Tổng hợp bài tập hóa lý 1 ( Nhiệt động hóa học ).................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
BÀI TẬP NHIỆT ĐỘNG HÓA HỌC Câu 1: Một hệ kín chứa 50g khí Argon (M Ar = 39,94 g/mol; giả sử cho khí lý tưởng) dãn nở đẳng nhiệt thuận nghịch từ thể tích lít tới thể tích 10 lít nhiệt độ 298K Tính: 1/ Công hệ tiến hành ∆P = ∫ dP c 2/ trình Câu 2: Một vật bị đẩy khoảng cách z theo phương tác dụng lực cho công thức Fz = az + b (với a=300N.m-1; b=500N) Tính cơng cần thiết để di chuyển vật từ z=0 đến z=10m Câu 3: Cho 1mol khí lý tưởng ban đầu chứa xylanh tích 22,4l nhiệt độ 273K Áp suất bên ngồi tăng lên 1,5×105Pa khí bị nén đẳng nhiệt bất thuận nghịch tới áp suất Tìm giá trị lớn nhỏ cơng có Câu 4: Tính khối lượng nước lỏng nâng nhiệt độ từ 250C đến 1000C cách cho tiếp xúc với 100g nước có nhiệt độ 100 0C Cho biết nhiệt hóa nước ∆Hvap = 539,55cal/g nhiệt dung nước lỏng Cp=4,184J/g.K Câu 5: Tính ∆U q trình cho 1mol khí Ar từ nhiệt độ T=298K, V=2lit đến T=373K V=20lit Câu 6: Một hệ chứa 1mol khí Ar (xem lý tưởng) dãn nở đoạn nhiệt bất thuận nghịch từ thể tích 5lit, nhiệt 373K tới thể tích 20lit áp suất bên ngồi P ext=1atm Tìm nhiệt độ cuối hệ Cho biết nhiệt dung đẳng tích Ar Cv=3nR/2 Câu 7: Tính ∆H thay đổi trạng thái 1mol heli từ thể tích 5lit, nhiệt độ 298K tới thể tích 10lit nhiệt độ 373K Cho Cp=5R/2 khí xem lý tưởng Câu 8: Tính ∆H nhiệt q cho 2mol nước lỏng lạnh (supercooled liquid water) nhiệt độ -150C chuyển bất thuận nghịch sang pha rắn nhiệt độ -15 0C Cho biết nhiệt dung nước trạng thái lỏng C p,l=75,48J/mol.K; nhiệt dung nước trạng thái rắn Cp,r=37,15J/mol.K Nhiệt nóng chảy ∆Hfus=120,2kJ Câu 9: Người ta thực phản ứng nhiệt nhôm để khử Fe 2O3 với tỷ lệ mol chất phản ứng nguyên liệu tương ứng với tỷ lệ hệ số tỷ lượng phương trình phản ứng a/ Hãy viết phương trình cân phản ứng nhiệt nhơm nói ∆H 298 ,r b/ Tính Enthalpy tiêu chuẩn phản ứng 298K ( ) c/ Xác định khối lượng nhôm cần thiết cho phản ứng để sinh lượng nhiệt 1000kJ d/ Xác định khối lượng nhôm cần thiết để nhiệt phản ứng sinh đủ để cung cấp cho trình chuyển hóa 40g nước đá -100C đến trạng thái nhiệt độ 1200C Các số liệu nhiệt động liên quan cho bảng sau: ∆H f , 298 −1 (kJ mol ) Fe2O3 -46,9 Al2O3 -95,5 H2O C p ( J K −1.g −1 ) ∆H 0fuss ( kJ mol −1 ) 6,01 ∆H vap (kJ mol −1 ) 40,7 Nước đá Nước lỏng Hơi nước 2,03 4,18 2,01 Câu 10: Tính nhiệt tạo thành amoniac điều kiện áp suất chuẩn nhiệt độ 298K ( ∆H 0f ( NH ), 298 ) từ nhiệt phản ứng sau: H + O2 = H O(l ) + ∆H 10 NH + 3O2 = H O(l ) + N + ∆H 20 với: ∆H 10 = −571,68 kJ ; ∆H 20 = −1530,28 kJ Câu 11: Tính thay đổi enthalpy AgCl đốt nóng từ nhiệt độ 298K đến 1000K 0 H 1000 − H 298 áp suất chuẩn ( ) tính tổng enthalpy AgCl 1000K Cho biết 728K AgCl bị nóng chảy ∆Hnc = 13,21kJ/mol, và: - Nhiệt dung AgCl thể rắn cho phương trình sau: C 0p ( r ) = 62,26 + 4,18 × 10 −3 T − 11,30 × 10 T2 (J/mol.K) - Nhiệt dung AgCl thể lỏng từ khoảng nhiệt độ 728K đến 1000K xem không đổi 66,99 J/mol.K ∆H 0f ( AgCl ), 298 = −126,8 kJ / mol - Nhiệt tạo thành AgCl điều kiện chuẩn: Câu 12: Xác định thay đổi enthalpy C), nội ( ∆U), entropy (∆S), cho 2,7 kg nước áp suất p1 = 1,0133×105 Pa nhiệt