bài tập hóa lý có lời giải

Bài 1:Tính nhiệt thăng hoa của iốt, biết áp suất hơi bão hoà của iốt rắn ở hai nhiệt độ như sau:ở t1=45°C,p1=1,488mmHgở t2=55℃,p2=3,084mmHgGiải:Áp dụng phương trình :lgP_2P_1 =∆Hhh4,575(1T11T2)ta có: lg3,0841,488=〖∆H〗_hh4,575(13181328)∆H=15100 calmolBài 2:Nhiệt hoá hơi của nước ở 100℃ là ∆Hhh=539calmol. Tính áp suất hơi của nước ở 98 ℃, biết rằng ở 100℃ áp suất hơi của nước là 760mmHg.Giải:Theo phương trình : lgP_2P_1 =〖∆H〗_hh4,575(1T11T2)Ta có: lgP_100P_98 = lg760P_98 5394,575(13711373)Rút ra: lg p98=2,8503. Vậy p98=708mmHg.Bài 3: Khối lượng riêng của bítmút (khối lượng nguyên tử băng 209). ở nhiệt độ nóng chảy của nó (271 ℃ ) có giá trị d1=10,005 và dr=9637gcm3nhiệt hoá hơi của nó là 2600calng.t.g. xác định nhiệt độ nóng chảy của bítmút ở 50atm.Giải: theo phương trình (dPdT)v=∆HT∆V ta có dPdT=(T(V_rV_l))∆H=(544(110,00519,677))(2600209 41,3)=0,004Katm.Coi dPdT ≈∆T〖∆P〗 ta cót2=t1+(P2P1) dPdT=271+(501)(0,004)=270,8℃

Bài 1:Tính nhiệt thăng hoa của iốt, biết áp suất hơi bão hoà của iốt rắn ở hai nhiệt độ như sau:

Bài 2:Nhiệt hoá hơi của nước ở 100 là Hhh=539cal/mol Tính áp suất hơi của nước ở 98 , biết rằng ở

100 áp suất hơi của nước là 760mmHg

Giải: theo phương trình

()v= ta có ===-0,004K/atm

Coi ta có

t2=t1+(P2-P1)=271+(50-1)(-0,004)=270,8

Bài 4:Trong một cái bình dung tích 5l ở 10 có 300g nước, 50g KNO3 và 40g NaCl.

Hãy xác định số pha và số bậc tự do của hệ

Cho biết độ tan của muối KNO3 và NaCl trong nước ở 10lần lượt bằng và

Giải:

Căn cứ độ tan của muối KNO3 và NaCl trong nước thì trong hệ đã cho, cả 2 muối đều tan hoàn toàn

Do đó đối với hệ này chỉ tồn tại 1 pha lỏng, Đó là dung dịch KNO3 và NaCl trong nước trên pha lỏng

có pha hơi, đó là hơi nước hệ không có pha rắn như vậy hệ có hai pha

Bây giờ chúng ta xác định số cấu tử trong dung dịch có thể xảy ra phản ứng:

KNO3+ NaCl<-> KCl+NaNO3

Bởi vậy số chất hợp thành của hệ là 5:

Giải: Sử dụng phương trình Clapayron-Claudiut

Tính nhiệt hóa hơi của 1 g rượu etylic ở 20

Giải: sử dụng phương trình Clapayron-Claudiut

=848,5 J/g (lưu ý rằng ở đây tính 1 atm.L=101,33)

Bài 8:Áp suất hơi của nước ở 90 là 526 mmHg, nhiệt hóa hơi trung bình của nước trong khoảng từ 90 đến 10 được chấp nhận bằng 2267,73 J/g Tính áp suất hơi của nước ở 100

Giải: sử dụng phương trình Clapayron-Claudiut dưới dạng

(trên thực tế giá trị đúng của p2=760 mmHg)

Bài 9: a, Chất A có nhiệt độ nóng chảy là 41 ở áp suất 1 atm, nhiệt nóng chảy 104,4 J/g Thể tích riêngcủa nó ở thể lỏng và rắn là Vlỏng=0,947 cm3/g, Vrắn=0,9328 cm3/g xác định độ biến đổi của áp xuất theo nhiệt độ khi chất A nóng chảy (chuyển từ pha nóng qua pha lỏng)

b, Nhiệt nóng chảy của nước là 80 cal/g Thể tích riêng của nước lỏng và nước răn ở 0 là

