c Cân bằng sẽ dịch chuyển thế nào nếu thêm một lượng He vào bình trong hai trường hợp: a Cho tới khi áp suất tăng gấp đôi nhiệt độ và thể tích bình không đổi b Khi tăng thể tích bình lên[r]
Trang 1BÀI TẬP LÝ THUYẾT VỀ PHẢN ỨNG HÓA HỌC
1 a) Nhiêt đốt cháy benzen lỏng ở P = 1 at và t = 250C bằng – 3271,9 kJ/mol Tính nhiệt đốt cháy đẳng tích của benzen ở t = 250C Chấp nhận các sản phẩm khí của sự đốt cháy đều là khí lí tưởng
b) Tính hiệu ứng nhiệt của quá trình hiđro hóa etilen thành etan ở nhiệt độ T = 400 K, biết rằng tại nhiệt độ đó nhiệt hình thành (Hht) của etilen và của etan lần lượt bằng 49,23 kJ/mol và – 89,62 kJ/mol
2 a) Tính hiệu ứng nhiệt ở 250C của phản ứng 2Al + Fe2O3 2Fe + Al2O3, biết (ΔHH0ht ,298
)Al2O3=− 1667 , 82 kJ/mol;
(ΔHH0ht ,298
)Fe2O3=− 819 ,28 kJ/mol
điều kiện đã cho về nhiệt độ và áp suất, biết rằng nhiệt hình thành chuẩn ở 250C của CO2(k), H2O(l) lần lượt bằng -393,5 và -285,8 kJ/mol
c) Tính (ΔHH0ht ,298)C6H12O6 (r )biết: (ΔHH đc ,2980 )C6H12O6 (r )=− 2805 kJ/mol; (ΔHH0ht ,298)CO2 (k)=−393 , 5 kJ/mol;
(ΔHH0ht ,298)H2O (l )=−285 , 8kJ/mol
3 Tình nhiệt hình thành (Hht) của SO3 biết:
4 a) Tính nhiệt hình thành chuẩn của axetilen dựa vào hiệu ứng nhiệt của các phản ứng cho dưới đây:
2C2H2(k) + 5O2 (k) 4CO2 (k) + 2H2O(l) (1) ΔHH10 = - 2602 kJ
C (r) + O2 (k) CO2 (k) (2) ΔHH20 = -393,5 kJ
H2 (k) +
1
2 O2 (k) H2O(l) (3) ΔHH3
0
= -285,8 kJ b) Cho: C2H6 (k) +
7
2 O2 (k) 2CO2 (k) + 3H2O (k) H0 = 1427,7 kJ
và nhiệt hoá hơi chuẩn của nước lỏng là 44 kJ.mol1 Tính giá trị H0 của phản ứng:
C2H6 (k) +
7
2 O2 (k) 2CO2 (k) + 3H2O (l)
5 Ở 250C và 1atm nhiệt đốt cháy của khí xiclopropan (C3H6), của than chì và của hiđro lần lượt bằng – 2091,372; – 393,513 và – 285,838 kJ/mol Cũng trong điều kiện này nhiệt hình thành của propen khí bằng 20,414 kJ/mol Tính:
a) Nhiệt hình thành của khí xiclopropan ở 250C
b) Hiệu ứng nhiệt của phản ứng đồng phân hoá xiclopropan (k) ⃗❑propen (k)?
6 Xét phản ứng: CH4(k) + H2O(k) CO(k) + 3H2(k) Biết: nhiệt hình thành chuẩn ở 250C của CH4(k), H2O(k) và CO(k)
lần lượt bằng -74,8 ; -241,8 và -110,5 kJ/mol; entropi chuẩn ở 250C 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
a) Tính H0 và S0 của phản ứng ở 250C
b) Tính ΔHG3730 của phản ứng, chấp nhận rằng H0 và S0 không phụ thuộc T
c) Tại nhiệt độ nào thì phản ứng đã cho có khả năng tự diễn biến ở điều kiện chuẩn
7 a) Tính năng lượng mạng lưới tinh thể ion của muối BaCl2 từ các dữ kiện sau:
(ΔHH0ht)BaCl2 (TT )=− 860 ,2 kJ/mol; ECl-Cl = 238,5 kJ/mol; (ΔHHth)Ba=192 ,5kJ/mol; (I1)Ba=501 , 2 kJ/mol; (I2)Ba=962, 3
kJ/mol; ECl = - 364 kJ/mol
b) Tính năng lượng mạng lưới tinh thể ion của CaCl2, biết rằng:
(ΔHH0ht
)CaCl2 (TT )=−795kJ/mol; ECl-Cl = 238,5 kJ/mol; ECl = - 364 kJ/mol; (ΔHHth)Ca=192kJ/mol; ( I )Ba=I1+I2=1745 kJ/
mol;
8 Tính năng lượng liên kết trung bình CH và CC từ các kết quả thực nghiệm sau: (Các kết quả đều đo được ở
298K và 1atm)
