Bài tập bồi dưỡng HSGQG hóa đại cương tập 2

Kết quả của các thí nghiệm được cho trong bảng sau: Thí nghiệm Nồng độ mol.l–1 Tốc độ tiêu thụ Hb a Viết phương trình động học của phản ứng trên và tính hằng số tốc độ của phản ứng trên

BỒI DƯỠNG HSGQG

PHẦN ĐẠI CƯƠNG – TẬP 2

ĐỘNG HÓA HỌC

Câu 1: Ở 25oC, cho phản ứng sau: 2N2O5 (k)  4NO2 (k) + O2 (k)

Phản ứng có hằng số tốc độ k = 1,8.10–5 s–1 và được thực hiện trong bình kín có thể tích không đổi

là 20 lít Tại thời điểm ban đầu, N2O5 được cho vào đầy bình Tại thời điểm khảo sát, áp suất riêng của

N2O5 là 0,07 atm Giả sử các khí đều là khí lí tưởng

a) Viết phương trình động học của phản ứng trên

b) Tính tốc độ tiêu thụ N2O5 và tốc độ hình thành NO2, O2

c) Tính số phân tử N2O5 bị phân hủy sau 30 giây

Câu 2: Khí CO là nguyên nhân chính dẫn đến chết ngạt trong các đám cháy vì CO kết hợp với hemoglobin có trong máu người theo phản ứng sau:

3CO + 4Hb  Hb4(CO)3

Hợp chất Hb4(CO)3 rất bền nên làm giảm khả năng vận chuyển oxi của máu Đề nghiên cứu động học của phản ứng trên, người ta tiến hành một số thí nghiệm ở 20oC Kết quả của các thí nghiệm được cho trong bảng sau:

Thí nghiệm Nồng độ (mol.l–1) Tốc độ tiêu thụ Hb

a) Viết phương trình động học của phản ứng trên và tính hằng số tốc độ của phản ứng trên

b) Tính tốc độ của phản ứng ở 20oC khi nồng độ của CO là 1,30 mol.l–1 và Hb là 3,2 mol.l–1

Câu 3: Một trong các phản ứng gây ra sự phá hủy tầng ozon của khí quyển là :

NO + O3  NO2 + O2

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

(mol.l–1.s–1)

a) Xác định phương trình động học của phản ứng trên

b) Tính hằng số tốc độ trung bình k của phản ứng trên

Câu 4: Sự phân hủy axeton diễn ra theo phản ứng:

CH3COCH3  C2H4 + H2 + CO (1) Theo thời gian phản ứng, áp suất chung của hệ đo được là:

a) Hãy chứng tỏ phản ứng (1) là phản ứng bậc một và tính hằng số tốc độ của phản ứng này

b) Tính thời gian nửa phản ứng của phản ứng (1)

Câu 5: Cho phản ứng sau: A + B  C + D (1)

Phương trình động học của phản ứng trên có dạng là: v = k[A][B]

a) Trộn V lít dung dịch A với V lít dung dịch B (có cùng nồng độ 1M)

- Nếu thực hiện phản ứng ở 333,2K thì sau 2 giờ, nồng độ của chất C là 0,215M Tính hằng số tốc độ của phản ứng trên

- Nếu thực hiện phản ứng ở 343,2K thì sau 1,33 giờ, nồng độ của chất A giảm đi hai lần so với ban đầu Tính năng lượng hoạt hóa của phản ứng trên (theo kJ.mol–1)

b) Trộn V lít dung dịch chất A với 2V lít dung dịch chất B (có cùng nồng độ 1M) ở nhiệt độ

333,2K Hỏi sau bao lâu thì chất A phản ứng hết 90%?

Câu 6: Cho phản ứng: A + B  C + D (1)

Ở 25oC, đo nồng độ A trong hai dung dịch ở các thời điểm t khác nhau, thu được kết quả:

Dung dịch 1: [A]o = 1,27.10-2 mol.l–1 và [B]o = 0,260 mol.l–1

a) Hãy chứng minh phản ứng (1) là phản ứng bậc hai

b) Cho dung dịch 3: [A]o = 3,62.10-2 mol.l–1 và[B]o = 0,495 mol.l–1

- Tính tốc độ đầu của phản ứng (1)

- Sau thời gian bao lâu thì nồng độA giảm đi một nửa?

Câu 7: Cho phản ứng sau: k

k

2

có hằng số tốc độ k1 = 300 s–1 và k2 = 100 s–1 Phản ứng trên tuân theo định luật động học sau:

e e

a) Giả thiết rằng, phản ứng (1) xảy ra theo cơ chế sau:

ClO– + H2O kk



1 1

Cơ chế trên có phù hợp với kết quả thực ngiệm hay không?

b) Khi [I–]o rất nhỏ so với [ClO–]o và [OH–]o thì thời gian để nồng độ I– còn lại 6,25% so với ban đầu sẽ gấp bao nhiêu lần thời gian cần thiết để 75% lượng I– ban đầu mất đi do phản ứng (1)? 2010

Câu 9: Trong môi trường axit, Ibị oxi hóa bởiBrO3 theo phản ứng:

+

 9I +  BrO + 6H   3I + Br + 3H O  (I)

a) Thực nghiệm cho biết, ở một nhiệt độ xác định, biểu thức tốc độ của phản ứng có dạng:

+ 3

- Cho biết bậc của phản ứng (I) Bậc của phản ứng bằng bao nhiêu nếu phản ứng được thực

hiện trong dung dịch đệm có pH = 3?

