50 Bài tập Hóa học Điện li – Phần Bài 11: Sunfuryl điclorua SO2Cl2 hoá chất phổ biến phản ứng clo hoá Tại 350oC, atm phản ứng SO2Cl2 (khí) SO2 (khí) + Cl2 (khí) (1) Có Kp = 50 a) Hãy cho biết đơn vị trị số giải thích: số cân Kp phải có đơn vị b) Tính phần trăm theo thể tích SO2Cl2(khí) lại (1) đạt tới cân điều kiện cho c) Ban đầu dùng 150 mol SO2Cl2(khí), tính số mol Cl2(khí) thu (1) đạt tới cân Các khí coi khí lý tưởng Bài 12: Khí NO kết hợp với Br2 tạo khí phân tử có nguyên tử Viết phương trình phản ứng xảy Biết phản ứng thu nhiệt, 25oC có Kp = 116,6 Hãy tính Kp (ghi rõ đơn vị) 0oC ; 50oC Giả thiết tỉ số hai trị số số cân 0oC với 25oC hay 25oC với 50oC 1,54 Xét 25oC, cân hoá học thiết lập Cân chuyển dịch nào? Nếu: a) Tăng lượng khí NO b) Giảm lượng Br2 c) Giảm nhiệt độ d) Thêm khí N2 vào hệ mà: - Thể tích bình phản ứng không đổi (V = const) - áp suất chung hệ không đổi (P = const) Bài 13: Chuẩn bị cho lần sinh nhật thứ 18 vào tháng hai mình, Peter có ý điinh biến túp lều cha mẹ vườn thành bể bơi với bãi biển nhân tạo Để ước lượng gía việc cung nhiệt nước cho nhà Peter nhận liệu khí thiên nhiên giá nó: Chất hóa học phần mol (x) ∆fHo(kJ.mol-1) So(Jmol-1K-1) Cop(Jmol-1K-1) CO2(k) 0,0024 -393,5 213,8 37,1 N2(k) 0,0134 0,0 191,6 29,1 CH4(k) 0,9732 -74,6 186,3 35,7 C2H6(k) 0,0110 -84,0 229,2 52,5 H2O(l) -285,8 70,0 75,3 H2O(k) -241,8 188,8 33,6 O2(k) 0,0 205,2 29,4 1) Viết phản ứng cháy khí thiên nhiên (chủ yếu metan etan) cho biết nitơ không cháy điều kiện chọn Tính ∆H; ∆S ∆G phản ứng điều kiện chuẩn (1,013.105Pa 25,0oC) Biết tất sản phẩm dạng khí 0oC = 273,15K 2) Tỉ khối khí thiên nhiên 0,740gL-1 (1,013.105Pa; 25oC) a) Tính hàm lượng metan etan (mol) 1,00m3 khí thiên nhiên (CH4, C2H6 khí lý tưởng) b) Tính thiêu nhiệt đốt cháy 1,00m3 khí thiên nhiên điều kiện chuẩn Giả thiết tất sản phẩm dạng (nếu không làm câu a ta giả sử 1,00m3 khí thiên nhiên ứng 40,00mol) c) Theo PUC (Public utility company) lượng thu 9981kWh/m3 ta đốt cháy khí thiên nhiên (nếu sản phẩm chủ yếu khí) Sai số so với câu b Bể bơi nhà rộng 3,00m, dài 5,00m sâu 1,50m (thấp mặt sàn) Nhiệt độ nước vòi 8,00oC nhiệt độ phòng 10,00oC Giả sử dnước = 1,00kg.L-1 khí phòng khí lý tưởng Biết thể tích phòng 480m3 diện tích phòng 228,16m2 3) Tính lượng (MJ) đưa nhiệt độ nước lên 22,00oC đưa không khí phòng lên 30,00oC Cho biết không khí chứa 21,0%O2, 79%N2 p = 1,013.105Pa Vào tháng hai, nhiệt độ bên miền Bắc Đức xấp xỉ 5oC Từ tường bê tong mái nhà trở nên mỏng (20,0cm) lượng nhiều Năng lượng giải phóng môi trường xung quanh (không kể đến nước ngầm) Độ dẫn điện tường mái nhà 1,00WK-1m-1 Năng lượng tính theo công thức: J = E(A.∆t)-1 = w.∆T.d-1 J: Năng lượng giải phóng d: độ dày tường A: diện tích ∆t: chênh lệch thời gian từ thời điểm bắt đầu đếnh thời điểm kết thúc ∆T: chênh lệch nhiệt độ bên bên phòng E: Năng lượng phòng 4) Tính lượng cần thiết (MJ) để giữ cho nhiệt độ phòng 30,0oC 1,00m3 khí thiên nhiên có giá 0,40euro 1kWh điện giá 0,137euro Tiền thuê trang thiết bị đốt nóng khí 150euro tiền thuê lò sưởi điện 100euro 5) Toàn lượng cần thiết cho kế hoạch “bể bơi mùa đông” Peter bao nhiêu? Lượng khí thiên nhiên cần biết hiệu suất máy đốt nóng khí 90% Peter phải tốn tiền dung máy đốt nóng khí lò sưởi điện biết hiệu suất lò sưởi 100% Bài 14: Khí CO gây độc tác dụng với hemoglobin (Hb) máu theo phương trình CO + Hb Hb4 (CO)3 Số liệu thực nghiệm 200C