(ΔHH đc ,2980
)CH4=− 801, 7 kJ/mol; (ΔHH đc ,2980
)C2H6=− 1412 ,7kJ/mol; (ΔHH đc ,2980
)H2=− 241 ,5kJ/mol
(ΔHH đc ,2980
)C=− 393 , 4kJ/mol; (ΔHH0th, 298
)C=715 kJ/mol; EH-H = 431,5 kJ/mol
9 Nhiệt dung đẳng áp của khí hiđro, khí oxi và hơi nước lần lượt bằng 28,8 J/K.mol; 29,3J/K.mol; 33,6 J/K.mol.
Biến thiên entanpi hình thành hơi nước ở 250C bằng – 241,82 kJ/mol Tính biến thiên entanpi hình thành hơi nước
ở 1000C
10 Cho phản ứng: H2 + I2 2HI
Trang 2a) Viết biểu thức của định luật tốc độ đối với phản ứng đã cho biết:
- Nếu tăng nồng độ của H2 lên gấp đôi và giữ nguyên nồng độ I2 thì tốc độ phản ứng tăng gấp đôi
- Nếu tăng nồng độ của I2 lên gấp đôi và giữ nguyên nồng độ H2 thì tốc độ phản ứng tăng gấp đôi
b) Tính bậc của phản ứng đối với H2, I2 và bậc tổng quát của phản ứng
c) Ở 508oC, nếu C I2= 0,05M, C H2= 0,04M thì tốc độ phản ứng là 3,2.10-4.mol.l-1.s-1 Như vậy nếu ban đầu nồng độ mỗi chất đều bằng 0,04M thì thời gian để 50% H2 phản ứng là bao nhiêu ?
d) Tốc độ phản ứng thay đổi thế nào nếu thể tích của hệ phản ứng giảm 1/2
11 a) Người ta cho vào bình cầu 0,05mol CH3COOCH3 và 0,05mol NaOH tan trong 1 lít nước Sau 3,7 phút nồng
nhiệt độ không đổi Cho biết nếu tăng nồng độ của 1 trong 2 chất lên gấp đôi thì tốc độ phản ứng cũng tăng gấp đôi
b) Ở 913K, hằng số tốc độ phản ứng đehidro hóa metylamin: H3CNH2 HCN + 2H2 bằng 5.10-3 giây-1 Tính thời gian để nồng độ metylamin giảm đi 2 lần
12 Đimetyl ete phân hủy theo quy luật động học của phản ứng bậc 1:
(CH3)2O(k) ⃗❑ CH4(k) + CO(k) + H2(k)
Cho vào bình kín thể tích không đổi ở nhiệt độ T một lượng ete thì áp suất ban đầu trong bình là 300 mmHg Sau
10 giây, áp suất trong bình là 308,1 mmHg Hỏi sau bao lâu thì áp suất trong bình đạt 608,1 mmHg ?
13 Tiến hành phân hủy đimetyl ete: (CH3)2O(k) ⃗❑ CH4(k) + CO(k) + H2(k), trong một bình kín ở 504oC và đo
áp suất của hệ người ta thu được kết quả sau:
a) Chứng minh rằng phản ứng phân hủy đimetyl ete là phản ứng bậc một
b) Tính hằng số tốc độ của phản ứng ở 504oC c) Tính áp suất P của hệ và % đimetyl ete bị phân hủy sau 460 s
14 Etilen oxit bị nhiệt phân theo phương trình sau:
CH2 - CH2(k) CH4(k) + CO(k)
O
ở 687K áp suất chung (P) của hỗn hợp phản ứng biến đổi theo thời gian (t) như sau:
a) Hãy chứng tỏ rằng phản ứng phân huỷ C2H4O có bậc 1 và tính hằng số tốc độ (k687)
b) Tính thời gian nửa phản ứng, t1/2, ở 687 K
c) Biết rằng khi phản ứng thực hiện ở 710 K, tỉ lệ hằng số tốc độ phản ứng: k687
k710=0 , 02 Tính năng lượng hoạt hóa,
Ea, của phản ứng
15 Người ta nghiên cứu phản ứng xà phòng hóa etyl fomiat (HCOOC2H5) ở 25oC:
Nồng độ ban đầu của NaOH và este đều bằng 0,01M Lượng etanol tạo thành theo thời gian được biểu diễn trong bảng sau:
a) Chứng minh rằng bậc tổng cộng của phản ứng bằng 2
b) Tính hằng số tốc độ của phản ứng ở 25oC
16 Bằng phương pháp áp kế, người ta theo dõi tốc độ phân hủy N2O trên bề mặt dây vàng đốt nóng ở 9900C và thu được dữ kiện sau:
a) Giả thiết rằng sản phẩm phản ứng là N2 và O2, hãy tính áp suất cuối cùng và thời gian nửa phản ứng
b) Cũng tại nhiệt độ trên song áp suất đầu là 400 mmHg còn thời gian nửa phản ứng là 52 phút thì phản ứng sẽ diễn ra theo bậc mấy?