Vlỏng=1.00013 cm3/g và Vrắn=1,0907 cm3/g Xác định độ biến đổi của áp xuất theo nhiệt độ khi nước nóng chảy

Có nghĩa là tăng áp suất thêm 138 atm thì nhiệt độ đông đặc giảm 1

Bài 10: Aceton có áp suất hơi bão hòa ở 7,7 là 100mmHg, ở 39,5 là 400mmHg Tìm A và B trong phương trình biểu diễn áp suất hơi bão hòa vào hiệt độ của Aceton:

lg P(mmHg)= +B (*)

a, tính nhiệt độ sôi của aceton theo phương trình này ở áp suất khí quyển So sánh với giá trị thực nghiệm la 56,5.

b, xác định nhiệt hóa hơi của aceton

c, xác định nhiệt độ sôi của aceton ở 25 atm

d, xác định nhiệt hóa hơi của aceton theo phương trình truton, so sánh với kết quả câu trên

e, xác định nhiệt hóa hơi của aceton theo phương trình Kixchiacôpxki, so sánh với kết quả câu trên.Giải:

So sánh hai phương trình, suy ra:

c, giả thiết thay đổi không đáng kể, ta có phương trình:

Với Tsôi=329,86, suy ra (chọn 21 chẳng hạn)

Sai số so với cách tính trên:

100%=8,92%

e, Ta có phương trình Kixchiacôpxki :

=8,75+4,57lgTS

Với (cal/mol) và TS là nhiệt độ sôi ở áp suất khí quyển

Thay Ts=329,86 ,ta có=6682,56cal/mol

a, Tính tốc độ biến thiên của nhiệt nóng chảy theo nhiệt độ

b, Xác định nhiệt nóng chảy của A ở 230

c, nhiệt độ nóng của A sẽ là bao nhiêu nếu nhiệt nóng chảy tăng 2

Trong 100g dung dịch có 32g KOH và 58g H2O Suy ra nồng độ molan( số mol chất tan trong 1000ml dung môi):

Cm=9,85

Phần mol KOH xKOH==0,15

Bài 13 Dung dịch hỗn hợp hai đồng phân A,B lý tưởng Một dung dịch có phần mol A là xA có áp suất PA và PB.

Giải:

Với một mol dung dịch, sau khi chưng cất còn

0,5mol và bay hơi 0,5mol Ta có cân bằng vật chất đối với cấu tử A:

Giải:

Ta có thể tích mol riêng phần của methanol: ==35+n

Khi n=0 và n=1,=35cm3/mol và 36cm3/mol

Thể tích hai cấu tử ban đầu: V1=1000+40=1040ml

Thể tích dung dịch: V2=1000+35.1+0,5.12=1035,5ml

Độ giảm thể tích: V1-V2=-4,5ml

Bài 21.Chưng cất một hỗn hợp nước và clobenzen(hầu như không tan lẫn) ở áp suất 740,2mmHg thì thấy hỗn hợp sôi ở 90,3 Áp suất hơi nước bão hòa ở nhiệt độ này là 530,1mmHg Tính phần trăm clobenzen thu được trong hỗn hợp ngưng tụ.

Giải:

Áp suất hơi cưa clobenzen phải là:

Số mol clobenzen/1 mol nước trong hỗn hợp ngưng tụ:210,1/530,1=0,4

Ứng với 100g nước, tức 5,5 mol, sẽ có 2,22 mol clobenzen, tức 246g Suy ra % khối lượng clobenzen trong hỗn hợp ngưng tụ là 246/346.100%=71%

Bài 22 Hệ số phân số của etanol trong nước và CCl4 là 0,0244 Nếu cho 0,5mol etanol vào hỗn hợp tạo thành từ 500ml nước và 500ml CCl4 thì nồng độ trong hai pha sẽ là bao nhiêu?

