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 a) Nhiêt đốt cháy benzen lỏng P = at t = 25 0C – 3271,9 kJ/mol Tính nhiệt đốt cháy đẳng tích benzen t = 250C Chấp nhận sản phẩm khí đốt cháy khí lí tưởng b) Tính hiệu ứng nhiệt trình hiđro hóa etilen thành etan nhiệt độ T = 400 K, biết nhiệt độ nhiệt hình thành (∆Hht) etilen etan 49,23 kJ/mol – 89,62 kJ/mol a) Tính hiệu ứng nhiệt 25 0C phản ứng 2Al + Fe2O3 → 2Fe + Al2O3, biết ∆H ht , 298 Al O = −1667,82 ( ( ) ) = −819,28 kJ/mol kJ/mol; ∆H b) Nhiệt đốt cháy benzen lỏng 25 0C, 1atm - 3268 kJ/mol Xác định nhiệt hình thành benzen lỏng điều kiện cho nhiệt độ áp suất, biết nhiệt hình thành chuẩn 25 0C CO2(k), H2O(l) 393,5 -285,8 kJ/mol ∆H 0ht , 298 C H O ( r ) biết: ∆H 0đc , 298 C H O ( r ) = −2805 kJ/mol; ∆H 0ht , 298 CO ( k ) = −393,5 kJ/mol; c) Tính 12 6 12 ( ∆H ht , 298 Fe2O3 ( ) ht , 298 H 2O ( l ) ) ( ) ( ) = −285,8 kJ/mol Tình nhiệt hình thành (∆Hht) SO3 biết: a) PbO + S + O2 → PbSO4 ∆Ha = - 692,452 kJ b) PbO + H2SO4.5H2O → PbSO4 + 6H2O ∆Hb = - 97,487 kJ c) SO3 +6H2O → H2SO4.5H2O ∆Hc = - 205,853 kJ a) Tính nhiệt hình thành chuẩn axetilen dựa vào hiệu ứng nhiệt phản ứng cho đây: ∆H10 = - 2602 kJ 2C2H2(k) + 5O2 (k) → 4CO2 (k) + 2H2O(l) (1) ∆H 02 = -393,5 kJ C (r) + O2 (k) → CO2 (k) (2) ∆H 30 = -285,8 kJ H2 (k) + O2 (k) → H2O(l) (3) b) Cho: C2H6 (k) + O2 (k) → 2CO2 (k) + 3H2O (k) ∆H0 = −1427,7 kJ nhiệt hoá chuẩn nước lỏng 44 kJ.mol−1 Tính giá trị ∆H0 phản ứng: C2H6 (k) + O2 (k) → 2CO2 (k) + 3H2O (l) Ở 250C 1atm nhiệt đốt cháy khí xiclopropan (C 3H6), than chì hiđro – 2091,372; – 393,513 – 285,838 kJ/mol Cũng điều kiện nhiệt hình thành propen khí 20,414 kJ/mol Tính: a) Nhiệt hình thành khí xiclopropan 250C b) Hiệu ứng nhiệt phản ứng đồng phân hoá xiclopropan (k)  → propen (k)? Xét phản ứng: CH4(k) + H2O(k) → CO(k) + 3H2(k) Biết: nhiệt hình thành chuẩn 250C CH4(k), H2O(k) CO(k) -74,8 ; -241,8 -110,5 kJ/mol; entropi chuẩn 25 0C CH4(k), H2O(k), CO(k) H2(k) 186,2 ; 188,7 ; 197,6 130,6 J/K.mol a) Tính ∆H0 ∆S0 phản ứng 250C b) Tính ∆G 373 phản ứng, chấp nhận ∆H0 ∆S0 không phụ thuộc T c) Tại nhiệt độ phản ứng cho có khả tự diễn biến điều kiện chuẩn a) Tính lượng mạng lưới tinh thể ion muối BaCl2 từ kiện sau: ∆H 0ht BaCl2 ( TT ) = −860,2 kJ/mol; ECl-Cl = 238,5 kJ/mol; ( ∆H th ) Ba = 192,5 kJ/mol; ( I1 ) Ba = 501,2 kJ/mol; ( ) ( I ) Ba = 962,3 kJ/mol; ECl = - 364 kJ/mol b) Tính lượng mạng lưới tinh thể ion CaCl2, biết rằng: ∆H 0ht CaCl2 ( TT ) = −795 kJ/mol; ECl-Cl = 238,5 kJ/mol; ECl = - 364 kJ/mol; ( ∆H th ) Ca = 192 kJ/mol; ( ) ( I ) Ba = I1 + I = 1745 kJ/mol; Tính lượng liên kết trung bình C−H C−C từ kết thực nghiệm sau: (Các kết đo 298K 1atm) ∆H 0đc, 298 CH = −801,7 kJ/mol; ∆H 0đc, 298 C H = −1412,7 kJ/mol; ∆H 0đc, 298 H = −241,5 kJ/mol ( ( ∆H ) ) đc , 298 C ( ( = −393,4 