BÀI tập lý THUYẾT về PHẢN ỨNG hóa học

BÀI tập lý THUYẾT về PHẢN ỨNG hóa học BÀI tập lý THUYẾT về PHẢN ỨNG hóa học BÀI tập lý THUYẾT về PHẢN ỨNG hóa học BÀI tập lý THUYẾT về PHẢN ỨNG hóa học BÀI tập lý THUYẾT về PHẢN ỨNG hóa học BÀI tập lý THUYẾT về PHẢN ỨNG hóa học BÀI tập lý THUYẾT về PHẢN ỨNG hóa học

BÀI TẬP LÝ THUYẾT VỀ PHẢN ỨNG HÓA HỌC

1 a) Nhiêt đốt cháy benzen lỏng ở P = 1 at và t = 250C bằng – 3271,9 kJ/mol Tính nhiệt đốt cháy đẳng tích của benzen ở t = 250C Chấp nhận các sản phẩm khí của sự đốt cháy đều là khí lí tưởng

b) Tính hiệu ứng nhiệt của quá trình hiđro hóa etilen thành etan ở nhiệt độ T = 400 K, biết rằng tại nhiệt độ đó nhiệt hình thành (Hht) của etilen và của etan lần lượt bằng 49,23 kJ/mol và – 89,62 kJ/mol

2 a) Tính hiệu ứng nhiệt ở 250C của phản ứng 2Al + Fe2O3  2Fe + Al2O3, biết  H  1667,82

3

2 O Al

0 298 ,



3

2 O Fe

0

298 ,

b) Nhiệt đốt cháy của benzen lỏng ở 250C, 1atm là - 3268 kJ/mol Xác định nhiệt hình thành của benzen lỏng ở điều kiện đã cho về nhiệt độ và áp suất, biết rằng nhiệt hình thành chuẩn ở 250C của CO2(k), H2O(l) lần lượt bằng -393,5 và -285,8 kJ/mol

298 , ht

6 12 6 H

298 , đc

6 12

298 , ht

2 

 H0 HO(l) 285,8

298

,

ht

2 

3 Tình nhiệt hình thành (Hht) của SO3 biết:

2

3

4 a) Tính nhiệt hình thành chuẩn của axetilen dựa vào hiệu ứng nhiệt của các phản ứng cho dưới đây:

2C2H2(k) + 5O2 (k)  4CO2 (k) + 2H2O(l) (1) 0

1 H

C (r) + O2 (k)  CO2 (k) (2) 0

2 H

H2 (k) + 1

2 O2 (k)  H2O(l) (3)

0 3

H

b) Cho: C2H6 (k) + 7

2O2 (k)  2CO2 (k) + 3H2O (k) H

0 = 1427,7 kJ

và nhiệt hoá hơi chuẩn của nước lỏng là 44 kJ.mol1 Tính giá trị H0 của phản ứng:

C2H6 (k) + 7

2O2 (k)  2CO2 (k) + 3H2O (l)

5 Ở 250C và 1atm nhiệt đốt cháy của khí xiclopropan (C3H6), của than chì và của hiđro lần lượt bằng – 2091,372; – 393,513 và – 285,838 kJ/mol Cũng trong điều kiện này nhiệt hình thành của propen khí bằng 20,414 kJ/mol Tính:

a) Nhiệt hình thành của khí xiclopropan ở 250C

b) Hiệu ứng nhiệt của phản ứng đồng phân hoá xiclopropan (k)  propen (k)?

6 Xét phản ứng: CH4(k) + H2O(k)  CO(k) + 3H2(k) Biết: nhiệt hình thành chuẩn ở 250C của CH4(k), H2O(k) và CO(k)

lần lượt bằng -74,8 ; -241,8 và -110,5 kJ/mol; entropi chuẩn ở 250C của CH4(k), H2O(k), CO(k) và H2(k) lần lượt bằng 186,2 ; 188,7 ; 197,6 và 130,6 J/K.mol

a) Tính H0 và S0 của phản ứng ở 250C

373

G

 của phản ứng, chấp nhận rằng H0 và S0 không phụ thuộc T

c) Tại nhiệt độ nào thì phản ứng đã cho có khả năng tự diễn biến ở điều kiện chuẩn

7 a) Tính năng lượng mạng lưới tinh thể ion của muối BaCl2 từ các dữ kiện sau:

 kJ/mol; ECl-Cl = 238,5 kJ/mol; HthBa 192,5kJ/mol;  I1 Ba 501,2 kJ/mol;

 I2 Ba 962,3 kJ/mol; ECl = - 364 kJ/mol

b) Tính năng lượng mạng lưới tinh thể ion của CaCl2, biết rằng:

ht 2 

 I Ba  I1 I2  1745 kJ/mol;