Giải:

Hỗn hợp nước, CCl4 hoàn toàn không tan lẫn sau khi cho etanol vào hệ và để khi ổn định, hệ sẽ phân thành hai lớp, lớp trên là etanol/nước và lớp dưới là etanol/CCl4 Giả sử thể tích mỗi pha thay đổi không đáng kể Gọi x, y lần lượt là số mol etanol trong pha CCl4 và nước Ta có: x + y = 0,5

Kết hợp hệ số phân bố:

K===40,984

Giải được x=0,488mol, y=0,012mol

Nồng độ etanol trong pha CCl4 là CM-ethanol= =0,448/0,5=0,976M

Nồng độ etanol trong pha nước là 0,012/0,5=0,024M

Bài 23 Hệ phân bố của etanol trong CCl4 là 0,0244 Nếu chiết 1 lần etanol ra khỏi 500ml dung dịch 1M etanol trong nước thì cần bao nhiêu ml CCl4 để chiết được90% etanol?

Thay vì sử dụng thể tích CCl4 thu được như trên để chiết 1 lần, bây giờ ta chiết làm 3 lần, nồng độ etanol còn lại trong nước sẽ là bao nhiêu?

Giải:

Số mol etanol có trong dung dịch ban đầu: a=1.0,5=0,5mol

Số mol etanol còn lại ncl=10%a=0,5.10%=0,05mol.

Vậy có 0,45mol etanol đã đi vào dung dịch chiết

Gọi V là thể tích CCl4 cần dùng Ta có:

K==40,984

Suy ra V=0,1098 lít =109,8ml

Nếu chiiết thành ba lần ta có:

Số mol etanol có trong dung dịch ban đầu a=0,5mol

Mỗi lần dùng thể tích dung dịch chiết: Vc=V/3=36,6ml

Số lần chiết n=3

Áp dụng công thức, ta có số mol etanol còn lại:

X3=a.()3=0,00945mol

Nồng độ etanol còn lại: CM=x3/0,5=0,0189M

Bài 25 Anilin trong công nghiệp có diểm đông đặc là

-6,50.Điểm đông của aniline nguyên chất là -6,00 Hằng số nghiệm đông của aniline là 5,87

Bài 26.Dung dịch chất A không bay hơi trong nước có điểm đông là -0,15

a, Xác điinh nhiệt độ sôi của dung dịch

b, Xác định áp suất hơi của dung dịch ở 40, biết áp suất hơi bão hòa của hơi nước ở nhiệt độ này là 34,1mmHg.

c, Nếu áp suất hơi của dung dịch là 33,5mmHg thì nồng độ mol chất A là bao nhiêu? Biết A có M=210g/mol, thể tích riêng VA=0,985ml/g và dung dịch A trong nước là dung dịch lý tưởng, các số liệu ở 40

Do đó nhiệt độ sôi của dung dịch Ts=100+0,042=100,042

b, Nồng độ molan của A trong dung dịch:

Suy ra nồng độ mol của A:

CM(A)==0,82M

Bài 28 Nhiệt độ sôi của CS2 là 319,2, hằng số nghiệm sôi là 2,37 Dung dịch 21,7g S trong 1918g CS2

Sôi ở 319,304 Khối lượng nguyên tử của S là 32 Tính số nguyên tử S trong một phân tử

Giải:

Ta có: TĐ=KĐ.Cm

Suy ra nồng độ molan của S:

Cm=(319,304-319,2)/2,37=0,04388

Trong 1918g dung môi có 217g chất tan, vậy trong 1000g dung môi có

=13,314g chất tan, ứng với 0,04388mol

Suy ra phân tử lượng của chất tan:

M==258g/mol

Vậy số nguyên tử S trong một phân tử là 258/32=8

Bài 3.1 nhiệt độ sôi của nước(100) biến đổi thế nào khi áp suất khí quyển thay đổi 1mmHg? ở 100và 1atm entanpi hóa hơi của nước là 40,4KJ/mol, thể tích mol của nước lỏng và nước hơi lần lượt bằng 18,78ml và 30,1991ml

Giải:

= =0,0354atm.K-1=(0,0354atm.K-1).(760mm.atm-1)

=26,9mm.K-1.

