Bài tập Hóa đại cương 2 Khi một khối băng lập phương cạnh dài 2,00 cm được đưa từ –10,0 o C lên 23,2 o C, biến thiên enthalpy của quá trình là bao nhiêu? Cho biết tỷ khối của băng là 0,917 gcm3 , nhiệt dung riêng của băng là 2,01 J.g–1 . o C–1 và nhiệt nóng chảy của băng là 6,01 kJmol.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA HĨA Bài tập Hóa Đại Cương BÀI TẬP HÓA ĐẠI CƯƠNG – Năm 2018 Chương NHIỆT HĨA HỌC Hãy tính lượng nhiệt kilojoule (kJ) cần để tăng nhiệt độ 237 g nước lạnh từ 4,0 oC lên 37,0 oC Hãy tính lượng nhiệt kilojoule (kJ) cần để tăng nhiệt độ 2,5 kg Hg(l) từ –20,0 oC lên – 6,0 oC Cho biết tỷ trọng nhiệt dung mol Hg (l) 13,6 g/mL 28,0 J mol–1oC–1 Khi 1,00 kg chì (nhiệt dung riêng = 0,13 J g–1 oC–1) 100,0 oC nhúng vào nước có nhiệt độ 28,5 oC, nhiệt độ sau hỗn hợp chì–nước 35,2 oC Hỏi khối lượng nước bao nhiêu? 100 g đồng (nhiệt dung riêng = 0,386 J g–1 oC–1) 100,0 oC nhúng vào 50,0 g nước có nhiệt độ 26,5 oC Hỏi nhiệt độ sau hỗn hợp đồng–nước bao nhiêu? Vanillin thành phần tự nhiên vanilla Nó sản xuất làm hương nhân tạo mùi vanilla Đốt cháy 1,013 g vanillin, C8H8O3, làm nhiệt độ nhiệt lượng kế tăng từ 24,89 lên 30,09 oC Hỏi nhiệt đốt cháy vanillin kJ/mol? (biết nhiệt lượng kế có nhiệt dung 4,90 kJ/ oC) Nhiệt đốt cháy acid benzoic –26,42 kJ/g Đốt cháy 1,176 g acid benzoic làm nhiệt độ nhiệt lượng kế tăng 4,96 oC Tìm nhiệt dung nhiệt lượng kế Hai dung dịch 100,0 mL AgNO3(dd) 1,00 M 100,0 mL NaCl(dd) 1,00 M nhiệt độ 22,4 o C thêm vào nhiệt lượng kế cốc Styrofoam phản ứng xảy nhiệt lượng kế Nhiệt độ sau tăng lên đến 30,2 oC Hãy tìm nhiệt phản ứng (kJ/mol) phản ứng sau: Ag+ (dd) + Cl (dd) → AgCl(r) Hai dung dịch 100,0 mL HCl 1,020 M 50,0 mL NaOH 1,988 M nhiệt độ 24,52 oC trộn lẫn nhiệt lượng kế cốc Styrofoam phản ứng xảy nhiệt lượng kế Hỏi nhiệt độ sau hệ thống? Cho biết nhiệt phản ứng trung hòa –56 kJ/mol H2O tạo thành Cho biết lượng công liên quan q trình 0,225 mol N2 nhiệt độ khơng đổi 23 oC giãn nở thêm thể tích 1,50 L chống lại áp suất 0,750 atm bao nhiêu? 10 Cho biết lượng cơng sinh tính joules chống lại áp suất ngồi 2,25 atm nhiệt độ khơng đổi 20,0 oC 50,0 g N2(k) xylanh thể tích 75,0 L bao nhiêu? 11 Khi nén khí, lượng cơng 355 J đưa vào hệ thống lúc với 185 J nhiệt thoát từ hệ thống Hỏi ΔU hệ thống bao nhiêu? 12 Nếu nôi hệ thống giảm 125 J lúc với việc hấp thu 54 J nhiệt lượng Hỏi hệ thống nhận công hay sinh công? Lượng cơng bao nhiêu? 13 Hãy tính lượng sucrose cần đốt cháy để tạo 1,00 x 103 kJ nhiệt lượng Cho biết nhiệt đốt cháy sucrose –5,65 x 103 kJ/mol sucrose 14 25,0 mL HCl(dd) 1,045 M trung hịa NaOH(dd) Hãy tính lượng nhiệt tỏa q trình trung hịa Biết nhiệt phản ứng trung hòa –56 kJ/mol H2O tạo thành 15 Khi khối băng lập phương cạnh dài 2,00 cm đưa từ –10,0 oC lên 23,2 oC, biến thiên enthalpy trình bao nhiêu? Cho biết tỷ khối băng 0,917 g/cm3, nhiệt dung riêng băng 2,01 J.g–1.oC–1 nhiệt nóng chảy băng 6,01 kJ/mol Bài tập Hóa Đại Cương 16 Hỏi khối lượng tối đa băng nhiệt độ –15 oC chuyển thành nước 25 oC dùng lượng nhiệt 5,00 x 103 kJ Biết ΔHo bay nước 44 kJ/mol 17 Nhiệt đốt cháy chuẩn propene C3H6(k) –2058 kJ/mol, propane C3H8(k) –2219 kJ/mol Hãy sử dụng liệu tra cứu thêm liệu nhiệt hình thành mol chuẩn CO2(k) H2O (l) cần thiết bảng để xác định ΔHo trình hydrogen hóa propene thành propane 18 Sử dụng kết tính tốn tập 17 kết hợp với liệu để xác định nhiệt đốt cháy chuẩn mol 2–propanol CH3CH(OH)CH3 lỏng CH3CH=CH2 (k) + H2O (l) → CH3CH(OH)CH3 (l) ΔHo = –52,3 kJ 19 Nhiệt hình thành chuẩn amino acid leucine –637,3 kJ/mol C6H13O2N(r) Hãy viết phương trình hóa học tương ứng với giá trị 20 Giá trị ΔHo phản ứng sau: 2NH3 (k) → N2(k) + H2(k) liên hệ với nhiệt hình thành chuẩn NH3(k) bảng 1? Giá trị ΔHo bao nhiêu? 21 Sử dụng liệu handbook để tính nhiệt đốt cháy chuẩn ethanol CH3CH2OH(l) nhiệt độ 298 K 22 Hãy tính nhiệt đốt cháy chuẩn 298,15 K cho mol nhiên liệu khí chứa C3H8 C4H10 với tỷ lệ phân mol tương ứng 0,62 va 0,38 23 Phản ứng chung xảy trình quang hợp thực vật là: CO2(k) + H2O (l) → C6H12O6 (r) + O2 (k) ΔHo = 2803 kJ Hãy sử dụng liệu tra cứu thêm liệu nhiệt hình thành mol chuẩn CO2(k) H2O(l) cần thiết bảng để xác định nhiệt hình thành chuẩn glucose, C6H12O6(r) 24 Một handbook liệt kê nhiệt đốt cháy chuẩn dimethyl ether 298 K –31,70 kJ/g(CH3)2O (k) Hãy sử dụng liệu tra cứu thêm liệu nhiệt hình thành mol chuẩn CO2(k) H2O(l) cần thiết để xác định nhiệt hình thành mol chuẩn khí dimethyl ether 298 K 25 Một mẫu đồng có khối lượng 74,8 g nhiệt độ 143,2 oC cho vào bình cách nhiệt có chứa sẵn 165 mL glycerol (C3H8O3, d=1,26 g/mL) nhiệt độ 24,8 oC Nhiệt độ cuối thu 31,1 oC Biết nhiệt dung riêng đồng 0,385 J.g−1.oC−1 Hỏi nhiệt dung glycerol tính theo đơn vị J.g−1.oC−1 bao nhiêu? 26 Nhiệt hòa tan KI rắn nước 20,3 kJ/mol KI Nếu lượng KI cho vào lượng nước vừa đủ 23,5 oC cốc Styrofoam để tạo thành 150,0 mL dung dịch KI có nồng độ 2,5 M Tính nhiệt độ sau hệ biết dung dịch có d= 1,30 g/mL nhiệt dung riêng dung dịch KI 2,5 M 2,7 J.g−1.oC−1 27 Nhiệt trung hòa dung dịch HCl NaOH 55,84 kJ/mol H2O tạo thành Nếu cho 50,00 mL dung dịch NaOH nồng độ 1,10 M vào 25,00 mL dung dịch HCl nồng độ 1,82 M có nhiệt độ 24.72 oC, nhiệt độ sau hệ bao nhiêu? Xem khơng có thất nhiệt bên ngồi dung dịch sau trung hịa có d= 1,02 g/mL nhiệt dung riêng 3,89 J.g−1.oC−1 28 Nhiệt thăng hoa đá khô CO2 ∆H = 571 kJ/kg nhiệt độ −78,5 oC atm Nếu truyền lượng nhiệt 125,0 J vào đá khô −78,5 oC, lượng thể tích khí CO2 tạo thành bao nhiêu? 