kJ/mol; ∆H 0th , 298 ) ) C ( ) = 715 kJ/mol; EH-H = 431,5 kJ/mol 9 Nhiệt dung đẳng áp khí hiđro, khí oxi nước 28,8 J/K.mol; 29,3J/K.mol; 33,6 J/K.mol Biến thiên entanpi hình thành nước 250C – 241,82 kJ/mol Tính biến thiên entanpi hình thành nước 1000C 10 Cho phản ứng: H2 + I2 → 2HI a) Viết biểu thức định luật tốc độ phản ứng cho biết: - Nếu tăng nồng độ H2 lên gấp đôi giữ nguyên nồng độ I2 tốc độ phản ứng tăng gấp đôi - Nếu tăng nồng độ I2 lên gấp đôi giữ nguyên nồng độ H2 tốc độ phản ứng tăng gấp đôi b) Tính bậc phản ứng H2, I2 bậc tổng quát phản ứng c) Ở 508oC, C I = 0,05M, C H = 0,04M tốc độ phản ứng 3,2.10-4.mol.l-1.s-1 Như ban đầu nồng độ chất 0,04M thời gian để 50% H2 phản ứng ? d) Tốc độ phản ứng thay đổi thể tích hệ phản ứng giảm 1/2 11 a) Người ta cho vào bình cầu 0,05mol CH3COOCH3 0,05mol NaOH tan lít nước Sau 3,7 phút nồng độ CH3COOCH3 2,5.10-2mol Tính xem sau 15 phút có %CH 3COOCH3 bị phân hủy nhiệt độ không đổi Cho biết tăng nồng độ chất lên gấp đôi tốc độ phản ứng tăng gấp đôi b) Ở 913K, số tốc độ phản ứng đehidro hóa metylamin: H 3CNH2 → HCN + 2H2 5.10-3 giây-1 Tính thời gian để nồng độ metylamin giảm lần 12 Đimetyl ete phân hủy theo quy luật động học phản ứng bậc 1: (CH3)2O(k)  → CH4(k) + CO(k) + H2(k) Cho vào bình kín thể tích không đổi nhiệt độ T lượng ete áp suất ban đầu bình 300 mmHg Sau 10 giây, áp suất bình 308,1 mmHg Hỏi sau áp suất bình đạt 608,1 mmHg ? 13 Tiến hành phân hủy đimetyl ete: (CH3)2O(k)  → CH4(k) + CO (k) + H 2(k), bình kín 504oC đo áp suất hệ người ta thu kết sau: Thời gian (s) 1550 3100 P (mmHg) 400 800 1000 a) Chứng minh phản ứng phân hủy đimetyl ete phản ứng bậc b) Tính số tốc độ phản ứng 504oC c) Tính áp suất P hệ % 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 687K áp suất chung (P) hỗn hợp phản ứng biến đổi theo thời gian (t) sau: t (phút) 10 12 18 P (mmHg) 116,51 120,6 125,8 129,6 132,1 139,1 a) Hãy chứng tỏ phản ứng phân huỷ C2H4O có bậc tính số tốc độ (k687) b) Tính thời gian nửa phản ứng, t1/2, 687 K c) Biết phản ứng thực 710 K, tỉ lệ số tốc độ phản ứng: k 687 = 0,02 Tính lượng hoạt k 710 hóa, Ea, phản ứng 15 Người ta nghiên cứu phản ứng xà phòng hóa etyl fomiat (HCOOC2H5) 25oC: HCOOC2H5 + NaOH → HCOONa + C2H5OH Nồng độ ban đầu NaOH este 0,01M Lượng etanol tạo thành theo thời gian biểu diễn bảng sau: thời gian (s) 180 240 300 360 -3 -3 -3 2,58.10 3,17.10 3,67.10 4,11.10-3 CC H OH (M) a) Chứng minh bậc tổng cộng phản ứng b) Tính số tốc độ phản ứng 25oC 16 Bằng phương pháp áp kế, người ta theo dõi tốc độ phân hủy N 2O bề mặt dây vàng đốt nóng 990 0C thu kiện sau: t[phút] 30 52 100 P[mmHg] 200 232 250 272 a) Giả thiết sản phẩm phản ứng N2 O2, tính áp suất cuối thời gian nửa phản ứng b) Cũng nhiệt độ song áp suất đầu 400 mmHg thời gian nửa phản ứng 52 phút