- Nếu thực hiện phản ứng trong dung dịch đệm có pH < 7 thì năng lượng hoạt hóa của phản

ứng có thay đổi không? Giải thích

b) Cơ chế của phản ứng (I) được đề nghị như sau:

k k

KI 0,1M với nước theo tỉ lệ khác nhau về thể tích để tiến hành thí nghiệm xác định thể tích khí O2

thoát ra Kết quả thực nghiệm thu được ở 298K và 1 atm như sau:

a) Xác định bậc của phản ứng phân hủy đối với H2O2 và đối với chất xúc tác I–

b) Viết phương trình phản ứng xảy ra và biểu thức tính tốc độ phản ứng

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

Câu 11: Cho phản ứng sau xảy ra trong nước: 2Fe3+ + Sn2+  2Fe2+ + Sn4+ (1) Khi nồng độ của

Fe2+ rất lớn so với nồng độ của Fe3+ thì phương trình động học của phản ứng (1) được xác định theo thực nghiệm là v = k[Fe3+]2[Sn2+][Fe2+]–1

a) Giả sử phản ứng (1) xảy ra theo cơ chế sau:

Fe3+ + Sn2+ k

k

1 1

Fe3+ + Sn3+ k2 Fe2+ + Sn4+ (b) Hãy chứng minh cơ chế trên phù hợp với kết quả thực nghiệm Biết hằng số tốc độ k2 là rất nhỏ

b) Có thể tính được k2 theo k (trong phương trình động học thực nghiệm) và hằng số cân bằng K của phản ứng (a) hay không?

Câu 12: Cho phản ứng sau: 2NO + 2H2  N2 + 2H2O Phương trình động học thực nghiệm của phản ứng trên là v = k[NO]2[H2] Cơ chế của phản ứng trên được đề nghị theo hai hướng như sau:

2NO k1 N2O2 (nhanh) 2NO

k k

5 6

N2O2 (nhanh)

N2O2 + H2 k 2 2HON (nhanh) N2O2 + H2 k 7 N2O + H2O (chậm)

HON + H2 k 3 H2O + HN (chậm) N2O + H2 k 8 N2 + H2O (nhanh)

HN + HON k4 N2 + H2O (nhanh)

Cơ chế nào phù hợp với thực nghiệm? Giải thích

Câu 13: Để nghiên cứu động học của phản ứng: 2[Fe(CN)6]3− + 2I− 2[Fe(CN)6]4− + I2 (*) Người ta đo tốc độ đầu của sự hình thành iot ở bốn hỗn hợp dưới đây Các hỗn hợp ban đầu không chứa iot

a) Xác định giá trị của a, b, c, d và hằng số tốc độ trung bình phản ứng k

b) Cơ chế sau đây đã được đề xuất cho phản ứng (*):

[Fe(CN)6]3− + 2I− 1

1

k

k  [Fe(CN)6]4− + I2 (1) [Fe(CN)6]3− + I2 k 2 [Fe(CN)6]4− + I2 (2) Trong hai phản ứng trên, phản ứng nào xảy ra chậm và phản ứng nào xảy ra nhanh? Giải thích

Câu 14: Thực nghiệm cho biết sự nhiệt phân ở pha khí: 2N2O5

o

t

 4NO2 + O2 (*) là phản ứng một chiều bậc nhất Cơ chế được thừa nhận rộng rãi của phản ứng này là

a) Áp dụng sự gần đúng trạng thái dừng cho NO và NO3 ở cơ chế trên, hãy thiết lập biểu thức tốc

độ của phản ứng (*) Kết quả đó có phù hợp với thực nghiệm không?

b) Giả thiết rằng năng lượng hoạt hóa của (2) bằng 0 và của (3) bằng 41,57 kJ.mol–1 Biết số va chạm giữa các phân tử của (3) xem như gấp 2 lần so với số va chạm giữa các phân tử của (2) Hãy tính

tỉ số k–1/k2 tại 350K

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 phản ứng (*) trong đó có hằng số cân bằng hóa học K

Câu 15: Một phản ứng trong dung dịch được biểu diễn: A + B X C + D (*) với X là xúc tác đồng thể Để nghiên cứu động học của phản ứng (*), người ta tiến hành hai thí nghiệm ở 25oC với nồng độ ban đầu (C ) của các chất phản ứng như sau: o

và hình 2; nồng độ chất xúc tác CX = 1,00M và không đổi trong suốt thời gian phản ứng

a) Ở 25oC hằng số cân bằng của phản ứng (*) là KC = 4.106 Tính thời gian cần thiết để hệ đạt đến trạng thái cân bằng, nếu C = oA o