độ T1 = 293K hố p2= 0,5066×105 C long ≈ CVlong = 4,187 × 10 J / kg K p Pa T2 = 373K Cho biết , ẩn nhiệt hố ∆Hvap = 2260,98×103 J/kg Giả sử nước nhận trạng thái khí lý tưởng ( M H 2O = 18 g / mol; R = 8,314 J / mol.K ) Câu 13: Tính lượng nhiệt Q, biến thiên nội ∆U, biến thiên entropy ∆S công W 100g nitơ 00C 1atm khi: 1/ Dãn đẳng nhiệt đến thể tích 200 lit 2/ Tăng áp suất tới 1,5atm thể tích khơng đổi 3/ Dãn đẳng áp tới thể tích gấp đơi Cho biết: Cv = cal/mol.K; MN2 = 28 g/mol Ở điều kiện chuẩn số khí lý tưởng R = 0,082 lit.atm/mol.K Trong hệ SI: R = 8,314J/mol.K = 1,987 cal/mol.K Câu 14: Trong công nghiệp metanol tổng hợp theo phản ứng sau: CO(k) + 2H2(k) CH3OH(k) Các số liệu nhiệt động chất sau: ∆H f , 298 , kJ / mol S 298 , J / K mol C 0p , J / K mol CO(k) -110,5 H2(k) - CH3OH(k) -201,2 197,9 130,7 238,0 28,6 27,8 8,4 + 0,125T ∆G 298 ,r 1/ Tính phản ứng nhiệt độ 298K ∆H T0 = f (T ) 2/ Thiết lập phương trình Câu 15: Cho 100g khí CO2 (xem lý tưởng) 00C 1atm Tính nhiệt Q, cơng W, biến thiên nội ∆U, biến thiên enthalpy ∆H, biến thiên entropy ∆S trình sau: 1/ Dãn đẳng nhiệt tới thể tích 0,2m3 2/ Dãn đẳng áp tới thể tích 0,2m3 3/ Đun nóng đẳng tích tới áp suất 2atm C P ,CO2 = 8,875 cal / mol.K M CO2 = 44g / mol Cho biết : ; Ở điều kiện chuẩn số khí lý tưởng R = 0,082 lit.atm/mol.K Trong hệ SI: R = 8,314J/mol.K = 1,987 cal/mol.K Câu 16: Tính ∆H0 , ∆U0 , ∆A0 , ∆G0 , ∆S0 điều kiện chuẩn nhiệt độ 298K phản ứng sau: C2H2(k) + 2H2O(l) = CH3COOH(l) + H2(k) Các số liệu nhiệt động chất sau: C2H2 ∆H 0f , 298 , kJ / mol 226,75 S 298 , J / K mol 200,8 ∆G 0f , 298 , kJ / mol 209,25 H2O(l) -285,84 CH3COOH(l) -484,9 H2 69,96 159,8 130,6 -334,46 -576,64 Câu 17: Phát biểu nguyên lý thứ II nhiệt động học Viết biểu thức toán học nguên lý II nhiệt động học Tính ∆S, ∆Ssurr, q, W ∆U trình dãn nở đẳng nhiệt thuận nghịch 3mol khí Argon (cho lý tưởng) từ thể tích 100 lit tới thể tích 500 lít nhiệt độ 298K Câu 18: (2,5 điểm) Tính q, W, ∆U, ∆S, ∆H, ∆A, ∆G trình bay 1mol nước áp suất P = 0,15atm, nhiệt độ T = 326,6K Cho biết: - Thể tích pha pha lỏng tương ứng 10,21 m3/kg 0,0010137 m3/kg - Nhiệt hoá ∆Hvap = 2370 J/g 1atm = 101325 Pa ( ) Câu 19: Lưu huỳnh (Sα) lưu huỳnh (Sβ) cấu tạo từ phân tử S8 Ở 368,3K tồn cân sau: Sα Sβ (1) ∆H 298 a/ Tính q trình (1) Cho biết nhiệt tạo thành SO 2(k) từ Sα ∆H 298 , f ( SO2 )α = -296,8 kJ/mol ∆H 298 , f ( SO2 ) β = -299,7 kJ/mol từ Sβ ∆H 0 ∆S 298 b/ Tính trình (1) Giả sử ∆S số nhiệt độ Câu 20: a/ Dựa vào biểu thức thống hai nguyên lý nhiệt động học: dU = TdS-PdV hệ thức hàm Helmholtz: dA = -PdV-SdT Hãy chứng minh chất bất kỳ: ∂U ∂P = T −P ∂V T ∂T V b/ Tính biến thiên entropy q trình khuếch tán vào 28g N 32g O2, bỏ vách ngăn ngăn cách buồng chứa khí tích 30 lít có điều kiện nhiệt độ áp suất Câu 21: Cho phản ứng: Ag + Cl2 = AgCl áp suất P = 1atm nhiệt độ T = 298K ∆Gr0, 298 Tính cho biết phản ứng có tự xảy hay khơng? ∆H 0f ( AgCl ), 298 = −127,068kJ / mol Cho biết nhiệt tạo thành AgCl, 0 S AgCl , 298 = 96,07 J / mol.K ; S Ag , 298 = 42,69 J / mol.K ; S Cl , 298 = 223,0 J / mol.K ; Câu 22: Cho mol khí O2 1mol khí N2 trộn với 298K Áp suất oxy POi = PNi = nitơ ban đầu 1,013×105 Pa Áp