phản ứng diễn theo bậc mấy? 17 Kết khảo sát động học phản ứng: A + B → C + D sau: Thí nghiệm CA (mol/l) CB(mol/l) Vận tốc (mol/l.phut) Thí nghiệm 0,5 0,5 5.10-2 Thí nghiệm 1,0 1,0 20.10-2 Thí nghiệm 0,5 1,0 20.10-2 a) Xác định bậc phản ứng tính số tốc độ phản ứng b) Tính tốc độ phản ứng CA = CB = 0,2 mol/l c) Tính thời gian cần thiết để nửa lượng chất (lấy câu b) phản ứng (Trích đề thức kỳ thi olympic truyền thống 30-4 lần XVII-năm 2011,Hóa học 10) 18 Trong phản ứng bậc tiến hành 27°C, nồng độ chất đầu giảm nửa sau 3000 giây Ở 37°C, nồng độ giảm lần sau 1000 giây Xác định: a) Hằng số tốc độ 27°C b) Thời gian để nồng độ chất phản ứng lại 1/4 nồng độ đầu 37°C c) Hệ số nhiệt độ γ số tốc độ phản ứng d) Năng lượng hoạt hóa phản ứng 19 Để nghiên cứu động học phản ứng thế: R-Br + H 2O  → ROH + HBr người ta theo dõi biến thiên nồng độ R-Br Các kết thu sau: Ở 200C Ở 400C t (phút) Nồng độ R-Br (mol.L-1) t (phút) Nồng độ R-Br (mol.L-1) 0,32 0,16 0,32 0,16 0,27 0,135 0,16 0,08 24 0,19 0,095 24 0,04 0,02 32 0,16 0,08 32 0,02 0,01 50 0,11 0,05 50 0,005 0,0025 0 a) Tính thời gian nửa phản ứng 20 C 40 C b) Xác định bậc phản ứng c) Tính số tốc độ phản ứng 200C 400C d) Tính lượng hoạt hóa phản ứng nghiên cứu 20 Năng lượng hoạt hóa phản ứng tổng hợp NH từ H2 N2 600K chất xúc tác 326 kJ/mol Khi dung chất xúc tác W lượng hoạt hóa 163 kJ/mol, xúc tác sắt lượng hoạt hóa 175 kJ/mol Hỏi tốc độ phản ứng tăng lần dùng chất xúc tác trường hợp 21 a) Một chất phóng xạ có chu kì bán hủy 30 năm Hỏi cần thời gian để 99% số nguyên tử bị phân rã ? 40 b) Một vật X có khối lượng 70 kg, có chứa 140 g kali Trong tự nhiên đồng vị 19 K chiếm khoảng 0,0117% i) Tính khối lượng (ra mg) số nguyên tử đồng vị ii) 40 19 40 19 K mẫu vật X Biết 40 19 K có M = 39,974 K đồng vị phóng xạ có chu kì bán rã 1,28.109 năm Tính số phóng xạ đồng vị 40 iii) Tính số nguyên tử 19 K bị phân rã năm (chấp nhận ex ≈ – x) 22 a) Ở 1000K số cân Kp phản ứng: 2SO2 + O2 2SO3, 3,50 atm-1 Tính áp suất riêng lúc cân SO2 SO3 áp suất chung hệ atm áp suất cân O2 0,1 atm b) Ở 600K phản ứng: H2 + CO2 H2O(k) + CO Nồng độ cân H2, CO2, H2O CO 0,600 ; 0,459; 0,500 0,425 mol/l i) Tìm KC, KP phản ứng ii) Nếu lượng ban đầu H CO2 mol đặt vào bình l nồng độ cân chất ? 23 Ở 250C số cân KP phản ứng: N2 + 3H2 2NH3 6,8.10-5 a) Tính ∆G0 phản ứng 250C b) Nếu nhiệt độ trên, áp suất đầu N 2, H2 NH3 0,250 ; 0,550 0,950 atm Tìm ∆G phản ứng 24 Cho cân hóa học: N2(k) + 3H2(k) 2NH3(k) ∆H = -92 kJ/mol Nếu xuất phát từ hỗn hợp chứa N H2 theo tỉ lệ mol 1:3, đạt tới trạng thái cân điều kiện tối ưu (4500C 300 atm) NH3 chiếm 36% thể tích a) Tính số cân Kp b) Giữ nhiệt độ không đổi 450 0C, cần tiến hành phản ứng áp suất để đạt tới trạng thái cân NH3 chiếm 50% thể tích? c) Giữ áp suất không đổi (300 atm), cần tiến hành