LUYỆN TẬP NHIỆT ĐỘNG HỌC Câu I (3,0 điểm) 1 Khi thủy phân ankyl bromua trong dung dịch kiềm loãng, với nồng độ đầu của 2 chất là 0,04M thì để thu được 0,005M Br cần 47 103s Nếu nồng độ đầu của 2 chất[.]
LUYỆN TẬP NHIỆT ĐỘNG HỌC Câu I (3,0 điểm) Khi thủy phân ankyl bromua dung dịch kiềm loãng, với nồng độ đầu chất 0,04M để thu 0,005M Br - cần 47.103s Nếu nồng độ đầu chất 0,1M để thu 0,005M Br- cần 4,7.103s Tính số tốc độ phản ứng (2,13.10-3M-1s-1) M Butan ( C4 H10 58,13 gmol1), sử dụng làm khí đốt để cung cấp nhiệt cho mục đích dân dụng, nén áp suất cao bình thép, bình chứa 13 kg butan Giả thiết đốt cháy hoàn tồn 13 kg khí butan điều kiện đẳng áp V (L) khơng khí vừa đủ, nhiệt độ 300 K để đun bình nước lớn Lượng nhiệt sinh từ phản ứng (ở 300 K) phần làm nóng sản phẩm phản ứng (giả thiết gồm CO 2(k) H2O(l)) lượng N2 có V (L) khơng khí lên 450 K; phần làm nóng bình đun nước bình; phần cịn lại hao phí xạ nhiệt mơi trường xung quanh Biết lượng nhiệt xạ môi trường xung quanh 1/9 lượng nhiệt nhận bình đun nước bình a Tính nhiệt đốt cháy chuẩn, cHo (kJmol1), khí butan 300 K b Tính lượng nhiệt (theo kJ) mà bình đun nước bình nhận đốt cháy tồn lượng butan có bình thép điều kiện cho c Tính khối lượng nước bình đun nóng (trong lần đun) từ 27C đến 75C đốt cháy hết 13 kg khí butan nói Giả thiết, nước bình bay khơng đáng kể điều kiện cho Biết: + Nhiệt hình thành chất: o o o f H 300 (H 2O,l) 285,83 kJ mol 1; f H 300 (CO ,k) 393,51 kJ mol 1; f H 300 (C 4H10 ,k) 126,14 kJ mol + H o (H O,l) 40,5 kJ mol Nhiệt hóa nước lỏng: v 373 + Nhiệt dung: CPo (H 2O,l) 75, J mol K ; CPo (H 2O,k) 33,86 J mol K 1; CPo (N ,k) 28, 74 J mol K ; CPo (CO ,k) 41, 63 J mol K ; CPo (bình đun) 6750 J K Coi giá trị nhiệt dung không thay đổi theo nhiệt độ + Khơng khí gồm N2 O2 theo tỉ lệ thể tích tương ứng : Câu II (2,5 điểm) Tính chất nhiệt động số phân tử ion trạng thái tiêu chuẩn 250C : C3H8 (k) O2(k) CO2(k) H2O (l) H0s (kJmol-1) - 103,85 -393,51 -285,83 S0(J.K-1mol-1) 269,91 205,138 213,74 69,91 Xét q trình oxi hố hồn tồn mol C3H8 (k) với O2 (k) tạo thành CO2 (k) H2O (l), phản ứng tiến hành 25 0C, điều kiện tiêu chuẩn, theo cách: a) Bất thuận nghịch b) Thuận nghịch (trong tế bào điện hố) a Tính H0, U0 , S0, G0 phản ứng cách nói b Tính nhiệt, cơng thể tích, cơng phi thể tích (tức cơng hữu ích) mà hệ trao đổi với mơi trường cách Câu III (3,0 điểm) Đốt cháy hoàn toàn 3,6 gam hợp chất hữu X thể khí lượng dư oxi bom nhiệt lượng kế Ban đầu, nhiệt lượng kế chứa 600 gam nước, 25 oC Sau phản ứng, nhiệt độ hệ 28 oC; có 11 gam CO2(k) 5,4 gam H2O(l) tạo thành Giả thiết, lượng