳng nhiệt tới V = 200l

d) Giãn đoạn nhiệt tới V = 200l

Chấp nhận rằng N2 là khí lí tưởng và nhiệt dung đẳng áp không đổi trong quá trình thí nghiệm và bằng29,1J/mol.K

1 

.273,15 = 14194,04(J)b) Vo = 28 .22,4 80( )

2 1,29.28

100

T T V

V

= 29,1 28

100(2.273,15 – 273,15) = 28388,1(J)

1,

C C

C



 W = U = n.C V (T2 –T1) = 28

100(29,1-8,314).(189,33 -273,15) = 6222,4(J)

H = nC P T = 28

100.29,1(189,33 – 273,15) = - 8711,3(J)

)(641

7,174082,0467,4

)(7,1326)

2737,174(467,43

7,174)

273(

3)3

2

1

2 2

2

lit P

nRT V

nRT

V

P

cal U

A

T T

Trang 22

Nhiệt đốt cháy Benzen:

b Trong trường hợp này có thể bỏ qua sự khác nhau giữa Qp và Qv được vì sai số cho phép

Một chiếc ấm đựng 1kg nước sôi được đun nóng đến khi hóa hơi hoàn toàn Tính:

a Công A

b Nhiệt Q

c Biến thiên nội năng U

d Biến thiên entanpi H trong quá trình đó

Cho biết Hhh,H2O =40,6 kJ/mol trong điều kiện của bài toán đã cho

Giải:

a Công:

b Nhiệt:

c Biến thiên nội năng:

d Biến thiên entanpi:

Quá trình trên được thực hiện ở áp suất không đổi nên:

H = Qp = 2250 kJ

Thực nghiệm xác định rằng nhiệt dung riêng đẳng áp của axeton ở T = 367K và T = 454K lần lượtbằng 90,8 J/K.mol và 100 J/K.mol Trong khoảng nhiệt độ đó người ta thiết lập được phương trình biểudiễn sự phụ thuộc của nhiệt dung axeton theo nhiệt độ như sau:

Cp = 39,28 + 139,95 10-3T – 23,47 10-6T2 J/K.mol

) 2 2 2

pV V

V p

Q A A

U



Trang 23

H2O(h), 373 K, V1

a Dựa vào phương trình trên hãy tính nhiệt dung đẳng áp của axeton tại nhiệt độ 367K và 454K và tính

sự sai khác so với kết quả thực nghiệm đã cho

b Tính lượng nhiệt cần thiết để đun nóng 1mol axeton từ 298K đến 500K

Sai số so với thực nghiệm là:

b Lượng nhiệt cần thiết để đun nóng 1 mol axeton từ 298K đến 500K là

Qp = 39,28 (500-298)+1/2 139,95 10-3 (5002-2982)–1/3 23,47 10-6(5003-2983)

= 18427 J = 18,43 kJ

Bài 6: (Trang 41-Bài tập hóa lí- Nguyễn Văn Duệ, Trần Hiệp Hải)

Cho hóa hơi 36 gam nước lỏng ở 100oC và 1at Sau đó là giãn nở đẳng nhiệt thuận nghịch hơi nước đếnthể tích gấp 10 lần Chấp nhận hơi nước là khí lí tưởng và biết rằng trong điều kiện trên:

- Nhiệt hóa hơi của nước Hhh = 9630 cal/mol

- Thể tích phân tử gam của hơi nước là 30l, và trong tính toàn có thể bỏ qua thể tính pha lỏng so vớipha hơi

Tính công, nhiệt, H, U của hệ trong quá trình

8,90

1095,13928

Trang 24

Đối với giai đoạn (I):

Đối với giai đoạn (II):

Nhiệt dung đẳng áp của NaOH tinh thể trong khoảng nhiệt độ từ 298K đến 595K được chấp nhận là80,3 J/K.mol Nhiệt dung đẳng áp của NaOH lỏng trong khoảng nhiệt độ 595K đến 900K được chấpnhận là 85,3 J/K.mol

Xác định nhiệt lượng cần thiết để đun nóng đẳng áp 1kg xút nói trên từ 298K đến 700K Biết rằng nhiệt

độ sôi từ 298K đến 700K Biết rằng nhiệt độ trong điều kiện khảo sát của đã cho là Ts = 595K và nhiệt

độ xút là Hhh = 8,367kJ/mol

Giải:

Có thể mô tả quá trình trên như sau:

Nhiệt lượng cần thiết để đun nóng đẳng áp 1kg xút từ 298K đến 700K là:

ΔH = ΔH1 + ΔH2 + ΔH3

Quá trình 1: giãn đẳng áp từ 298K đến 595K

J V

Trang 25



Trang 26

( q a

Mg ht

) (

2

q

Cl ht

) (

2 q a

MgCl ht

H



) (

Phản ứng khử crom clorua rắn xảy ra ở 900oC để thu crom biểu diễn bằng phương trình:

CrCl3(r) – 3/2H2 = Cr(r) + 3HCl

Xác định lượng nhiệt tối thiểu cần dùng để đun nóng các chất tham gia phản ứng từ nhiệt độ 25oC đến

900oC trong quá trình điều chế 1kg crom Biết rằng hiệu suất hidro tham gia phản ứng là 50% và nhiệtdung đẳng áp của hidro và clorua trong điều kiện bài toán đã cho được biểu diễn như sau:

Giải:

Ta có:

Do hiệu suất hidro tham gia phản ứng nên:

Nhiệt lượng cần thiết để đun nóng 38,46 mol hidro từ 25oC đến 900oC là:

Nhiệt lượng cần thiết để đun nóng các chất tham gia phản ứng từ 25oC đến 900oC là:

ΔH = 2791 kJ

a Tính nhiệt hình thành của MgCl2 trong dung dịch nước, biết rằng nhiệt hình thành của ion Mg++

(nước) và ion Cl-(nước lần lượt bằng -461,2 kJ/mol và -166,05 kJ/mol

b Sử dụng các giá trị thu được trong câu a để xác định nhiệt hình thành MgCl2 ở trạng thái tinh thể ,biết nhiệt hòa tan của nó trong dung dịch nước bằng -151, 88 kJ/mol

Giải:

a.Theo bài ra ta có:

mol K TJ

,2746

,8423

,

Trang 27

) (

2 q a

MgCl

  HhtMgCl 2 tt( )

) (

MgCl ht

H

) (

2 q a

MgCl

Nhiệt hình thành của MgCl2 trong dung dịch nước là:

b Ta có:

Theo định luật Hess thì:

Tính nhiệt hình thành của SO3 biết:

Lấy phản ứng (a) trừ phản ứng (d) ta được:

Vậy nhiệt tạo thành SO3 là:

) ( 2

) ( )

.

(

q q

2

3

PbSO O

S

O H PbSO O

H SO H

PbO 2 4.5 2  4 6 2

O H SO H O H

SO3 6 2  2 4.5 2

3 2

Trang 28

Thiết lập phương trình ΔH = φ(T) và tính ΔH1000K đối với phản ứng sau:

H ,298( )

3



= -46,2 kJ.mol-1 )

C p)CO 26,12 8,74 10 1,19 10 /

mol K J T

T

C p)CO 11,17 10,94 10 4,88.10 /

5 3

T T

C p 14,448 35,66 10 10,41 10 4,88.210 /

5 2

2

T T p T

1

3 2 6 2

1

2 2

3 1

2

1088,410.88,4)(

1041,103

1)(

1066,352

1)(

448

,

14

T T

T T T

T T

Trang 29

C - 2

3

) , (H2k P C

= - 24,7 + 37,48.10-3T - 2

1[27,8 + 4,184.10-3] - 2

3[28,6 + 1,17 10-3T]

2 1000

298

3T T

= - 46,2.103 +31,541 10-3 2

1(10002 -1982) – 32,1(1000 – 298)= - 54364,183 (J/mol)

 Khi tổng hợp 17 kg NH3 thì nhiệt lượng toả ra là:

a) Tính U đối với mỗi phản ứng

b) Trong 2 dạng glucozơ, dạng nào bền hơn?

Trang 30

(b): C kim cương + O2(k)  CO2(k) H298o = -395,03(kJ)

(c): 3As2O3 (r) + 3O2(k)  3As2O5(r) H298o = -811,34(kJ)

(d): 3As2O3 (r) + 2O3(k)  3As2O5(r) H298o = -1090,98(kJ)

2) Từ kết quả trên và các dữ kiện sau:

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

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

Giải:

1)- Entanpi sinh của các đơn chất bền ở điều kiện chuẩn = 0

- Đối với những nguyên tố có nhiều dạng thù hình thì khi chuyển từ dạng này sang dạng khác bao giờcũng kèm theo 1 hiệu ứng nhiệt Hiệu ứng nhiệt của quá trình hình thành đơn chất (dạng thù hình kémbền) từ dạng thù hình bền ở điều kiện nhất định được coi là nhiệt sinh của đơn chất trong những điềukiện đó

 H S o(O)

3

O lk

H ( )