phản ứng nhiệt độ để đạt tới trạng thái cân NH chiếm 50% thể tích? Cho biết phương trình Van't Hoff liên hệ hai số cân nhiệt độ là: K ∆H  1   −  ln = K1 R  T1 T2  (Trích đề thức kỳ thi olympic truyền thống 30-4 lần XVII-năm 2011,Hóa học 10) 25 Khi đun nóng amoni clorua bình kín xảy phản ứng: NH4Cl(r) NH3(k) + HCl(k) Cho biết áp suất hệ lúc cân 427 0C 6,0 atm, 4590C 11,0 atm Các khí xem khí lí tưởng Tính: a) Hằng số cân KP phản ứng 4270C 4590C b) ∆G0 phản ứng 4270C c) Giả định ∆H0, ∆S0 phản ứng không phụ thuộc vào nhiệt độ khoảng nhiệt độ nghiên cứu, tính ∆H0, ∆S0 phản ứng 4270C 26 Nitrosyl clorua (NOCl) khí độc, đun nóng bị phân hủy theo phản ứng NOCl (k) NO (k) + Cl2 (k) a) Tính hiệu ứng nhiệt đẳng tích trình phân hủy hoàn toàn 1,3 mol NOCl 475oC b) Tính KP cân 475oC c) Ở 475oC, cho 0,2 mol NO 0,1 mol Cl vào bình kín dung tích lít không đổi Tính áp suất khí bình thời điểm cân Coi khí khí lý tưởng Cho: Bảng số liệu nhiệt động (không phụ thuộc vào nhiệt độ) ∆H 0ht , 298 (kJ/mol) S 0298 (J/mol.K) Chất NOCl (k) 51,71 264 NO (k) 90,25 211 Cl2 (k) 223 (Trích đề thi chọn HSG trường chuyên khu vực DH & ĐB Bắc Bộ năm 2012, Hóa học10) 27 Ở 1bar 6300C phân hủy khí SO3 xảy theo phản ứng: 2SO3 2SO2 + O2 Khi phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng, khối lượng riêng hỗn hợp khí ρ = 0,928 g/l n SO3pu a) Hãy xác định độ phân li α SO3 ( α = ) số cân KP, KC phản ứng n SO3bđ b) Tính ∆G phản ứng 6300C c) Cân dịch chuyển thêm lượng He vào bình hai trường hợp: a) Cho tới áp suất tăng gấp đôi (nhiệt độ thể tích bình không đổi) b) Khi tăng thể tích bình lên gấp đôi He thêm vào để giữ cho áp suất tổng bình ban đầu (khi chưa có He; nhiệt độ không đổi) 28 Xét phản ứng: CH4(k) C (r) + 2H2 (k) 0 -1 Biết: (∆H ht,298 )CH (k ) = - 74,85 kJ.mol ; (S298 )CH (k ) = 186,26 J.mol-1.K-1 (S0298 )C(r ) = 5,84 J.mol-1.K-1; (S0298 ) H2 (k ) = 130,68 J.mol-1.K-1 a) Tính ∆G 298 phản ứng từ suy KP phản ứng 250C b) Chấp nhận (∆H ht,298 )CH (k) không đổi khoảng nhiệt độ nghiên cứu, tính KP phản ứng 500C c) Ở 250C, áp suất chung hệ phản ứng lúc cân 0,01 atm Tính số cân K x phản ứng độ phân li α CH4 (k) d) Hãy cho biết chiều chuyển dịch cân tăng áp suất chung hệ 29 Ở 270 C, phản ứng : N2O4(k) 2NO2(k) , có số cân Kp = 0,17 atm a) Tính thành phần phần trăm hỗn hợp khí áp suất chung hệ atm 10 atm b) Tính số cân KP phản ứng 630C Biết nhiệt hình thành chuẩn 250C N2O4 NO2 9,7 33,5 kJ/mol Giả thiết nhiệt phản ứng, ∆H0, không phụ thuộc vào nhiệt độ c) Từ kết thu rút kết luận ảnh hưởng áp suất nhiệt độ đến chuyển dịch cân ? Đồng thời liên hệ kết với nguyên lí Lơ Sa-tơ-li-ê d) Cho biết chiều hướng chuyển dịch cân khi: - Giữ áp suất nhiệt độ hệ không đổi, thêm vào hệ lượng khí Ar - Giữ thể tích nhiệt độ hệ không đổi, thêm vào hệ lượng khí Ar 30 Ở 457 K