Bài tập hóa lý nhiệt động hóa học, Đại học Bách Khoa Hà Nội, chuyên ngành Kỹ thuật hóa học khóa 66. Bài tập chương nhiệt động hóa học kèm lời giải, kì học 2022.1, khá giống nội dung môn Hóa học 2 đã được học.
BÀI TẬP PHẦN NHIỆT ĐỘNG HOÁ HỌC – CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG HỐ HỌC Tính cơng sinh hịa tan hồn tồn 50g Fe axít HCl trong: a) Bình kín tích khơng đổi b) Bình hở 25oC ĐS 2,2kJ Tính cơng, nhiệt, DU DH trình ngưng tụ đẳng nhiệt thuận nghịch mol CH3OH(h) thành –1 CH3OH (l) 64oC Nhiệt bay (DHo) metanol 64oC 35,3 kJ.mol –1 –1 –1 –1 ĐS: DH = –35,3 kJ.mol ; DU = –32,5 kJ.mol ; q = –35,3 kJ.mol A = –2,8 kJ.mol Nhiệt dung mol đẳng áp khí lý tưởng phụ thuộc vào nhiệt độ sau: -1 -1 Cp (J.mol K ) = 20,17 + 0,4001T Tính nhiệt, cơng, biến thiên nội biến thiên entanpy mol khí nhiệt độ khí tăng o o từ C đến 100 C ở: a) Áp suất không đổi b) Thể tích khơng đổi –1 ĐS: DH = 14,9; DU = 14,1; a) Q =14,9; A = 0,8; b) Q = 14,1; A = (kJ.mol ) Nhiệt tạo thành tiêu chuẩn etylbenzen -12,5 kJ.mol-1 Tính nhiệt cháy chất điều kiện tiêu chuẩn Các số liệu cần thiết tra phần phụ lục A ĐS: – 4564,7 kJmol–1 Nhiệt cháy tiêu chuẩn 250C cyclopropan – 2091 kJ.mol-1 Tính tạo thành cyclopropan từ số liệu nhiệt tạo thành CO2(k) H2O (h) cho phụ lục A Nhiệt tạo thành propen +20,42 kJ.mol-1 Tính DH q trình isome hóa cylopropan thành propen ĐS: DHo298, s (cyclopropan) = 53,1 kJ.mol–1; DHo298(fư) = –32,7 k.mol–1 Nhiệt cháy tiêu chuẩn 25oC khí butan – 2878kJ.mol–1 nhiệt bay butan lỏng nhiệt độ 21, 0kJ.mol–1 Tính biến thiên entanpy biến thiên nội trình đốt cháy mol butan lỏng ĐS: DH = –2857kJ; DU = –2867kJ Cho phản ứng: 2C6H5COOH (r) + 13O2(k) ® 12CO2 (k) + 6H2O (k) có DUo298= –772,7kJ Tính DHo298 phản ứng ĐS: –760,3 kJ Tính toán DHo, DUo 298K DHo 348K phản ứng hydro hóa etin (axetylen) thành eten (etylen) từ số liệu nhiệt cháy nhiệt dung cho phụ lục A Coi khoảng nhiệt độ này, nhiệt dung chất không đổi ĐS: DH298 = –174,47; DU298 = –172,00; DH348 = –175,43 (kJ.mol–1) Để xác định nhiệt hydrat CaCl2 tạo thành CaCl2.6H2O CaCl2(r) + 6H2O (l)= CaCl2.6H2O (r) Ta xác định giá trị nhiệt lý do: (1) phản ứng pha rắn chậm (2) có nhiều dạng hydrat CaCl2 Tuy nhiên, xác định nhiệt hịa tan CaCl2 (r) CaCl2.6H2O lượng dung môi vô lớn 298K: CaCl2 (r) + Aq = CaCl2 (aq) DH = –81,33 kJ.mol–1 CaCl2 6H2O (r) + aq = CaCl2 (aq)+ 6H2O (l) DH = 15,79 kJ.mol–1 Tính nhiệt q trình hydrat hóa CaCl2 (r) tạo thành CaCl2.6H2O (r) ĐS: –97,12 kJ.mol–1 10 Tính nhiệt bay nước 25oC biết nhiệt dung riêng nước lỏng 4,18 J.K–1g–1, nhiệt dung mol nước áp suất khơng đổi 33,5 J.K–1.mol–1, nhiệt hóa nước 100oC 2258J.g–1 ĐS: 2432J.g–1 11 Tính DSohệ, DSomt trình nhận xét trình có tự xảy hay khơng? a) Đơng đặc nước –5oC b) Hóa nước 95oC 1atm, biết DCp trình kết tinh trình hóa 37,3JK–1mol–1 -41,9 –1 JK mol-1 ĐS: a) DShệ = –21,3 J.mol–1K–1; DSmt = 21,7 J.mol–1K–1; b) DShệ = 108,4 J.mol–1K–1; DSmt = 110,0 –1 –1 J.mol K ; 12 Nhiệt dung clorofom (CHCl3) khoảng nhiệt độ 240K – 330K có dạng Cp, m (JK–1mol–1) = 91,47 + 7,5.10–2T Tính DSo trình đun nóng mol CHCl3 từ 273K đến 300K ĐS: 10,652 J.mol–1K–1 13 Tính biến thiên entropy trình giãn nở đẳng nhiệt 25 g khí mêtan 250K 18,5atm áp suất hệ cịn 2,5 atm ĐS: 26 (J mol–1 K–1) 14 Tính biến thiên entropy trộn 50g nước 80oC vào 100g nước 10oC bình lập với mơi trường bên ngồi Biết Cp, m (H2O, l) = 75,5JK–1mol–1 coi bình khơng bị nóng lên ĐS: 3,49 (J.K–1) 15 Một khí đơn nguyên tử (lý tưởng) đun nóng từ 300 đến 1000K áp suất trình thay đổi từ atm đến atm Tính biến thiên entropy q trình Biết khoảng nhiệt độ Cp (khí) = R (R: số khí) ĐS: 19,26 J.mol–1K–1 16 Tính DS chuyển 100g nước lỏng từ 273K thành 390K áp suất 1atm Biết nhiệt hóa riêng nước 373K 539 cal.g-1, nhiệt dung riêng nước lỏng nước điều kiện đẳng áp 1cal.g-1K-1 0,5 cal.g-1K-1 ĐS: 177,943 cal.K–1 17 Tính biến thiên entropy q trình đơng đặc bất thuận nghịch benzen lỏng chậm đông –5oC, biết rẳng nhiệt độ này, nhiệt đông đặc benzen -2360 cal.mol-1, áp suất bão hòa benzen lỏng chậm đông 19,8 bezen rắn 17,1 mmHg ĐS: -8,515 cal/mol.K 18 a) Tính biến thiên lượng Gibbs L benzen áp suất tăng từ 1atm đến 100atm b) Tính biến thiên lượng Gibbs mol khí H2 áp suất tăng đẳng nhiệt từ 1atm đến 100atm 298K ĐS: a) 9,9 kJ; b) 11,4 (kJ)