8 Tính năng lượng liên kết trung bình CH và CC từ các kết quả thực nghiệm sau: (Các kết quả đều đo được ở

298K và 1atm)

 H  801,7

4

CH

0

298

,

6

2 H C

0 298 ,

2

H

0 298 ,

 H0 C 393,4

298

,

298 ,

9 Nhiệt dung đẳng áp của khí hiđro, khí oxi và hơi nước lần lượt bằng 28,8 J/K.mol; 29,3J/K.mol; 33,6 J/K.mol.

Biến thiên entanpi hình thành hơi nước ở 250C bằng – 241,82 kJ/mol Tính biến thiên entanpi hình thành hơi nước

ở 1000C

10 Cho phản ứng: H2 + I2  2HI

a) Viết biểu thức của định luật tốc độ đối với phản ứng đã cho biết:

- Nếu tăng nồng độ của H2 lên gấp đôi và giữ nguyên nồng độ I2 thì tốc độ phản ứng tăng gấp đôi

- Nếu tăng nồng độ của I2 lên gấp đôi và giữ nguyên nồng độ H2 thì tốc độ phản ứng tăng gấp đôi

b) Tính bậc của phản ứng đối với H2, I2 và bậc tổng quát của phản ứng

c) Ở 508oC, nếu CI2 = 0,05M, CH2 = 0,04M thì tốc độ phản ứng là 3,2.10-4.mol.l-1.s-1 Như vậy nếu ban đầu nồng

độ mỗi chất đều bằng 0,04M thì thời gian để 50% H2 phản ứng là bao nhiêu ?

d) Tốc độ phản ứng thay đổi thế nào nếu thể tích của hệ phản ứng giảm 1/2

11 a) Người ta cho vào bình cầu 0,05mol CH3COOCH3 và 0,05mol NaOH tan trong 1 lít nước Sau 3,7 phút nồng

độ của CH3COOCH3 chỉ còn là 2,5.10-2mol Tính xem sau 15 phút có bao nhiêu %CH3COOCH3 bị phân hủy ở nhiệt độ không đổi Cho biết nếu tăng nồng độ của 1 trong 2 chất lên gấp đôi thì tốc độ phản ứng cũng tăng gấp đôi

b) Ở 913K, hằng số tốc độ phản ứng đehidro hóa metylamin: H3CNH2  HCN + 2H2 bằng 5.10-3 giây-1 Tính thời gian để nồng độ metylamin giảm đi 2 lần

12 Đimetyl ete phân hủy theo quy luật động học của phản ứng bậc 1:

(CH3)2O(k)   CH4(k) + CO(k) + H2(k)

Cho vào bình kín thể tích không đổi ở nhiệt độ T một lượng ete thì áp suất ban đầu trong bình là 300 mmHg Sau

10 giây, áp suất trong bình là 308,1 mmHg Hỏi sau bao lâu thì áp suất trong bình đạt 608,1 mmHg ?

13 Tiến hành phân hủy đimetyl ete: (CH3)2O(k)   CH4(k) + CO(k) + H2(k), trong một bình kín ở 504oC và đo

áp suất của hệ người ta thu được kết quả sau:

a) Chứng minh rằng phản ứng phân hủy đimetyl ete là phản ứng bậc một

b) Tính hằng số tốc độ của phản ứng ở 504oC c) Tính áp suất P của hệ và % đimetyl ete bị phân hủy sau 460 s

14 Etilen oxit bị nhiệt phân theo phương trình sau:

CH2 - CH2(k)  CH4(k) + CO(k)

O

ở 687K áp suất chung (P) của hỗn hợp phản ứng biến đổi theo thời gian (t) như sau:

a) Hãy chứng tỏ rằng phản ứng phân huỷ C2H4O có bậc 1 và tính hằng số tốc độ (k687)

b) Tính thời gian nửa phản ứng, t1/2, ở 687 K

k

k 710

687

hóa, Ea, của phản ứng

15 Người ta nghiên cứu phản ứng xà phòng hóa etyl fomiat (HCOOC2H5) ở 25oC:

Nồng độ ban đầu của NaOH và este đều bằng 0,01M Lượng etanol tạo thành theo thời gian được biểu diễn trong bảng sau:

OH H

C 2 5

a) Chứng minh rằng bậc tổng cộng của phản ứng bằng 2

b) Tính hằng số tốc độ của phản ứng ở 25oC

16 Bằng phương pháp áp kế, người ta theo dõi tốc độ phân hủy N2O trên bề mặt dây vàng đốt nóng ở 9900C và thu được dữ kiện sau:

a) Giả thiết rằng sản phẩm phản ứng là N2 và O2, hãy tính áp suất cuối cùng và thời gian nửa phản ứng

b) Cũng tại nhiệt độ trên song áp suất đầu là 400 mmHg còn thời gian nửa phản ứng là 52 phút thì phản ứng sẽ diễn ra theo bậc mấy?