áp suất chung atm 5% NO2 bị phân tích theo phản ứng: 2NO2 2NO + O2 ∆H0 = 114,14 a) Tính số cân Kx, KP, KC phản ứng 457 K b) Tính ∆G0 phản ứng 457 K 31 Cho 0,25 mol NH4I (r) vào bình chân không dung tích 3lít 600K xảy 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 khí áp suất tổng cộng cân b) Tính khối lượng NH4I (r) lại cân 32 Ở 1020K, hai phản ứng sau diễn đồng thời: C(r) + CO2(k) 2CO(k) (1) KP1 = Fe(r) + CO2(k) CO(k) + FeO(r) (2) KP2 = 1,25 Xét hệ gồm hai phản ứng a) Chứng minh áp suất riêng phần CO CO (và áp suất toàn phần hệ) trạng thái cân có giá trị xác định không phụ thuộc vào trạng thái đầu hệ b) Cho vào bình kín dung tích V = 20 lít (không đổi) 1020K, mol Fe, mol C 1,2 mol CO Tính số mol chất hệ thời điểm cân bằng? HƯỚNG DẪN GIẢI VÀ ĐÁP SỐ 15 a) C6H6(l) + O2  → 6CO2(k) + 3H2O(l) ∆H 298 = - 3271,9 kJ ∆H = ∆U + ∆nRT ⇒ ∆U = ∆H - ∆nRT ⇒ nhiệt đốt cháy đẳng tích: 15 QV = ∆U = - 3271,9 – (6 ).8,314.298.10-3 = - 3268,18 kJ/mol b) C2H4(k) + H2(k)  → C2H6(k) ⇒ Hiệu ứng nhiệt phản ứng 400 K ∆H = ( ∆H ht ) C H − ( ∆H ht ) C2 H = – 89,62 – 49,23 = - 138,85 kJ/mol a) 2Al + Fe2O3 → 2Fe + Al2O3 0 ⇒ ∆H 298 = ∆H ht , 298 Al2O3 − ∆H ht , 298 Fe 2O3 = −1667,82 − (−819,28) = - 848,54 kJ ( ) ( ) 15 O2(k)  → 6CO2(k) + 3H2O(l) = ∆H 0đc , 298 C H ( l ) = ∆H 0ht , 298 H O ( l ) + ∆H 0ht , 298 b) C6H6(l) + ∆H 0pu ( ( ⇒ ∆H ) ) ht , 298 C H ( l ) 6 ( ( = ∆H ) ) ht , 298 H O ( l ) ( + ∆H ( ) ) ht , 298 CO ( k ) CO ( k ) ( ( − ∆H 0ht , 298 − ∆H ) ) C6 H ( l ) đc , 298 C H ( l ) = 3.(-285,8) + 6.(-393,5) – (- 3268) = 49,6 kJ/mol c) C6H12O6 (r) + 6O2(k) → 6CO2(k) + 6H2O(l) ∆H 0pu = ∆H 0đc , 298 C H O ( r ) = ∆H 0ht , 298 H O ( l ) + ∆H 0ht , 298 CO ( k ) − ∆H 0ht , 298 ( ( ⇒ ∆H ) ) ht , 298 C6 H12O6 ( r ) 12 ( ) ( ) ) C6H12O6 ( r ) ( ∆H ) S+ ( ) = -1270,8 kJ/mol O2 → SO3 (*) PbO + S + O2 → PbSO4 (a) PbO + H2SO4.5H2O → PbSO4 + 6H2O (b) SO3 +6H2O → H2SO4.5H2O (c) (*) = (a) – ((b) + (c)) ⇒ ∆H ht SO3 = ∆Ha – (∆Hb + ∆Hc) ( ( ⇒ ∆H ht SO3 a) 2C(r) + H2(k) → C2H2(k) ht SO ∆Ha = - 692,452 kJ ∆Hb = - 97,487 kJ ∆Hc = - 205,853 kJ ) = -389,112 kJ/mol (*) 2C2H2(k) + 5O2 (k) → 4CO2 (k) + 2H2O(l) C (r) + O2 (k) → CO2 (k) ( ∆H ) ht C 2H ( k ) (1) (2) ∆H10 = -2602 kJ ∆H 02 = -393,5 kJ ∆H 30 = -285,8 kJ O2 (k) → H2O(l) (3) ∆H10 0 (*) = 2×(2) + (3) - × (1) ⇒ ∆H ht C2H ( k ) = ∆H + ∆H = 228,2 kJ/mol 2 b) C2H6 (k) + O2 (k) → 2CO2 (k) + 3H2O (k) ∆H0 = −1427,7 kJ ∆H 0hh = 3×44 = 132 kJ 3H2O(l)  → 3H2O(k) ∆H 0pu = ∆H0 + ∆H 0hh = -1295,7 kJ C2H6 (k) + O2 (k) → 2CO2 (k) + 3H2O (l) ∆H 0đc , 298 xiclopropan a) C3H6(k) + O2(k)  → 3CO2(k) + 3H2O(l) 0 0 ⇒ ∆H đc , 298 xiclopropan = ∆H ht , 298 H O ( l ) + ∆H ht , 298 CO ( k ) − ∆H ht , 298 xiclopropan H2 (k) + ( ) ( ( ⇒ ( ∆H ) ) ht , 298 xiclopropan Mặt khác: ( ⇒ ∆H ht , 298 ) ( = 3( ∆H ) ) ( + 3( ∆H ht , 298 