29 Phương pháp lượng nhiệt kế sử dụng để xác định độ tinh khiết kim loại Một nhẫn vàng (vàng nguyên chất, nhiệt dung riêng 0,1291 J.g−1.K−1) có khối lượng 10,5 g gia nhiệt đến 78,3 °C cho vào 50,0 g nước 23,7 °C nhiệt lượng kế đẳng áp Nhiệt độ cuối nước 31,0 °C Đây có phải vàng nguyên chất Bài tập Hóa Đại Cương 30 Hãy xác định trình sau sinh công, nhận công hay công không điều kiện áp suất không đổi hệ thống mở (a) Sự trung hòa dung dịch Ba(OH)2 dung dịch acid HCl; (b) khí NO2 chuyển thành khí N2O4; (c) phân huỷ canxi cacbonat thành oxit canxi khí carbonic 31 Hãy viết phương trình phản ứng hóa học tương ứng cho nhiệt tiêu chuẩn sau a ∆H = 82,05 kJ/mol N2O (k) b ∆H = −394,1 kJ/mol SO2Cl2 (l) c ∆Hđố = −1527 kJ/mol CH3CH2COOH (l) 32 Cho biết phản ứng: N2 (k) + H2 (k) → NH3 (k) ∆H = −46,2 kJ NH3 (k) + O2 (k) → NO (k) + H2O (l) ∆H = −292,3 kJ H2 (k) + O2 (k) → H2O (l) ∆H = −285.8 kJ Hãy xác định ∆H phản ứng sau: N2 (k) + O2 (k) → NO (k) 33 Trong trình lên men, phân tử glucose, C6H12O6 (r) chuyển hóa thành hai phân tử acid lactic, CH3CH(OH)COOH (r) Cho biết nhiệt phản ứng đốt cháy glucose acid lactic, xác định enthalpy tiêu chuẩn q trình chuyển hóa C6H12O6 (r) + O2 (k) → CO2 (k) + H2O (l) ∆H = 2808 kJ CH3CH(OH)COOH (r) + O2 (k) → CO2 (k) + H2O (l) ∆H = 1344 kJ 34 Tra cứu bảng số liệu nhiệt tạo thành tiêu chuẩn, tính nhiệt tạo thành mol tiêu chuẩn ZnS rắn theo phản ứng sau: ZnS (r) + O2 (k) → ZnO (r) + SO2 (k) ∆H = 878,2 kJ 35 Nhiệt phân CaCO3 (r) cho CaO (r) CO2 (k) Từ bảng số liệu nhiệt tạo thành tiêu chuẩn, tính cần cung cấp nhiệt lượng để nhiệt phân 1,35 x103 kg CaCO3 rắn điều kiện chuẩn 36 Btu hay BTU (viết tắt British thermal unit, tức đơn vị nhiệt Anh) đơn vị lượng định nghĩa lượng nhiệt cần thiết để thay đổi nhiệt độ lb (pound) nước o F Xem nhiệt dung riêng không phụ thuộc vào nhiệt độ, cho biết nhiệt lượng cần thiết để tăng nhiệt độ 40 gallon nước từ 48 đến 145 °F theo đơn vị (a) Btu, (b) kcal (c) kJ 37 Cho mẫu kim loại có khối lượng 125 g 75 oC vào 225 mL nước 25 oC cốc styrofoam Dựa vào bảng số liệu nhiệt dung riêng số chất, cho biết nhiệt độ hệ tăng cao kim loại nào: chì, nhơm, sắt hay đồng? 38 Một hỗn hợp khí gồm 83,0 % CH4, 11,2% C2H6 5,8 % C3H8 theo số mol Một thể tích 385 L hỗn hợp khí có nhiệt độ 22,6 oC áp suất 739 mmHg đốt cháy với oxy dư điều kiện đẳng áp Vậy có nhiệt (kJ) tỏa đốt lượng hỗn hợp khí trên? 39 Khí metan tích 0,1 L 25 oC 744 mmHg đốt cháy áp suất không đổi khơng khí Lượng nhiệt giải phóng sử dụng để làm nóng chảy 9,53 g băng oC (∆H ó ả băng 6,01 kJ/mol) Vậy trình đốt cháy CH4 trường hợp hồn tồn hay khơng? Viết phương trình phản ứng thích hợp phản ứng đốt cháy khí metan điều kiện Bài tập Hóa Đại Cương 40 Nhiệt đốt cháy mol tiêu chuẩn carbon graphite −393,5 kJ/mol khí carbon monoxide −283,0 kJ/mol Hãy tính nhiệt tạo thành mol tiêu chuẩn khí phosgene (COCl2), biết phản ứng: CO (k) + Cl2 (k) → COCl2 (k) có ∆H = −108 kJ Chương NHIỆT ĐỘNG HỌC: ENTROPY – NĂNG LƯỢNG TỰ DO Dự đốn entropy tăng, giảm hay khơng thể dự đốn (kèm giải thích) cho phản ứng sau: a H2S (k) + SO2(k) → S(r) + H2O(k) b HgO(r) → Hg(l) + O2(k) c Zn(r) + Ag2O(r) → ZnO(r) + Ag(r) d Cl–(dd) + H2O(l) → OH–(dd) + Cl2(k) + H2(k) Hãy tính entropy mol chuẩn ∆Sovap cho q trình bay CCl2F2, cho biết nhiệt độ sôi CCl2F2 −29,79 oC nhiệt hóa ∆Hovap = 20,2 kJ.mol−1 Sự thay đổi entropy mol chuẩn cho trình chuyển trạng thái thù hình từ rhombic sulfur rắn sang monoclinic sulfur rắn 95,5 oC ∆Sotr = 1,09 J.mol−1K−1 Hãy tính enthalpy mol chuẩn ∆Hotr cho trình chuyển trạng thái Sử dụng số liệu entropy mol chuẩn chất (tra cứu Handbook) để tính biến thiên entropy mol chuẩn cho phản ứng tổng hợp ammonia 25 oC: ∆So298K = ? N2(k) + H2(k) → NH3(k) N2O3 oxid không bền, dễ bị phân hủy theo phương trình phản ứng sau: có ∆So298K = 138,5 J.K−1 N2O3(k) → NO(k) + NO2(k) Hãy tính entropy mol tiêu chuẩn N2O3(k) 25 oC Dự đoán phản ứng sau có xảy tự nhiên nhiệt độ thường hay không? a N2(k) + H2(k) → NH3(k) ∆Ho298K = −92,22 kJ b C(graphite) + H2(k) → C2H4(k) ∆Ho298K = 52,26 kJ Ở điều kiện nhiệt độ để phản ứng sau xảy tự nhiên? a b CaCO3(r) → CaO(r) +CO2(k) ZnS(r) + 3/2 O2(k) → ZnO(r) + SO2(k) ∆Ho298K = −439,1 kJ Tính ∆Go 298 K cho phản ứng sau: Fe(r) + O2(k) → Fe2O3(r) ∆Go298K = ? Cho biết ∆Ho298K = −1648 kJ ∆So298K = −549,3 J.K−1 Tính ∆Go 298 K cho phản ứng sau cách sử dụng lượng tự mol chuẩn chất (tra Handbook) NO(k) + O2(k) → NO2(k) ∆Go298K = ? 