17 Kết quả khảo sát động học của phản ứng: A + B C + D như sau:
Trang 3Thí nghiệm 3 0,5 1,0 20.10-2
a) Xác định bậc phản ứng và tính hằng số tốc độ của phản ứng trên
b) Tính tốc độ của phản ứng khi CA = CB = 0,2 mol/l
c) Tính thời gian cần thiết để một nửa lượng chất (lấy ở câu b) phản ứng
(Trích đề chính thức kỳ thi olympic truyền thống 30-4 lần XVII-năm 2011,Hóa học 10)
18 Trong một phản ứng bậc nhất tiến hành ở 27°C, nồng độ chất đầu giảm đi một nửa sau 3000 giây Ở 37°C,
nồng độ giảm đi 2 lần sau 1000 giây Xác định:
a) Hằng số tốc độ ở 27°C
b) Thời gian để nồng độ chất phản ứng còn lại 1/4 nồng độ đầu ở 37°C
c) Hệ số nhiệt độ của hằng số tốc độ phản ứng
d) Năng lượng hoạt hóa của phản ứng
19 Để nghiên cứu động học của phản ứng thế: R-Br + H2O ⃗❑ ROH + HBr người ta theo dõi biến thiên nồng độ R-Br Các kết quả thu được như sau:
a) Tính thời gian nửa phản ứng ở 200C và ở 400C
b) Xác định bậc của phản ứng
c) Tính hằng số tốc độ của phản ứng ở 200C và 400C
d) Tính năng lượng hoạt hóa của phản ứng nghiên cứu
20 Năng lượng hoạt hóa của phản ứng tổng hợp NH3 từ H2 và N2 ở 600K khi không có chất xúc tác bằng 326 kJ/ mol Khi dung chất xúc tác W năng lượng hoạt hóa bằng 163 kJ/mol, còn xúc tác là sắt thì năng lượng hoạt hóa bằng 175 kJ/mol Hỏi tốc độ phản ứng tăng bao nhiêu lần khi dùng chất xúc tác đối với mỗi trường hợp
21 a) Một chất phóng xạ có chu kì bán hủy là 30 năm Hỏi cần một thời gian bao lâu để 99% số nguyên tử của nó
bị phân rã ?
b) Một vật X có khối lượng 70 kg, có chứa 140 g kali Trong tự nhiên đồng vị ❑1940K chiếm khoảng 0,0117%.
i) Tính khối lượng (ra mg) và số nguyên tử đồng vị ❑1940K trong mẫu vật X Biết ❑1940K có M = 39,974.
ii) ❑1940K là đồng vị phóng xạ có chu kì bán rã bằng 1,28.109 năm Tính hằng số phóng xạ của đồng vị này
iii) Tính số nguyên tử ❑1940K đã bị phân rã trong một năm (chấp nhận ex 1 – x)
22 a) Ở 1000K hằng số cân bằng Kp của phản ứng: 2SO2 + O2 2SO3, bằng 3,50 atm-1 Tính áp suất riêng lúc cân bằng của SO2 và SO3 nếu áp suất chung của hệ bằng 1 atm và áp suất cân bằng của O2 bằng 0,1 atm
Nồng độ cân bằng của H2, CO2, H2O và CO lần lượt bằng 0,600 ; 0,459; 0,500 và 0,425 mol/l
i) Tìm KC, KP của phản ứng
ii) Nếu lượng ban đầu của H2 và CO2 bằng nhau và bằng 1 mol được đặt vào bình 5 l thì nồng độ cân bằng của các chất là bao nhiêu ?
23 Ở 250C hằng số cân bằng KP đối với phản ứng: N2 + 3H2 2NH3 bằng 6,8.10-5
a) Tính G0 của phản ứng ở 250C
b) Nếu cũng ở nhiệt độ trên, áp suất đầu của N2, H2 và NH3 là 0,250 ; 0,550 và 0,950 atm Tìm G của phản
ứng
24 Cho cân bằng hóa học: N2(k) + 3H2(k) 2NH3(k) H = -92 kJ/mol
Nếu xuất phát từ hỗn hợp chứa N2 và H2 theo tỉ lệ mol 1:3, khi đạt tới trạng thái cân bằng ở điều kiện tối ưu (4500C và 300 atm) thì NH3 chiếm 36% về thể tích
a) Tính hằng số cân bằng Kp
b) Giữ nhiệt độ không đổi ở 4500C, cần tiến hành phản ứng dưới áp suất là bao nhiêu để khi đạt tới trạng thái cân bằng NH3 chiếm 50% thể tích?