17 Kết quả khảo sát động học của phản ứng: A + B  C + D như sau:

Thí nghiệm 2 1,0 1,0 20.10-2

a) Xác định bậc phản ứng và tính hằng số tốc độ của phản ứng trên

b) Tính tốc độ của phản ứng khi CA = CB = 0,2 mol/l

c) Tính thời gian cần thiết để một nửa lượng chất (lấy ở câu b) phản ứng

(Trích đề chính thức kỳ thi olympic truyền thống 30-4 lần XVII-năm 2011,Hóa học 10)

18 Trong một phản ứng bậc nhất tiến hành ở 27°C, nồng độ chất đầu giảm đi một nửa sau 3000 giây Ở 37°C,

nồng độ giảm đi 2 lần sau 1000 giây Xác định:

a) Hằng số tốc độ ở 27°C

b) Thời gian để nồng độ chất phản ứng còn lại 1/4 nồng độ đầu ở 37°C

c) Hệ số nhiệt độ  của hằng số tốc độ phản ứng

d) Năng lượng hoạt hóa của phản ứng

19 Để nghiên cứu động học của phản ứng thế: R-Br + H2O   ROH + HBr người ta theo dõi biến thiên nồng độ R-Br Các kết quả thu được như sau:

a) Tính thời gian nửa phản ứng ở 200C và ở 400C

b) Xác định bậc của phản ứng

c) Tính hằng số tốc độ của phản ứng ở 200C và 400C

d) Tính năng lượng hoạt hóa của phản ứng nghiên cứu

20 Năng lượng hoạt hóa của phản ứng tổng hợp NH3 từ H2 và N2 ở 600K khi không có chất xúc tác bằng 326 kJ/ mol Khi dung chất xúc tác W năng lượng hoạt hóa bằng 163 kJ/mol, còn xúc tác là sắt thì năng lượng hoạt hóa bằng 175 kJ/mol Hỏi tốc độ phản ứng tăng bao nhiêu lần khi dùng chất xúc tác đối với mỗi trường hợp

21 a) Một chất phóng xạ có chu kì bán hủy là 30 năm Hỏi cần một thời gian bao lâu để 99% số nguyên tử của nó

bị phân rã ?

b) Một vật X có khối lượng 70 kg, có chứa 140 g kali Trong tự nhiên đồng vị 40 K

i) Tính khối lượng (ra mg) và số nguyên tử đồng vị 40 K

19 trong mẫu vật X Biết 40 K

ii) 40 K

19 là đồng vị phóng xạ có chu kì bán rã bằng 1,28.109 năm Tính hằng số phóng xạ của đồng vị này

iii) Tính số nguyên tử 40 K

19 đã bị phân rã trong một năm (chấp nhận ex  1 – x)

22 a) Ở 1000K hằng số cân bằng Kp của phản ứng: 2SO2 + O2 2SO3, bằng 3,50 atm-1 Tính áp suất riêng lúc cân bằng của SO2 và SO3 nếu áp suất chung của hệ bằng 1 atm và áp suất cân bằng của O2 bằng 0,1 atm

b) Ở 600K đối với phản ứng: H2 + CO2 H2O(k) + CO

Nồng độ cân bằng của H2, CO2, H2O và CO lần lượt bằng 0,600 ; 0,459; 0,500 và 0,425 mol/l

i) Tìm KC, KP của phản ứng

ii) Nếu lượng ban đầu của H2 và CO2 bằng nhau và bằng 1 mol được đặt vào bình 5 l thì nồng độ cân bằng của các chất là bao nhiêu ?

23 Ở 250C hằng số cân bằng KP đối với phản ứng: N2 + 3H2 2NH3 bằng 6,8.10-5

a) Tính G0 của phản ứng ở 250C

b) Nếu cũng ở nhiệt độ trên, áp suất đầu của N2, H2 và NH3 là 0,250 ; 0,550 và 0,950 atm Tìm G của phản

ứng

24 Cho cân bằng hóa học: N2(k) + 3H2(k) 2NH3(k) H = -92 kJ/mol

Nếu xuất phát từ hỗn hợp chứa N2 và H2 theo tỉ lệ mol 1:3, khi đạt tới trạng thái cân bằng ở điều kiện tối ưu (4500C và 300 atm) thì NH3 chiếm 36% về thể tích

a) Tính hằng số cân bằng Kp

b) Giữ nhiệt độ không đổi ở 4500C, cần tiến hành phản ứng dưới áp suất là bao nhiêu để khi đạt tới trạng thái cân bằng NH3 chiếm 50% thể tích?