suất riêng phần của PO2 = 0,668 × 10 Pa; PN = 0,334× 10 Pa oxy nitơ hỗn hợp khí, ∆G, ∆S , ∆H Tính q trình trộn lẫn hai khí Câu 23: Trong cơng nghiệp metanol tổng hợp theo phản ứng sau: CO(k) + 2H2(k) CH3OH(k) Các số liệu nhiệt động chất sau: CO(k) H2(k) -110,5 ∆H f , 298 , kJ / mol S 298 , J / K mol C 0p , J / K mol ∆G 298 ,r a/ Tính CH3OH(k) -201,2 197,9 130,7 238,0 28,6 27,8 8,4 + 0.125T Kp phản ứng nhiệt độ 298K ∆H T0 = f (T ) b/ Thiết lập phương trình Câu 24: NH (k ) N (k ) + H (k ) 2 Cho phản ứng sau: a/ Tính độ phân ly amôniac thành nitơ hydrô nhiệt độ 473K, áp suất chung hệ lúc cân 1atm 0,8atm b/ Có nhận xét độ phân ly NH3 thay đổi áp suất từ 1atm xuống 0,8atm Rút kết luận chung Cho biết biến đổi enthalpy tự chuẩn phản ứng sau: ∆GT0, r = 43513,6 − 29,706T lg T − 15,86T ( J / mol ) Câu 25: Cho SO2 phản ứng với O2 khơng khí 973oC có mặt chất xúc tác tạo thành SO3 theo phản ứng: 2SO2(k) + O2(k) 2SO3(k) Khi cân áp suất 1atm thu hỗn hợp khí chứa: 0.25 mol SO 2; 6.17 mol O2; 12.30 mol SO3 81.28 mol N2 Tính: a/ Hằng số cân Kp 973oC b/ Thành phần ban đầu hỗn hợp khí c/ Tỉ lệ chuyển hóa SO2 thành SO3 d/ Nếu hỗn hợp ban đầu khơng có N2, số mol SO2 O2 giữ cũ tỉ lệ chuyền hóa bao nhiêu? Ap suất hệ cân giữ atm Câu 26: Trong công nghiệp metanol tổng hợp theo phản ứng sau: CO(k) + 2H2(k) CH3OH(k) Các số liệu nhiệt động chất sau: ∆H f , 298 , kJ / mol CO(k) -110,5 H2(k) - CH3OH(k) -201,2 S 298 , J / K mol C 0p , J / K mol ∆G 298 ,r a/ Tính 197,9 130,7 238,0 28,6 27,8 8,4 + 0,125T Kp phản ứng nhiệt độ 298K ∆H T0 = f (T ) b/ Thiết lập phương trình Câu 27: N (k ) + H (k ) 2 NH (k ) Cho phản ứng sau: a/ Tính độ phân ly amôniac thành nitơ hydrô nhiệt độ 473K, áp suất chung hệ lúc cân 1atm 0,8atm b/ Có nhận xét độ phân ly NH3 thay đổi áp suất từ 1atm xuống 0,8atm Rút kết luận chung Cho biết biến đổi enthalpy tự chuẩn phản ứng sau: ∆GT ,r = 43513,6 − 29,706T lg T − 15,86T ( J / mol ) Câu 28: Một hỗn hợp gồm 70% benzen (C6H6) 30% toluen (C6H5CH3) (tính theo phần khối lượng) tạo với dung dịch lý tưởng Ở 30 0C áp suất benzen 120,2 mmHg toluen 36,7 mmHg Hãy xác định: 1/ Áp suất riêng phần cấu tử áp suất chung dung dịch 300C 2/ Thành phần (theo phần mol) cấu tử pha cân với pha lỏng 3/ Vẽ đồ thị cân lỏng y - x hệ cho (x, y nồng độ phần mol) Câu 29: Một phương pháp điều chế HCl công nghiệp theo phản ứng sau: ∆H 298 = −184,42 kJ H2(k) + Cl2(k) 2HCl(k) 1/ Tính số bậc tự cân trường hợp tổng quát trường hợp phản ứng bắt đầu với số mol H2 số mol Cl2 2/ Thiết lập phương trình S 298 ( J / K mol ) H2(k) 130,4 ∆GT0 = f (T ) dựa vào bảng số liệu sau: Cl2(k) 222,7 HCl(k) 186,5 C P0 ( J / K mol ) 27,7 34,6 28,0 3/ Cho 0,01g H2 0,355g Cl2 vào bình chân khơng có dung tích khơng đổi 1000K P = 1atm Tính số mol HCl tạo thành cân Câu 30: Các chất A B tạo thành dung dịch lý tưởng Có dung dịch gồm mol chất A mol chất B cân với áp suất 50 0C áp suất chung 250mmHg Nếu người ta thêm 1mol chất A vào dung dịch áp suất chung tăng lên tới 300mmHg Hãy xác định: 1/ Áp suất bão hòa A B nguyên chất 500C 2/ Thành phần (theo phần mol) cấu tử pha cân với pha lỏng 3/ Vẽ đồ thị cân lỏng y - x hệ cho (x, y nồng độ phần mol) Câu 31: Cho phản