c) Giữ áp suất không đổi (300 atm), cần tiến hành phản ứng ở nhiệt độ nào để khi đạt tới trạng thái cân bằng NH3
chiếm 50% về thể tích? Cho biết phương trình Van't Hoff liên hệ hai hằng số cân bằng ở 2 nhiệt độ là:
ln K2
K1=
ΔHH
R (T11−
1
T2)
(Trích đề chính thức kỳ thi olympic truyền thống 30-4 lần XVII-năm 2011,Hóa học 10)
Trang 425 Khi đun nóng amoni clorua trong bình kín thì xảy ra phản ứng:
NH4Cl(r) NH3(k) + HCl(k)
Cho biết áp suất của hệ lúc cân bằng ở 4270C là 6,0 atm, ở 4590C là 11,0 atm Các khí được xem là khí lí tưởng Tính:
a) Hằng số cân bằng KP của phản ứng ở 4270C và ở 4590C
b) G0 của phản ứng ở 4270C
H0, S0 của phản ứng ở 4270C
26 Nitrosyl clorua (NOCl) là một khí độc, khi đun nóng nó bị phân hủy theo phản ứng
2 NOCl (k) 2 NO (k) + Cl2 (k)
a) Tính hiệu ứng nhiệt đẳng tích của quá trình phân hủy hoàn toàn 1,3 mol NOCl ở 475oC
b) Tính KP của cân bằng ở 475oC
c) Ở 475oC, cho 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)
Chất ΔHH ht ,2980 (kJ/mol) S2980 (J/mol.K)
(Trích đề thi chọn HSG các trường chuyên khu vực DH & ĐB Bắc Bộ năm 2012, Hóa học10)
27 Ở 1bar và 6300C sự phân hủy khí SO3 xảy ra theo phản ứng:
2SO3 2SO2 + O2
Khi phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng, khối lượng riêng của hỗn hợp khí = 0,928 g/l
a) Hãy xác định độ phân li của SO3 (α= nSO3 pu
nSO3bđ) và các hằng số cân bằng KP, KC của phản ứng.
b) Tính ΔHG0của phản ứng ở 6300C
c) Cân bằng sẽ dịch chuyển thế nào nếu thêm một lượng He vào bình trong hai trường hợp:
a) Cho tới khi áp suất tăng gấp đôi (nhiệt độ và thể tích bình không đổi)
b) Khi tăng thể tích bình lên gấp đôi và He được thêm vào để giữ cho áp suất tổng trong bình vẫn như ban đầu (khi chưa có He; nhiệt độ không đổi)
28 Xét phản ứng: CH4(k) C (r) + 2H2 (k)
0 ht,298 CH (k )
0
298 CH (k )
(S )
= 186,26 J.mol-1.K-1 0
298 C(r)
(S )
0
298 H (k)
(S )
= 130,68 J.mol-1.K-1
a) Tính ΔHG2980 của phản ứng từ đó suy ra KP của phản ứng ở 250C
0 ht,298 CH (k )
không đổi trong khoảng nhiệt độ nghiên cứu, tính KP của phản ứng ở 500C c) Ở 250C, áp suất chung của hệ phản ứng lúc cân bằng là 0,01 atm Tính hằng số cân bằng Kx của phản ứng và độ phân li của CH4 (k)
d) Hãy cho biết chiều chuyển dịch cân bằng khi tăng áp suất chung của hệ
29 Ở 270 C, phản ứng : N2O4(k) 2NO2(k) , có hằng số cân bằng Kp = 0,17 atm
a) Tính thành phần phần trăm của hỗn hợp khí khi áp suất chung của hệ lần lượt bằng 1 atm và 10 atm
b) 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
c) 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
d) 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
30 Ở 457 K và dưới áp suất chung bằng 1 atm 5% NO2 bị phân tích theo phản ứng:
a) Tính hằng số cân bằng Kx, KP, KC của phản ứng ở 457 K
b) Tính G0 của phản ứng ở 457 K
31 Cho 0,25 mol NH4I (r) vào trong bình chân không dung tích 3lít ở 600K xảy ra 2 phản ứng sau:
NH4I (r) NH3 (k) + HI (k) (1); K1 = 1,69
2HI (k) H2 (k) + I2 (k) (2); K2 = 1/64
Trang 5a) Tính áp suất riêng phần của 4 khí và áp suất tổng cộng khi cân bằng
b) Tính khối lượng NH4I (r) còn lại khi cân bằng
32 Ở 1020K, hai phản ứng sau có thể diễn ra đồng thời:
Fe(r) + CO2(k) CO(k) + FeO(r) (2) KP2 = 1,25
Xét hệ gồm hai phản ứng trên
có giá trị xác định không phụ thuộc vào trạng thái đầu của hệ
mỗi chất trong hệ tại thời điểm cân bằng?