H 2O ( l ) ) ) ht , 298 CO ( k ) ( ( ( ) ( CH4(k) + H2O(k) → CO(k) + 3H2(k) ∆H 0298 = ∆H 0ht , 298 CO ( k ) − ∆H 0ht , 298 a) ( ( ∆S0298 = S0298 b) ∆G ) ) ( − ( ∆H ) ) đc , 298 xiclopropan ( ( ) ) ∆H 0ht , 298 CO ( k ) = ∆H 0đc, 298 C ( tc ) C(tc) + O2(k) → CO2(k) ∆H ht , 298 H O ( k ) = ∆H 0đc, 298 H ( k ) H2(k) + O2(k) → H2O(k) 2 = ∆H 0đc , 298 H ( k ) + ∆H 0đc, 298 C ( tc ) − ∆H 0đc, 298 xiclopropan = 53,319 kJ/mol xiclopropan ) ( 0 b) Xiclopropan (k) → Propen (k) ⇒ ∆H 298 = ∆H ht , 298 373 ) = ∆H 373 ) ) CO ( k ) ( ( + S0298 − 373.∆S 373 ) H2 ( k ) = ∆H ) ( propen ( − ∆H 0ht , 298 ) − ( ∆H ) − (S ) − (S ) ht , 298 CH ( k ) H 2O ( k ) 298 H 2O ( k ) 298 ) − 373.∆S ) xiclopropan = -32,905 kJ/mol = 206,1 kJ 298 CH ( k ) = 214,5 J/K 298 = 206,1 – 373.214,5.10 ≈ 126,09 kJ c) Phản ứng có khả tự diễn biến điều kiện chuẩn ∆G < -3 0 ⇒ ∆H T − T∆ST < ⇒ T > ∆H 0T ∆H 0298 = = 960,84 K ∆S0T ∆S0298 a) Ta có chu trình sau: Ba(r) + Cl2(k) BaCl2(TT) 2Cl(k) I =I1+I2 ( Theo định luật Hess ta có: ∆H ) Ba2+(k) ht BaCl ( TT ) -E Ba(k) m ltt ECl-Cl 2ECl + 2Cl-(k) = ( ∆H th ) Ba + ( I1 ) Ba + ( I ) Ba + ECl-Cl + 2ECl - Emltt ( ) ⇒ Emltt = ( ∆H th ) Ba + ( I1 ) Ba + ( I ) Ba + ECl-Cl + 2ECl - ∆H ht BaCl2 ( TT ) = 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 C(r) + 2H2(k) → CH4(k) ⇒ ( ∆H ht ) CH = ( ∆H đc ) C ( r ) + 2( ∆H đc ) H ( k ) − ( ∆H đc ) CH ( k ) = - 393,4 – 2.241,5 + 801,7 = -74,7 kJ/mol 2C(r) + 3H2(k) → C2H6(k) ⇒ ( ∆H ht ) C2 H6 = 2( ∆H đc ) C ( r ) + 3( ∆H đc ) H ( k ) − ( ∆H đc ) C2H6 ( k ) = 2.(- 393,4) – 3.241,5 + 1412,7 = -98,6 kJ/mol Ta có chu trình: C(r) + 2H2(k) CH4(k) 2EH-H C(k) + 4H(k) 2C(r) + 3H2(k) - 4E C- H Theo định luật Hess ta có: ( ∆H ht ) CH = ( ∆H th ) C + 2E H −H − 4E C−H ( ∆H th ) C + 2E H−H − ( ∆H ht ) CH4 715 + 2.431,5 + 74,7 ⇒ E C −H = = = 413,175 kJ/mol 4 3EH-H 2C(k) + 6H(k) C2H6(k) -6E C-H C E C - Theo định luật Hess ta có: ( ∆H ht ) C2 H6 = 2( ∆H th ) C + 3E H −H − E C−C − 6E C−H ⇒ E C−C = 2( ∆H th ) C + 3E H −H − 6E C−H − ( ∆H ht ) C2 H6 = 2.715 + 3.431,5 -6.413,175 + 98,6 = 344,05 kJ/mol H2(k) + O2(k) → H2O(k) ⇒ ∆Cp = ( C P ) H2O ( k ) − ( C P ) H2 ( k ) − ( C P ) O2 ( k ) = - 9,85 J/K.mol ∆H373 = ∆H298 + ∆CP(373 – 298) = – 241,82 – 9,85.(373-298).10-3 ≈ 242,56 kJ/mol n m 10 a) Tốc độ phản ứng có dạng: v = k C H C I2 Khi C H = a; C I2 = b ⇒ v = kan.bm ; Khi C H = 2a; C I2 = b ⇒ v' = k(2a)n.bm v' = 2v ⇒ k(2a)n.bm = 2kan.bm ⇒ n = Khi C H = a; C I2 = 2b ⇒ v" = kan.(2b)m v" = 2v ⇒ kan.