10 a Sử dụng số liệu nhiệt động cần thiết chất (tra cứu Handbook), cho biết phản ứng sau có xảy tự nhiên nhiệt độ 298K không? N2O4(k) → NO2(k) b Nếu ban đầu bình có hỗn hợp hai khí N2O4 NO2 với áp suất khí 0,5 bar phản ứng xảy tự nhiên theo chiều nào? Giải thích 11 Sử dụng số liệu nhiệt động cần thiết chất (tra cứu Handbook) tính số cân cho trình sau 298K: AgI(r) Ag+(dd) + I−(dd) So sánh với trị số Ksp AgI tra bảng 12 Tại 25 oC phản ứng: NO(k) + O2(k) NO2(k) có ∆Ho= −114,1 kJ.mol−1 o −1 −1 ∆S = −146,5 J.mol K Hãy xác định nhiệt độ mà cân có Kp = 1,5 x102 Bài tập Hóa Đại Cương 13 Xét cân sau 25 oC: NO(k) + Cl2(k) NOCl(k) có ∆Ho = −77,1 kJ.mol−1 o −1 −1 ∆S = −121,3 J.mol K Tính số cân KP cho phản ứng 25 oC 75 oC 14 a Cho phản ứng: SO2(k) + O2(k) SO3(k) có ∆Ho = −1,8 x102 kJ.mol−1 Tại 900K phản ứng có Kp = 42 Hãy xác định nhiệt độ mà phản ứng có Kp = 5,8 x10−2 b Tính Kp cho phản ứng nhiệt độ 235 oC? 15 Sắp xếp biến đổi entropy (∆S) trình (tại 25 oC) sau theo thứ tự tăng dần: a H2O (l, atm) → H2O (k, atm) b CO2 (s, atm) → CO2 (k, 10 mmHg) c H2O (l, atm) → H2O (k, 10 mmHg) 16 Pentane hydrocarbon dễ bay xăng Tại 298 x15 K, giá trị enthalpy tạo thành pentane có giá trị sau: ∆H C5H12 (l) = –173,5 kJ mol–1; ∆H C5H12 (k) = – 146,9 kJ mol–1 a Ước lượng nhiệt độ sôi pentane b Ước lượng giá trị ∆G cho q trình hóa pentane 298 K c Rút nhận xét từ giá trị ∆G 298 K thu 17 Cho phản ứng: N2H4 (k) + OF2 (k) → N2F4 (k) + H2O (k) Xác định giá trị sau nhận xét chiều phản ứng 25 oC a ∆So (biết So298 N2F4 (k) = 301,2 J.K–1) b ∆Ho (sử dụng số liệu bảng 10.3 lượng liên kết F–O N–F tương ứng 222 301 kJ mol–1 c ∆Go 18 Cho giá trị ∆G oxit kim loại 1000 K là: NiO, –115kJ; MnO, –280 kJ; TiO2, –630 kJ Năng lượng tự Gibb tạo thành CO –250 kJ/mol Xác định oxit kim loại bị khử C 1000 K (Các chất trạng thái chuẩn) 19 Xem xét q trình hóa nước: H2O(l) → H2O (k) 100 oC, với H2O(l) trạng thái chuẩn, H2O (k) có áp suất riêng phần 2,0 atm Phát biểu sau trình đúng? (a) ∆Go = 0; (b) ∆G = 0; (c) ∆Go > 0; (d) ∆G > Giải thích 20 So sánh giá trị entropy cặp chất sau: a Tại 75 oC atm: mol H2O(l) mol H2O(k) b Tại oC atm: 50,0 g Fe(r) 0.80 mol Fe(r) c mol Br2 (l, atm, oC) mol Br2 (s, atm, – oC) d 0,312 mol SO2 (g, 0,110 atm, 32,5 oC) or 0,284 mol O2 (g, 15,0 atm, 22,3 oC) 21 Dự đốn chất chất sau có entropy tạo thành lớn nhất: CH4(k), CH3CH2OH (l), hay CS2(l) Sau kiểm tra số liệu tra phụ lục D 22 Tại nhiệt độ cân sau thiết lập: H2O (l, 0,50 atm) H2O (g, 0,50 atm) Giải thích 23 Tính số cân lượng tự Gibbs phản ứng: CO(k) + H2(k) → CH3OH(k) 483 K (Tra số liệu phụ lục D) 24 Dùng số liệu nhiệt động 298 K xác định chiều tự diễn phản ứng sau: SO2(k) + O2(k) SO3(k) áp suất riêng phần SO2, O2 SO3 1,0 x 10–4; 0,20 0,10 atm 25 Cho phản ứng NO(k) + O2(k) → NO2(k) Chọn phương trình giải thích a K = Kp; b ∆So = (∆Go – ∆Ho)/T ∆ c KP = e d ∆G = ∆Go + RTlnQ Bài tập Hóa Đại Cương 26 Cho phản ứng: NaHCO3(r) → Na2CO3(r) + H2O(l) + CO2(k) Tính giá trị ∆So, ∆Ho, ∆Go K (Sử dụng số liệu phụ lục D) 27 Cho biết nhiệt độ sôi cyclohexane, C6H12 80.7 oC Ước lượng nhiệt độ mà áp suất cyclohexane 1000,0 mmHg 28 Sự phân hủy khí độc phosgene minh họa qua phương trình: COCl2(k) CO(k) + Cl2(k) Giá trị KP phương trình 6,7 x 10–9 99,8 oC 4,44 x 10–2 395 oC Khi áp suất tổng trì atm, xác định nhiệt độ 15% COCl2 bị phân hủy 29 Cho số liệu ∆H C5H10 (l) = –105,9 kJ mol–1; ∆H C5H10 (k) = –77,2 kJ mol–1 a Ước lượng nhiệt độ sôi cyclopentane b Ước lượng ∆Go cho q trình hóa cyclopentane 298 K c Nhận xét dấu ∆Go 298 K 30 Xét phản ứng NH4NO3(r) N2O(k) + H2O(l) 298 K a Phản ứng thuận thu nhiệt hay tỏa nhiệt? b Tính giá trị ∆Go 298 K c Tính K 298 K 31 Đồ thị đồ thị sau minh họa số cân có giá trị gần 1? 32 Tại nhiệt độ phòng áp suất thường, entropy vũ trụ âm, dương hay không cho chuyển pha CO2 rắn thành lỏng? Chương ĐỘNG HÓA HỌC Xét phản ứng A + B C + D thời điểm [A] = 0,3629 M Sau 8,25 phút [A] = 0,3187 M Tính tốc độ trung bình phản ứng (theo đơn vị M/s) khoảng thời gian Trong phản ứng 2A 3B, [A] giảm từ 0,5684 M đến 0,5522 M 2,50 phút Tính tốc độ trung bình hình thành B (theo đơn vị M/s) khoản thời gian Xét phản ứng: H2O2(dd) → H2O(l) + ½ O2(k) Xác định: a Tốc độ tức thời phản ứng 2400 s b Nồng độ [H2O2] 2450 s (Giả sử tốc độ tức thời phản ứng 2400 s giữ không đổi vòng 50 s kế tiếp) Xét phản ứng phân hủy H2O2 Sử dụng bảng liệu sau xác định [H2O2] t = 100 s Bài tập Hóa Đại Cương Thời gian (s) 400 800 1200 1600 2000 2400 t (s) 400 400 400 400 400 400 2800 [H2O2] (M) [H2O2] (M) [H2O2]/t (M s1) 2,32 1,72 0,60 15,0 x104 1,30 0,42 10,5 x104 0,98 0,32 8,0 x104 0,73 0,25 6,3 x104 0,54 0,19 4,8 x104 0,39 0,15 3,8 x104 400 0,11 0,28 2,8 x104 Xét phản ứng phân hủy N2O5 theo phương trình sau: 2N2O5 4NO2 + O2 –5 Khi nồng độ đầu [N2O5]0 = 3,15 M tốc độ đầu phản ứng = 5,45 x10 –5 –1 M.s –1 [N2O5]0 = 0,78 M tốc độ đầu phản ứng = 1,35 x10 M.s Xác định bậc phản ứng phân hủy Cho bảng số liệu: 2– – Dự đoán tốc độ đầu phản ứng: HgCl2 + C2O4 2Cl + 2CO2 + Hg2Cl2 2– Biết nồng độ đầu [HgCl2]0 = 0,025 M [C2O4 ]0 = 0,045 M Một phản ứng có phương trình động học v = k [A] [B] –2 –1 Khi nồng độ [A] = 1,12 M [B] = 0,87 M, tốc độ phản ứng = 4,78 x10 Ms Xác định số tốc độ k phản ứng 2– – Phản ứng: 2HgCl2 + C2O4 2Cl + 2CO2 + Hg2Cl2; k = 4,4 x10–2 M.s–1 có phương trình động 2– học là: v = k [HgCl2].[C2O4 ] Xác định tốc độ phản ứng [HgCl2] = 0,050 M 2– [C2O4 ] = 0,025 M –3 –1 Phản ứng A 2B + C phản ứng bậc Nếu [A]o = 2,80 M k = 3,02 x10 s Xác định [A] sau 325 s 10 Chứng tỏ phản ứng phân hủy H2O2 phản ứng bậc 1, H2O2 (dd) H2O (l) + ½ O2(k) Sử dụng đồ thị bảng liệu động học bảng Bài tập Hóa Đại Cương BẢNG ĐỒ THỊ –3 –1 11 Xét phản ứng bậc 1: A P với k = 2,95 x10 s Sau 150 s, % lại A bao nhiêu? 