BÀI TẬP CHƯƠNG 3.1 Khi đốt xăng động ô tô, nhiệt tỏa làm giản nở khí CO nước (tạo phản ứng) đẩy pittơng phía trước, phần nhiệt dư đưa vào máy làm lạnh Nếu khí giản nở thực công 451 J lên pittông hệ tỏa mơi trường 325 J dạng nhiệt biến đổi nội hệ bao nhiêu? (Tính jun, kilojun, kilocal ) Đáp án: U = -0,776 kJ = - 0,185 kcal 3.2 Xác định xem ba trường hợp đây, hệ thực công lên môi trường hay môi trường thực công lên hệ, biết P = const: a) 2NH4NO3(r) → 2N2(K) + 4H2O(K) + O2(K) b) H2(K) + Cl2(K) → 2HCl(K) c) 2SO2(K) + O2(K) → 2SO3(K) Đáp án: a) Hệ thực cơng lên mơi trường; b) Khơng có cơng tác dụng; c) Môi trường thực công lên hệ 3.3 Việc xác định thực nghiệm biến đổi entanpi tạo thành PCl từ đơn chất khó thực hiện: P4(r) + Cl2(K) → PCl5(r) ∆Hp.ứ= ? Tuy nhiên, ∆H phản ứng sau lại tương đối dễ xác định: P4(r) + Cl2(k) → PCl3(l) ∆H1= -319.7 kJ PCl3(l) + Cl2(K) → PCl5(r) ∆H2= -123.8 kJ Dựa vào kiện trên, xác định ∆H phản ứng tạo thành PCl5 Đáp án: ∆Hp.ứ= - 443,5 kJ/mol 3.4 Khí oxit cacbon (CO) oxit nito (NO) khí thải ơtơ độc hại Các nhà hóa học mơi trường nghiên cứu chuyển hóa chúng thành khí độc qua phản ứng sau: CO(k) + NO(k) → CO2(k) + N2(k) ∆Hp.ứ= ? Tính ∆Hpư từ kiện sau: 1) CO(k) + O2(k) → CO2(k) 2) N2(k) + O2(k) → 2NO(k) Đáp án: ∆Hp.ứ= - 373,3 kJ/mol 3.5 Tính ∆H phản ứng sau: 4NO2(k) +O2(k) Dựa vào liệu sau : 1) N2O5(r) 2) NO(k) + → O2(k) 2NO(k) + → O2(k) ∆H1 = - 283,0 kJ/mol ∆H2 = 180,6 kJ/mol → 2N2O5(r) ∆H1 = 223,7 kJ NO2(k) ∆H2 = - 57,1 kJ Đáp án: ∆Hp.ứ= - 109,5 kJ/mol 3.6 Một phản ứng xảy chuyển quặng sắt thành kim loại : FeO(r) + CO(k) → Fe(r) + CO2 (k) ∆H0 = ? Tính ∆H0của phản ứng dựa vào phản ứng sau : a) 3Fe2O3(r) + CO(k) → 2Fe3O4(r) + CO2(k) ∆H oa = - 47 kJ b) Fe2O3(r) + 3CO(k) → 2Fe(r) + 3CO2(k) ∆H bo = - 25 kJ c) Fe3O4(r) + CO(k) → 3FeO(r) +CO2(k) ∆H oc = +19 kJ Đáp án: ∆H0pứ= - 11 kJ/mol 3.7 Đối với hợp chất đây, viết phương trình phản ứng tạo thành mol chất từ đơn chất kiểm tra bảng phụ lục thích hợp, ghi nhiệt phản ứng điều kiện chuẩn 1) Al2O3(r) ; 2) TiCl4(l) ; 3)Mg(OH)2(r) 4) NH4NO3(r); 5) COCl2(k); 7) NO(k) ; 8) SF6(k) 6) NOCl(k) 3.8 Quá trình phân hủy Mg(OH)2 diễn theo phản ứng sau: ∆Ho = ? Mg(OH)2(r) → MgO(r) + H2O(l) a) Tính biến đổi entanpi chuẩn (∆Ho) trình theo kiện sau: 