ứng:COCl2(k) CO(k)+ Cl2(k) 1/ Tính số bậc tự hệ cân 2/ Thiết lập phương trình ∆GT0 = f (T ) dựa vào bảng số liệu sau Thừa nhận ∆H0 ∆S0 số nhiệt độ: ∆H 298 , f (kJ / mol ) S 298 ( J / K mol ) COCl2(k) -218,8 CO(k) -110,5 Cl2(k) - 283,4 197,6 223 3/ Nhiệt độ áp suất ảnh hưởng đến cân nào? 4/ Tính độ phân ly α COCl2 8000C áp suất 1atm cân thiết lập Câu 32: Cho phản ứng:CO(k) + H2O(k) = CO2(k) + H2(k) Ở 9300C số cân phản ứng 1 Tính thành phần (%) chất trạng thái cân cho 2mol CO tác dụng với mol H2O Thành phần hỗn hợp trạng thái ban đầu (%) phải để nhận 20% CO2 20% H2 trạng thái cân Thành phần hỗn hợp trạng thái cân có thay đổi khơng thay đổi áp suất? Giải thích? Câu 33: Điều chế HCl công nghiệp theo phản ứng sau: ∆H 298 , r = −184,42 kJ H2(k) + Cl2(k) = 2HCl(k) Tính số bậc tự hệ trường hợp tổng quát trường hợp phản ứng bắt đầu với số mol H2 số mol Cl2 ∆GT0 = f (T ) Thiết lập phương trình dựa vào bảng số liệu sau: H2(k) Cl2(k) HCl(k) −1 −1 130,4 222,7 186,5 S 298 ( J K mol ) C P0 ( J K −1 mol −1 ) 27,7 34,6 28,0 Cho 0,01g H2 0,355g Cl2 vào bình chân khơng có dung tích khơng đổi 1000K P = 1atm Tính số mol HCl tạo thành cân Câu 34: Cho lượng khí hydro vào bình chân khơng dung tích lít cho áp suất khí bình 0,82atm 800K Sau cho thêm 0,2 mol khí HI, xảy cân sau: H2(k) + I2(k) ⇔ 2HI(k) Ở 800K số cân K = 37,2 Tính: Áp suất chung hệ cân Độ phân ly α HI Áp suất riêng phần khí hệ cân Cho biết số khí R = 0,082 lit.atm.mol-1.K-1; hệ SI: R = 8,314 J.mol-1.K-1 Câu 35: Benzen (C6H6) toluen (C6H5CH3) tạo với dung dịch lý tưởng Ở 300C áp suất benzen 120,2 mmHg, toluen 36,7 mmHg Hãy xác định: Áp suất riêng phần cấu tử áp suất dung dịch 300C Thành phần cấu tử pha cân với pha lỏng Nếu dung dịch hình thành từ trộn 100g benzen với 100g toluen Vẽ đồ thị cân lỏng y - x hệ (x, y nồng độ phần mol) Câu 36: Cho SO2 phản ứng với O2 khơng khí 973oC có mặt chất xúc tác tạo thành SO3 theo phản ứng: 2SO2(k) + O2(k) = 2SO3(k) Khi cân áp suất 1atm thu hỗn hợp khí chứa: 0.25 mol SO 2; 6.17 mol O2; 12.30 mol SO3 81.28 mol N2 Tính: Hằng số cân Kp 973oC Thành phần ban đầu hỗn hợp khí Tỉ lệ chuyển hóa SO2 thành SO3 Câu 37: Ở 1atm nước sơi 1000C, nhiệt hóa 2249,25 (J/g), thể tích riêng lỏng Vl = (ml/g), Vh = 1656 (ml/g) Xác định nhiệt độ sôi nước atm Câu 38: Từ đồ thị cân lỏng – cho biết: 1/ Ý nghĩa điểm K (nhiệt độ, thành phần hỗn hợp) 2/ Trạng thái hệ vùng đường cong A, B; vùng đường cong C, D? t( C) D A B K C x 3/ Ý nghĩa đường cong 1, Câu 39: Xác định nhiệt độ bay nước 2atm 100 0C 1atm nhiệt bay nước ∆Hvap=2254,757 J/g Cho biết thể tích nước pha lỏng pha V(l)=0,018 lít V(g)=36,6 lít; khối lượng mol nước MH2O = 18g/mol Câu 40: Một hỗn hợp 40% phenol nước phân thành hai lớp Lớp thứ chứa 70% phenol 30% nước; lớp thứ hai chứa 8% phenol 92% nước Xác định số mol chất lớp, lượng hỗn hợp tổng cộng 1kg Cho biết: MH2O = 18g/mol, Mphenol = 94g/mol Câu 41: Áp suất axit xyanhydric HCN phụ thuộc vào nhiệt độ theo phương trình: lgP(mmHg) = 7,04 – 1237/T Tính: a/ Nhiệt độ sơi điều kiện thường b/ Nhiệt hóa Câu 42: Một dung dịch lý tưởng 900C gồm toluen xylen toluen chiếm 55,1% khối lượng; áp suất chung hệ 760mmHg Tính: a/ Áp suất riêng