nhiệt bị hấp thụ oxi dư sản phẩm phản ứng không đáng kể a Xác định công thức phân tử X b Xác định nhiệt dung nhiệt lượng kế (không bao gồm 600 gam nước) (H s0,298 ) c Xác định nhiệt sinh tiêu chuẩn X Cho biết: H s0,298 CO2(k) H2O(l) -393,51 -285,83 kJ∙mol-1; Nhiệt dung riêng nước 4,184 J∙g-1∙K-1; U 298 Biến thiên nội phản ứng đốt cháy mol X 25oC, = -2070,00 kJ∙mol-1 Câu IV (3,5 điểm) Cho số khí R = 8,314 J.mol–1.K–1 Ở áp suất tiêu chuẩn P0 = 1,000 bar = 1,000.105 Pa, nhiệt độ 298 K, ta có kiện nhiệt động học: Khí H2 N2 NH3 -1 0 - 45,9 Biến thiên entanpi hình thành ΔH(kJ.mol)H f (kJ.mol ) Entropi S0(J.mol–1.K–1) 130,7 191,6 192,8 Liên kết ΔH(kJ.mol)H 0b N≡N 945 N=N 466 N-N 159 H-H 436 Biến thiên entanpi phân li liên kết (kJ.mol–1) a Tính biến thiên entanpi, biến thiên entropi, biến thiên lượng tự Gibbs số cân K phản ứng tổng hợp amoniac từ nitơ hiđro điều kiện nhiệt độ áp suất b Trong thực tế sản xuất, phản ứng tổng hợp amoniac thực nhiệt độ cao a) Chấp nhận gần việc bỏ qua phụ thuộc nhiệt độ ∆H ∆S, tính số cân K phản ứng T = 773 K b) Nhận xét hướng ưu tiên phản ứng 298 K 773 K Giải thích lại tiến hành tổng hợp NH3 nhiệt độ cao Để tăng hiệu suất tổng hợp amoniac cơng nghiệp, đưa biện pháp gì? Giải thích c Tính biến thiên entanpi phân li liên kết ΔH(kJ.mol)H b liên kết N-H phân tử amoniac ΔH(kJ.mol)H 0b(H-NH ) ΔH(kJ.mol) H f d Tính biến thiên entanpi hình thành tiêu chuẩn gốc ·NH2 Cho = 380 kJ.mol-1 Câu V (2,0 điểm) Đối với phản ứng đề hiđro hóa etan: C2H6(k) ⇔C2H4(k) + H2(k) (1) o -1 Có số liệu sau: ΔH(kJ.mol)G 900K = 22,39 kJ.mol giá trị entropy ghi bảng đây: H2 C2H6 C2H4 Chất o -1 -1 S 900K [J.mol K ] 163,0 319,7 291,7 a) Tính Kp phản ứng (1) 900K o b) Tính ΔH(kJ.mol)G 900K phản ứng C2H4(k) + H2(k) → C2H6(k) o c) Tính Kp 600K phản ứng (1), giả thiết khoảng nhiệt độ từ 600K đến 900K ΔH(kJ.mol)H o ΔH(kJ.mol)S không thay đổi -4 Ở 1396K áp suất 1,0133.10 N.m , độ phân li hơi nước thành hiđro oxi 0,567.10 ; độ -4 phân li cacbon oxit thành cacbon oxit oxi 1,551.10 Hãy xác định thành phần hỗn hợp khí ( trạng thái cân bằng ) tạo thành theo phản ứng: CO + H2O ⇔ H2 + CO2 Từ hai thể tích cacbon oxit hơi nước điều kiện CÂU VI: Cấu trúc sodium chloride (NaCl) kiểu cấu trúc tinh thể cơ hợp chất ion Trong ô mạng cơ sở, ion Cl- lập thành mạng tinh thể lập phương tâm diện ion Na+ chiếm tâm ô mạng tâm cạnh hình lập phương (a) Biểu diễn cấu trúc ô mạng cơ sở NaCl cho biết số phối trí Na+ Cl- (b) Ơ mạng cơ sở NaCl có hằng số mạng a = 5,64 A bán kính Na+ r(Na+) = 1,16 A0 Tính bán kính ion chloride, r(Cl-) độ đặc khít mạng tinh thể NaCl