12 Dựa vào đồ thị bảng 2, để lượng mẫu [H2O2] bị phân hủy 2/3 so với thời điểm bắt đầu phản ứng Biết phản ứng phân hủy H2O2 tuân theo động học bậc H2O2 (dd) H2O (l) + ½ O2 (k) 13 Di–t–butyl peroxide (DTBP) dùng chất xúc tác sản xuất polymer Ở trạng thái khí, DTBP phân hủy thành acetone ethane theo phản phản ứng bậc C8H18O2(k) 2CH3COCH3(k) + CH3CH3(k) Nếu bắt đâu DTBP với áp suất 800,0 mmHg 147 C áp suất DTBP t = 125 phút bao nhiêu? Nếu biết t1/2 = 8,0 x10 phút 14 Sử dụng liệu động học sau, xác định a Áp suất riêng phần ethylene oxide o b Áp suất khí tổng cộng sau 30,0 bình phản ứng 415 C, biết áp suất riêng phần ban đầu ethylene oxide 782 mmHg 15 Xét phản ứng phân hủy B Sản phẩm với liệu động học theo sau Xác định bậc số tốc độ phản ứng k? t (giây) 25 50 75 [B] (M) 0,88 0,74 0,62 0,52 100 0,44 150 0,31 200 0,22 250 0,16 16 Xác định bậc số k phản ứng A P, với dự liệu động học sau: 4,22 6,6 10,61 14,48 18,00 t (phút) [A] (M) 0,250 0,210 0,188 0,150 0,114 0,083 17 Phản ứng phân hủy N2O5 CCl4 tuân theo động học bậc N2O5 (trong CCl4) → N2O4 (trong CCl4) + ½ O2 (k) có Ea =1,06 x105 J/mol, o k = 3,46 x10–5 s–1 298 K Tìm thời gian bán hủy phản ứng phân hủy N2O5 75,0 C Bài tập Hóa Đại Cương 18 Phản ứng phân hủy N2O5 CCl4 tuân theo động học bậc Có Ea =1,06 x105 J/mol, k = 3,46 x10–5 s–1 298 K Xác định nhiệt độ phản ứng để 2/3 lượng mẫu N2O5 CCl4 phân hủy 1,5 giờ? 19 Cơ chế phản ứng CO(k) + NO2(k) CO2(k) + NO(k) đề xuất gồm giai đoạn Giai đoạn nhanh NO3(k) + CO(k) CO2(k) + NO2(k) Theo bạn, phản ứng giai đoạn chậm xảy nào? Phương trình động học phản ứng gì? 20 Chứng tỏ chế đề nghị phản ứng 2NO2(k) + F2(k) 2NO2F (k) phù hợp với phương trình động học v = k[NO2][F2] NO2 (k) + F2(k) NO2F2 (k) : nhanh NO2F2(k) NO2F(k) + F(k) : chậm F(k) + NO2(k) NO2F(k) : nhanh 21 Cho phản ứng A sản phẩm, nồng độ A 0.588 M thời điểm 4,40 phút sau phản ứng bắt đầu Vận tốc phản ứng thời điểm 2,210–2 Mph–1 Biết tốc độ phản ứng không đổi khoảng thời gian ngắn a Xác định nồng độ A sau phản ứng phút b Phản ứng xảy được nồng độ A 0,565 M? 22 Nếu 1,00 g N2O5 cho vào bình kín có dung tích 15 L (khơng trao đổi chất với mơi trường ngồi) nhiệt độ 65 oC a Tính áp suất riêng phần N2O5 thời điểm ban đầu (t=0)? b Tính áp suất riêng phần N2O5 thời điểm sau phản ứng 2,38 phút? c Tính áp suất tổng bình kín thời điểm sau phản ứng 2,38 phút? Tất đơn vị áp suất tính mmHg 23 Cho phản ứng bậc A sản phẩm, nồng độ ban đầu A 0,816 M giảm 0,632 M sau 16,0 phút a Tính số tốc độ k phản ứng? b Tìm thời gian bán hủy phản ứng bậc 1? c Tìm thời gian phản ứng nồng độ A 0,235 M? d Tính nồng độ A thời điểm phản ứng 2,5 giờ? 24 Thời gian bán hủy đồng phân phóng xạ 32P (phốt pho) 14,3 ngày Tính khoảng thời gian cần thiết để lượng phốt phân hủy hết 99%? 25 Axít acetoacetic, CH3COCH2COOH, tiền chất sử dụng nhiều tổng hợp hữu Chúng phân hủy môi trường axít để hình thành acetone CO2(k) CH3COCH2COOH(dd) CH3COCH3(dd) + CO2(k) Thời gian bán hủy phản ứng phân hủy bậc 144 phút nhiệt độ 24,5oC a Tìm thời gian để axít acetoacetic phân hủy 65%? b Tính thể tích khí CO2 sinh sau phản ứng xảy 575 phút lượng axít acetoacetic ban đầu 10,0 g (đo thể tích điều kiện 24,5oC 748 Torr) Bỏ qua sai xót lượng CO2 tan nước 26 Sự phân hủy dimethyl ether xảy nhiệt độ 504oC: (CH3)2O(k) CH4(k) + H2(k) + CO(k) Áp suất riêng phần dimethyl ether (DME) hàm theo thời gian đo bảng sau t(giây) P(mmHg) 312 390 264 Bài tập Hóa Đại Cương 777 224 1195 187 3155 78,5 a Chứng minh phản ứng phân hủy có bậc phản ứng b Tính giá trị số tốc độ phản ứng k? c Tính áp suất tổng phản ứng thời điểm phản ứng xảy 390 giây? d Tính áp suất tổng phản ứng phân hủy xảy hồn tồn? e Tính áp suất tổng phản ứng thời điểm phản ứng xảy 1000 giây? f Biết phản ứng xảy hệ kín với thể tích nhiệt độ khơng đổi 27 Phản ứng phân hủy p–toluenesulfinic acid: 3ArSO2H ArSO2Ar + ArSO3H + H2O (Với Ar = p–CH3C6H4–), ghi nhận nồng độ ArSO2H theo thời gian sau t(phút) ArSO2H (M) 0,100 15 0,0863 30 0,0752 45 0,0640 60 0,0568 120 0,0387 180 0,0297 300 0,0196 a Chứng tỏ phản ứng có bậc b Tìm số tốc độ phản ứng k? c Tìm thời gian phản ứng nồng độ ArSO2H 0,0500M? d Tìm thời gian phản ứng nồng độ ArSO2H 0,0250M? e Tìm thời gian phản ứng nồng độ ArSO2H 0,0350M? 28 Nghiên cứu phản ứng dime hóa 1,3–butadiene , 2C4H6(k) C8H12(k), nhiệt độ 600K thu kết sau t(phút) C4H6 (M) 0,0169 12,18 0,0144 24,55 0,0124 42,50 0,0103 68,05 0,00845 a Xác định bậc phản ứng tổng quát b Tìm số tốc độ phản ứng k? c Tìm thời gian phản ứng nồng độ C4H6 0,0423M? d Tìm thời gian phản ứng nồng độ C4H6 0,0050M? 29 Trong thí nghiệm khác nhau, kết thu phản ứng A sản phẩm cho bảng sau 10 Bài tập Hóa Đại Cương A0 (M) t1/2(min) 1,00 50 2,00 25 0,50 100 a Với A0 nồng độ đầu A thí nghiệm khác nhau, t1/2 thời gian bán hủy b Xác định phương trình tốc độ phản ứng, tính giá trị k phản ứng 30 Thời gian bán hủy phản ứng bậc bậc phụ thuộc vào nồng độ ban đầu tác chất với số tốc độ tương ứng Trong trường hợp , thời gian bán hủy tăng tăng nồng độ ban đầu, trường hợp cịn lại ngược lại tăng nồng độ thời gian bán hủy giảm Tại hai phản ứng bậc lại không giống nhau? 31 Giải thích a Tốc độ phản ứng khơng thể tính với tần số va chạm b Tốc độ phản ứng tăng nhanh tăng nhiệt độ, tần số va chạm tăng c Khi xúc tác thêm vào hỗn hợp phản ứng làm tăng vận tốc phản ứng tương ứng, giữu nguyên nhiệt độ ? 