(2b)m = 2kan.bm ⇒ m = Vậy biểu thức định luật tốc độ phản ứng: v = k C H2 C I2 b) Bậc H2 = 1; bậc I2 = 1; bậc phản ứng = + = c) v = k C H2 C I2 ⇒ 3,2.10-4 = k 0,04.0,05 ⇒ k = 0,16 M-1.s-1 Phản ứng có bậc mà C H = C I ⇒ thời gian để 50% H2 phản ứng thời gian nửa phản ứng 1 ⇒ t = t1/2 = k.a = k.C = 0,16.0,04 = 156,25 giây H2 d) Thể tích hệ giảm 1/2 ⇒ nồng độ chất phản ứng tăng lần ⇒ v''' = k.2 C H 2C I2 = k C H2 C I2 = 4v, tức tăng lần 11 a) Tương tự 11a ta tìm bậc phản ứng 2: v = kC CH3COOCH3 C NaOH Vì C CH3COOCH3 = C NaOH = 0,05 M nên phương trình động học phản ứng có dạng 1 1 1 −  − ⇒k=  (*) t a −x a a−x a với a nồng độ ban đầu este, a-x nồng độ este thời điểm t  1  −   ≈ 5,405 M-1.phut-1 ⇒k= −2 3,7  2,5.10 5.10 −2  0,05 a a Từ (*) ⇒ a - x = ⇒x=a= 0,05 = 3,36.10-2 M , 405 15 , 05 − kta − kta − 3,36.10 −2 100% = 67,25% ⇒ % CH3COOCH3 phản ứng sau 15 phút = 0,05 b) Từ k = 5.10-3 giây-1 ⇒ phản ứng H3CNH2 → HCN + 2H2 có bậc (vì đơn vị k [thời gian]-1) Thời gian để nồng độ H3CNH2 giảm lần thời gian nửa phản ứng, t1/2 kt = ⇒ t1/2 = 0,693 0,693 = = 138,6 giây k 5.10 −3 P0 (*) P với P0 P áp suất (CH3)2O thời điểm ban đầu (t = 0) thời điểm t (CH3)2O(k)  → CH4(k) + CO(k) + H2(k) t=0 P0 0 Phản ứng P -P P -P P0 - P P0 - P t P P0 - P P0 - P P0 - P 3P − Pbinh ⇒ Áp suất bình: Pbinh = P + P0-P + P0-P+ P0-P = 3P0 -2P ⇒ P = 2P Thay vào (*) ⇒ kt = ln (**) 3P − Pbinh 12 Phản ứng có bậc nên: kt = ln 2.300 2P = 1,359.10 −3 s-1 k = ln Từ (**) ⇒ ⇒ k = ln 10 300 − 308 , t 3P − Pbinh 2P ln k 3P − Pbinh 2.300 ln = 530 s ⇒ để Pbinh = 608,1 mmHg t = −3 3.300 − 608,1 1,359.10 13 (CH3)2O(k)  → CH4(k) + CO(k) + H2(k) t=0 P0 0 Phản ứng P -x P -x P0 - x P0 - x t x P0 - x P0 - x P0 - x 3P − P ⇒ Áp suất hệ: P = x + P0 - x + P0- x+ P0- x = 3P0 -2x ⇒ x = P = 400 mmHg 3.400 − 800 400 P x = = 200 = Từ đến 1550 s, tức sau 1550 s, P = 800 mmHg ⇒ = 2 ⇒ 1550 t1/2 Từ 1550 đến 3100 s, tức sau 1550 s, P = 1000 mmHg 3.400 − 1000 P0 = 100 = 200 = tai 1550 ⇒ 1550 t1/2 ⇒ x= 2 Như t1/2 không phụ thuộc vào P0 nên phản ứng có bậc 0,693 0,693 = = 4,471.10 −4 s-1 b) k = t1/ 1550 Từ (**) ⇒ t = c) Phản ứng bậc nên: k.t = ln −4 , 471.10 ⇒ sau 460 s: x = 400.e −4 P0 x ⇒ x = P0e-kt = 325,64 ⇒ P = 3P0 -2x = 3.400- 2.325,64 = 548,72 mmHg 400 − 325,64 100% = 18,59% ⇒% (CH3)2O bị phân hủy = 400 P0 14 a) Giả sử phản ứng có bậc ta có k = ln , với P0, Pt áp suất etilen oxit thời điểm t = t Pt thời điểm t CH2 - CH2(k) → CH4(k) + CO(k) O t=0 P0 t Pt P0- Pt P0- Pt P0 ⇒ P = 2P0 – Pt ⇒ Pt = 2P0 – P ⇒ k = ln t 2P − P 460 t (phút) 10 12 P (mmHg) 116,51 120,6 125,8 129,6 132,1 k (phut-1) 0,01191 0,01187 0,01192 0,01197 ⇒ k tính t khác có giá trị = const Vậy phản ứng có bậc 0,01191 + 0,01187 + 0,01192 + 0,01197 + 0,01197 k 687 = k = = 0,01193 phut-1 0,693 = 58,09 phút b) t1/2 = k k 687 E  1  k   =− a  − −  ⇒ Ea = − R ln 687 :   c) ln k 710 R  687 710  k 710  687 710    −  = 689761,06 J/mol ≈ 689,76 kJ/mol ⇒ Ea = −8,314 ln 0,02 :   687 710  18 139,1 0,01197 1 1 − , 15 a) Vì nồng độ ban đầu este NaOH 0,01 M nên giả sử bậc phản ứng ta có: k =  ta−x a với a nồng độ đầu este (= 0,01 M), x nồng