động học phản ứng sau: Nồng độ (mol l-1) Tốc độ phân huỷ Hb ( mol l-1 s-1 ) CO Hb 1,50 2,50 1,05 2,50 2,50 1,75 2,50 4,00 2,80 Hãy tính tốc độ phản ứng nồng độ CO 1,30; Hb 3,20 (đều theo mol.l-1) 200C Bài 15: Người ta nung nóng đến 8000C bình chân tích lít chứa 10,0 gam canxi cacbonat 5,6 gam canxi oxit Hãy tính số mol khí cacbonic có bình Muốn cho lượng canxi cacbonat ban đầu phân huỷ hết thể tích tối thiểu bình phải bao nhiêu? Biết nhiệt độ khí CO bình có áp suất 0,903 atm Bài 16: Tại 200C, phản ứng: H2 (k) + Br2 (lỏng) € HBr (k) (1) 16 có số cân Kp = 9,0 10 Kí hiệu (k) trạng thái khí a) Hãy tính Kp phản ứng: H2 (k) + Br2 (k) € HBr (k) (2) O 20 C áp suất p = 0,25 atm Br2 (k) b) Hãy cho biết chuyển dịch cân hoá học phản ứng (2) giảm thể tích bình phản ứng hai trường hợp: *) Trong bình Br2 (lỏng) ; **) Trong bình có Br2 (lỏng) Bài 17: a) Khi khảo sát phản ứng H2 (k) + Br2(k) HBr (k) (1) hai nhiệt độ T1 T2 mà T1 < T2 , thấy số cân hóa học (viết tắt cbhh) theo nồng độ có trị số tương ứng K1, K2 mà K1 > K2 Phản ứng toả nhiệt hay thu nhiệt? Hãy giải thích b) Tại nhiệt độ 10240C, phản ứng (1) có K = 1,6.105 Hãy tính trị số số cbhh phản ứng 1/2 H2 (k) + 1/2 Br2 (k) HBr (k) nhiệt độ Sự thay đổi trị số số cbhh có ý nghĩa hoá học hay không? Tại sao? c) Người ta cho lượng HBr nguyên chất vào bình kín tích cố định đưa nhiệt độ tới 1024oC Hãy tính tỉ lệ HBr bị phân huỷ 10240C (dùng phương trình (1)) Tại có kết đó? Bài 18: Cho hai phản ứng graphit oxi: (a) C(gr) + ½ O2 (k) CO (k) (b) C(gr) + O2 (k) CO2 (k) Các đại lượng H0, S0 (phụ thuộc nhiệt độ) phản ứng sau: H0T(a) (J/mol) = - 112298,8 + 5,94T H0T(b) (J/mol) = - 393740,1 + 0,77T S0T(a) (J/K.mol) = 54,0 + 6,21lnT S0T(b) (J/K.mol) = 1,54 - 0,77 lnT Hãy lập hàm lượng tự Gibbs theo nhiệt độ G0 T (a) = f(T), G0 T(b) = f(T) cho biết tăng nhiệt độ chúng biến đổi nào? Trong thí nghiệm người ta cho bột NiO khí CO vào bình kín, đun nóng bình lên đến 1400 C Sau đạt tới cân bằng, bình có bốn chất NiO (r), Ni (r), CO (k) CO (k) CO chiếm 1%, CO2 chiếm 99% thể tích; áp suất khí 1bar (105Pa) Dựa vào kết thí nghiệm kiện nhiệt động cho trên, tính áp suất khí O tồn cân với hỗn hợp NiO Ni 14000C Bài 19: 25 oC áp suất atm độ tan CO2 nước 0,0343 mol/l Biết thông số nhiệt động sau: ∆G0 (kJ/mol) ∆H0 (kJ/mol) CO2 (dd) -386,2 -412,9 H2O (l) -237,2 -285,8 HCO3 (dd) -578,1 -691,2 + H (dd) 0,00 0,00 Tính số cân K phản ứng: CO2 (dd) + H2O (l) H+(dd) + HCO3- (dd) Tính nồng độ CO2 nước áp suất riêng 4,4.10- atm pH dung dịch thu Khi phản ứng hòa tan CO2 nước đạt đến trạng thái cân bằng, nhiệt độ hệ tăng lên nồng độ CO2 không đổi pH dung dịch tăng hay giảm? Tại sao? Bài 20: Công đoạn trình sản xuất silic có độ tinh khiết cao phục vụ cho công nghệ bán dẫn thực phản ứng: SiO2 (r) + 2C (r) ƒ Si (r) + 2CO (k) (1) Không cần tính toán, dựa vào hiểu biết hàm entropi, dự đoán thay đổi (tăng hay giảm) entropi hệ xảy phản ứng (1) Tính S trình điều chế silic theo phản ứng (1), dựa vào giá trị entropi chuẩn đây: 0 0 SSiO = 41,8 J.K -1.mol-1; SC(r) = 5,7 J.K -1.mol-1; SSi(r) = 18,8 J.K -1.mol-1 ; SCO(k) = 197,6 J.K -1.mol-1 (r) Tính giá trị G0 phản ứng 25 oC Biến thiên entanpi hình thành điều kiện tiêu chuẩn (ΔH 0f ) SiO2 CO có giá trị: ΔH 0f(SiO2 (r)) = -910,9 kJ.mol-1; ΔH 0f(CO(k)) = -110,5 kJ.mol -1 Phản ứng (1) diễn ưu theo chiều thuận nhiệt độ nào? (Coi phụ thuộc ΔS ΔH vào nhiệt độ không đáng kể)