Bài tập cân bằng hóa học

1 BÀI TẬP HÓA LÝ CHƯƠNG 3 Bài 1 Đun nóng tới 445 o C một bình kín chứa 8 mol I 2 và 5,3 mol H 2 thì tạo ra 9,5 mol HI lúc cân bằng. Xác định lượng HI thu được khi xuất phát từ 8 mol I 2 và 3 mol H 2 . Bài 2 Cho phản ứng: 2CO (k) + O 2 (k) = 2CO 2 (k) và các số liệu tra trong sổ tay hóa lý: o 298 ∆Η -26416 0 -94052 cal/mol o S 298 47,3 49,0 51,0 cal/mol.K Tính o 298 ∆Η (pứ), o S 298 ∆ (pứ), o G 298 ∆ (pứ), K p 298 . Xét chiều phản ứng trong điều kiện tiêu chuẩn. Bài 3 Có thể điều chế Cl 2 bằng phản ứng: 4HCl (k) + O 2 = 2H 2 O (h) + 2Cl 2 Xác định HSCB K P của phản ứng ở 386 o C, biết rằng ở nhiệt độ đó và áp suất 1 atm, khi cho một mol HCl tác dụng với 0,50 mol O 2 thì khi cân bằng sẽ được 0,40 mol Cl 2 . Bài 4 2 Ở 500 o K, HSCB của phản ứng: PCl 3 (k) + Cl 2 (k) = PCl 5 (k) là K p = 3 atm -1 a./ Tính độ phân ly α của PCl 5 ở 1 atm và 8 atm. b./ Tính áp suất mà ở đó có độ phân ly α = 10%. c./ Phải thêm bao nhiêu mol Cl 2 vào 1 mol PCl 5 để độ phân ly của PCl 5 ở 8 atm là α = 10%. Bài 5 Tại 50 o C và dưới áp suất 0.344 atm độ phân ly của N 2 O 4 thành NO 2 bằng 63%. Xác định K P và K C . Bài 6 Cho phản ứng : FeO (r ) + CO ( k) = CO 2(k) + Fe (r) có các số liệu: S 0 298 ( Cal/mol.K) 1,36 47,3 51,06 6,49 H 0 298 tt (Kcal/mol) -63,7 -26,42 -94,052 0 a. Tính G của phản ứng ở 298 0 K. Xét chiều phản ứng ở ĐKTC. b. Tính hằng số cân bằng K p của phản ứng ở 298 0 K. Bài 7 3 Đun nóng tới 445 o C một bình kín chứa 8 mol I 2 và 5,3 mol H 2 thì tạo ra 9,5 mol HI lúc cân bằng. Xác định lượng HI thu được khi xuất phát từ 8 mol I 2 và 4 mol H 2 . Bài 8 Hằng số cân bằng của phản ứng: PCl 3 (k) + Cl 2 (k) = PCl 5 (k) ở 500 o K là K P = 3 atm -1 a. Tính độ phân ly của PCl 5 ở 2 atm và 20 atm b. Ở áp suất nào, độ phân ly là 15% Bài 9 Ở 1000 0 K hằng số cân bằng của phản ứng: C (r) + CO 2 (k) = 2CO Là K p =1,85 atm và hiệu ứng trung bình là 41130 cal. Xác định thành phần pha khí ở cân bằng tại 1000 0 K và 1200 0 K biết áp suất tổng cộng là 1atm. Bài 10 Hằng số cân bằng K p ở 25 o C và 50 o C của phản ứng: 4 CuSO 4 .3H 2 O (r) = CuSO 4 (r) + 3 H 2 O (h) lần lượt là 10 -6 và 10 -4 atm 3 ; a. / Tính nhiệt trung bình trong khoảng nhiệt độ trên. b. / Tính lượng hơi nước tối thiểu phải thêm vào một bình có thể tích 2 lit ở 25 o C để chuyển hoàn toàn 0, 01 mol CuSO 4 thành CuSO 4 .3H 2 O. Bài 11 Ở 40 o C, hằng số cân bằng của phản ứng: LiCl.3NH 3 (r) = LiCl.NH 3 (r) + 2NH 3 (k) Là K p = 9 atm 2 ; ở nhiệt độ này phải thêm bao nhiêu mol NH 3 vào một bình có thể tích 5 lit chứa 0, 1 mol LiCl.NH 3 để tất cả LiCl.NH 3 chuyển thành LiCl.3NH 3 . Bài 12 Cho các dữ kiện