c) Giữ áp suất không đổi (300 atm), cần tiến hành phản ứng ở nhiệt độ nào để khi đạt tới trạng thái cân bằng NH3

chiếm 50% về thể tích? Cho biết phương trình Van't Hoff liên hệ hai hằng số cân bằng ở 2 nhiệt độ là:



















2 1 1

2

T

1 T

1 R

H

K

K

(Trích đề chính thức kỳ thi olympic truyền thống 30-4 lần XVII-năm 2011,Hóa học 10)

25 Khi đun nóng amoni clorua trong bình kín thì xảy ra phản ứng:

NH4Cl(r) NH3(k) + HCl(k)

Cho biết áp suất của hệ lúc cân bằng ở 4270C là 6,0 atm, ở 4590C là 11,0 atm Các khí được xem là khí lí tưởng Tính:

a) Hằng số cân bằng KP của phản ứng ở 4270C và ở 4590C

b) G0 của phản ứng ở 4270C

c) Giả định rằng H0, S0 của phản ứng không phụ thuộc vào nhiệt độ trong khoảng nhiệt độ nghiên cứu, tính

H0, S0 của phản ứng ở 4270C

26 Nitrosyl clorua (NOCl) là một khí độc, khi đun nóng nó bị phân hủy theo phản ứng

2 NOCl (k) 2 NO (k) + Cl2 (k)

a) Tính hiệu ứng nhiệt đẳng tích của quá trình phân hủy hoàn toàn 1,3 mol NOCl ở 475oC

b) Tính KP của cân bằng ở 475oC

c) Ở 475oC, cho 0,2 mol NO và 0,1 mol Cl2 vào một bình kín dung tích 2 lít không đổi Tính áp suất khí trong bình tại thời điểm cân bằng Coi các khí là khí lý tưởng

Cho: Bảng số liệu nhiệt động (không phụ thuộc vào nhiệt độ)

298 , ht

H

298

(Trích đề thi chọn HSG các trường chuyên khu vực DH & ĐB Bắc Bộ năm 2012, Hóa học10)

27 Ở 1bar và 6300C sự phân hủy khí SO3 xảy ra theo phản ứng:

2SO3 2SO2 + O2

Khi phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng, khối lượng riêng của hỗn hợp khí  = 0,928 g/l

a) Hãy xác định độ phân li  của SO3 (

bđ SO

pu SO

3

3

n

n



b) Tính  G 0của phản ứng ở 6300C

c) Cân bằng sẽ dịch chuyển thế nào nếu thêm một lượng He vào bình trong hai trường hợp:

a) Cho tới khi áp suất tăng gấp đôi (nhiệt độ và thể tích bình không đổi)

b) Khi tăng thể tích bình lên gấp đôi và He được thêm vào để giữ cho áp suất tổng trong bình vẫn như ban đầu (khi chưa có He; nhiệt độ không đổi)

28 Xét phản ứng: CH4(k) C (r) + 2H2 (k) Biết: ( H 0ht,298 CH (k)) 4 = - 74,85 kJ.mol-1; (S )0298 CH (k)4 = 186,26 J.mol-1.K-1

0

298 C(r)

(S ) = 5,84 J.mol-1.K-1; (S )0298 H (k)2 = 130,68 J.mol-1.K-1

298

G

 của phản ứng từ đó suy ra KP của phản ứng ở 250C b) Chấp nhận rằng ( H 0ht,298 CH (k)) 4 không đổi trong khoảng nhiệt độ nghiên cứu, tính KP của phản ứng ở 500C c) Ở 250C, áp suất chung của hệ phản ứng lúc cân bằng là 0,01 atm Tính hằng số cân bằng Kx của phản ứng và độ phân li  của CH4 (k)

d) Hãy cho biết chiều chuyển dịch cân bằng khi tăng áp suất chung của hệ

29 Ở 270 C, phản ứng : N2O4(k) 2NO2(k) , có hằng số cân bằng Kp = 0,17 atm

a) Tính thành phần phần trăm của hỗn hợp khí khi áp suất chung của hệ lần lượt bằng 1 atm và 10 atm

b) Tính hằng số cân bằng KP của phản ứng trên ở 630C Biết rằng nhiệt hình thành chuẩn ở 250C của N2O4 và NO2

bằng 9,7 và 33,5 kJ/mol Giả thiết rằng nhiệt của phản ứng, H0, không phụ thuộc vào nhiệt độ

c) Từ các kết quả thu được ở trên có thể rút ra các kết luận gì về ảnh hưởng của áp suất và nhiệt độ đến sự chuyển dịch cân bằng ? Đồng thời liên hệ các kết quả đó với nguyên lí Lơ Sa-tơ-li-ê

d) Cho biết chiều hướng chuyển dịch cân bằng khi:

- Giữ áp suất và nhiệt độ của hệ không đổi, thêm vào hệ một lượng khí Ar

- Giữ thể tích và nhiệt độ của hệ không đổi, thêm vào hệ một lượng khí Ar

30 Ở 457 K và dưới áp suất chung bằng 1 atm 5% NO2 bị phân tích theo phản ứng:

a) Tính hằng số cân bằng Kx, KP, KC của phản ứng ở 457 K

b) Tính G0 của phản ứng ở 457 K

31 Cho 0,25 mol NH4I (r) vào trong bình chân không dung tích 3lít ở 600K xảy ra 2 phản ứng sau:

NH4I (r) NH3 (k) + HI (k) (1); K1 = 1,69

2HI (k) H2 (k) + I2 (k) (2); K2 = 1/64

a) Tính áp suất riêng phần của 4 khí và áp suất tổng cộng khi cân bằng

b) Tính khối lượng NH4I (r) còn lại khi cân bằng

32 Ở 1020K, hai phản ứng sau có thể diễn ra đồng thời:

Fe(r) + CO2(k) CO(k) + FeO(r) (2) KP2 = 1,25

Xét hệ gồm hai phản ứng trên

a) Chứng minh rằng áp suất riêng phần của CO và CO2 (và do đó áp suất toàn phần của hệ) ở trạng thái cân bằng

có giá trị xác định không phụ thuộc vào trạng thái đầu của hệ

b) Cho vào bình kín dung tích V = 20 lít (không đổi) ở 1020K, 1 mol Fe, 1 mol C và 1,2 mol CO2 Tính số mol mỗi chất trong hệ tại thời điểm cân bằng?

HƯỚNG DẪN GIẢI VÀ ĐÁP SỐ

1 a) C6H6(l) +

2

15

O2   6CO2(k) + 3H2O(l) 0

298

H

H = U + nRT  U = H - nRT

 nhiệt đốt cháy đẳng tích:

QV = U = - 3271,9 – (6 -

2

15 ).8,314.298.10-3 = - 3268,18 kJ/mol b) C2H4(k) + H2(k)   C2H6(k)

 Hiệu ứng nhiệt của phản ứng ở 400 K

H = HhtC2H6  HhtC2H4= – 89,62 – 49,23 = - 138,85 kJ/mol

2 a) 2Al + Fe2O3  2Fe + Al2O3

298

H

3 2 3

0 298 , ht O

Al

0 298 ,

b) C6H6(l) +

2

15

O2(k)   6CO2(k) + 3H2O(l)

298 , ht )

k ( CO

0 298 , ht )

l ( O H

0 298 , ht )

l ( H C

0

298 , đc

0

pu

6 6 2

2 6

H



298 , đc )

k ( CO

0 298 , ht )

l ( O H

0 298 , ht )

l ( H C

0

298

,



= 3.(-285,8) + 6.(-393,5) – (- 3268) = 49,6 kJ/mol c) C6H12O6 (r) + 6O2(k)  6CO2(k) + 6H2O(l)

298 , ht )

k ( CO

0 298 , ht )

l ( O H

0 298 , ht )

( O H C

0

298 , đc

0



298

,

ht

6 12 6 H

3 S +

2

3

PbO + S +

2

3

(*) = (a) – ((b) + (c))  0 SO3

ht

H

0

ht

H

4 a) 2C(r) + H2(k)  C2H2(k) (*)  0 CH (k)

ht 2 2

H

 2C2H2(k) + 5O2 (k)  4CO2 (k) + 2H2O(l) (1) 0

1 H

C (r) + O2 (k)  CO2 (k) (2) 0

2 H

H2 (k) + 1

2 O2 (k)  H2O(l) (3)

0 3

H

(*) = 2(2) + (3) - ( 1 )

2

1

   0 CH (k)

ht 2 2

H

2 H

 + 0

3

H

2

H0 1



= 228,2 kJ/mol

b) C2H6 (k) + 7

2O2 (k)  2CO2 (k) + 3H2O (k) H

0 = 1427,7 kJ

C2H6 (k) + 7

2O2 (k)  2CO2 (k) + 3H2O (l)

0 pu

H

hh H

5 a) C3H6(k) +

2

9

O2(k)  3CO2(k) + 3H2O(l)  0 xiclopropan

298 , đc

H



  0 xiclopropan

298

,

đc

H

298 , ht )

k ( CO

0 298 , ht )

l ( O H

0 298 ,

H 3

2



298 , đc )

k ( CO

0 298 , ht )

l ( O H

0 298 , ht n

xiclopropa

0

298

,

H

2







298 , đc )

k ( CO

0 298 ,

H

2 



H2(k) +

2

1

298 , đc )

k ( O H

0 298 ,



298 , đc )

tc ( C

0 298 , đc )

k ( H

0 298 , đc n

xiclopropa

0

298

,

H





b) Xiclopropan (k)  Propen (k)  H0298=    0 xiclopropan

298 , ht propen

0 298 ,

6 CH4(k) + H2O(k)  CO(k) + 3H2(k)

298 , ht )

k ( O H

0 298 , ht )

k ( CO

0 298 , ht

0

298

4

H H

298 ) k ( O H

0 298 ) k ( H

0 298 )

k ( CO

0 298

0

298

0 298

0 373

0 373

0



= 206,1 – 373.214,5.10-3  126,09 kJ

c) Phản ứng có khả năng tự diễn biến ở điều kiện chuẩn khi G 0 0





T

0

T   

S

H S

H

0 298

0 298 0

T

0











K

7 a) Ta có chu trình sau:

Ba(r) + Cl2(k) BaCl2(TT)

 BaCl TT ( ) 0

H



Ba(k) 2Cl(k)

  H Ba

ECl-Cl

2ECl

Ba 2+ (k) + 2Cl - (k)

I =I1+I2

- Em

ltt

Theo định luật Hess ta có:  0 BaCl (TT)

ht 2

H

 = HthBa+  I1 Ba+ I2 Ba+ ECl-Cl + 2ECl - Emltt

 Emltt = HthBa+  I1 Ba+ I2 Ba+ ECl-Cl + 2ECl -  0 BaCl (TT)

ht 2

H



= 192,5 + 501,2 + 962,3 + 238,5 + 2.(-364) – ( - 860,2) = 2026,7 kJ/mol

b) Tương tự câu a: Emltt = 2242,5 kJ/mol

8 C(r) + 2H2(k)  CH4(k)

 HhtCH4 HđcC )2HđcH2(k)  HđcCH4(k)

= - 393,4 – 2.241,5 + 801,7 = -74,7 kJ/mol 2C(r) + 3H2(k)  C2H6(k)

 HhtC2H6 2HđcC ) 3HđcH2(k)  HđcC2H6(k)

= 2.(- 393,4) – 3.241,5 + 1412,7 = -98,6 kJ/mol

Ta có chu trình:

C(r) + 2H2(k) CH4(k)

  H ht CH ( )k

C(k) + 4H(k)

 H C



2EH-H

- 4E C-H

Theo định luật Hess ta có:  HhtCH  HthC 2EH H 4EC H



175 , 413 4

7 , 74 5 , 431 2 715 4

H E

2 H

H

2C(r) + 3H2(k) C2H6(k)

 H ht CH 4 ( )k



2C(k) + 6H(k)

 H C

2 

3EH-H

- E C-C -6E C-H

Theo định luật Hess ta có:  HhtCH 2 HthC 3EH H EC C 6EC H

6



 ECC 2HthC 3EHH  6ECH  HhtC2H6

= 2.715 + 3.431,5 -6.413,175 + 98,6 = 344,05 kJ/mol

9 H2(k) +

2

1

O2(k)  H2O(k)

 Cp =  PH2O ( k )  PH2( k ) C PO2(k)

2

1 C

H373 = H298 + CP(373 – 298) = – 241,82 – 9,85.(373-298).10-3  242,56 kJ/mol

10 a) Tốc độ phản ứng có dạng: v = kCnH2.CmI2

Khi CH2 a; CI2 b  v = kan.bm ; Khi CH2 2a; CI2 b  v'= k(2a)n.bm

v' = 2v  k(2a)n.bm = 2kan.bm  n = 1

Khi CH2 a; CI2 2b  v"= kan.(2b)m

v" = 2v  kan.(2b)m = 2kan.bm  m = 1

Vậy biểu thức định luật tốc độ của phản ứng: v = k.CH2.CI2

b) Bậc của H2 = 1; bậc của I2 = 1; bậc của phản ứng = 1 + 1 = 2

c) v = k.CH 2.CI 2  3,2.10-4 = k 0,04.0,05  k = 0,16 M-1.s-1

Phản ứng có bậc 2 mà CH2 = CI2  thời gian để 50% H2 phản ứng bằng thời gian nửa phản ứng

 t = t1/2 = k1.a k.C1 0,161.0,04 156,25

2

H





d) Thể tích hệ giảm 1/2  nồng độ các chất phản ứng tăng 2 lần

 v''' = k.2CH 2.2CI 2= 4 k.CH 2.CI 2 = 4v, tức là tăng 4 lần

11 a) Tương tự bài 11a ta tìm được bậc của phản ứng bằng 2: v = kCCH COOCH CNaOH

3 3

Vì CCH3COOCH3= C NaOH = 0,05 M nên phương trình động học của phản ứng có dạng

kt =

a

1 x a

1















1 x a

1 t

1

(*) với a là nồng độ ban đầu của este, a-x là nồng độ este tại thời điểm t











 2 5 10 2

1 10

5 ,

2

1 7

,

3

1

 5,405 M-1.phut-1

Từ (*)  a - x =

1 kta

a

  x = a -

1 kta

a

 = 0,05 - 5,405.150,05.0,05 1

 = 3,36.10-2 M

05 , 0

10 36 ,





b) Từ k = 5.10-3 giây-1  phản ứng H3CNH2  HCN + 2H2 có bậc 1 (vì đơn vị của k là [thời gian]-1) Thời gian để nồng độ H3CNH2 giảm đi 2 lần chính là thời gian nửa phản ứng, t1/2