ĐỘNG HÓA HỌC

Câu 1: Ở 25oC, cho phản ứng sau: 2N2O5 (k)  4NO2 (k) + O2 (k)

Phản ứng có hằng số tốc độ k = 1,8.10–5 s–1 và được thực hiện trong bình kín có thể tích không đổi

là 20 lít Tại thời điểm ban đầu, N2O5 được cho vào đầy bình Tại thời điểm khảo sát, áp suất riêng của

N2O5 là 0,07 atm Giả sử các khí đều là khí lí tưởng

a) Viết phương trình động học của phản ứng trên

2 5 phân hủy = 3,093.10–6.20.6,022.1023  3,725.1019 phân tử

Câu 2: Khí CO là nguyên nhân chính dẫn đến chết ngạt trong các đám cháy vì CO kết hợp với hemoglobin có trong máu người theo phản ứng sau:

3CO + 4Hb  Hb4(CO)3

Hợp chất Hb4(CO)3 rất bền nên làm giảm khả năng vận chuyển oxi của máu Đề nghiên cứu động học của phản ứng trên, người ta tiến hành một số thí nghiệm ở 20oC Kết quả của các thí nghiệm được cho trong bảng sau:

Thí nghiệm Nồng độ (mol.l–1) Tốc độ tiêu thụ Hb

a) Viết phương trình động học của phản ứng trên và tính hằng số tốc độ của phản ứng trên

b) Tính tốc độ của phản ứng ở 20oC khi nồng độ của CO là 1,30 mol.l–1 và Hb là 3,2 mol.l–1

Câu 3: Một trong các phản ứng gây ra sự phá hủy tầng ozon của khí quyển là :

NO + O3  NO2 + O2

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

.s–1)

a) Xác định phương trình động học của phản ứng trên

b) Tính hằng số tốc độ trung bình k của phản ứng trên

a) Hãy chứng tỏ phản ứng (1) là phản ứng bậc một và tính hằng số tốc độ của phản ứng này

b) Tính thời gian nửa phản ứng của phản ứng (1)

Hướng dẫn giải a) Nếu phản ứng (1) là phản ứng bậc một thì sẽ tuân theo định luật động học là:

Tại thời điểm t phút: 312 – x x x x

Câu 5: Cho phản ứng sau: A + B  C + D (1)

Phương trình động học của phản ứng trên có dạng là: v = k[A][B]

a) Trộn V lít dung dịch A với V lít dung dịch B (có cùng nồng độ 1M)

- Nếu thực hiện phản ứng ở 333,2K thì sau 2 giờ, nồng độ của chất C là 0,215M Tính hằng số tốc độ của phản ứng trên

- Nếu thực hiện phản ứng ở 343,2K thì sau 1,33 giờ, nồng độ của chất A giảm đi hai lần so với ban đầu Tính năng lượng hoạt hóa của phản ứng trên (theo kJ.mol–1)

b) Trộn V lít dung dịch chất A với 2V lít dung dịch chất B (có cùng nồng độ 1M) ở nhiệt độ

333,2K Hỏi sau bao lâu thì chất A phản ứng hết 90%?

Hướng dẫn giải a) CoACoB0 5, M

Ở 25oC, đo nồng độ A trong hai dung dịch ở các thời điểm t khác nhau, thu được kết quả:

Dung dịch 1: [A]o = 1,27.10-2 mol.l–1 và [B]o = 0,260 mol.l–1

a) Hãy chứng minh phản ứng (1) là phản ứng bậc hai

b) Cho dung dịch 3: [A]o = 3,62.10-2 mol.l–1 và[B]o = 0,495 mol.l–1

- Tính tốc độ đầu của phản ứng (1)

- Sau thời gian bao lâu thì nồng độA giảm đi một nửa?

Hướng dẫn giải

a) Phương trình động học của phản ứng có dạng là: v = k[A]x[B]y

Ở cả hai dung dịch, [B]o [A]o nên phương trình động học của phản ứng có dạng là:

v = k’[A]x với k’ = k[B]oyNếu phản ứng (1) là phản ứng bậc hai thì v = k’[A]2 và tuân theo định luật động học là:

e e

2 1

/ /

a) Giả thiết rằng, phản ứng (1) xảy ra theo cơ chế sau:

ClO– + H2O kk



1 1

Cơ chế trên có phù hợp với kết quả thực ngiệm hay không?

b) Khi [I–]o rất nhỏ so với [ClO–]o và [OH–]o thì thời gian để nồng độ I– còn lại 6,25% so với ban đầu sẽ gấp bao nhiêu lần thời gian cần thiết để 75% lượng I– ban đầu mất đi do phản ứng (1)?