phần toluen xylen b/ Nồng độ phần mol toluen xylen pha cân với với pha lỏng Cho biết áp suất bão hòa toluen 90 0C 985mmHg Trọng lượng phân tử toluen MT = 92kg/kmol xylen MX=106kg/kmol BÀI TẬP ĐIỆN HĨA-ĂN MỊN Pt , H ( PH = 1) ddHCl KClbh Hg Cl , Hg Câu 1: Có pin sau: 1/ Viết phản ứng xảy pin (gồm phản ứng cực phản ứng tổng quát) 2/ Xác định pH Cho biết sức điện động pin 180C 0.332 V nhiệt độ điện cực calomel bão hòa 0.250 V (R = 8.314 J/K.mol; F = 96500 C) Câu 2: Trong số kim loại sau đây, kim loại bị ăn mòn khơng khí ẩm có pH=7 nhiệt độ 250C : Fe, Cu, Pb, Ag? Cho biết điện cực chuẩn kim loại tương ứng - 0.44; + 0.34; - 0.126; + 0.799 V Cho biết áp suất riêng phần oxy EO0 / H 2O = +1.23V khơng khí ẩm 0.21 atm Để kim loại bị ăn mòn, nồng độ khơng nhỏ 10-6 mol/l Câu 3: Tính tốc độ ăn mòn kẽm nước biển 25 0C Cho biết ăn mòn -0.85 V, nồng độ Zn2+ 10-6mol/l, điện cực chuẩn kẽm -0.76 V, hệ số Tafel 0.045 V io,Zn = 10-2A/cm2 Câu 4: Hai sắt thiếc tiếp xúc trực tiếp với dung dịch có pH = 4, đuổi hết oxy hòa tan (PH2 = 1atm) Sắt thiếc có bị ăn mòn dung dịch khơng? Tính sức điện động pin? Chấp nhận nồng độ ion tối thiểu để gây ăn mòn 10 mol/l Cho biết chuẩn sắt thiếc - 0.44 - 0.14 V Trường hợp có hòa tan oxy vào dung dịch (P O2 = 0.21 atm) sức điện động EO02 / H 2O = +1.23V pin ăn mòn bao nhiêu? Biết Câu 5: Thiết lập pin tính sức điện động (ở 25 C), viết phản ứng xảy pin phản ứng tổng quát từ điện cực sau: Ag , AgBr Br − (C Br − = 0.34) E = +0.07V Fe 3+ (C Fe3+ = 0.1), Fe 2+ (C Fe2 + = 0.02) Pt E = +0.77V Câu 6: Dựa vào đo ăn mòn sắt mơi trường có pH = 25 0C, khơng có hòa tan oxy song lại bão hòa khí hydrơ, ta thấy ăn mòn -0.398 V 1/ Hay tính tốc độ hòa tan sắt 2/ Tính mật độ dòng trao đổi phản ứng hydrơ sắt Cho biết điện cực chuẩn sắt -0.44 V; nồng độ Fe 2+ 0.02 mol/l; mật độ dòng trao đổi sắt 9.10 -7 A/cm2; R = 8.314 J/K.mol; F = 96500 C; hệ số chuyển điện tích α = 0.5 Câu 7: Tính tốc độ ăn mòn phản ứng xảy kim loại chất khử cực biết hiệu hai điện Nernst tương ứng 0.45 V, hệ số Tafel bc = ba = 0.1V ; mật độ dòng trao đổi q trình anốt catốt 10 -1 A/m Câu 8: Khi tiến hành đo tốc độ ăn mòn thép CT3 nước biển phương pháp ngoại suy Tafel người ta thu phương trình biểu diễn đoạn thẳng nhánh anốt có dạng sau: Eanode = -0.4183 + 0.050logi (Eanode : Volt; i : mA/cm2) Hãy xác định: 1/ Hệ số chuyển điện tích thực nghiệm trình anốt (αthực nghiệm) cb E Fe 2+ / Fe 2/ Điện điện cực cân trình anốt ( ) Biết trình đo người ta sử dụng điện cực so sánh calomel bão hòa Với E calomel = +0.24V ;i 0, Fe = 10 −9 mA / cm Câu 9: Pt , H ( PH = 1) ddHCl( a ± = 0.15) KClbh AgCl, Ag Có pin sau: 1/ Viết phản ứng xảy điện cực phản ứng tổng quát 2/ Xác định sức điện động pin 250C Cho biết điện cực chuẩn bạcbạc clorua 0.222 V Câu 10: Một sắt có tổng diện tích 1000 cm nhúng vào dung dịch muối kẽm, đóng vai trò catốt bình điện phân (anốt bình điện phân điện cực trơ) Xác định bề bày lớp kẽm bám vào catốt sau 25 phút biết mật độ dòng trung bình 2.5 A/dm2 Tỷ trọng kẽm 7.15 g/cm3, trọng lượng nguyên tử kẽm 65 Câu 11: 1/ Dựa vào tiêu chí nhiệt động lực để tiên đoán khả bị ăn mòn hay bền vững vật liệu kim loại tiếp xúc với dung dịch? Viết