HƯỚNG DẪN GIẢI VÀ ĐÁP SỐ
1 a) C6H6(l) + 15
2 O2 ⃗❑ 6CO2(k) + 3H2O(l) ΔHH298
0
= - 3271,9 kJ
H = U + nRT U = H - nRT
nhiệt đốt cháy đẳng tích:
QV = U = - 3271,9 – (6 - 152 ).8,314.298.10-3 = - 3268,18 kJ/mol
b) C2H4(k) + H2(k) ⃗❑ C2H6(k)
Hiệu ứng nhiệt của phản ứng ở 400 K
H = (ΔHHht)C
2H6−(ΔHHht)C
2H4= – 89,62 – 49,23 = - 138,85 kJ/mol
2 a) 2Al + Fe2O3 2Fe + Al2O3
ΔHH2980 = (ΔHH0ht ,298
)Al2O3−(ΔHH ht , 2980
)Fe2O3=−1667 , 82 −(−819 , 28) = - 848,54 kJ b) C6H6(l) + 152 O2(k) ⃗❑ 6CO2(k) + 3H2O(l)
ΔHHpu0 =(ΔHH đc,2980 )C6H6 (l)=3(ΔHH0ht ,298)H2O (l )+6(ΔHH ht , 2980 )CO2(k) −(ΔHH ht ,2980 )C6H6 (l)
(ΔHH0ht ,298
)C6H6(l )=3(ΔHH ht , 2980
)H2O (l)+6(ΔHH ht ,2980
)CO2(k) −(ΔHH đc ,2980
)C6H6(l )
= 3.(-285,8) + 6.(-393,5) – (- 3268) = 49,6 kJ/mol c) C6H12O6 (r) + 6O2(k) 6CO2(k) + 6H2O(l)
ΔHHpu0 =(ΔHH đc,2980 )C6H12O6 (r)=6(ΔHH ht ,2980 )H2O (l)+6(ΔHH0ht ,298)CO2(k) −(ΔHH ht , 2980 )C6H12O6 (r)
(ΔHH0ht ,298
)C6H12O6(r )= -1270,8 kJ/mol
3
(*) = (a) – ((b) + (c)) (ΔHH0ht)SO3= Ha – (Hb + Hc)
(ΔHH0ht
)SO3= -389,112 kJ/mol
4 a) 2C(r) + H2(k) C2H2(k) (*) (ΔHH0ht
)C2H2 (k )
2C2H2(k) + 5O2 (k) 4CO2 (k) + 2H2O(l) (1) ΔHH10 = -2602 kJ
C (r) + O2 (k) CO2 (k) (2) ΔHH20 = -393,5 kJ
H2 (k) +
1
2 O2 (k) H2O(l) (3) ΔHH3
0
= -285,8 kJ (*) = 2(2) + (3) - 12×(1) (ΔHH0ht
)C2H2 (k ) = 2ΔHH20 + ΔHH30 - ΔHH10
b) C2H6 (k) +
7
2 O2 (k) 2CO2 (k) + 3H2O (k) H0 = 1427,7 kJ
C2H6 (k) +
7
2 O2 (k) 2CO2 (k) + 3H2O (l)
ΔHHpu0
= H0 + ΔHHhh
0
= -1295,7 kJ
Trang 65 a) C3H6(k) +9
2 O2(k) ⃗❑3CO2(k) + 3H2O(l) (ΔHH đc ,2980
)xiclopropan
(ΔHH đc ,2980 )xiclopropan= 3(ΔHH ht , 2980
)H2O(l)+3(ΔHH0ht ,298
)CO2 (k) −(ΔHH ht , 2980
)xiclopropan
(ΔHH0ht ,298
)xiclopropan=3(ΔHH ht ,2980
)H2O (l)+3(ΔHH ht , 2980
)CO2 (k ) −(ΔHH đc ,2980
)xiclopropan
Mặt khác: C(tc) + O2(k) CO2(k) (ΔHH0ht ,298)CO2 (k)=(ΔHH đc ,2980 )C(tc )
H2(k) + 1
2O2(k) H2O(k) (ΔHH0ht ,298
)H2O (k)=(ΔHH đc ,2980
)H2 (k)
(ΔHH0ht ,298
)xiclopropan=3(ΔHH đc,2980
)H2 (k)+3(ΔHH đc, 2980
)C(tc ) −(ΔHH đc,2980
)xiclopropan = 53,319 kJ/mol b) Xiclopropan (k) Propen (k) ΔHH2980 = (ΔHH0ht ,298)propen−(ΔHH ht , 2980 )xiclopropan = -32,905 kJ/mol
6 CH4(k) + H2O(k) CO(k) + 3H2(k)
a) ΔHH2980
=(ΔHH ht ,2980
)CO(k)−(ΔHH ht ,2980