3

O lk

 O3 có cấu trúc vòng kín rất không bền  cấu trúc này không chấp nhận được

Bài 16:

Entanpi sinh tiêu chuẩn của CH4(k) và C2H6(k) lần lượt bằng -74,80 và -84,60 kJ/mol Tính entanpi tiêuchuẩn của C4H10 (k) Biện luận về kết quả thu được Cho biết entanpi thăng hoa của than chì và nănglượng liên kết H- H lần lượt bằng: 710,6 và - 431,65 kJ/mol

Giải:

* (1) C than chì + 2H2 (k)  CH4(k) H S o,CH4 =-74,8kJ

(2) C than chì  C (k) H th o

= 710,6 kJ(3) H2 (k)  2H (k) H lk= 431,65 kJ

Lấy (1) – [(2) + 2.(3)] ta được:

C(k) + 4H(k)  CH4(k) H S o ng tu CH

4

, / ,

Trang 31

 Năng lượng liên kết trung bình của liên kết C – H là: 4

1(-1648,7) = - 412,175 (J/mol)

* (4) 2C than chì + 3H2  C2H6(k)

o K H C S

6 2



= -84,6 (kJ/mol)Lấy (4) – [2 (2) + 3.(3)] ta được:

2C(k) + 6H (k)  C2H6 (k)

o H C tu ng S

H

6 2

, / ,



= -2800,75 (kJ/mol)Coi EC –H trong CH4 và C2H6 như nhau thì:

10 4

, / ,



= -5110,6 (kJ/mol)Lấy (2) 4 + (3).5 + (5) ta được:

4Cthan chì + 5H2(k)  C4H10(k)

o H C S

H

10 4

H



của các đồng phân khác nhau

Bài 17: Tính Ho của các phản ứng sau:

1) Fe2O3(r) + 2Al(r)  2Fe(r) + Al2O3(r) ( 1)

Cho biết

o O Fe

S r

H

) 3 2

,



= -822,2 kJ/mol;

o O Al

S r

H

) 3 2

,



= -1676 (kJ/mol)2) S(r) + 2

S r

H , 2 3 )



= -1676 + 822,2 = - 853,8(kJ)2) H o pu(2)= o

Bài 18:

1) Tính hiệu ứng nhiệt đẳng tích tiêu chuẩn của các phản ứng sau ở 25oC

a) Fe2O3(r) + 3CO(k)  2Fe(r) + 3CO2(k)

o

H298



= 28,17 (kJ)

Trang 32

H298



= -202,9(kJ)d) 2SO2(k) + O2(k)  2SO3(k)

o

H298



= -195,96 (kJ)2) Khi cho 32,69g Zn tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư trong bom nhiệt lượng kế ở 25oC, người

ta thấy có thoát ra một nhiệt lượng là 71,48 kJ Tính hiệu ứng nhiệt ở nhiệt độ đó Cho Zn = 65,38

4



= -74,8 (kJ/mol)(b) : 2

H , ,

3



= - 46,1kJ/mol(c) : 5Cgr + 2

U dV

V

U

dU

v p

Trang 33

Nếu ΔU là một hàm trạng thái thì:

Bài 21: (Câu 1 - Trang 51 - Giáo trình hóa lí - tập 1- Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Bửu, Nguyễn Văn

U V

U P

U V dV V

U P VdP PdV

U V

U P

U V

U P

U dV

V

U

dU

v p

U dP

Trang 34

Quá trình đoạn nhiệt nên Q = 0 Do đó:

Bài 23: (Câu 9 - Trang 52 - Giáo trình hóa lí - tập 1- Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Bửu, Nguyễn Văn

v

P V

U P P

U P

V

U

P

v p

C dV

const TV

TV d V

d T

dln   1 ln 0 ln 1 0 1     

const PV

T

V P

const nRT

Trang 35

= H2 – H1 = ΔH = nCp(T2 – T1)

Bài 24:

Cho phản ứng sau: 1gam (C6H10O5)n + O2  CO2 + H2O ΔH = 4,18 Kcal

Biết nhiệt hình thành của CO2 và H2O lần lượt là: -94,05 và -68,32 Kcal/mol



)/

o O H

H x

x

5 10 6)

32,68(5)05,94

10

6

x x

l

O H

( 2 )

C O

C(tc) 2(k) 2 4(k) 2 2

) ( 4 2 )

( 2 )

2C tc  H k  C H k  C2H4k)

o sn

Trang 36

H298



= -296,6 kJ (4): 2SO2(k) + O2(k) 2SO3(k)