phương trình phản ứng cho phép tiên đốn kim loại có bị ăn mòn tiếp xúc với dung dịch trường hợp sau: a/ H+ tham gia phản ứng catốt b/ Oxi tham gia phản ứng catốt 2/ Cho biết pH = sắt có bị ăn mòn không (xét hai trường hợp trên)? Chấp nhận điều kiện ăn mòn PH2=1atm, PO2 = 0.21atm, tiêu chuẩn sắt - 0.44 V, EO02 / H 2O = +1.23V , nồng độ Fe2+ 10-6 mol/l 3/ Tính sức điện động pin ăn mòn hai trường hợp Câu 12: Viết phản ứng xảy cho sắt vào dung dịch H 2SO4 0.1M Xác định tốc độ ăn mòn sắt dung dịch trên, tính theo đơn vị sau: g/cm 2.s; m/s; mm/năm Cho biết mật độ dòng ăn mòn 7.94×10-4A/cm2, khối lượng riêng sắt 7.8g/cm 3, trọng lượng nguyên tử sắt 56 Câu 13: 1/ Dựa vào tiêu chí nhiệt động lực học để tiên đốn khả ăn mòn hay bền vững vật liệu kim loại tiếp xúc với dung dịch? Hãy viết phương trình cho phép tiên đốn kim loại bị ăn mòn tiếp xúc với dung dịch trường hợp sau: a/ H+ tham gia phản ứng catốt b/ Oxi tham gia phản ứng catốt 2/ Dựa vào tiêu chí nhiệt động cho biết khả ăn mòn thiết (thế tiêu chuẩn -0.136) dung dịch “nước” có pH = có hòa tan oxy PO2 = 0.21 atm, chấp nhận chuẩn oxy +0.41V nồng độ Sn 2+ 10-6 mol/l Câu 14: Tính cường độ dòng ăn mòn (Icorr) điện ăn mòn (Ecorr) kẽm diện tích cm2 tiếp xúc với sắt có diện tích 100 cm2, mơi trường nước 25oC Cho biết mật độ dòng trao đổi 10 -6 A/cm2, nồng độ ion 10-6 mol/l chuẩn kẽm sắt tương ứng -0.76 V -0.44 V Câu 15: Khi nhúng kim loại vào dung dịch có pH = 5.5, điện bề mặt kim loại đo -0.3 Volt (SHE) Thanh kim loại có bị ăn mòn dung dịch hay khơng? Khi trường hợp sau xảy ra: 1/ Dung dịch đuổi hết khí hòa tan (cho PH2 = 1atm) EO0 / H 2O = +1.23V 2/ Dung dịch khơng đuổi khí (cho PO2 = 0.21atm; ) 3/ Tính sức điện động pin ăn mòn Sn Sn 2+ (a = 0.35) Pb 2+ (a = 0,001) Pb Câu 16: Có pin viết sau: 1/ Xác định dấu điện cực viết phản ứng xảy điện cực phản ứng tổng quát 2/ Xác định sức điện động pin 250C Cho biết điện cực chuẩn thiếc chì -0,14V -0,1265V Câu 17: Sử dụng giản đồ đường cong phân cực Hãy cho biết: 1/ Ý nghĩa điểm A, B, C, D 2/ So sánh tốc độ ăn mòn kim loại M dung dịch axit có mặt chất oxy hoá 3/ Xác định gần điện ăn mòn tốc độ ăn mòn hệ Câu 18: Sử dụng giản đồ đường cong phân cực Hãy cho biết: 1/ Ý nghĩa điểm A, B, C 2/ Nhận xét ảnh hưởng chất oxy hố đến tốc độ ăn mòn Fe 3/ Xác định gần icorr,Fe dung dịch axit khơng có chất oxy hố Câu 19: Sử dụng giản đồ đường cong phân cực Hãy cho biết: 1/ Ý nghĩa diểm A, B, C, D 2/ Xác định gần tốc độ ăn mòn kim loại M ghép đôi với kim loại N Câu 20: Dựa giản đồ E-pH hệ Fe-H2O 250C 1atm cho đây: 1/ Hãy thiết lập phương trình đường (chỉ mối quan giữạ E-pH) phản ứng: Fe + H O ⇔ Fe(OH ) + H + + 2e C Fe2 + = C Fe3+ = C HFeO− = 10 −6 mol / l ; C Fe2 + × (C OH − ) = 1.9 × 10 −15 ; E Fe = −0.44V 2+ / Fe Cho: 2/ Ý nghĩa giản đồ Câu 21: Dựa vào đồ thị cho biết: 1/ Ý nghĩa điểm A, B, C, D, E X 2/ So sánh ảnh hưởng chất oxi hóa thêm vào 3/ Có nhận xét sử dụng chất oxy hóa để đưa kim loại vào trạng thái thụ động E (V) E D C X B A Câu 22: bảng sau: Hợp kim A Hợp kim B logi Cho hai hợp kim A B (có khả thụ động) có thơng số điện hóa Ecorr(V) -0.40 -0.20 icorr(A/m2) 10-6 10-6.4 βa +0.25 +0.25 Epass(V) 0.0 +0.3 