)H2O (k) −(ΔHH0ht ,298
)CH4(k) = 206,1 kJ
ΔHS2980
=(S2980
)CO(k )+3(S2980
)H2 (k) −(S2980
)H2O (k) −(S2980
)CH4 (k) = 214,5 J/K
b) ΔHG3730 =ΔHH3730 − 373 ΔHS3730 =ΔHH2980 −373 ΔHS2980
= 206,1 – 373.214,5.10-3 126,09 kJ
c) Phản ứng có khả năng tự diễn biến ở điều kiện chuẩn khi ΔHG0
<0
ΔHHT0−TΔHS T0<0 T > ΔHH T
0
ΔHS T0 =
ΔHH2980
ΔHS2980 =960 , 84K
7 a) Ta có chu trình sau:
Ba(r) + Cl2(k) BaCl2(TT)
BaCl ( TT ) 0
H
Ba(k) 2Cl(k)
H Ba
ECl-Cl
2ECl
Ba2+(k) + 2Cl-(k)
I =I1+I2
- Em
ltt
Theo định luật Hess ta có: (ΔHH0ht)BaCl2 (TT )= (ΔHHth)Ba+ (I1)Ba+(I2)Ba+ ECl-Cl + 2ECl - Emltt
Emltt = (ΔHHth)Ba+ (I1)Ba+(I2)Ba+ ECl-Cl + 2ECl - (ΔHH0ht)BaCl2(TT )
= 192,5 + 501,2 + 962,3 + 238,5 + 2.(-364) – ( - 860,2) = 2026,7 kJ/mol
b) Tương tự câu a: Emltt = 2242,5 kJ/mol
8 C(r) + 2H2(k) CH4(k)
(ΔHHht)CH
4=(ΔHHđc)C (r )+2(ΔHHđc)H
2 (k ) −(ΔHHđc)CH
4 (k)
= - 393,4 – 2.241,5 + 801,7 = -74,7 kJ/mol 2C(r) + 3H2(k) C2H6(k)
(ΔHHht)C
2H6=2(ΔHHđc)C (r )+3(ΔHHđc)H
2 (k) −(ΔHHđc)C
2H6 (k)
= 2.(- 393,4) – 3.241,5 + 1412,7 = -98,6 kJ/mol
Ta có chu trình:
C(r) + 2H2(k) CH4(k)
H ht CH ( )k
C(k) + 4H(k)
H C
2EH-H
- 4E C-H
Theo định luật Hess ta có: (ΔHHht)CH
4
715+2 431 , 5+74 , 7
Trang 72C(r) + 3H2(k) C2H6(k)
2C(k) + 6H(k)
C
3EH-H
- E C-C -6E C-H
Theo định luật Hess ta có: (ΔHHht)C
2H6
= 2.715 + 3.431,5 -6.413,175 + 98,6 = 344,05 kJ/mol
9 H2(k) + 1
2O2(k) H2O(k)
Cp = (C P)H
2O (k ) −(C P)H
2 (k) −1
2(C P)O2(k)= - 9,85 J/K.mol
H373 = H298 + CP(373 – 298) = – 241,82 – 9,85.(373-298).10-3 242,56 kJ/mol
10 a) Tốc độ phản ứng có dạng: v = kC H n2 C I m2
Khi C H2=¿a; C I2=¿b v = kan.bm ; Khi C H2=¿2a; C I2=¿b v'= k(2a)n.bm
v' = 2v k(2a)n.bm = 2kan.bm n = 1
Khi C H2=¿a; C I2=¿2b v"= kan.(2b)m
v" = 2v kan.(2b)m = 2kan.bm m = 1
Vậy biểu thức định luật tốc độ của phản ứng: v = k.C H2 C I2
b) Bậc của H2 = 1; bậc của I2 = 1; bậc của phản ứng = 1 + 1 = 2
c) v = k.C H2 C I2 3,2.10-4 = k 0,04.0,05 k = 0,16 M-1.s-1
Phản ứng có bậc 2 mà C H2= C I2 thời gian để 50% H2 phản ứng bằng thời gian nửa phản ứng
t = t1/2 = k a1 = 1
k C H2=
1
0 ,16 0 , 04=156 , 25 giây
d) Thể tích hệ giảm 1/2 nồng độ các chất phản ứng tăng 2 lần
v''' = k.2CH2 2 C I2= 4 k.C H2 C I2 = 4v, tức là tăng 4 lần.