sau: CO CO 2 Pb PbO )/( 298, molJ o ht Κ∆Η -110,43 -393,13 0 -219,03 )/( 298, molJG o ht Κ∆ -137,14 -394,00 0 -189,14 C p (J/mol.K) 29,05 36,61 26,50 46,27 Chấp nhận nhiệt dung không thay đổi trong khoảng nhiệt độ 25 –127 o C. 5 a./Tìm Ρ Κ∆Η∆ ,, oo G ở 25 o C với phản ứng: PbO(r) + CO = Pb + CO 2 b./ Biểu thị o Τ ∆Η dưới dạng một hàm của T. c./ Tính K p ở 127 o C. Bài 13 Có thể điều chế Clo bằng phản ứng: 4HCl (k) + O 2 = 2H 2 O (h) + 2Cl 2 Xác định hằng số cân bằng K p của phản ứng ở 386 o C, biết rằng ở nhiệt độ đó và áp suất 1 atm, khi cho 1 mol HCl tác dụng với 0, 48 mol O 2 thì khi cân bằng sẽ thu được 0,402 mol Cl 2 . Bài 14 Ở 800 o K hằng số cân bằng của phản ứng là 4, 12: CO + H 2 O = CO 2 + H 2 6 Đun hỗn hợp chứa 20% khối lượng CO và 80% H 2 O đến 800 o K. Xác định thành phần của hỗn hợp cân bằng và lượng H 2 sinh ra nếu dùng 1 kg nước. Bài 15 Xét phản ứng thủy phân Este axetat etyl. OHHCCOOHCHOHHCOOCCH 5232523 +→+ Nếu lúc đầu số mol Este bằng số mol nước khi cân bằng có 1/3 lượng Este bị phân huỷ. 1) Xác định hằng số cân bằng của phản ứng thuỷ phân. 2) Tính phần Este bị thuỷ phân khi số mol nước lớn gấp 10 lần số mol Este. 3) Tính tỷ lệ mol giửa nước và Este để khi cân bằng 99% Este bị thuỷ phân. Bài 16 Cho phản ứng: C 2 H 4 (k) + H 2 (k) = C 2 H 6 (k) Lập công thức tính số mol của C 2 H 6 trong hỗn hợp cân bằng theo số mol ban đầu của C 2 H 4 là a, của H 2 là b, hằng số cân bằng K p và áp suất cân bằng P. 7 Bài 17 Phương trình mô tả sự phụ thuộc của K p vào nhiệt độ K của phản ứng: CO + Cl 2 = COCl 2 (hệ khí lí tưởng) có dạng: lg K p (atm) = 5020/T – 1,75lgT –1,158 a./ Tìm phương trình mô tả sự phụ thuộc nhiệt độ: =∆ Ο Τ G f(T) và =∆Η Ο Τ g(T) b./ Tính ΟΟΟ ∆∆Η∆ 700700700 ,, SG , HSCB 700,700, , C ΚΚ Ρ ôû 700 o K. c./ Hỗn hợp sau sẽ phản ứng theo chiều nào ở 1 atm và 700 o K: Hỗn hợp 1: 2 mol CO; 5 mol Cl 2 và mol COCl 2 ; Hỗn hợp 2: 0,4 mol CO; 1,6 mol Cl 2 và 8 mol COCl 2 . Bài 18: Tính hằng số cân bằng K p ở 298 o K đối với phản ứng: 2 NO + O 2 ⇔ 2 NO 2 Dựa vào các dữ kiện sau: o S 298 [ J/mol. o K] o 298 ∆Η [ kJ/mol ] NO 210,6 90,37 8 O 2 205,0 0 NO 2 240,5 33,85 Xác định HSCB K p ở 373 o K. 9 BÀI GIẢI HÓA LÝ CHƯƠNG 3 Bài 1: Đun nóng tới 445 o C một bình kín chứa 8 mol I 2 và 5,3 mol H 2 thì tạo ra 9,5 mol HI lúc cân bằng. Xác định lượng HI thu được khi xuất phát từ 8 mol I 2 và 3 mol H 2 . Bài giải: H 2 + I 2 = 2HI Ban đầu: 5,3 8 0 mol Phản ứng: y y 2y mol Cân bằng: 5,3-y 8-y 9,5 mol Vậy ta có: 2y = 9,5 mol, y = 4,75 mol ∆n = 2 – 1 – 1 = 0 K n = (n HI ) 2 /[n H2 *n I ] = =(2*4,75) 2 /[(5,3-4,75)*(8-4,75)] = 50,49 Mặt khác ta có: H 2 + I 2 = 2HI Ban