Hướng dẫn giải a) Giai đoạn (2) quyết định tốc độ của phản ứng: v = k2[I–][HClO] (*)

 Cơ chế đã cho phù hợp với thực nghiệm

b) Vì [I–]o rất nhỏ so với [ClO–]o và [OH–]o nên [ClO–]o = const và [OH–]o = const

 v = k’[I–] với k’ k[ClO ] [OH ] o  o

 9I +  BrO + 6H   3I + Br + 3H O  (I)

a) Thực nghiệm cho biết, ở một nhiệt độ xác định, biểu thức tốc độ của phản ứng có dạng:

+ 3

- Cho biết bậc của phản ứng (I) Bậc của phản ứng bằng bao nhiêu nếu phản ứng được thực

hiện trong dung dịch đệm có pH = 3?

- Nếu thực hiện phản ứng trong dung dịch đệm có pH < 7 thì năng lượng hoạt hóa của phản

ứng có thay đổi không? Giải thích

b) Cơ chế của phản ứng (I) được đề nghị như sau:

k k

- Có thể áp dụng nguyên lí nồng độ ổn định cho các tiểu phân trung gian H BrO2 3 và IBrO2

được không? Giải thích

- Chứng minh rằng cơ chế này phù hợp với biểu thức tốc độ thực nghiệm ở trên, từ đó tìm biểu

thức tính hằng số tốc độ của phản ứng (I)

Hướng dẫn giải a) Từ biểu thức: v d[BrO ] k[H ] [BrO ][I ]

b) H BrO2 3 được tạo ra ở giai đoạn nhanh (1) và bị tiêu thụ ở giai đoạn chậm (2) nên không thể áp dụng nguyên lí nồng độ ổn định cho tiểu phân này được

2

IBrO được tạo ra ở giai đoạn chậm (2) và bị tiêu thụ ở giai đoạn nhanh (3) nên có thể áp dụng nguyên

lí nồng độ ổn định đối với tiểu phân này

Thay (*) vào (b) v k [H BrO ][I ] k k [H ] [BrO ][I ]

k

19Vậy cơ chế được đề nghị phù hợp với quy luật động học thực nghiệm

Câu 10: Để phân hủy H2O2 với xúc tác là ion I– trong dung dịch có môi trường trung tính, người ta trộn dung dịch H2O2 3% (chấp nhận tương đương với 30 gam H2O2 trong 1 lít dung dịch) và dung dịch

KI 0,1M với nước theo tỉ lệ khác nhau về thể tích để tiến hành thí nghiệm xác định thể tích khí O2

thoát ra Kết quả thực nghiệm thu được ở 298K và 1 atm như sau:

a) Xác định bậc của phản ứng phân hủy đối với H2O2 và đối với chất xúc tác I–

b) Viết phương trình phản ứng xảy ra và biểu thức tính tốc độ phản ứng

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

Hướng dẫn giải a) Phương trình động học có dạng là: v d[O ] k[H O ] [I ]a b

Câu 11: Cho phản ứng sau xảy ra trong nước: 2Fe3+ + Sn2+  2Fe2+ + Sn4+ (1) Khi nồng độ của

Fe2+ rất lớn so với nồng độ của Fe3+ thì phương trình động học của phản ứng (1) được xác định theo thực nghiệm là v = k[Fe3+]2[Sn2+][Fe2+]–1

a) Giả sử phản ứng (1) xảy ra theo cơ chế sau:

Fe3+ + Sn2+ k

k

1 1

Fe3+ + Sn3+ k 2 Fe2+ + Sn4+ (b)

Hãy chứng minh cơ chế trên phù hợp với kết quả thực nghiệm Biết hằng số tốc độ k2 là rất nhỏ

b) Có thể tính được k2 theo k (trong phương trình động học thực nghiệm) và hằng số cân bằng K của phản ứng (a) hay không?

Hướng dẫn giải a) v d[Sn ] k [Fe ][Sn ]

Áp dụng nguyên lí nồng độ ổn định cho tiểu phân trung gian Sn3+:

d[Sn ] k [Fe ][Sn ] k [Fe ][Sn ] k [Fe ][Sn ]

với k k k

k

 1 2 1Vậy cơ chế đã cho phù hợp với thực nghiệm

5 6

Thay (2), (4) vào (3) d[HON] k [NO] k [HON][H ] [HON] k [NO] [H ]

Vậy cơ chế 1 không phù hợp với thực nghiệm

Cơ chế 2: Giai đoạn xảy ra chậm quyết định tốc độ phản ứng

k’[NO]2[H2] với k’ k k

k

 5 7 6

Vậy cơ chế 2 phù hợp với thực nghiệm

Câu 13: Để nghiên cứu động học của phản ứng: 2[Fe(CN)6]3− + 2I− 2[Fe(CN)6]4− + I2 (*) Người ta đo tốc độ đầu của sự hình thành iot ở bốn hỗn hợp dưới đây Các hỗn hợp ban đầu không chứa iot

a) Xác định giá trị của a, b, c, d và hằng số tốc độ trung bình phản ứng k

b) Cơ chế sau đây đã được đề xuất cho phản ứng (*):

[Fe(CN)6]3− + 2I− 1

1

k

k  [Fe(CN)6]4− + I2 (1) [Fe(CN)6]3− + I2 k 2 [Fe(CN)6]4− + I2 (2) Trong hai phản ứng trên, phản ứng nào xảy ra chậm và phản ứng nào xảy ra nhanh? Giải thích