Bài 3.2 ở 0 entanpi nóng chảy của nước đá bằng 6 KJ.mol-1.Thể tích mol của nước đá ở nhiệt độ này

là 19,652ml, của nước lỏng là 18,018ml Nhiệt độ của nước đá thay đổi như thế nào khi tăng áp suất lên 1atm

Giải:

A,vẽ đồ thị mô tả sự phụ thuộc giữa áp suất hơi bão hòa của axit fomic vào nhiệt độ.

B,tim A và B trong phương trình biểu diển sự phụ thuộc áp suất hơi bão hòa vào nhiệt độ của axít fomic:

C, Xác định nhiệt độ sôi ở điều kiện áp suất thường và nhiệt hóa hơi của axít fomic

C, axit fomic sôi khi áp suát hơi bão hòa của nó trên bề mặt dung dịch bằng áp suất khí quyển Ta có: lg760=+7,8612 suy ra T =373,32=100,17

Lấy đạo hàm phương trình (*) và so sánh với phương trình Clausius_-Clapeyron II:

== Suy ra: =8506,3cal/mol

Bài 12: Sử dụng hình sau để tính nhiệt độ sôi ở áp suất khí quyển (atm) của:

A, A và B nguyên chất

B, Dung dịch A+B có 25% mol A

C, Dung dịch A+B có 75% mol A

D, Tính thành phần của pha hơi ở điểm sôi ở câu b và câu c nếu A và B tan lẫn hoàn toàn

E, Tính thành phần của hỗn hợp hơi ở điểm sôi ở câu b và câu c nếu A và B hoàn toàn không tan lẫn

c, Ta có phương trình:Tsôi=PA.0,75+PB.0,25

Tương tự trên ta cũng có: Tsôi=27 và PA=1,2atm, PB=0,5atm

d, Ta có yA=PA/Ptổng=PA/1 và lần lượt bằng 0,42 và 0,9 cho hai dung dịch ở B và C

e, Ta có PA+PB=1atm, Tsôi=10

Bài 15: Hình sau là giản đồ cân băng lỏng-hơi etyl actate-nước Đun sôi một dung dịch có phần mol etyl actate 40% trong một cốc kín đến khi nhiệt độ sôi tăng lên 3 Tính:

A,Thành phần hơi ngưng tụ ban đầu

B,Thành phần dung dịch còn lại và nhiệt độ sôi đâu của nó

C, Thành phần hơi ngưng thu được

D,Số mol etyl actate thu được trong pha hơi ngưng tụ khi ban đầu hệ có tổnh số mol là 1

E, Thành phần của giọt lỏng cuối cùng nếu tiếp tục đun sôi dung dịch

F, Vẽ tính giản đồ áp suất-thành phần của hệ

Nếu đun dung dịch trong một cốc hở Hay:

A1, Mô tả trên giản đồ quá trình sảy ra như thế nào

B1,Tính thành phần hơi ngưng ở điểm đầu

C2, Tính thành phần lỏng và hơi ngưng thu được nếu nhiệt độ sôi tang 3

Đạt tên các điểm như hình vẽ:

A, Thành phần hơi ngưng ban đầu: điểm B:phần mol etyl actate là 0,53

B và c, hệ sôi ở 75, nhiệt độ sôi tăng 3, tức là 78.Điểm hệ là Q, pha lỏng còn lại biểu diễn bơi C,

pha hơi cân băng với nó là D Hệ C có phần mol etyl acetate la 0,24 còn hệ D là 0,42 Nhiệt độ sôi lúc đó là 78

D, Dùng cân bằng vật chất: Gọi a và b lần lượt là số mol H2O và CH3COOC2H5 đã hóa hơi, ta

có:

Trong pha hơi: =0,42

Trong pha lỏng còn lại:

Giải rat a được b=0,37 mol

E, Thành phần giọt lỏng cuối: điểm F, có phần mol etyl acetate là 0,21

A1,Nếu đun hệ trong một cốc hở, hơi sinh ra sẽ bay mất, không nằm cân băng với pha lỏng, do

đó điểm hệ còn lại sẽ đi theo đường lỏng sôi, từ điểm A đến điểm 100, H2O 100% mol Hơi cuối cùng là nước nguyên chất