ipass(A/m2) 10-5 10-6 Equá thụ động(V) +0.7 +1.2 1/ Vẽ đường cong phân cực q trình ăn mòn hai hợp kim 2/ Hợp kim dễ dàng bảo vệ phương pháp bảo vệ anốt hơn? Tại sao? Câu 23: Hãy trình bày chế hình thành màng oxyt nhơm (γAl2O3) phương pháp anơt hố; chế nhuộm màu màng nhơm Muốn tăng chiều dày màng oxyt nhôm cần phải thay đổi thông số kỹ thuật nào? Tại sao? Câu 24: 1/ Hãy vẽ đường cong phân cực phản ứng ăn mòn kim loại Fe dung dịch axit tính điện ăn mòn (Ecorr) tốc độ ăn mòn (icorr) từ đồ thị vẽ cb E Fe = −0.45V ; i0, Fe2 + / Fe = 10 −7 A / cm ; β a = 0.25V 2+ / Fe Phản ứng: Fe = Fe2+ + 2e; E Hcb+ / H = −0.12V ; i0, H + / H = 10 −6 A / cm ; β c = −0.25V 2 2H+ + 2e = H2; 2/ Sử dụng đồ thị cho biết tốc độ ăn mòn kim loại Fe thay đổi khi: a/ Tăng nồng độ ion H+ b/ Làm giảm phản ứng hoà tan anốt Câu 25: Để bảo vệ cơng trình thép đặt biển, người ta sử dụng phương pháp bảo vệ protector (anod hi sinh) Những kim loại sau dùng làm protector tốt nhất: Al; Zn; Cd; Ni ? Tại ? Hãy giải thích kim loại lại Cho biết điện điện cực chuẩn kim loại môi trường nước là: 0 E Fe = −0.440V / SHE; E Al = −1.660V / SHE; E Zn = −0.763V / SHE; 2+ 3+ 2+ / Fe / Al / Zn 0 E Cd = −0.402V / SHE; E Ni = −0.230V / SHE 2+ 2+ / Cd / Ni Câu 26: Dựa vào kiện sau để vẽ đồ thị E-logi phản ứng ăn mòn sắt dung dịch bảo hồ hydro khơng chứa oxy, với pH=3 * Đối với trình anốt: Fe = Fe2+ + 2e 2+ Nồng độ ion Fe dung dịch: CFe2+=2×10-6 mol/l Mật độ dòng trao đổi Fe dung dịch trên: io,Fe=10-8 A/cm2 E Fe = −0.44V 2+ / Fe Điện điện cực chuẩn Fe: * Đối với trình catốt: 2H+ +2e = H2 Mật độ dòng trao đổi ion H+ dung dịch trên: io,H2(Fe)=10-7 A/cm2 Cho biết số Tafel tất trường hợp 0.25V 1/ Hãy xác định điện ăn mòn (Ecorr) tốc độ ăn mòn (icorr) sắt 2/ Mật độ dòng bảo vệ catốt phải để tốc độ ăn mòn sắt Rút kết luận cho trường hợp này? Câu 27: Hãy trình bày chế hình thành màng phốt phát kim loại đen phương pháp hóa học; Chiều dày cấu trúc màng phụ thuộc vào thông số kỹ thuật nào? Câu 28: 1/ Hãy sử dụng kiện để ve đường cong phân cực phản ứng ăn mòn kim loại Zn dung dịch axit lỗng với pH=5; tính điện ăn mòn (Ecorr) tốc độ ăn mòn (icorr) kẽm (bỏ qua phản ứng khử phân cực khác) Phản ứng: Zn=Zn2++2e E Zn = −0.76V ; i0, Zn + / Zn = 10 −3 A / cm ; β a = 0.25V ; C Zn + = 10 −4 mol / l 2+ / Zn 2H+ + 2e = H2 i0, H ( Zn ) = 10 −6 A / cm ; β c = −0.25V 2/ Sử dụng đồ thị cho biết tốc độ ăn mòn kim loại Zn thay đổi khi: a/ Tăng nồng độ ion H+ b/ Giảm hệ số Tafel phản ứng catốt Câu 29: 1/ Hãy viết phản ứng q trình ăn mòn thép nước 25 oC Vẽ minh hoạ phản ứng lên đồ thị E-logi 2/ Dựa chế phản ứng (hoặc đồ thị vẽ) xác định tốc độ ăn mòn thép Cho biết màng sản phẩm hình thành Fe(OH) có chiều dày 0.05 cm; nồng độ oxy hòa tan nước 0.25×10-3mol/l; Hệ số khuyếch tán oxy nước 2×10-5cm2/s Câu 30: 1/ Hãy sử dụng kiện để vẽ đường cong phân cực phản ứng ăn mòn kim loại M dung dịch axit; tính điện ăn mòn (Ecorr,M) tốc độ ăn mòn (icorr,M) E Mcb+ / M = −0.7V ; i0,M = 10 −8 A / cm ; β a = 0.25V Phản ứng: M = M+ + e; E Hcb+ / H = +0.1V ; i0, H ( M ) = 10 −6 A / cm ; β c = −0.25V 2H+ + 2e = H2; 2/ Sử dụng đồ thị trên, biết mật độ dòng giới hạn phản ứng khử 10-5 A/cm2 Hãy xác