Hướng dẫn giải a)

2 1

 Cơ chế đã cho phù hợp với thực nghiệm khi k2 k1k 1

Vậy phản ứng (1) xảy ra nhanh và phản ứng (2) xảy ra chậm

Câu 14: Thực nghiệm cho biết sự nhiệt phân ở pha khí: 2N2O5

o

t

 4NO2 + O2 (*) là phản ứng một chiều bậc nhất Cơ chế được thừa nhận rộng rãi của phản ứng này là

N2O5 k 1 NO2 + NO3 (1)

NO2 + NO3 k1 N2O5 (2)

NO2 + NO3 k 2 NO + NO2 + O2 (3)

N2O5 + NO k3 3NO2 (4)

a) Áp dụng sự gần đúng trạng thái dừng cho NO và NO3 ở cơ chế trên, hãy thiết lập biểu thức tốc

độ của phản ứng (*) theo N2O5 Kết quả đó có phù hợp với thực nghiệm không?

b) Giả thiết rằng năng lượng hoạt hóa của (2) bằng 0 và của (3) bằng 41,57 kJ.mol–1 Biết số va chạm giữa các phân tử của (3) xem như gấp 2 lần so với số va chạm giữa các phân tử của (2) Hãy tính

tỉ số k–1/k2 tại 350K

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 phản ứng (*) trong đó có hằng số cân bằng hóa học K

Hướng dẫn giải a) d[N O ] k [N O ] k [NO ][NO ] k [N O ][NO]

dt2 5     

Áp dụng nguyên lí nồng độ ổn định cho tiểu phân trung gian NO và NO3:

và hình 2; nồng độ chất xúc tác CX = 1,00M và không đổi trong suốt thời gian phản ứng

a) Ở 25oC hằng số cân bằng của phản ứng (*) là KC = 4.106 Tính thời gian cần thiết để hệ đạt đến trạng thái cân bằng, nếu C = oA o

cân bằng), coi (*) là phản ứng một chiều

CÂN BẰNG HÓA HỌC Câu 1: Hãy cho biết phản ứng 2Ni (l) + O2 (k) 2NiO (r) ở 1627 oC có thể tự diễn biến theo chiều thuận được không nếu áp suất riêng phần của O2 nhỏ hơn 150 Pa?

Câu 2: Cho cân bằng: Me3XBMe3 (k) Me3X (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 (X là nitơ): Kp1 = 4,72.104 Pa; 0

1

S

 = 191,3 J.K–1.mol–1

Me3PBMe3 (X là photpho): Kp2 = 1,28.104 Pa; S02 = 167,6 J.K–1.mol–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?

Cho po = 1 atm = 1,013.105 Pa

Câu 3: Ở nhiệt độ cao, NH4Cl bị phân hủy như sau:

b) Tính số mol của N2 và NH3, biết trong hệ có 500 mol H2 (làm tròn kết quả về số nguyên)

c) Thêm 10 mol H2 vào hệ này đồng thời giữ áp suất toàn phần và nhiệt độ không đổi Hãy dùng các phép tính để cho biết cân bằng dịch chuyển theo chiều nào? Cho po = 1 atm = 1,013.105 Pa

Câu 5: Sunfuryl điclorua (SO2Cl2) là một hóa chất phổ biến trong phản ứng clo hóa Cho phản ứng phân hủy của SO2Cl2 ở 350oC và 2 atm như sau:

SO2Cl2 (k) SO2 (k) + Cl2 (k) Kp = 50 atm Tính độ phân li của SO2Cl2 trong hệ khi phản ứng trên đạt trạng trái cân bằng

Câu 6: Cho 1 mol CO2 và một lượng dư C vào trong một bình kín chân không ở 727oC thì xảy ra cân bằng hóa học sau:

C (r) + CO2 (k) 2CO (k) Kp = 1,41 a) Tính tỉ lệ CO2 đã phản ứng khi đạt trạng thái cân bằng Biết áp suất của hệ lúc cân bằng là 1 atm b) Tính các hằng số cân bằng KC và KX ở 727oC

Câu 7: Xét cân bằng hóa học sau:

2SO2 (k) + O2 (k) 2SO3 (k)

Người ta cho vào một bình kín (dung tích 3 lít) hỗn hợp gồm 0,20 mol SO3 và 0,15 mol SO2 Khi cân bằng hóa học được thiết lập tại 25oC thì áp suất trong bình là 3,20 atm

a) Tính phần trăm thể tích của O2 trong hệ khi đạt cân bằng

b) Tính hằng số cân bằng KC của phản ứng trên ở 25oC

c) Cũng ở 25oC, người ta cho vào bình trên một lượng SO3 Khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng thì trong hệ có 0,105 mol O2 Tính tỉ lệ SO3 bị phân hủy và áp suất chung của hệ

Câu 8: Cho cân bằng hóa học trong một bình kín như sau:

N2O4 (k) 2NO2 (k) (1) a) Ở 27oC, hằng số cân bằng của phản ứng (1) là Kp = 0,17 atm và áp suất chung của hệ là 1 atm Tính phần trăm thể tích của mỗi khí trong hệ

b) Ở 45oC, hỗn hợp khí trong bình khi đạt cân bằng có tỉ khối so với H2 là 33,4 và áp suất chung của hệ là 1 atm Tính độ phân li của N2O4

c) Tính H của phản ứng (1), giả sử hiệu ứng nhiệt của phản ứng không phụ thuộc vào nhiệt độ d) Mô tả và giải thích hiện tượng xảy ra khi hạ nhiệt độ của hệ từ 45oC xuống 0oC

Câu 9: Cho cân bằng hóa học sau: PCl5 (k) PCl3 (k) + Cl2 (k)

a) Tính hằng số cân bằng Kp của phản ứng trên ở 200oC Biết rằng ở nhiệt độ này, độ phân li của PCl5 là 0,485 và áp suất chung của hệ khi đạt cân bằng là 1 atm

b) Cho 2,085 gam PCl5 vào bình chân không dung tích 0,2 lít ở 200oC Tính áp suất chung của hệ khi đạt cân bằng

Câu 10: Ở 1020K, hai cân bằng hóa học sau cùng tồn tại trong một bình kín:

a) Tính áp suất riêng phần của các khí trong hệ khi đạt cân bằng

b) Cho 1,0 mol Fe; 1,0 mol C; 1,2 mol CO2 vào bình chân không dung tích 20,0 lít ở 1020K Tính

số mol của các chất trong hệ khi đạt cân bằng

Câu 11: Cho 1 mol CaCO3 và 1 mol C vào bình chân không dung tích 22,4 lít ở 820oC thì xảy ra hai cân bằng hóa học sau:

CaCO3 (r) CaO (r) + CO2 (k) Kp1 = 0,2

a) Tính số mol của các chất trong hệ khi đạt cân bằng

b) Bình chân không phải có dung tích bao nhiêu để sự phân hủy CaCO3 bắt đầu xảy ra hoàn toàn?

Câu 12: Cho 36,25 gam NH4I vào bình kín chân không dung tích 3 lít ở 600K thì xảy ra hai cân bằng hóa học sau:

NH4I (r) NH3 (k) + HI (k) Kp1 = 1,69

64a) Tính áp suất riêng phần của các khí và áp suất toàn phần trong hệ khi đạt cân bằng

b) Tính khối lượng NH4I còn lại trong hệ khi đạt cân bằng

Câu 13: Đun nóng hỗn hợp khí gồm O2 và SO2 có chất xúc tác, xảy ra phản ứng:

100oC

c) Cân bằng (1) sẽ chuyển dịch như thế nào trong các trường hợp sau:

- Cho một lượng He vào bình phản ứng để áp suất khí trong bình tăng gấp đôi?

- Giả thiết thể tích bình tăng gấp đôi, lượng He cho vào bình phản ứng chỉ để giữ cho áp suất tổng không đổi?

Cho các số liệu nhiệt động ở 25oC như sau:

Khí Hof (kJ.mol–1) S (J.Ko –1.mol–1)

Câu 14: Ở 1396K và áp suất 1,01325.105 Pa, độ phân li của hơi nước thành hiđro và oxi là 0,567.10–4

độ phân li của cacbon đioxit thành cacbon oxit và oxi là 1,551.10–4 Trong một bình kín (ở điều kiện nhiệt độ và áp suất như trên) có chứa cacbon oxit và hơi nước với tỉ lệ thể tích bằng nhau Hãy tính phần trăm thể tích của các khí trong hệ (ở trạng thái cân bằng tại 1396K) được tạo thành theo phản ứng sau:

CO (k) + H2O (k) H2 (k) + CO2 (k)

Câu 15: Hai xi lanh A và B được đậy chặt bằng piston Xi lanh A chứa hỗn hợp khí gồm CO2 và H2

theo tỉ lệ mol 1 : 1 Xi lanh B chứa khí C3H8 Nung nóng cả hai xi lanh đến 527oC thì xảy ra các phản ứng sau:

CO2 (k) + H2 (k) CO (k) + H2O (k) KC1 = 2,5.10–1

C3H8 (k) C3H6 (k) + H2 (k) KC2 = 1,3.10–3Khi đạt tới cân bằng, áp suất ở hai xi lanh bằng nhau và phần trăm thể tích của C3H8 trong xi lanh B bằng 80%

a) Tính nồng độ cân bằng của các chất và áp suất toàn phần trong xi lanh B khi đạt tới cân bằng b) Tính nồng độ cân bằng của các chất trong xi lanh A

c) Dùng piston để giảm thể tích của mỗi xi lanh còn một nửa thể tích ban đầu (nhiệt độ không đổi) Tính áp suất toàn phần tại thời điểm cân bằng trong mỗi xi lanh

CÂN BẰNG HÓA HỌC Câu 1: Hãy cho biết phản ứng 2Ni (l) + O2 (k) 2NiO (r) ở 1627 oC có thể tự diễn biến theo chiều thuận được không nếu áp suất riêng phần của O2 nhỏ hơn 150 Pa?