1) Mg(r) + O2(k) → 2) Mg(r) + O2(k) + H2(k) → 3) H2(k) + O2(k) MgO(r) ∆H 10 = - 601,70 kJ Mg(OH)2(r) ∆H 02 = - 924,54 kJ ∆H 30 = - 285,83 kJ → H2O(l) b) Có nhận xét nhiệt phản ứng 1), 2), 3) ? Đáp án: a) ∆H0pứ= 37,21 kJ/mol 3.9 Giai đoạn công nghệ sản xuất axit nitric oxi hóa amoniac: 4NH3(k) +5O2(k) → 4NO(k) + 6H2O(h) ∆H0 = ? Tính ∆Ho phản ứng đó, biết ∆H 0s (NH3(k))= - 45,9 kJ/mol, ∆H0s (NO(k))= 90,3 kJ/mol, ∆H0s (H2O(k))= - 241,8 kJ/mol Đáp án: ∆H0pứ= - 906 kJ/mol 3.10 Khi đốt cháy 32g rượu metylic CH3OH(l) tỏa nhiệt lượng - 638,5 kJ Tính nhiệt tạo thành ∆H tt0 CH3OH(l) ? 0 Cho biết ∆H tt ,CO ( k ) = - 393,5 kJ/mol ; ∆H tt , H O ( h ) = - 241,8 kJ/mol 2 Đáp án: ∆H tt ,CH OH (l ) = - 238,6kJ/mol 3.11 Dựa vào lượng liên kết, tính nhiệt phản ứng sau: C4H10(k) + 13 O2(k) → 4CO2(k) + 5H2O(h) ∆H0 = ? Cho: EC-C = 347 kJ/mol lk; EC-H = 414 kJ/mol lk; EO=O = 498 kJ/mol lk; EC=O = 803 kJ/mol lk; EO-H = 464 kJ/mol lk Đáp án: ∆H0pứ= - 2150 kJ/mol 3.12 Tính lượng liên kết trung bình: a) H - S H2S(k) cho biết ∆H tt ,( H S ) = -20,6 kJ/mol b) S - F SF6(k) ∆H tt ,( SF ) = -1209 kJ/mol c) O - F OF2(k) ∆H tt ,(OF ) = +23 kJ/mol Năng lượng liên kết ∆H lk0 (kJ/mol liên kết): ∆H lk0 (F - F) = 159 kJ/mol lk ∆H lk0 (H - H) = 436 kJ/mol lk ∆H lk0 (O=O) = 498,4 kJ/mol lk ∆H thanghoa( S ) = 278,8 kJ/mol Đáp án: a) EH-S = 367,7 kJ/mol lk b) ES-F = 327 kJ/mol lk c) EO-F = 192 kJ/mol lk 3.13 a) Tính lượng liên kết trung bình cacbon - oxi CO CO2 Biết: ∆H tt0 (CO2 (k))= -393,5 kJ/mol; ∆H tt0 (CO (k))= -110,5 kJ/mol; 0 ∆H lk (O O ) = 498,4 kJ/mol lk; ∆H thCran = 716,7 kJ/mol lk b) Thử xếp liên kết liên kết cộng hóa trị đơn, đôi hay ba Đáp án: a) ∆H lk0 (trong CO) = 1076,4 kJ/mol lk; ∆H lk0 (trong CO2) = 804,3 kJ/mol lk b) EC-O = 351kJ/mol lk; EC=O = 803 kJ/mol lk; ECO = 1070 kJ/mol lk 3.14 Xác định lượng mạng lưới ion KI dựa vào kiện sau: ∆H thanghoa (k ) = 90 kJ/mol ; lượng ion hóa I(k) = 414 kJ/mol 0 ∆H t h.