đầu: 3 8 0 mol 10 Phản ứng: y y 2y mol Cân bằng: 3-y 8-y 2y mol = ? Cho K n = 50,49 = (n HI ) 2 /[n H2 *n I ] = =(2y) 2 /[(3-y)*(8-y)] Tính được: y = 2,873 mol Số mol HI lúc cân bằng là: 2 * 2,873 = 5,746 mol Bài 2: Cho phản ứng: 2CO (k) + O 2 (k) = 2CO 2 (k) và các số liệu tra trong sổ tay hóa lý: o 298 ∆Η -26416 0 -94052 cal/mol o S 298 47,3 49,0 51,0 cal/mol.K Tính o 298 ∆Η (pứ), o S 298 ∆ (pứ), o G 298 ∆ (pứ), K p 298 . Xét chiều phản ứng trong điều kiện tiêu chuẩn. Bài giải: o 298 ∆Η (pứ)= -135.272 cal = -135,3 kcal o S 298 ∆ (pứ) = -41,16 cal/K o G 298 ∆ (pứ) = -123.006 cal = -123 kcal <0 phản ứng xảy ra theo chiều thuận. [...]... %CO2 = Bài 15: Xét ph n ng th y phân Este axetat etyl CH 3COOC 2 H 5 + H 2 O → CH 3COOH + C 2 H 5 OH 28 N u lúc u s mol Este b ng s mol nư c khi cân b ng có 1/3 lư ng Este b phân hu 1) Xác nh h ng s cân b ng c a ph n ng thu phân 2) Tính ph n Este b thu phân khi s mol nư c l n g p 10 l n s mol Este 3) Tính t l mol gi a nư c và Este khi cân b ng 99% Este b thu phân Gi i: 1) Xác Ta có: Nên: nh h ng s cân. .. ⇒ n = 393; Nghĩa là s mol nư c ph i g p 393 l n s mol Este Bài 16 : Cho ph n ng: C2H4 (k) + H2 (k) = C2H6 (k) 30 L p công th c tính s mol c a C2H6 trong h n h p cân b ng theo s mol ban uc a C2H4 là a, c a H2 là b, h ng s cân b ng Kp và áp su t cân b ng P Gi i: C2H4 (k) + Ban u: H2 (k) = C2H6 (k) a mol b mol 0 mol Ph n ng: x mol x mol x mol Cân b ng: (a-x) mol (b-x) mol x mol n = 1- 1-1 = -1 ∑ ni =... (nHI)2/[nH2*nI] = =(2*4,75)2/[(5,3-4,75)*(8-4,75)] = 50,49 M t khác ta có: H2 + I2 = Ban 4 u: 2HI 0 mol 8 Ph n ng: y y Cân b ng: 2y mol 4-y 8-y 2y mol = ? Cho Kn = 50,49 = (nHI)2/[nH2*nI] = =(2y)2/[(4-y)*(8-y)] y = 3,739 mol S mol HI lúc cân b ng là: 2 * 3,739 = 7,478 mol Bài 8 : H ng s cân b ng c a ph n ng: PCl3 (k) + Cl2 (k) = PCl5 (k) a Tính 500oK là KP= 3 atm-1 phân ly c a PCl5 2 atm và 20 atm 17...  P  =0,152/(1-0,15) (P/(0,15+1)=1/3  ∑    ni  cb P =14,48 atm Bài 9: 10000K h ng s cân b ng c a ph n ng: C (r) + CO2 (k) = 2CO Là Kp =1,85 atm và hi u ng trung bình là 41130 cal Xác nh thành ph n pha khí cân b ng t i 10000K và 12000K bi t áp su t t ng c ng là 1atm 19 Gi i: 10000K: g i xCO và xCO2 là ph n phân t c a các khí cân b ng, ta áp d ng phương trình: K Ρ = K Χ Ρ ∆n ∆n = 2 − 1 = 1 Mà KΡ... , 400 = e −6,55 7,4.1011 = 1,055.109 = 25 Bài 13 : Có th i u ch Clo b ng ph n ng: 4HCl (k) Xác + O2 = 2H2O (h) + 2Cl2 nh h ng s cân b ng Kp c a ph n 386oC, bi t r ng ng nhi t ó và áp su t 1 atm, khi cho 1 mol HCl tác d ng v i 0, 48 mol O2 thì khi cân b ng s thu ư c 0,402 mol Cl2 Gi i: 4HCl (k) + Ban u: O2 = 2H2O (h) + 1mol 0,48mol 0 mol 0 