10 5

693 , 0 k

693 , 0

3 

12 Phản ứng có bậc 1 nên:

P

P ln

với P0 là và P lần lượt là áp suất của (CH3)2O tại thời điểm ban đầu (t = 0) và tại thời điểm t

(CH3)2O(k)   CH4(k) + CO(k) + H2(k)

Phản ứng P0 - P P0 - P P0 - P P0 - P

 Áp suất trong bình: Pbinh = P + P0-P + P0-P+ P0-P = 3P0 -2P 

2

P P 3

0





Thay vào (*) 

binh 0

0 P P 3

P 2 ln kt



Từ (**) 

binh 0

0 P P 3

P 2 ln t

1 k



1 , 308 300 3

300 2 ln 10

1





Từ (**) 

binh 0

0 P P 3

P 2 ln k

1 t





1 , 608 300 3

300 2 ln 10 359 , 1

1



13 (CH3)2O(k)   CH4(k) + CO(k) + H2(k)

Phản ứng P0 - x P0 - x P0 - x P0 - x

 Áp suất của hệ: P = x + P0 - x + P0- x+ P0- x = 3P0 -2x 

2

P P 3 x

0





P0 = 400 mmHg

2

800 400 3

2

P 2



 1550 chính là t1/2

Từ 1550 đến 3100 s, tức là sau 1550 s, P = 1000 mmHg

2

1000 400

3

2

P 2

200 tai0 1550

Như vậy t1/2 không phụ thuộc vào P0 nên phản ứng có bậc 1

2 / 1

10 471 , 4 1550

693 , 0 t

693 ,



c) Phản ứng bậc 1 nên:

x

P ln t k

0

 sau 460 s: x 400 e 4 , 471 10 4 460 325 , 64



 P = 3P0 -2x = 3.400- 2.325,64 = 548,72 mmHg

400

64 , 325 400





14 a) Giả sử phản ứng có bậc 1 ta có

t

0

P

P ln t

1

k  , với P0, Pt lần lượt là áp suất của etilen oxit ở thời điểm t = 0 và

ở thời điểm t

CH2 - CH2(k)  CH4(k) + CO(k) O

t = 0 P0

t Pt P0- Pt P0- Pt

 P = 2P0 – Pt  Pt = 2P0 – P 

P P 2

P ln t

1

0





 k tính tại t khác nhau có giá trị như nhau và = const Vậy phản ứng có bậc 1

5

01197 , 0 01197 , 0 01192 , 0 01187 , 0 01191 , 0 k

k

693

,

0

















710

1 687

1 R

E k

k

710

687















710

1 687

1 : k

k ln R 710 687

 Ea 

















710

1 687

1 : 02 , 0 ln 314

,

15 a) Vì nồng độ ban đầu của este và NaOH đều bằng 0,01 M nên giả sử bậc phản ứng là 2 ta có: 

















a

1 x a

1 t

1

với a là nồng độ đầu của este (= 0,01 M), x là nồng độ este đã phản ứng ở thời điểm t Từ PTHH  x = CC2H5OH

Do đó ta có:

OH H

C 2 5

k tính tại các thời điểm t khác nhau đều xấp xỉ bằng nhau nên phản ứng có bậc 2

4

1938 , 0 1933 , 0 1934 , 0 1932 , 0

16 a) N2O  N2 +

2

1

O2

 khi kết thúc phản ứng: P = 200 +100 = 300 mmHg

Khi một nửa lượng N2O phản ứng: P = 100 + 100 + 50 = 250 mmHg t1/2 = 52 phút

b) t1/2 là hằng số, không phụ thuộc vào áp suất ban đầu của N2O  phản ứng có bậc 1

B

n

A.C

C

k

1 k.(0,5) (0,5) 5.10



2 k.(1,0) (1,0) 20.10



 2

m n

3 k ( 0 , 5 ) ( 1 , 0 ) 20 10





5 , 0

0 , 1 10

20

10 20 ) 0 , 1 (

)

5

,

0

(

k

) 0 , 1 (

)

0

,

1

(

k

v

2 2 m

n

m n

3

















2 m 4 5 , 0

0 , 1 10

5

10 20 ) 5 , 0 (

)

5

,

0

(

k

) 0 , 1 (

)