32 Phản ứng C2H5I + OH– C2H5OH + I– xảy môi trường ethanol , số tốc độ phụ thuộc vào nhiệt độ bảng sau 33 34 35 36 T (oC) k (M–1s–1) x 105 15,83 5,03 32,02 36,8 59,75 671 90,61 11900 a Tính lượng hoạt hóa phản ứng Ea phương pháp đồ thị b Tính lượng hoạt hóa phản ứng Ea cơng thức 14.22 c Tính giá trị số tốc độ phản ứng k nhiệt độ 100,0oC ? Cho phản ứng bậc A sản phẩm có thời gian bán hủy t1/2 46,2 phút 25oC 2,6 phút 102oC a Tính lượng hoạt hóa phản ứng Ea b Phản ứng phải xảy nhiệt độ để thời gian bán hủy 10,0 phút Phản ứng bậc N2O5(k) 2NO2(k) + 1/2 O2(k) có thời gian bán hủy t1/2 22,5 20oC 1,5 40oC a Tính lượng hoạt hóa phản ứng Ea b Cho số Arrhenius A=2,05 x1013 s–1, xác định giá trị số tốc độ phản ứng 30oC Cho biết giống khác hoạt tính xúc tác kim loại platium enzyme? Một phản ứng pha khí xảy xúc tác dị theercos bậc phản ứng áp suất khí thấp có bậc phản ứng áp suất cao Bạn đưa giải thích hợp lý cho trường hợp này? Chương CÂN BẰNG HÓA HỌC Tại 300 K, phản ứng Cu2+(dd) + Sn2+(dd) Cu+(dd) + Sn4+(dd) có số cân K = 1,48 nồng độ lúc cân chất: [Cu+] = [Sn4+] = [Sn2+] Tính nồng độ Cu2+ lúc cân 11 Bài tập Hóa Đại Cương 2 Ở 25 oC, phản ứng Fe3+(dd) + Hg22+(dd) Fe2+(dd) + Hg2+(dd) có số cân K = 9,14 x10–6 Nếu cho nồng độ cân Fe3+; Hg2+; Fe2+ 0,015; 0,0025; 0,0018 M Tính nồng độ Hg22+ lúc cân Ở 298 K số cân phản ứng N2(k) + H2(k) NH3(k) có giá trị K = 5,8 x105 Tính giá trị số cân phản ứng sau 298 K: N2(k) + H2(k) NH3(k) Cho phản ứng: NO(k) + O2(k) NO2(k) có giá trị K = 1,2 x102 184oC Tính số cân K 184 oC phản ứng sau: NO2(k) NO(k) + O2(k) Tại 298 K, phản ứng NH3(k) N2(k) + H2(k) có số cân KC = 2,8 x10–9 Tính giá trị số cân KP phản ứng 298 K Tại 1065 oC, phản ứng H2S(k) H2(k) + S2(k) có số cân KP = 1,2 x10–2 Tính giá trị số cân KC phản ứng H2(k) + S2(k) H2S(k) nhiệt độ Thành phần cấu tạo khống hydroxyapatite Ca5(PO4)3OH, chất bị tan dung dịch acid (sinh vi khuẩn có khoang miệng) theo phản ứng sau: Ca5(PO4)3OH (r) + H+ (dd) Ca2+(dd) + HPO42– (dd) + H2O(l) Hãy viết biểu thức tính số cân KC cho phản ứng Hãy tính lượng nhiệt kilojoule (kJ) cần để tăng nhiệt độ 237 g nước lạnh từ 4,0 oC lên 37,0 oC Sắt kim loại phản ứng với nước H2O(k) tạo sản phẩm Fe3O4(r) H2(k) Hãy viết phương trình phản ứng biểu thức tính số cân KC, KP cho biết mối liên hệ chúng Giải thích 10 Cho cân bằng: CO(k) + H2O(k) CO2(k) + H2(k) 1100 K có KC = 1,00 Nếu trộn khối lượng chất CO, H2O, CO2, H2 sau cân thiết lập, chất có khối lượng tăng chất có khối lượng giảm so với khối lượng ban đầu? 11 Cho phản ứng PCl5(k) PCl3(k) + Cl2(k) có giá trị KC = 0,0454 261oC Nếu ban đầu cho khí vào bình phản ứng với PPCl3 = 2,19 atm, PCl2 = 0,88 atm, PPCl5 = 19,7 atm phản ứng dịch chuyển theo chiều nào? 12 Cho biết phản ứng dịch chuyển theo chiều cho thêm O2(k) vào hệ cân sau điều kiện thể tích không đổi: CO(k) + O2(k) CO2(k) 13 Cho phản ứng nung vơi xảy bình kín nhiệt độ xác định: CaCO3(r) CaO(r) +CO2(k) Cân dịch chuyển theo chiều thêm vào cân bằng: a) CaO rắn; b) Khí CO2 ; c) CaCO3 rắn 14 Thực phản ứng N2O4(k) NO2(k) bình có dung tích lít Khi phản ứng đạt cân bằng, tăng áp suất lên gấp đơi (bằng cách giảm thể tích bình phản ứng cịn 1,5 lít) nồng độ khí N2O4 khí NO2 thay đổi nào? 15 Xét cân bằng: CO(k) + H2O(k) CO2(k) + H2(k) Cân dịch chuyển thay đổi thể tích bình áp suất tổng? 16 Cho phản ứng: N2O4(k) NO2(k) có ∆Ho = +57,2 kJ Để tăng hiệu suất tạo thành sản phẩm NO2(k) nên thực phản ứng nhiệt độ cao hay thấp? Giải thích 17 Nhiệt hình thành NH3 ∆Hof[NH3(k)] = –46,11 kJ/mol NH3 Khi tăng nhiệt độ từ 100 oC lên 300 oC tỉ lệ nồng độ NH3 so với nồng độ tác chất ban đầu thay đổi thế? 18 Xét cân sau 1405 K: H2S(k) H2(k) + S2(k) Tại thời điểm cân có 0,11 mol S2(k); 0,22 mol H2(k); 2,78 mol H2S(k) Tính giá trị KC cho phản ứng 12 Bài tập Hóa Đại Cương 19 Cho cân bằng: N2O4(k) NO2(k) có KC = 4,61 x10–3 25 oC Trong bình cầu 2,26 lít chứa khí NO2 với nồng độ lúc cân 0,0236 M Tính khối lượng N2O4 thời điểm cân 20 Trong bình chân khơng với dung tích 5,00 lít chứa 1,86 mol NOBr Tại thời điểm cân 25 oC có 0,082 mol Br2 Tính giá trị KC KP cho phản ứng NOBr(k) NO(k) + Br2(k) 21 0,100 mol SO2 0,100 mol O2 cho vào bình chân khơng với dung tích 1,52 lít 900 K Khi cân thiết lập số mol khí SO3 thu 0,0916 mol Tính giá trị KP cho phản ứng 2SO3(k) 2SO2(k) + O2(k) 22 Ở 100 0C, phản ứng: NaHCO3(r) Na2CO3(r) + H2O(k) + CO2(k) có Kp = 0,231 Tính áp suất riêng phần CO2(k) thời điểm cân ban đầu cho vào bình có NaHCO3(r) 23 NH4HS chất khơng bền dễ bị phân hủy nhiệt độ phòng theo phương trình sau: NH4HS(r) NH3(k) + H2S(k) có Kp = 0,108 25 oC a Cho mẫu NH4HS rắn vào bình chân khơng 25 oC Tính áp suất tổng khí thời điểm cân b Nếu thêm lượng NH3(k) vào bình phản ứng để nâng áp suất riêng phần thời điểm cân đạt 0,500 atm Tính áp suất tổng cân thiết lập 24 Hằng số cân KC phản ứng sau 50,2 445 oC: H2(k) + I2(k) HI(k) Nếu có 0,150 mol H2(k) 0,200 mol I2(k) 445 oC bình dung tích 15,0 lít đạt đến cân bằng, số mol HI bao nhiêu? 