Cho:Gohình thành(NiO) ở 1627 oC là –72,1 kJ mol–1; Áp suất chuẩn po = 1,01325.105 Pa; 0oC trong thang Celsius là 273,15K

Vậy phản ứng có thể tự diễn biến theo chiều thuận khi 11 Pa < pO

2< 150 Pa

Câu 2: Cho cân bằng: Me3XBMe3 (k) Me3X (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 (X là nitơ): Kp1 = 4,72.104 Pa; S1o = 191,3 J.K–1.mol–1

Me3PBMe3 (X là photpho): Kp2 = 1,28.104 Pa; So2 = 167,6 J.K–1.mol–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?

Cho po = 1 atm = 1,013.105 Pa

Hướng dẫn giải

o p

H và S và của phản ứng trên ở 427oC Giả sử trong khoảng 400 – 500oC, H và S không phụ thuộc vào nhiệt độ Cho po = 1 atm = 1,01325.105 Pa

Vậy ở cả hai nhiệt độ trên, trong bình đều xảy ra cân bằng hóa học

Câu 4: Xét cân bằng hóa học sau ở 400K:

b) Tính số mol của N2 và NH3, biết trong hệ có 500 mol H2 (làm tròn kết quả về số nguyên)

c) Thêm 10 mol H2 vào hệ này đồng thời giữ áp suất toàn phần và nhiệt độ không đổi Hãy dùng các phép tính để cho biết cân bằng dịch chuyển theo chiều nào? Cho po = 1 atm = 1,013.105 Pa

G < 0  Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận

Câu 5: Sunfuryl điclorua (SO2Cl2) là một hóa chất phổ biến trong phản ứng clo hóa Cho phản ứng phân hủy của SO2Cl2 ở 350oC và 2 atm như sau:

SO2Cl2 (k) SO2 (k) + Cl2 (k) Kp = 50 atm Tính độ phân li của SO2Cl2 trong hệ khi phản ứng trên đạt trạng trái cân bằng

Hướng dẫn giải

SO2Cl2 (k) SO2 (k) + Cl2 (k) Kp = 50 atm Ban đầu: 1

Cân bằng: 1 –   

1 41 0 082 1000 1 7 10 và KX ,  1 ,

Câu 7: Xét cân bằng hóa học sau:

2SO2 (k) + O2 (k) 2SO3 (k) Người ta cho vào một bình kín (dung tích 3 lít) hỗn hợp gồm 0,20 mol SO3 và 0,15 mol SO2 Khi cân bằng hóa học được thiết lập tại 25oC thì áp suất trong bình là 3,20 atm

a) Tính phần trăm thể tích của O2 trong hệ khi đạt cân bằng

b) Tính hằng số cân bằng KC của phản ứng trên ở 25oC

c) Cũng ở 25oC, người ta cho vào bình trên một lượng SO3 Khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng thì trong hệ có 0,105 mol O2 Tính tỉ lệ SO3 bị phân hủy và áp suất chung của hệ

2

SO 2

b) Ở 45oC, hỗn hợp khí trong bình khi đạt cân bằng có tỉ khối so với H2 là 33,4 và áp suất chung của hệ lúc này là 1 atm Tính độ phân li của N2O4

c) Tính H của phản ứng (1), giả sử hiệu ứng nhiệt của phản ứng không phụ thuộc vào nhiệt độ d) Mô tả và giải thích hiện tượng xảy ra khi hạ nhiệt độ của hệ từ 45oC xuống 0oC

Câu 9: Cho cân bằng hóa học sau: PCl5 (k) PCl3 (k) + Cl2 (k)

a) Tính hằng số cân bằng Kp của phản ứng trên ở 200oC Biết rằng ở nhiệt độ này, độ phân li của PCl5 là 0,485 và áp suất chung của hệ khi đạt cân bằng là 1 atm

b) Cho 2,085 gam PCl5 vào bình chân không dung tích 0,2 lít ở 200oC Tính áp suất chung của hệ khi đạt cân bằng

Hướng dẫn giải

a) Xét cân bằng hóa học sau:

PCl5 (k) PCl3 (k) + Cl2 (k) Ban đầu: 1

Cân bằng: 1 – 

’

a) Tính áp suất riêng phần của các khí trong hệ khi đạt cân bằng

b) Cho 1,0 mol Fe; 1,0 mol C; 1,2 mol CO2 vào bình chân không dung tích 20,0 lít ở 1020K Tính

số mol của các chất trong hệ khi đạt cân bằng

2 1

cân bằng hóa học sau:

CaCO3 (r) CaO (r) + CO2 (k) Kp1 = 0,2

a) Tính số mol của các chất trong hệ khi đạt cân bằng

b) Bình chân không phải có dung tích bao nhiêu để sự phân hủy CaCO3 bắt đầu xảy ra hoàn toàn?