( I ) = 62 kJ/mol ; ∆H phanlyI = 151 kJ/mol 2 Ái lực với electron E1 = - 295 kJ/mol ∆H tt0 (KI(r)) = - 327,40 kJ/mol Đáp án: Eml = 642,9 kJ/mol 3.15 Xác định lực với electron clo từ kiện sau: ∆H tt0 [MgCl2(r)] = - 642 kJ/mol ∆H thanghoa [Mg] = 151 kJ/mol Năng lượng ion hóa thứ thứ Mg I1 = 738 kJ/mol I2 = 1451 kJ/mol ∆H phanli [Cl2] = 243 kJ/mol Năng lượng tạo thành mạng lưới ∆H 0ml [MgCl2] = - 2529 kJ/mol Đáp án: E1 (Cl)= - 349 kJ/mol 3.16 Đối với cặp chất sau đây, nhiệt độ xác định, chất có entropi lớn hơn? Tại sao? a) mol SO2(k) 1mol SO3(k) b) mol CO2(r) mol CO2(k) c) mol CO2(k) mol ozon (O3) khí d) 1mol KBr(r) hay mol KBr(aq) e) Nước biển mùa đông (20C) hay nước biển mùa hè (230C) g) mol CF4(k) hay mol CCl4(k) h) mol CaF2(r) hay mol BaCl2 (2) i) mol Br2(l) hay mol Br2(k) Đáp án: 3.17 Xác định dấu biến đổi entropi (∆S) trình sau: a) Hg(l) → Hg(k) b) I2(k) → I2(r) c) AgNO3(r) → AgNO3(aq) d) HCl(aq) → HCl(k) e) 2H2(k) + O2(k) →2H2O(k) g) N2(k) + 3H2(k) → 2NH3(k) h) CaCO3(r) t CaO(r) + CO2(k) Đáp án: 3.18 Xác định biến đổi entropi chuẩn (∆S0) phản ứng tạo thành khí NO2 250C từ đơn chất trạng thái chuẩn Nhận xét kết (Tra bảng phụ lục để biết giá trị entropi chuẩn (S0) chất cần thiết) Đáp án: 3.19 a) Tính biến đổi lượng tự chuẩn (∆G0) phản ứng nhiệt nhôm: Fe2O3(r) + 2Al(r) → 2Fe(r) + Al2O3(r) (Tra bảng phụ lục để tìm ∆H tt0 So chất cần thiết) b) Yếu tố entanpi (năng lượng) hay yếu tố entropi (độ trật tự) động lực phản ứng đó? Đáp án: 3.20 Phản ứng khử oxit sắt than cốc phản ứng thu nhiệt mạnh 2Fe2O3(r) + 3Cgraphit → 4Fe(r) + 3CO2(k) ∆H pu = + 648 kJ Tại lại ứng dụng để sản xuất sắt lò cao Tính nhiệt độ tối thiểu để phản ứng xảy (Tra bảng phụ lục để tìm số liệu cần thiết) Đáp án: 3.21 Q trình hòa tan muối amoni nitrat (NH 4NO3) nước trình thu nhiệt mạnh Tại muối lại hòa tan dễ dàng nước nhiệt độ phòng ? Cho biết NH4NO3(rắn) → NH4NO3(aq mol) ∆H tt0 (kJ/mol) - 365,6 - 339,9 S0 (kJ/mol) 0,1511 0,2598 Đáp án: 3.22 Xác định nhiệt độ mà phản ứng sau có khả xảy Giải thích ? 1) 2H2O2(l) → 2H2O(l) + O2(k) 2) H2(k) + Br2(k) → 2HBr(k) 3) NH3(k) + HCl(k) → NH4Cl(r) 4) 2H2S(k) + SO2(k) → 3S(r) + 2H2O(l) 5) NH4Cl(r) → NH3(k) + HCl(k) 6) CCl4(l) → Cgraphit + 2Cl2(k) 7) 3O2(k) → 2O3(k) (Tra bảng phụ lục để tìm số liệu cần thiết.) Đáp án: 3.23 Một phản ứng không tự diễn biến nhiệt độ phòng lại tự diễn biến -400C Hãy xác định dấu độ lớn tương đối ∆H0, ∆S0 ∆G0 Đáp án: 24 Tính nhiệt độ sôi brom Cho biết Br2(l) ∆H tt0 S0 152,2 J/mol.K Br2(h) 30,91 kJ/mol 245,4 J/mol.K Đáp án: 25 Xác định nhiệt độ để phản ứng sau xảy ra: Cu2O(r) + Cgraphit → 