25 Cho 0,0240 mol N2O4(k) vào bình có dung tích 0,372 lít 25 oC để đạt trạng thái cân theo phương trình sau: N2O4(k) NO2(k) có KC = 4,61 x10–3 25 oC a Tính số mol N2O4 thời điểm cân b Khi tăng thể tích bình từ 0,372 lít lên đến 10,0 lít lượng N2O4 tăng hay giảm Giải thích Tính số mol N2O4 thời điểm cân 26 Một lượng dư Ag(r) thêm vào dung dịch Fe3+ có nồng độ 1,20 M Cho biết phản ứng: Ag+(l) + Fe2+(l) Ag(r) + Fe3+(l) có KC = 2,98 Tính nồng độ chất dung dịch trạng thái cân 27 Cho phản ứng: V3+(l) + Cr2+(l) V2+(l) + Cr3+(l) có KC = 7,2 x102 Một dung dịch có nồng độ ban đầu [V3+] = [Cr2+] = 0,0100 M [V2+] = [Cr3+] = 0,150 M Tính nồng độ ion cân thiết lập 28 Viết biểu thức tính số cân Kc phản ứng sau: a NO(k) + O2(k) NO2(k) b Zn(r) + 2Ag+(dd) Zn2+(dd) + Ag(r) c Mg(OH)2(r) + CO32–(dd) MgCO3(r) + OH–(dd) 29 Xác định Kc từ Kp phản ứng sau a SO2Cl2(k) SO2(k) + Cl2(k) ; Kp = 2,9 x10–2 303 K b NO(k) + O2(k) NO2(k) ; Kp = 1,48 x104 184 °C c Sb2S3(r) + H2(k) Sb(r) + H2S(k) ; Kp = 0,429 713 K 30 Xác định Kc cho phản ứng: ½ N2(k) + ½ O2(k) + ½ Br2(k) NOBr(k) cho biết (ở 298 K): NO(k) N2(k) + O2(k) ; Kc = 2,1 x1030 NO(k) + ½ Br2(k) NOBr(k) ; Kc = 1,4 31 Viết biểu thức tính số cân cho phản ứng sau : Fe(OH)3 + H+(dd) Fe3+(dd) + H2O(l) ; K = 9,1 x103 Tính nồng độ ion Fe3+ trạng thái cân mơi trường có pH = ([ 32 Trạng thái cân thiết lập 1000 K, với Kc = 281 cho phản ứng 13 ] = 1,0 x10–7) Bài tập Hóa Đại Cương 2 SO2(k) + O2(k) SO3(k) Số mol O2 trạng thái cân bình 0,185 L 0,00247 mol Tính tỉ lệ [SO2]/[SO3] hỗn hợp cân 33 Một hỗn hợp trạng thái cân 1000 K chứa 0,276 mol H2, 0,276 mol CO2, 0,224 mol CO 0,224 mol H2O CO2(k) + H2(k) CO(k) + H2O(k) a Chứng minh phản ứng trên, Kc khơng phụ thuộc vào thể tích bình phản ứng, V b Xác định giá trị Kc Kp 34 Trong phản ứng SO2(k) + O2(k) SO3(k), 0,455 mol SO2, 0,183 mol O2, 0,568 mol SO3 cho đồng thời vào bình phản ứng 1,90 L 1000 K a Nếu Kc = 2,8 x102, hỗn hợp có trạng thái cân chưa? b Nếu chưa, cân dịch chuyển theo chiều nào? 35 Cho hỗn hợp ban đầu có chứa 0,3500 mol CO(k), 0,05500 mol COCl2(k) bình phản ứng 3,050 L 668 K Tính số mol Cl2(k) trạng thái cân CO(k) + Cl2(k) COCl2(k) ; Kc = 1,2 x103 668 K 36 Cân thiết lập bình 2,5 L 250 °C cho phản ứng sau: PCl5(k) PCl3(k) + Cl2(k) ; Kc = 3,8 x10–2 Tính số mol PCl5, PCl3 Cl2 trạng thái cân a Cho 0,550 mol PCl5 0,550 PCl3 vào bình phản ứng b Chỉ cho 0,610 mol PCl5 vào bình phản ứng 37 Giải thích ảnh hưởng yếu tố sau đến hình thành khí H2 hỗn hợp trạng thái cân phản ứng sau: Fe(r) + H2O(k) Fe3O4(k) + H2(k) ; ∆rH° = –150 kJ mol–1 38 39 40 41 a Tăng nhiệt độ hỗn hợp b Thêm H2O thể tích khơng đổi c Tăng thể tích bình chứa lên hai lần d Thêm xúc tác thích hợp Một mẫu khơng khí với tỉ lệ mol N2 : O2 79 : 21 nung nóng đến 2500 K Khi cân thiết lập bình kín với hỗn hợp khí ban đầu áp suất atm, phần trăm mol NO thu 1,8 % Tính số cân Kp phản ứng, giả sử áp suất thể khí N2(k) + O2(k) NO(k) Nitrogen dioxide thu từ khí xi lanh dạng hỗn hợp NO2(k) N2O4(k) Một mẫu 5,00 g khí thu từ xi lanh cho vào bình đóng kín 298 K Tính phân mol khí NO2 hỗn hợp N2O4(k) NO2(k) ; Kc = 4,61 x10–3 Bắt đầu phản ứng với SO3(k) 1,00 atm Tính áp suất toàn phần trạng thái cân thiết lập cho phản ứng sau 700 K SO3(k) SO2(k) + O2(k) ; Kp = 1,6 x10–5 Quá trình phân hủy acid salicylic thành phenol CO2 thực 200,0 °C, nhiệt độ này, toàn tác chất sản phẩm dạng khí Một mẫu 0,300 g acid salicylic cho vào bình phản ứng 50,0 mL cân thiết lập Hơn hợp cân sau làm lạnh nhanh để ngưng tụ acid salicylic phenol dạng rắn Khí CO2 thu lại thể tích đo 20,0 °C 730 mmHg Trong hai thí nghiệm lập lại, thể tích CO2 thu 48,2 48,5 mL Tính số cân Kp cho phản ứng này, cho áp suất khí 14 Bài tập Hóa Đại Cương 42 Methanol tổng hợp từ hỗn hợp khí CO H2, gọi khí tổng hợp Phản ứng thuận nghịch có nhiều tiềm ứng dụng việc sản xuất nhiên liệu cho động ôtô CO(k) + H2(k) CH3OH(k) ; Kc = 14,5 483 K Một hỗn khí tổng hợp cụ thể chứa 35 % mol CO(k) 65 % mol H2(k) áp suất toàn phần 100 atm 483 K thiết lập trạng thái cân Xác định áp suất riêng phần CH3OH(k) hỗn hợp trạng thái cân 43 Một dung dịch chuẩn bị có chứa nồng độ ion ban đầu [Fe3+] = [Hg22+] = 0,5000 M; [Fe2+] = [Hg2+] = 0,03000 M Fe3+(dd) + Hg22+(dd) 2 Fe2+(dd) + Hg2+(dd) ; Kc = 9,14 x10–6 Tính nồng độ ion trạng thái cân 44 Một hỗn hợp H2S CH4 với tỉ lệ mol 2:1 thiết lập trạng thái cân 700 °C áp suất toàn phần atm Dự phân tích, hỗn hợp trạng thái cân chứa 9,54 x10–3 mol H2S CS2 thu trạng thái cân chuyển hóa hồn tồn thành H2SO4 sau BaSO4, thu 1,42 x10–3 mol BaSO4 Sử dụng liệu để tính số cân Kp phản ứng 700 °C Giả sử áp suất thể khí H2S(k) + CH4(k) CS2(k) + H2(k) ; Kp = ? 700 °C 45 Cho phản ứng dạng A + B C + D, bắt đầu phản ứng với hỗn hợp chứa số mol A B Chứng minh trạng thái cân bằng: a 99,999% tác chất tiêu thụ, K = 1010 b 99,999% tác chất lại K = 10–10 46 Một thí nghiệm cổ điển nghiên cứu cân phản ứng dung dịch ethanol (C2H5OH) acid acetic (CH3COOH) để tạo thành etyl acetate (CH3COOC2H5) nước: C2H5OH + CH3COOH CH3COOC2H5 + H2O Phản ứng theo dõi phân tích lượng acid hỗn hợp trạng thái cân CH3COOH(dd) + Ba(OH)2(dd) Ba(CH3COO)2(dd) + H2O(l) Trong thí nghiệm, hỗn hợp 1,000 mol acid acetic 0,500 mol ethannol cho phản ứng đến trạng thái cân Một mẫu chứa xác phần trăm hỗn hợp cân cần 8,25 mL dung chị Ba(OH)2 0,1000 M để chuẩn độ Tính số cân Kc phản ứng ethanol acid acetic dựa thí nghiệm 47 Trong tổng hợp hữu cơ, nhiều phản ứng có hiệu suất thấp, K AgBr > AgI 26 Hãy cho thấy Ag2S (Kspa = x 10–30) kết tủa FeS (Kspa = x 102) không kết tủa từ dung dịch chứa 0,010 M Ag+ 0,020 M Fe2+ bão hịa H2S (0,10 M H2S) có nồng độ [H3O+] khơng đổi 0,30 M 27 Hãy tính pH tối thiểu dung dịch chứa 0,015 M Fe2+ bão hịa nồng độ H2S (0,01 M) để có kết tủa FeS (Kspa = x 102) 28 Hãy tính độ tan nước (tính theo mol/l) chất sau đây: a b c d BaCrO4, Ksp = 1,2 x 10–10 PbBr2, Ksp = 4,0 x 10–5 CeF3, Ksp = x 10–16 Mg3(AsO4)2, Ksp = 2,1 x10–10 29 Hãy xếp muối sau theo thứ tự tăng dần độ tan nước: AgCN, AgIO3, AgI, AgNO2, Ag2SO4 Hãy giải thích lý 30 Hãy xác định dung dịch bão hịa có nồng độ [Mg2+] cao nhất: (a) MgCO3; (b) MgF2; (c) Mg3(PO4)2 31 Nước uống fluor hóa có chứa phần triệu (ppm) ion F– Hỏi CaF2 có đủ hịa tan nước để sử dụng nguồn cung cấp fluor cho nước uống fluor hóa khơng? Hãy giải thích (Gợi ý: ppm tương ứng g F– /106 g nước) 32 Trong quy trình phân tích định tính cation nước, Bi3+ xác định dựa xuất kết tủa trắng bismuth hydroxid, BiOOH(r): BiOOH(r) BiO+ (dd) + OH– (dd) Ksp= x10–10 Hãy tính tốn pH dung dịch bão hòa nước BiOOH 33 250 ml dung dịch bão hòa nước CaC2O4 chuẩn độ 4,8 ml dung dịch 0,00134M KMnO4 (dd) mơi trường acid Hãy xác định tích số tan Ksp CaC2O4 dung dịch Biết phản ứng chuẩn độ, ion C2O42– bị oxy hóa thành CO2 ion MnO4– bị khử thành Mn2+ 34 Hãy tính tốn độ tan nước Mg(OH)2 (Ksp = 1,8 x 10–11) (a) nước tinh khiết; (b) 0,0862 M MgCl2; (c) 0,0355 M KOH 35 Hãy cho biết diện muối sau đến độ hòa tan nước muối CaCO3: (a) Na2CO3; (b) HCl; (c) NaHSO4 Hãy giải thích 36 Hãy xác định nồng độ Pb2+ Pb(NO3)2 cần thiết để đạt độ tan nước 1,5 x 10–4 mol PbI2/L hòa tan PbI2 dung dịch 37 Độ tan nước Ag2CrO4 giảm đến giá trị 5,0 x 10–8 Ag2CrO4/L sử dụng CrO4– ion chung? Hay sử dụng ion Ag+ ion chung để gây ảnh hưởng Giải thích 38 Giá trị pH nhỏ để Cd(OH)2 kết tủa từ dung dịch có nồng độ Cd2+ 0,0055 M 39 Hỏi có kết tủa xảy trường hợp sau hay không? a b c 0,10 mg NaCl cho thêm vào 1,0 L 0,10 M AgNO3 giọt (0,05 ml) 0,10 M KBr cho them vào 250 ml dung dịch bão hòa AgCl giọt (0,05 ml) 0,0150 M NaOH thêm vào 3,0 L dung dịch 2,0 mg Mg2+/lít 40 Khi 200,0 ml dung dịch 0,350 M K2CrO4 thêm vào 200,0 ml 0,0100 M AgNO3, nồng độ phần trăm ion Ag+ cịn lại khơng kết tủa dung dịch? 20 Bài tập Hóa Đại Cương 41 Người thời La Mã cổ thường thêm CaSO4 vào rượu để làm rượu loại bỏ lượng chì hịa tan Hỏi hàm lượng chì lớn có rượu để CaSO4 thêm vào giúp loại bỏ 42 Dung dịch KI thêm từ từ vào dung dịch có chứa [Pb2+] [Ag+] 0,10 M Biết PbI2, tích số tan Ksp = 7,1 x10–9 AgI có tích số tan Ksp = 8,5 x10–17 43 Dung dịch AgNO3 cho thêm từ từ vào dung dịch chứa đồng thời 0,250 M NaCl 0,0022 M KBr a b c Anion gây kết tủa trước: Cl– hay Br– Nồng độ ion Ag+ cần thiết thời điểm xuất kết tủa anion thứ hai Anion Cl–, Br– tách rời hiệu dựa vào kết tủa phân đoạn chúng hay không? 44 0,350 L dung dịch 0,150 M NH3 thêm vào 0,150 L dung dịch MgCl2 0,100 M Hãy tính khối lượng (NH4)2SO4 cần thiết để không xuất kết tủa Mg(OH)2 45 Hỏi xuất kết tủa hình thành điều kiện sau: a b c Kết tủa PbI2, từ dung dịch chứa 1,05 x10–3 M HI, 1,05 x 10–3 M NaI 1,1 x10–3 M Pb(NO3)2 Kết tủa Mg(OH)2, từ 2,50 L dung dịch 0,0150 M Mg(NO3)2 thêm vào giọt (0,05 ml) dung dịch 6,00 M NH3 Kết tủa Al(OH), dung dịch 0,010 M Al3+, 0,010 M CH3COOH 0,010 M NaCH3COO 46 Dung dịch chứa nồng độ [NH3] 1,00 M [Cl–] 1,00 M NH3 Hỏi có gr AgNO3 hịa tan 1,0 L dung dịch mà không làm xuất kết tủa AgCl? 47 Hỏi ion Fe2+ Mn2+ tách rời dạng kết tủa FeS mà kết tủa MnS dung dịch không? Giả thiết [Fe2+] = [Mn2+] = [H2S] = 0,10 M Hãy tính [H3O+] để chắn kết tủa nhiều FeS mà MnS Sự kết tủa có hồn tồn khơng? Biết FeS có Ksp = x102, MnS có Kspa = x107 48 Dung dịch chứa 0,05 M Cu2+, Hg2+ Mn2+ Kết tủa dạng sulphite hình thành trước thêm dung dịch có 0,10 M H2S 0,010 M HCl? Biết CuS có Ksp = x10–16, HgS có Ksp = 22 x10–32, MnS có Kspa = x107 Chương ĐIỆN HÓA HỌC Viết phản ứng xảy pin điện hóa có sơ đồ sau: Sc(r)Sc3+(l)║Ag+(l)Ag(r) Vẽ cấu tạo pin điện hóa xảy phản ứng – kim loại Al đẩy ion Ag+ dung dịch Đánh dấu anod, catod tính chất khác pin Biểu diễn chiều dòng điện, chiều dịch chuyển cation, anion từ cầu muối aga KNO3 Viết bán phản ứng xảy điện cực anod, catod phản ứng pin Viết sơ đồ pin Sơ đồ pin điện hóa viết sau: Sn(r)SnCl2(l)║AgNO3(l)Ag(r) Viết bán phản ứng xảy điện cực phản ứng pin Sơ đồ pin điện hóa viết sau: In(r)In(ClO4)3(l)║CdCl2(l)Cd(r) Viết bán phản ứng xảy điện cực phản ứng pin Xác định pin tiêu chuẩn (sức điện động tiêu chuẩn) phản ứng: Cl2 oxi hóa Fe2+ thành Fe3+ Cl2 (k) + Fe2+(l) Fe3+(l)+ Cl– (l) =? Sử dụng bảng điện cực tiêu chuẩn để tính pin tiêu chuẩn (sức điện động tiêu chuẩn) phản ứng: MnO4– oxi hóa Fe2+ thành Fe3+ mơi trường acid Trong mơi trường acid, ion dicromat oxi hóa acid oxalic thành CO2 theo phản ứng sau: Cr2O72– (l) + H2C2O4(l) + 8H+(l) Cr3+(l)+ H2O + 6CO2(k) có = 1,81 V 21 Bài tập Hóa Đại Cương 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Sử dụng bảng điện cực tiêu chuẩn để xác định điện cực tiêu chuẩn điện cực CO2/H2C2O4 Trong môi trường acid, O2 oxi hóa Cr2+ thành Cr3+ O2 bị khử thành H2O Thế pin tiêu chuẩn phản ứng = 1,653 V Thế điện cực tiêu chuẩn cặp Cr3+/Cr2+ bao nhiêu? Sử dụng liệu điện cực tiêu chuẩn, xác định lượng tự chuẩn thức G0 phản ứng: Al (r) + Br2 (l) Al3+(l, 1M)+ Br– (l, 1M) G0 =? Pin nhiên liệu hydro – oxy pin điện hóa với phản ứng pin là:2 H2(k) + O2 (k) H2O (l) Tính cho phản ứng Gợi ý: Sử dụng liệu nhiệt động (H0, S0 G0) Tìm ion kim loại mà kim loại Cu đẩy chúng khỏi dung dịch, xác định phản ứng Cho kim loại natri (Na) vào nước biển có chứa ion kim loại Mg2+ (0,0512 M) khơng thấy có kim loại Mg tạo thành Dựa vào bảng điện cực tiêu chuẩn giải thích phản ứng xảy ra? Một phương pháp rẻ tiền để điều chế peroxodisulfid (S2O82–) sục O2 qua dung dịch acid chứa ion sulfat (SO42–) Phương pháp có khả thi không điều kiện tiêu chuẩn Gợi ý: Tìm chất oxi hóa phù hợp Quan sát thực tế thấy (1) khó giữ ion Sn2+ tồn dung dịch oxy khơng khí dễ dàng oxi hóa Sn2+ thành Sn4+ (2) Bảo vệ Sn2+ dung dịch cách thêm kim loại Sn vào dung dịch Khơng cẩn tính tốn, giải thích tượng sử dụng liệu điện cực Kim loại Al đẩy hồn tồn ion Cu2+ khỏi dung dịch hay khơng? Gợi ý: Tính K phản ứng từ Phản ứng Sn Pb2+ có xảy hồn tồn hay khơng? Vì sao? Tính sức điện động (Epin ) pin điện hóa có sơ đồ sau: Al(r)Al3+(0,36 M)║Sn4+(0,086 M), Sn2+(0,54 M)Pt Tính sức điện động (Epin ) pin điện hóa có sơ đồ sau: Pt(r)Cl2 (1atm)Cl–(1 M)║Pb2+(0,05 M), H+(0,1 M)PbO2 (r) Pin điện hóa có sơ đồ: Cu(r)Cu2+(0,15 M)║Fe2+(0,35 M), Fe3+(0,25 M)Pt(r) Phản ứng pin có tự xảy khơng? Pin điện hóa có sơ đồ sau: Ag(r)Ag+(l)║Hg2+(l)Hg(l) [ Tỉ số [ ] ] để phản ứng pin khơng tự xảy 21 Tích số tan AgCl 1,8 ×1010, Tính sức điện động pin điện hóa sau AgAg+(AgClbh)║Ag+(0,100 M)Ag(r) Epin = ? 22 Tính tích số tan PbI2 sử dụng thơng tin pin nồng độ sau: PbPb2+(PbI2 bh)║Pb2+(0,100 M)Pb(r) Epin = 0,0567 V 23 Dựa vào bảng điện cực tiêu chuẩn, dự đoán sản phẩm tạo thành trình điện phân dung dịch KI sử dụng điện cực Pt 24 Điện phân dung dịch AgNO3 sử dụng điện cực anod Ag, catod Pt Hãy cho biết sản phẩm điện phân thu được? 25 Kết tủa 12,3 g Cu điện cực catod sau 5,5 điện phân, Hãy cho biết dòng điện dùng trình điện phân bao nhiêu? 26 Điện phân kết tủa Cu từ dung dịch Cu2+ sử dụng điện cực Pt với dịng điện 2,13 A Lượng khí O2 giải phóng anod 2,62 L nhiệt độ 26 oC áp suất 738 mmHg Hãy cho biết thời gian điện phân 27 Cho hệ điện hóa sau: Fe(r) | Fe2+(dd) || Fe3+(dd), Fe2+(dd) | Pt(r) a Viết bán phản ứng b Nếu điện cực Eocell = 1,21 V, xác định ΔG KCB c Áp dụng phương trình Nernst, tính giá trị Ecell hệ điện hóa 22 Bài tập Hóa Đại Cương Fe(r) | Fe2+(dd, 10–3 M) || Fe3+(dd, 10–3 M), Fe2+(dd, 0,10 M) | Pt(r) 28 Cho hệ điện hóa sau: Ag(r) | Ag+(dd, 0,015 M) || Fe3+(dd, 0,055 M), Fe2+(dd, 0,045 M) | Pt(r) a Xác định giá trị Eocell b Khi hệ điện hóa hoạt động, giá trị E tăng/giảm/giữ nguyên ? c Xác định Ecell [Ag+] = 0,020 M d Xác định [Ag+] Ecell = 0,010 V e Xác định nồng độ ion Ecell = V 29 Mơ hình pin Alkaline Lelanché mô tả sau: 30 31 32 33 34 a Viết phản ứng tổng cộng diễn pin b Xác định giá trị Eocell Điện phân dung dịch K2SO4 với điện cực trơ Pt a Xác định khí tạo thành anode b Xác định khí tạo thành cathode c Thế nhỏ cần đặt vào để thực trình điện phân ? Tại giá trị đặt vào thường lớn giá trị lý thuyết Xác dịnh khối lượng Zn hình thành cathode điện phân dung dịch Zn2+ thời gian 42,5 phút với cường độ dòng điện 1,87 A Xác định thời gian cần thiết để tạo thành 2,79 g I2 anode điện phân dung dịch KI với cường độ dòng điện 1,75 A Trong dung dịch chứa đồng thời hai ion Ag+ Cu2+ ? a Trong trình điện phân, ion bị khử tạo thành kim loại tự ? b Nếu cuòng độ dòng điện qua hệ 0,75 A 2,5 tạo thành 3,5 g kim loại phần trăm kim loại Ag hỗn hợp Xác định Eocell, ΔG K phản ứng MnO4–(dd) + 8H+(dd) + 5Ce3+(dd) → 5Ce4+(dd) + Mn2+(dd) + 4H2O(l) 35 Áp dụng phương trình Nernst liệu Phụ lục D, xác định giá trị Eocell hệ điện hóa sau : a Mn(r) | Mn2+(dd, 0.40 M) || Cr3+(dd, 0.35 M), Cr2+(dd, 0.25 M) | Pt(r) b Mg(r) | Mg2+(dd, 0.016 M) || [Al(OH)4]–(dd, 0.25 M), OH–(dd, 0.042 M) | Pt(r) 36 Dựa vào bảng điện cực chuẩn, tính giá trị sức điện động hệ pin sau a Zn – Br2 b Li – F2 37 Cho hệ điện hóa theo phương trình phản ứng: Fe2+(dd, 0.0050 M) + Ag+(dd, 2.0 M) → Fe3+(dd, 0.0050 M) + Ag(r) Xác định nồng độ [Fe2+] phản ứng đạt cân 23 Bài tập Hóa Đại Cương 38 Phương pháp điện phân có khả tách hai ion kim loại dung dịch, in bị khử cathode tạo thành kim loại tự ion lại tồn dung dịch Trong trường hợp sau, trường hợp có khả tách ion kim loại a Cu2+ K+ b Cu2+ Ag+ c Pb2+ Sn2+ 39 Hệ điện hóa sau có Ecell = 0,180 V Ag(r) | Ag+(bảo hòa Ag3PO4) || Ag+(dd, 0,140 M), | Ag(r) Xác định Ksp Ag3PO4 40 Viết bán phản ứng, phản ứng tổng cộng tính Eocell hệ điện hóa sau a Al(r) | Al3+(dd) || Sn2+(dd) | Sn(r) b Pt(r) | Fe2+(dd), Fe3+(dd) || Ag+(dd) | Ag(r) c Cr(r) | Cr2+(dd) || Au3+(dd) | Au(r) d Pt(r) | O2(k), | H+ (dd) || OH–(dd) | O2(k) | Pt(r) 41 Viết biểu thức số cân xác dịnh K 25 oC phản ứng sau: a 2V3+(dd) + Ni(r) → 2V2+(dd) + Ni2+(dd) b MnO2(r) + 4H+(dd) + 2Cl–(dd) → Mn2+(dd) + H2O + Cl2(k) c 2OCl–(dd) → 2Cl–(dd) + O2(k) 42 Cho phản ứng sau với Eocell = –0,005 V 2Cu+(dd) + Sn4+(dd) → Cu2+(dd) + Sn2+(dd) a Dung dịch tịn thại đồng thời bốn ion với nồng độ ion 0.5 M không? b Nếu không, phản ứng xảy ? 43 Sức điện động lý thuyết pin nhơm – khơng khí, Eo = 2,71 V Sử dụng Phụ lục D phương trình phản ứng, xác định giá trị ΔG [Al(OH)4]– 44 Cho hai phản ứng: V2+ + VO2+ + H+→ 2V3+ + H2O Eo = 0,616 V 3+ + 2+ + V + Ag + H2O → VO + 2H + Ag Eo = 0,439 V Xác định Eo bán phản ứng V3+ + e– → V2+ 24