Hướng dẫn giải

a)

CO CO

CO

K p , atm

p , atmp

1

2 2

0 2

0 2

2 0 63

CaCO3 (r) CaO (r) + CO2 (k) Kp1 = 0,2 Ban đầu: 1

b) Tính khối lượng NH4I còn lại trong hệ khi đạt cân bằng

Cân bằng: 0,25 – x x x – 2y

2HI (k) H2 (k) + I2 (k) KC2 = 1

64 Cân bằng: x – 2y y y

0 089 2 0 0089 0 082 600

1 17 1 46 1 17 0 15 0 15 2 933

0 0089 0 082 600

0 153

100oC

c) Cân bằng (1) sẽ chuyển dịch như thế nào trong các trường hợp sau:

- Cho một lượng He vào bình phản ứng để áp suất khí trong bình tăng gấp đôi?

- Giả thiết thể tích bình tăng gấp đôi, lượng He cho vào bình phản ứng chỉ để giữ cho áp suất tổng không đổi?

Cho các số liệu nhiệt động ở 25oC như sau:

Câu 14: Ở 1396K và áp suất 1,01325.105 Pa, độ phân li của hơi nước thành hiđro và oxi là 0,567.10–4

độ phân li của cacbon đioxit thành cacbon oxit và oxi là 1,551.10–4 Trong một bình kín (ở điều kiện nhiệt độ và áp suất như trên) có chứa cacbon oxit và hơi nước với tỉ lệ thể tích bằng nhau Hãy tính phần trăm thể tích của các khí trong hệ (ở trạng thái cân bằng tại 1396K) được tạo thành theo phản ứng sau:

K1 2 1

CO (k) + 1

2O2 (k) CO2 (k)

/ p

K 1 2 2

Câu 15: Hai xi lanh A và B được đậy chặt bằng piston Xi lanh A chứa hỗn hợp khí gồm CO2 và H2

theo tỉ lệ mol 1 : 1 Xi lanh B chứa khí C3H8 Nung nóng cả hai xi lanh đến 527oC thì xảy ra các phản ứng sau:

CO2 (k) + H2 (k) CO (k) + H2O (k) KC1 = 2,5.10–1

C3H8 (k) C3H6 (k) + H2 (k) KC2 = 1,3.10–3Khi đạt tới cân bằng, áp suất ở hai xi lanh bằng nhau và phần trăm thể tích của C3H8 trong xi lanh B bằng 80%

a) Tính nồng độ cân bằng của các chất và áp suất toàn phần trong xi lanh B khi đạt tới cân bằng b) Tính nồng độ cân bằng của các chất trong xi lanh A

c) Dùng piston để giảm thể tích của mỗi xi lanh còn một nửa thể tích ban đầu (nhiệt độ không đổi) Tính áp suất toàn phần tại thời điểm cân bằng trong mỗi xi lanh

A A

ĐẠI CƯƠNG VỀ HÓA HỌC PHÂN TÍCH Câu 1: Cho các cân bằng:

Câu 2: Cho các cân bằng:

Ag(NH )3 22CH COOH3 Ag2CH COO3 2NH4 K1 = 101,74

Tính hằng số K của cân bằng sau: CH3COOH CH3COO– + H+

Câu 3: Tính nồng độ cân bằng của các ion trong dung dịch bão hòa AgBr và AgSCN

Cho: pKs (AgBr)12,3; pKs (AgSCN)12,0

Câu 4: Tính độ tan của AgSCN trong dung dịch NaCl 0,01M

Cho: pKs (AgCl)10,00; pKs (AgSCN)11,96

Câu 5: Trong dung dịch chứa hỗn hợp gồm Fe3+ 0,001M; Sn2+ 0,01M; Fe2+ 1,0 M và H+ 1,0M có xảy

ra cân bằng sau:

2Fe3+ + Sn2+ 2Fe2+ + Sn4+ K = 1020,84Tính nồng độ cân bằng của các ion trong dung dịch sau phản ứng

Câu 6: Thêm 1 ml dung dịch NaOH 0,20M vào 1 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm HCl 0,05M và

CH3COOH 0,18M Tính pH của dung dịch thu được Cho: pKa (CH COOH) ,

Câu 7: Tính độ tan của CuS trong:

Câu 8: Cho 7,14 gam KBr vào 1 lít dung dịch chứa hỗn hợp gồm K2Cr2O7 0,010; H2SO4 1,0M và

Cr2(SO4)3 0,001M Giả sử thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể, bỏ qua các quá trình tạo phức hiđroxo Đánh giá thành phần cân bằng của hỗn hợp sau phản ứng

Câu 10: Dung dịch X chứa Fe3+ 0,01M và F– 1,0M

a) Tính nồng độ cân bằng của các ion trong dung dịch X

b) Thêm 1 ml dung dịch NH4SCN 0,1M vào 1 ml dung dịch X Hỏi có xuất hiện màu đỏ của phức

FeSCN2+ không? Biết rằng, màu đỏ của phức trên chỉ xuất hiện khi nồng độ của nó lớn hơn 7.10–6M Chấp nhận bỏ qua sự tạo phức hiđroxo của Fe3+