2Cu(r) + CO(k) Tra bảng phụ lục để tìm số liệu cần thiết Đáp án: 26 Phản ứng sau có xảy nhiệt độ 250C khơng ? N2(k) + O2(k) → 2NO(k) Tính ∆G0 phản ứng: a) Từ giá trị ∆G tt0 (∆G0 tạo thành) chất b) Từ giá trị ∆H tt0 S0 chất Đáp án: 27 Tính số cân phản ứng tổng hợp amoniac 250C N2(k) + 3H2(k) → 2NH3(k) Biết biến đổi lượng tự chuẩn phản ứng - 32,9 kJ Đáp án: 28 Tính biến đổi lượng tự chuẩn phản ứng biến đổi oxi thành ozon 250C, biết số cân Kp phản ứng 2,47.10-29 O2(k) → O3(k) Đáp án: 29 Sự phân hủy magie cacbonat xảy theo phản ứng sau: MgCO3(r) → MgO(r) + CO2(k) Hỏi: a) Phản ứng có khả diễn biến nhiệt độ phòng hay không ? b) Động lực phản ứng yếu tố lượng (entanpi) hay yếu tố entropi, hay hai ? c) Tính Kp phản ứng 250C d) Nhiệt độ cao có thuận lợi cho tự diễn biến phản ứng không ? Tra bảng phụ lục để tìm số liệu cần thiết Đáp án: 3.30 Ở 298K, axit hipobromơ (HBrO) phân li nước với số axit Ka = 2,3.10-9 a) Tính ∆G0 q trình phân li HBrO b) Tính ∆G [H3O+] = 6,0.10-4M, [BrO-] = 0,10M [HBrO] = 0,20M Đáp án: 31 Phản ứng oxi hóa SO2 thành SO3 diễn chậm nhiệt độ phòng (298K): ∆H0 = - 98,9 kJ/mol 2SO2(k) + O2(k) 2SO3(k) Muốn nâng cao tốc độ phản ứng người ta cần tiến hành nhiệt độ cao a) Tính số cân phản ứngở nhiệt độ 298K 937K Nhận xét thay đổi số cân theo nhiệt độ Cho biết ∆G 0298 = - 141,6 kJ/mol ; ∆G 973 = - 12,12 kJ/mol b) Trong thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ đến diễn biến phản ứng; thùng kín nạp đầy khí SO2 với áp suất 0,5 atm, khí O2 với áp suất 0,01 atm, khí SO3 với áp suất 0,1 atm giữ 250C 7000C Hỏi nhiệt độ, phản ứng tiến triển theo chiều để đạt tới cân c) Tính ∆G hệ phần b) nhiệt độ Đáp án: ... 3. 30 Ở 298K, axit hipobromơ (HBrO) phân li nước với số axit Ka = 2 ,3 .10- 9 a) Tính ∆G0 trình phân li HBrO b) Tính ∆G [H3O+] = 6,0 .10- 4M, [BrO-] = 0,10M [HBrO] = 0,20M Đáp án: 31 Phản ứng oxi hóa. .. án: ∆H0pứ= - 906 kJ/mol 3 .10 Khi đốt cháy 32 g rượu metylic CH3OH(l) tỏa nhiệt lượng - 638 ,5 kJ Tính nhiệt tạo thành ∆H tt0 CH3OH(l) ? 0 Cho biết ∆H tt ,CO ( k ) = - 39 3,5 kJ/mol ; ∆H tt , H O... EH-S = 36 7,7 kJ/mol lk b) ES-F = 32 7 kJ/mol lk c) EO-F = 192 kJ/mol lk 3. 13 a) Tính lượng liên kết trung bình cacbon - oxi CO CO2 Biết: ∆H tt0 (CO2 (k))= -39 3,5 kJ/mol; ∆H tt0 (CO (k))= - 110, 5