11 a) Tương tự bài 11a ta tìm được bậc của phản ứng bằng 2: v = kCCH 3 COOCH 3.CNaOH
Vì CCH 3 COOCH 3= CNaOH = 0,05 M nên phương trình động học của phản ứng có dạng
kt = a − x1 −1
a k =
1
t(a − x1 −
1
với a là nồng độ ban đầu của este, a-x là nồng độ este tại thời điểm t
k = 3,71 (2,5 101 −2 − 1
5 10−2) 5,405 M-1.phut-1
kta − 1 x = a -
a kta − 1 = 0,05 -
0 , 05
5 , 405 15 0 ,05 − 1 = 3,36.10-2 M
% CH3COOCH3 phản ứng sau 15 phút = 3 ,36 10 −2
b) Từ k = 5.10-3 giây-1 phản ứng H3CNH2 HCN + 2H2 có bậc 1 (vì đơn vị của k là [thời gian]-1) Thời gian để nồng độ H3CNH2 giảm đi 2 lần chính là thời gian nửa phản ứng, t1/2
t1/2 = 0 , 693 k =0 , 693
5 10−3=138 , 6 giây
12 Phản ứng có bậc 1 nên: kt=lnP
0
P (*)
với P0 là và P lần lượt là áp suất của (CH3)2O tại thời điểm ban đầu (t = 0) và tại thời điểm t
(CH3)2O(k) ⃗❑ CH4(k) + CO(k) + H2(k)
Áp suất trong bình: Pbinh = P + P0-P + P0-P+ P0-P = 3P0 -2P P= 3 P
0− Pbinh
2
0
3 P0− Pbinh (**)
Trang 8Từ (**) k =1t ln 2 P
0
3 P0− Pbinh k =
1
10 ln
2 300
3 300 −308 , 1=1, 359 10
−3
s-1
0
3 P0− Pbinh
1, 359 10 −3ln
2 300
3 300 −608 , 1=530 s
13 (CH3)2O(k) ⃗❑ CH4(k) + CO(k) + H2(k)
Áp suất của hệ: P = x + P0 - x + P0- x+ P0- x = 3P0 -2x x= 3 P
0
− P
2
0
2
1550 chính là t1/2
Từ 1550 đến 3100 s, tức là sau 1550 s, P = 1000 mmHg
Ptai 15500
2 1550 chính là t1/2. Như vậy t1/2 không phụ thuộc vào P0 nên phản ứng có bậc 1
b) k = 0 , 693 t
1/ 2
=0 , 693
−4
s-1
c) Phản ứng bậc 1 nên: k t=ln P0
x x = P
0e-kt
sau 460 s: x=400 e − 4 ,471 10 −4 460=325 ,64 P = 3P0 -2x = 3.400- 2.325,64 = 548,72 mmHg
% (CH3)2O đã bị phân hủy = 400 − 325 ,64
14 a) Giả sử phản ứng có bậc 1 ta có k =1
t ln
P0
P t
, với P0, Pt lần lượt là áp suất của etilen oxit ở thời điểm t = 0 và ở thời điểm t
CH2 - CH2(k) CH4(k) + CO(k) O
t = 0 P0
t Pt P0- Pt P0- Pt
P = 2P0 – Pt Pt = 2P0 – P k =1
t ln
P0
2 P0− P
k tính tại t khác nhau có giá trị như nhau và = const Vậy phản ứng có bậc 1
k687=¯k= 0 , 01191+0 , 01187 +0 , 01192+0 , 01197 +0 , 01197
b) t1/2 = 0 , 693¯
c) lnk687
k710=−
E a
R (6871 −
1
710) Ea = − R ln k687
k710:(6871 −
1
710)
Ea¿− 8 ,314 ln 0 , 02 :(6871 −
1
15 a) Vì nồng độ ban đầu của este và NaOH đều bằng 0,01 M nên giả sử bậc phản ứng là 2 ta có: k =1
t(a − x1 −
1
a),
với a là nồng độ đầu của este (= 0,01 M), x là nồng độ este đã phản ứng ở thời điểm t Từ PTHH x = C C2H5 OH
Do đó ta có:
Trang 9C C2H5OH (M) 0 2,58.10-3 3,17.10-3 3,67.10-3 4,11.10-3
k tính tại các thời điểm t khác nhau đều xấp xỉ bằng nhau nên phản ứng có bậc 2
b) ¯k= 0 ,1932+0 , 1934+0 ,1933+ 0 ,1938
16 a) N2O ⃗❑N2 + 1
2O2
khi kết thúc phản ứng: P = 200 +100 = 300 mmHg
Khi một nửa lượng N2O phản ứng: P = 100 + 100 + 50 = 250 mmHg t1/2 = 52 phút
b) t1/2 là hằng số, không phụ thuộc vào áp suất ban đầu của N2O phản ứng có bậc 1
17 v=k C n A
v3=k ¿
v2
v3=k¿ ¿
v3
v1=k¿ ¿
v=k CB2 đây là phản ứng bậc 2
v1=k ¿ k = 0,2 M-1.phút-1
b) v=0,2 ¿ M.phút-1
c) Phản ứng bậc 2 nên t1/ 2= 1