định lại điện ăn mòn (Ecorr,M) tốc độ ăn mòn (icorr,M) Câu 31: Sơ đồ hệ thống bảo vệ catod dòng ngồi lắp đặt sau (hình 1a) sơ đồ đường cong phân cực bảo vệ kim loại môi trường axit oxy hòa tan (hình 1b), mơi trường trung tính hay kiềm có oxy hòa tan (hình 1c) phân cực catốt khoảng 120mV so với điện ăn mòn 1/ Hãy cho biết tên đánh số hình 1a 2/ Hãy xác định tốc độ ăn mòn kim loại trước bảo vệ tốc độ ăn mòn kim loại sau áp đặt mật độ dòng điện nguồn ngồi (i ađ) hai hình 1b 1c 3/ Hãy giải thích mơi trường axit sử dụng phương pháp bảo vệ catod dòng ngồi khơng thực tế mơi trường trung tính có oxy hòa tan kinh tế V A E(V) Ecorr hình 1a FeFe2+ + 2e 120mV E(V) A/cm2 Ecorr 0,1 FeFe2+ + 2e hình 1c 120mV 2H++2eH2 iađ hình 1b 10-6 10-3 10-2 100 A/cm2 Câu 32: Dựa vào đo ăn mòn sắt mơi trường có pH = 3, 25 0C khơng có hòa tan oxy song lại bão hòa khí hydro, ta thấy ăn mòn -0.398 V, hệ số Tafel trình anốt βa= 0,04 V, q trình catốt βc=-0,12V 1/ Hãy tính tốc độ hòa tan sắt 2/ Tính mật độ dòng trao đổi phản ứng hydrơ sắt 3/ Tính mật độ dòng bảo vệ catốt tốc độ ăn mòn giảm tới Cho biết điện cực chuẩn sắt -0.44 V; hoạt độ Fe 2+ 0.02 mol/l; mật độ dòng trao đổi sắt 9.10-7 A/cm2; Câu 33: Cho sơ đồ pin: (-) ZnZnCl2AgCl,Ag (+) Viết phản ứng xảy cực pin Tính ∆G, ∆H ∆S phản ứng 250C Cho biết sức điện động pin 250C E=1,015V; hệ số nhiệt độ sức điện động: Câu 34: Cho sơ đồ pin: (-) Pt,H2(P=1atm)HClHg2Cl2,Hg (+) Viết phản ứng xảy cực pin Tính ∆G0, ∆H0 ∆S0 phản ứng 1mol chất Cho biết 200C 300C sức điện động chuẩn pin Câu 35: Cho sơ đồ pin: (-) Ag,AgClKClbhHg2Cl2 ,Hg (+) Viết phản ứng xảy cực pin Tính ∆G, ∆H ∆S phản ứng 250C Cho biết sức điện động pin 250C E=0,0455(V); hệ số nhiệt độ sức điện động: Câu 36: Ở 250C có phản ứng sau: Cd + PbCl2 = CdCl2 + Pb Viết sơ đồ pin cho phản ứng trên; viết phản ứng xảy cực pin Tính sức điện động pin có phản ứng xảy hoạt độ ion Cd2+ hoạt độ ion Pb2+ 10-6 (mol/l) Tính hiệu ứng nhiệt phản ứng (∆H) Cho biết điện cực chuẩn của: ; ; hệ số nhiệt độ sức điện động Câu 37: Cho phản ứng: Pb + 2AgCl = PbCl2 + 2Ag Viết sơ đồ pin cho phản ứng trên; viết phản ứng xảy cực pin Tính ∆G, ∆H ∆S phản ứng cho; biết sức điện động pin 250C E=0,49(V) hệ số nhiệt độ sức điện động: Câu 38: Ở 250C có phản ứng sau: Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu Viết sơ đồ pin cho phản ứng trên; viết phản ứng xảy cực pin Tính sức điện động pin có phản ứng xảy hoạt độ ion Zn2+ hoạt độ ion Cu2+ 10-6 (mol/l) Tính hiệu ứng nhiệt phản ứng (∆H) Cho biết điện cực chuẩn của: ; ; hệ số nhiệt độ sức điện động: ... CO(k) -11 0,5 H2(k) - CH3OH(k) -2 01, 2 19 7,9 13 0,7 238,0 28,6 27,8 8,4 + 0 ,12 5T ∆G 298 ,r 1/ Tính phản ứng nhiệt độ 298K ∆H T0 = f (T ) 2/ Thiết lập phương trình Câu 15 : Cho 10 0g khí CO2 (xem lý. .. hợp kim A B (có khả thụ động) có thơng số điện hóa Ecorr(V) -0.40 -0.20 icorr(A/m2) 10 -6 10 -6.4 βa +0.25 +0.25 Epass(V) 0.0 +0.3 ipass(A/m2) 10 -5 10 -6 Equá thụ động( V) +0.7 +1. 2 1/ Vẽ đường cong... liệu sau: H2(k) Cl2(k) HCl(k) 1 1 130,4 222,7 18 6,5 S 298 ( J K mol ) C P0 ( J K 1 mol 1 ) 27,7 34,6 28,0 Cho 0,01g H2 0,355g Cl2 vào bình chân khơng có dung tích khơng đổi 10 00K P = 1atm Tính