5

,

0

(

k

v

2 2 m

n

m n

1

3

























B

C

k

2 2

0

1 k.(0,5) (0,5) 5.10



b) v 0 , 2 ( 0 , 2 ) 0 ( 0 , 2 ) 2 8 10  3



2 , 0 2 , 0

1 C

k

1 t

B 2

/

2 / 1

3000

693 , 0 t

693 , 0





b) Phản ứng bậc 1 nên từ a  a/2 cần t1/2; từ a/2  a/4 cần t1/2  t = 2t1/2 = 2000 giây

2

/

1

1000

693 , 0 t

693

,

0





10 31 , 2

10 93 , 6 k

k k

k

4 4

27

37 27

10



















300

1 310

1 R

E

k

k

27

37















300

1 310

1 : k

k ln R 27 37

















300

1 310

1 : 10 31 , 2

10 93 , 6 ln 314

,

19 a) Từ bảng kết quả ta thấy:

- Ở 200C, từ nồng độ 0,32 M xuống còn 0,16M cần 32 phút  t1/2 = 32 phút

- Ở 400C, từ nồng độ 0,32 M xuống còn 0,16M cần 8 phút  t1/2 = 8 phút

b) Từ bảng kết quả ta cũng nhận thấy: ở 200C và ở 400C, thời gian nửa phản ứng đều không phụ thuộc vào nồng độ đầu của R-Br  phản ứng có bậc 1

c) Phản ứng bậc 1 nên

2 / 1

t

693 , 0

k 

20 2 , 166 10

32

693 , 0

40 8 , 663 10

8

693 , 0

















293

1 313

1 R

E

k

k

20

40















293

1 313

1 : k

k ln R 20 40

 Ea 

















293

1 313

1 : 10 166 , 2

10 663 , 8 ln 314

,

2

 52845,897 J/mol  52,846 kJ/mol

20 Ta có: RT(E E )

1

kxt

e k



1

kxt

k







 khi dùng W tốc độ phản ứng tăng 1,55.1014 lần

1

kxt

k







 khi dùng Fe tốc độ phản ứng tăng 1,40.1013 lần

21 a) .t =

N

N

N

N ln

Mặt khác

2 / 1

t

693 , 0



693 , 0

t

t  1 / 2 0  t = t 0,30693ln(0,01NN ) 199,358

0

b) i) Khối lượng đồng vị 40 K

19 trong mẫu vật X: m = 140.0,0117%.103 = 16,38 mg

Số nguyên tử đồng vị 40 K

A 6 , 023 10 2 , 468 10

974 , 39

10 38 , 16 N

M

m







ii) hằng số phóng xạ:

2 / 1

t

693 , 0



10 28 , 1

693 ,





iii) .t =

N

N

ln 0  N = N0.e-.t

 Số nguyên tử 40 K

19 đã bị phân rã: n = N0 – N = N0(1 - e-.t)  N0[1 – (1 – t)] = N0..t (vì t << 1)

 n = 2,468.1020.5,414.10-10.1 = 1,336.1011 nguyên tử

22 a) 2SO2 + O2 2SO3 Kp

50 , 3 P

P

P

K

2 2

3

O

2

SO

2

SO

1 , 0 P

P 2 SO

2 SO

2

3   PP 0,35

2

3

SO

SO

 (I)

1 P

P

P

2 3

SO    PSO 2 PSO 3 0,9 (II)

2

3

b) H2 + CO2 H2O(k) + CO

459 , 0 600 , 0

500 , 0 425 , 0 ] CO ][

H

[

] O H ][

CO

[

K

2 2

2

KP = KC.(RT) = KC.(RT)1+1-1-1 = KC = 0,772

ii) H2 + CO2 H2O(k) + CO KC = 0,772

) x 2

,

0

(

x

2



 [H2O] = [CO] = 0,0935 M; [H2] = [CO2] = 0,2 – 0,0935 = 0,1065 M

23 N2 + 3H2 2NH3 KP = 6,8.105

a) G0 = - RTlnKP  G0 = - 8,314.298.ln(6,8.10-5)  23774,788 J/mol  23,775 kJ/mol

H N

2 NH 0

2 2

3

P P

P ln RT G



2 ) 550 , 0 (

250 , 0

) 950 , 0 ( ln 298 314 , 8 788 , 23774

a) Gọi x1, x2, x3 lần lượt là %V (cũng là % số mol) của N2, H2 và NH3 ta có:

x3 = 36% = 0,36  x1 + x2 = 64% = 0,64 (I)

Vì N2 và H2 được lấy theo tỉ lệ mol 1:3 (bằng tỉ lệ trong phản ứng) nên 

3

1 x

x 3

1

 (II)

Từ (I) và (II)  x1 = 0,16; x2 = 0,48