1) Tính hiệu ứng nhiệt đẳng tích tiêu chuẩn của các phản ứng sau ở 25oC

a) Fe2O3(r) + 3CO(k) 2Fe(r) + 3CO2(k)

o

H298



= 28,17 (kJ)b) Cthan chì + O2(k) CO2 (k)

o

H298



= -393,1(kJ)c) Zn(r) + S(r) ZnS(r)

o

H298



= -202,9(kJ)d) 2SO2(k) + O2(k) 2SO3(k)

o

H298



= -195,96 (kJ)2) Khi cho 32,69g Zn tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư trong bom nhiệt lượng kế ở 25oC,người ta thấy có thoát ra một nhiệt lượng là 71,48 kJ Tính hiệu ứng nhiệt ở nhiệt độ đó Cho Zn =65,38

Đáp số: 1 Ba trường hợp a, b, c: ∆U = ∆H; trường hợp d: 193,5 kJ; 2 -140,5kJ

Trang 37

3.Tính giá trị G0của phản ứng trên ở 25oC Biến thiên entanpi hình thành ở điều kiện tiêu chuẩn (ΔH )0f

của SiO2 và CO có các giá trị: 2

f(SiO (r)) f(CO(k))

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).

Giải:

1 Theo chiều thuận, phản ứng (1) tăng 2 mol khí Trạng thái khí có mức độ hỗn loạn cao hơntrạng thái rắn, tức là có entropi lớn hơn Vậy khi phản ứng xảy ra theo chiều thuận thì entropi của hệtăng

2 ΔS0 = 2S0CO(k)+ S0Si(r)- 2S0C(r)- 2(r)

0 SiO

Trang 38

Cho 100 g N 2 ở 0 o C, 1atm Tính Q, W, U, H trong các biến đổi sau đây được tiến hành thuận

nghịch nhiệt động:

a) Nung nóng đẳng tích tới P = 1,5atm.

b) Giãn đẳng áp tới V = 2V ban đầu.

c) Giãn đẳng nhiệt tới V = 200l

d) Giãn đoạn nhiệt tới V = 200l

Chấp nhận rằng N 2 là khí lí tưởng và nhiệt dung đẳng áp không đổi trong quá trình thí nghiệm và bằng 29,1J/mol.K

1 

.273,15 = 14194,04(J)b) Vo = 28 .22,4 80( )

2 1,29.28

100

T T V

= - nRT.ln 1

2

V V

1,29

C C

Trang 39

Cho giãn nở 10 lít khí He ở 0 o C, 10atm đến áp suất là 1atm theo 3 quá trình sau:

a) Giãn đẳng nhiệt thuận nghịch.

b) Giãn đoạn nhiệt thuận nghịch.

c) Giãn đoạn nhiệt không thuận nghịch.

Cho nhiệt dung đẳng tích của He C V = 2

P

= - nRTln 1

2

V V

.1

1 1

T R

V P

.R(T2 – T1)

3 1

1 1

T

V P

(T2 – T1)Theo PT poisson: T.V- 1 = const

10 1

1-

32

1 2

2

P

nRT P

T

 T2 = 0,64T1

Trang 40

2 2

1

2

1

lnln

P

P nRT V

V nRT V

dV nRT

1

P

V P

1

P P

1 1

11

P

P nRT P

P P

11 = -2993,04 (J)b) W’TN = nRTln 1

nRT P

11

21

51 = 14965,2 (J)KL: - Công mà hệ thực hiện (sinh) trong quá trình biến thiên thuận nghịch từ trạng thái 1 đến trạng thái

2 bằng công mà hệ nhận khi từ trạng thái 2 về trạng thái 1 Còn trong quá trình biến thiên bất thuận nghịch thìcông hệ sinh nhỏ hơn công hệ nhận

- Trong sự biến thiên thuận nghịch thì hệ sinh công lớn hơn trong quá trình biến thiên bất thuận nghịch

Bài 4:

Một mol khí lí tưởng đơn nguyên tử ở 300K và 15atm giãn nở tới áp suất 1atm Sự giãn nở được thực hiện bằng con đường:

a) Đẳng nhiệt và thuận nghịch nhiệt động.

b) Đẳng nhiệt và không thuận nghịch.

c) Đoạn nhiệt và thuận nghịch.

d) Đoạn nhiệt bất thuận nghịch.

Trong các quá trình bất thuận nghịch, sự giãn nở chống lại áp suất 1atm Tính Q, W, U, H, S tp

cho mỗi trường hợp.

Giải:

a) T = const  U = 0 ; H = 0

Định dạng
Số trang	95
Dung lượng	663,66 KB