A2,Thành phần hơi ngưng ở điểm đầu: điểm B

A3, Thành phần hơi ngưng khi tăng 3: điểm D

Bài 16: Nước và CCl4 là hai chất lỏng hoàn toàn không tan lẫn Giản đồ áp suất hơi bão hòa của chúng như sau:

Một hỗn hợp hơi hai chất trên có áp suất hơi tổng cộng 1atm ở 100 Ở 80, lỏng bắt đầu ngưng

tụ Tính phần mol của nước trong pha hơi và nhiêt độ thấp nhất của hệ mà CCl4 chưa ngưng tụ.Giải:

Ta có Ph2o + PCCl4=1atm, mà ở 80, Ph20=0,5atm PCCl4=0,5atm

Tức là hỗn hợp có 50% mol mỗi chất Khi CCl4 bắt đầu ngưng tụ, ta sẽ có hai pha lỏng Ở đó

tổng hợp áp suất của chúng là 1atm, tra đồ thị ta được nhiệt độ là 65

Bài 19: Giả sử Toluoen và xylene tạo thành dung dịh lí tưởng Ở 20, áp suất hơi bão hò của

Toluoen và Xylene nguyên chất lần lượt là 22 và 5 mmHg Vẽ biểu đồ áp suất – thànhphần của hệ

Trong dung dịch thực, lực hấp dẫn giữa Toluene và Xylene bé hơn so với dung dịch lí

tưởng tức là fT-X <fT-T và fT-x<fx-x vẽ định tính giản đồ áp suất – thành phần của hệ hệ sai lệch dương hay âm?

Giải:

Đường lỏng sôi là đường nối hai giá trị P0 như hình

Vẽ đường hơi bão hoà phải nằm dưới đường lỏng đường này được dựng bằng cách tính toán

một vài điểm, chẳng hạn, ở phần mol Toluen là 0,2 ta có phần mol Toluen hơi=0,2.22/(0,2.22+0,8.5)=0,53

Lực hấp dẫn trong dung dịch thực tế thấp hơn dung dịch lí tưởng sẽ dẫn tới sai lêch dương

Giản đồ áp suất- thành phần định tính như sau:

Bài 20:

Cho giản đồ nhiệt – thành phần của hê A,B như hình:

Một dung dịch có 0,4mol A và 0,6mol B được đun nóng tới 50 trong cốc kín ở 1atm Ta thu

đựợc nv mol hơi có phần mol B là Yb;nl mol lỏng còn lại có phần mol lỏng là Xb. một phần hơi được ngưng tụ và áp suất hơi bão hoà trong phần này là 1,2atm ở 50 cân bằng với pha hơi có phần mol B=0,85

0,53PB+0,47PA=1

0,7PB+0,3PA=1,2

Suy ra PA=0,38atm và PB=1,55atm

Bài 29: Khi làm lạnh dung dịch chứa 50% mol nitrobenzene trong benzene thì chất nào sẽ kết

tinh trước? xem dung dịch là lý tưởng và có các thông số sau:

• Nếu xem nitrobenzenlaf dung môi, ta có nồng độ molan của benzene trong

nitrobenzene như sau:

Ta có Tnb>Tb Như vậy là benzene kết tinh trước

Bài 30: Cho giản đồ “nhiệt độ-thành phần” của hệ A-B như hình vẽ Xác định:

A, số pha, thành phần các pha và nhiệt độ tai các điểm A, B, C, D, E, F, G, M, L.

Điểm F: f=2, gồm rắn KCl và LiCl, 300.

Điểm G: f=2, gồm dung dịch bão hòa LiCl trong KCl nằm cân bằng với LiCl rắn

Điểm M: f=2,gồm dung dịch hai cấu tử KCl và LiCl nằm cân bằng với KCl rắn, 450

Điểm L: f=1: gồm dung dịch hai cấu tử KCl và LiCl, 700

B, Ta có: khối lường hệ M=khối lượng hệ P+khối lượng hệ N (gM=gN+gP)

=

(đo hai đoạn PN, MN trực tiếp trên giản đồ)

C, Thêm LiCl ở 400 vào 1kg KCl ở 400 để tạo ra hệ nóng chảy ở nhiệt độ đó, tức là hệ R hoặc

Giải:

Áp dụng công thức :

1 )