k C B=
1 0,2 0,2=25 phút
18 a) Phản ứng bậc 1 nên k27=0 ,693
t1 /2 =
0 , 693
−4
s-1 b) Phản ứng bậc 1 nên từ a a/2 cần t1/2; từ a/2 a/4 cần t1/2 t = 2t1/2 = 2000 giây
c) k37=0 , 693
t1 /2 =
0 , 693
−4
s-1
; = k27+10
k27 =
k37
k27=
6 , 93 10 − 4
2 ,31 10 −4=3
d) lnk37
k27=−
E a
R (3101 −
1
300) Ea = − R ln k37
k27:(3101 −
1
300)
Ea¿− 8 ,314 ln 6 , 93 10
− 4
2 , 31 10 −4:(3101 −
1
19 a) Từ bảng kết quả ta thấy:
- Ở 200C, từ nồng độ 0,32 M xuống còn 0,16M cần 32 phút t1/2 = 32 phút
- Ở 400C, từ nồng độ 0,32 M xuống còn 0,16M cần 8 phút t1/2 = 8 phút
b) Từ bảng kết quả ta cũng nhận thấy: ở 200C và ở 400C, thời gian nửa phản ứng đều không phụ thuộc vào nồng độ đầu của R-Br phản ứng có bậc 1
c) Phản ứng bậc 1 nên k = 0 ,693 t
1 /2
ở 200C: k20=0 , 693
−2
phút-1; ở 400C: k40=0 ,693
8 ≈ 8 , 663 10
− 2
phút-1 d) lnk40
k20=−
E a
R(3131 −
1
293) Ea = − R ln k40
k20:(3131 −
1
293)
Ea¿− 8 ,314 ln 8 , 663 10 −2
2 ,166 10 −2:(3131 −
1
20 Ta có: kxt
kkxt=e
1
RT(Ekxt−Ext )
k W
kkxt=e
1
8 ,314 600(326− 163) 10
3
=1 ,55 1014 khi dùng W tốc độ phản ứng tăng 1,55.1014 lần
kFe
kkxt=e
1
8 ,314 600(326− 175) 10
3
=1 , 40 1013 khi dùng Fe tốc độ phản ứng tăng 1,40.1013 lần
Trang 1021 a) .t = ln N0
N t = 1λln
N0
N Mặt khác λ= 0 ,693 t
1 /2
t= t1/ 2
0 , 693ln
N0
30
0 , 693ln
N0
(0 , 01 N0)≈ 199, 358 năm.
b) i) Khối lượng đồng vị ❑1940K trong mẫu vật X: m = 140.0,0117%.103 = 16,38 mg
Số nguyên tử đồng vị ❑1940K : N0 = m
M N A=16 , 38 10 − 3
23
=2 , 468 1020
ii) hằng số phóng xạ:λ= 0 ,693 t
1, 28 109=5 , 414 10
−10
năm
iii) .t = ln N0
N N = N0.e-.t
Số nguyên tử ❑1940K đã bị phân rã: n = N0 – N = N0(1 - e-.t) N0[1 – (1 – t)] = N0..t (vì t << 1)
n = 2,468.1020.5,414.10-10.1 = 1,336.1011 nguyên tử
22 a) 2SO2 + O2 2SO3 Kp
K P= PSO2 3
PSO2 2 P O2=3 , 50 PSO3
2
PSO2 2 0,1=3 , 50 PSO3
PSO2=√0 ,35 (I)
PSO2+PSO3+P O2=1 PSO 2+PSO3=0,9 (II)
Từ (I) và (II) PSO 2≈ 0 , 565 atm; PSO 3≈ 0 , 335atm
i) K C=[CO ][ H2O]
[H2][CO2] =
0 , 425 0 ,500
0 , 600 0 , 459 ≈ 0 , 772
KP = KC.(RT) = KC.(RT)1+1-1-1 = KC = 0,772
ii) H2 + CO2 H2O(k) + CO KC = 0,772
K C= x2
[H2O] = [CO] = 0,0935 M; [H2] = [CO2] = 0,2 – 0,0935 = 0,1065 M
23 N2 + 3H2 2NH3 KP = 6,8.105
a) G0 = - RTlnKP G0 = - 8,314.298.ln(6,8.10-5) 23774,788 J/mol 23,775 kJ/mol
b) ΔHG=ΔHG0+RT ln PNH3
2
P N2 P3H2
ΔHG=23774 , 788+8 , 314 298 ln¿ ¿ 29917,635 J/mol 29,917 kJ/mol
a) Gọi x1, x2, x3 lần lượt là %V (cũng là % số mol) của N2, H2 và NH3 ta có:
x3 = 36% = 0,36 x1 + x2 = 64% = 0,64 (I)
Vì N2 và H2 được lấy theo tỉ lệ mol 1:3 (bằng tỉ lệ trong phản ứng) nên x1
x3=
1
3(II)
Từ (I) và (II) x1 = 0,16; x2 = 0,48
KP = PNH3
2
P N2 P H32= (0 ,36 300)2
(0 , 16 300).¿ ¿ b) Ở trạng thái cân bằng: x3 = 50% = 0,5 x1 + x2 = 0,5 (III)
Từ (II) và (III) x1 = 0,125; x2 = 0,375
K P= PNH2 3
P N2 P H32=
(0,5 P)2
(0 , 125 P).¿ ¿ P = 682,6 atm
c) K ' P= PNH2 3
P N2 P H32=
(0,5 300)2 (0 , 125 300).¿ ¿
ln K P
'
K P=
ΔHH
R (T11−
1
T2) T2 = 653 K hay 3800C