mol Ph n ng: 2x mol Cân b ng: 1-2x mol 0, 48 – x/2 mol x mol... ∆n     cb ∆n = 2 + 2 − 4 − 1 = −1 Khi cân b ng: s mol Cl2 = x = 0,402 mol ∑n i = 1 − 2 x + 0,48 − Χ + 2 Χ = 1,279 2 mol 26 Suy ra: ΚΡ (0,402)4  1  −1 = 81,2 atm-1 =   (0,196)4 (0,279)  1,279  Bài 14 : 800oK h ng s cân b ng c a ph n ng là 4, 12: CO + H2O = CO2 + H2 un h n h p ch a 20% kh i lư ng CO và 80% H2O n 800oK Xác nh thành ph n c a h n h p cân b ng và lư ng H2 sinh ra n u dùng 1 kg... 8 = = 1 / 3atm 0,9 1,1 + n Bài 5: T i 50oC và dư i áp su t 0.344 atm phân ly c a N2O4 thành NO2 b ng 63% Xác nh KP và KC Gi i: i v i ph n ng: N2O4 ↔ 2NO2 H ng s cân b ng Kp có d ng: Kp = 2 PNO2 PN 2O4 14 N u α là t phân ly thì t ng s mol lúc cân b ng s là: (1 – α ) + 2α = 1 + α, n u xu t phát 1 mol N2O4 Áp su t riêng ph n c a m i ch t 2α P 1+α PNO2 = PN 2O4 = th i i m cân b ng là: 1−α P 1+α Khi thay... n ng x y ra theo chi u thu n b./ Tính h ng s cân b ng Kp c a ph n ng ln Kp = − 2980K ∆G − 6581 =− = 11,11 RT 1,987.298 Kp = e11,11 = 67116,7 Bài 7 : un nóng t i 445oC m t bình kín ch a 8 mol I2 và 5,3 mol H2 thì t o ra 9,5 mol HI lúc cân b ng Xác nh lư ng HI thu ư c khi xu t phát t 8 mol I2 và 4 mol H2 Gi i: H2 + I2 = Ban u: 2HI 5,3 8 0 mol Ph n ng: y y Cân b ng: 5,3-y8-y 2y mol 9,5 mol V y ta có:... 298 = e 0 − ∆G298 RT =e 123006 1, 987 x 298 = e 207 , 73 Bài 3: Có th i u ch Cl2 b ng ph n ng: 4HCl (k) + O2 = 2H2O (h) + 2Cl2 nh HSCB KP c a ph n ng Xác 386oC, bi t r ng nhi t m t mol HCl tác d ng v i 0,50 mol O2 thì khi cân b ng s ó và áp su t 1 atm, khi cho ư c 0,40 mol Cl2 Gi i: 4HCl (k) + Ban u: O2 = 1mol 0,5mol 2H2O (h) + 0 mol 2x mol Cân b ng: 1-2x mol 0, 5 – x/2 mol x mol Ta x/2 mol 0 mol Ph... 2 4.(0,63) 2 P = 0,344 = 0,867atm 1−α 2 1 − (0,63) 2 K C = K p /( RT ) ∆n = Bài 6 0,867 = 0,034(mol / lit ) (0,082.323)1 : Cho ph n ng : FeO(r ) S0298( Cal/mol.K) + 1,36 H0298 tt(Kcal/mol) -63,7 a Tính G c a ph n ng CO( k) = 47,3 CO2(k) 51,06 -26,42 + Fe(r) có các s li u: 6,49 -94,052 2980K Xét chi u ph n ng b Tính h ng s cân b ng Kp c a ph n ng 0 KTC 2980K Gi i: a Tính G c a ph n ng 2980K Xét chi . tính số mol của C 2 H 6 trong hỗn hợp cân bằng theo số mol ban đầu của C 2 H 4 là a, của H 2 là b, hằng số cân bằng K p và áp suất cân bằng P. 7 Bài 17 Phương trình mô tả sự phụ thuộc. mol Cân bằng: 4-y 8-y 2y mol = ? Cho K n = 50,49 = (n HI ) 2 /[n H2 *n I ] = =(2y) 2 /[(4-y)*(8-y)] y = 3,739 mol Số mol HI lúc cân bằng là: 2 * 3,739 = 7,478 mol Bài 8 : Hằng số cân bằng. 1 BÀI TẬP HÓA LÝ CHƯƠNG 3 Bài 1 Đun nóng tới 445 o C một bình kín chứa 8 mol I 2 và 5,3 mol H 2 thì tạo ra 9,5 mol HI lúc cân bằng. Xác định lượng HI thu được