độ este phản ứng thời điểm t Từ PTHH ⇒ x = CC H OH Do ta có: thời gian (s) 180 240 300 360 2,58.10-3 3,17.10-3 3,67.10-3 4,11.10-3 CC H OH (M) k (s-1.M-1) 0,1932 0,1934 0,1933 0,1938 k tính thời điểm t khác xấp xỉ nên phản ứng có bậc 0,1932 + 0,1934 + 0,1933 + 0,1938 ≈ 0,1934 M-1.s-1 b) k = 16 a) N2O  + O2 → N2 t=0 200 t1/2 100 100 50 kết thúc 200 100 ⇒ kết thúc phản ứng: P = 200 +100 = 300 mmHg Khi nửa lượng N2O phản ứng: P = 100 + 100 + 50 = 250 mmHg ⇒t1/2 = 52 phút b) t1/2 số, không phụ thuộc vào áp suất ban đầu N2O ⇒ phản ứng có bậc v1 = k.(0,5) n (0,5) m = 5.10 −2 ; v = k.(1,0) n (1,0) m = 20.10 −2 17 v = k.C nA C mB ⇒ v = k.(0,5) n (1,0) m = 20.10 −2 n v k (1,0) n (1,0) m 20.10 −2  1,0  = ⇔  =1⇒ n = ⇒ = n m −2 v k (0,5) (1,0) 20.10  0,5  m v k (0,5) n (1,0) m 20.10 −2  1,0  = = ⇔  =4⇒m=2 n m −2 v1 k (0,5) (0,5) 5.10  0,5  ⇒ v = k.C B ⇒ phản ứng bậc v1 = k.(0,5) (0,5) = 5.10 −2 ⇒ k = 0,2 M-1.phút-1 b) v = 0,2.(0,2) (0,2) = 8.10 −3 M.phút-1 1 = = 25 phút c) Phản ứng bậc nên t1/ = k.C B 0,2.0,2 0,693 0,693 = = 2,31.10 −4 s-1 18 a) Phản ứng bậc nên k 27 = t 1/ 3000 b) Phản ứng bậc nên từ a → a/2 cần t1/2; từ a/2 → a/4 cần t1/2 ⇒ t = 2t1/2 = 2000 giây 0,693 0,693 k k 6,93.10 −4 = = 6,93.10 −4 s-1 ; = c) k 37 = γ = 27+10 = 37 = t 1/ 1000 k 27 k 27 2,31.10 −4 d) ln k 37 E  1  k  1  =− a  − −  ⇒ Ea = − R ln 37 :   k 27 R  310 300  k 27  310 300  6,93.10 −4  1  : −  ≈ 84944,92 J/mol ≈ 84,945 kJ/mol −4  2,31.10  310 300  19 a) Từ bảng kết ta thấy: - Ở 200C, từ nồng độ 0,32 M xuống 0,16M cần 32 phút ⇒ t1/2 = 32 phút - Ở 400C, từ nồng độ 0,32 M xuống 0,16M cần phút ⇒ t1/2 = phút b) Từ bảng kết ta nhận thấy: 20 0C 400C, thời gian nửa phản ứng không phụ thuộc vào nồng độ đầu R-Br ⇒ phản ứng có bậc 0,693 c) Phản ứng bậc nên k = t 1/ 0,693 0,693 ≈ 2,166.10 −2 phút-1; 400C: k 40 = ≈ 8,663.10 −2 phút-1 ⇒ 200C: k 20 = 32 k 40 E  1  k  1  =− a  − −  ⇒ Ea = − R ln 40 :   d) ln k 20 R  313 293  k 20  313 293  8,663.10 −2  1  : −  ≈ 52845,897 J/mol ≈ 52,846 kJ/mol ⇒ Ea = −8,314 ln −2  2,166.10  313 293  ⇒ Ea = −8,314 ln ( E kxt − E xt ) k xt RT =e 20 Ta có: k kxt ( 326−163).10 k = 1,55.1014 ⇒ dùng W tốc độ phản ứng tăng 1,55.1014 lần ⇒ W = e 8,314.600 k kxt ( 326−175).10 k Fe = e 8,314.600 = 1,40.1013 ⇒ dùng Fe tốc độ phản ứng tăng 1,40.1013 lần k kxt N N 21 a) λ.t = ln ⇒ t = ln λ N N 0,693 30 N0 t1 / N ln ≈ 199,358 năm ln ⇒ t = t = Mặt khác λ = ⇒ t= t1/ 0,693 (0,01N ) 0,693 N b) i) Khối lượng đồng vị 40 19 K mẫu vật X: m = 140.0,0117%.103 = 16,38 mg m 16,38.10 −3 N A = 6,023.10 23 = 2,468.10 20 Số nguyên tử đồng vị K : N0 = M 39,974 0,693 0,693 = 5,414.10 −10 năm ii) số phóng xạ: λ = ⇒ λ= t1/ 1,28.109 N iii) λ.t = ln ⇒ N = N0.e-λ.t N 40 ⇒ Số nguyên tử 19 K bị phân rã: n = N0 – N = N0(1 - e-λ.t) ≈ N0[1 – (1 – λt)] = N0.λ.t (vì λt