Đang tải... (xem toàn văn)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC Môn thi : Động hóa học Lớp/Lớp học phần: DHHO14/DHHO14TT Ngày thi: 05/12/2019 Thời gian làm bài: 70 phút Câu Nội dung trả lời Điểm Câu 1 2,5 điểm a. Viết phương trình vi phân cho phản ứng trên: 0,5 t = 0 Phản ứng Thời điểm t Phương trình: a b x x CA = a–x CB = b + x W dCA kC k ''C dt A B 0,25 0,25 b. Thiết lập phương trình tích phân cho phản ứng trên: 1,0 dx k a x k '' b x ka k ''b k k '' x dt (ka k ''b) (k k '')x '' ln (k k )t (ka k ''b) 0,5 0,5 c Lập biểu thức tính K theo a, b và xcb 0,5 Cân bằng: CA = a – xcb và CB = b + xcb K k [B] b xCB k '' [ A] a x cb CB 0,25 0,25 d Thiết lập lại phương trình tích phân cho phản ứng trên theo xcb 0,5 (ka k ''b) (k k '')x '' Từ: ln (k k )t (ka k ''b) K k [B] b xCB k '' [ A] a x cb CB Thay vào ta được: ln xCB x (k k'')t xCB 0,25 0,25 Câu 2 2,5 điểm Ta có: х∞ = 0,366 – 0,078 = 0,288 mol/L Từ công thức x=Co-C, lập bảng dữ liệu sau: 0,5 t, h 71,8 145,5 215,8 264,3 333,3 383,5 478,3 506,0 0,5 х∞ - x 0,199 0,137 0,096 0,074 0,052 0,043 0,028 0,022 ln
Mẫu: 2b_ĐATL TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐÁP ÁN ĐỀ THI CUỐI KỲ Mơn thi : Động hóa học KHOA CƠNG NGHỆ HOÁ HỌC Lớp/Lớp học phần: DHHO14/DHHO14TT Ngày thi: 05/12/2019 Thời gian làm bài: 70 phút Câu Câu Nội dung trả lời Điểm 2,5 điểm a Viết phương trình vi phân cho phản ứng trên: a b t=0 x x Phản ứng CA = a–x CB = b + x Thời điểm t Phương trình: dC W A kC k 'C A 0,5 0,25 0,25 B dt b Thiết lập phương trình tích phân cho phản ứng trên: dx ' k a x k ' b x ka k 'b k k x dt (ka k 'b) (k k ')x ' ln (k k )t ' (ka k b) c Lập biểu thức tính K theo a, b xcb CA = a – xcb CB = b + xcb Cân bằng: k [B] b K x k ' [ A] CB ax cb CB d Thiết lập lại phương trình tích phân cho phản ứng theo xcb (ka k 'b) (k k ')x ' Từ: ln (k k )t ' (ka k b) k [B] b K x k ' [ A] CB ax cb CB Thay vào ta được: x x ln CB (k k')t xCB Câu 1,0 0,5 0,5 0,5 0,25 0,25 0,5 0,25 0,25 2,5 điểm Mẫu: 2b_ĐATL Ta có: х∞ = 0,366 – 0,078 = 0,288 mol/L 0,5 Từ công thức x=Co-C, lập bảng liệu sau: t, h 71,8 145,5 215,8 264,3 333,3 383,5 478,3 506,0 х∞ - x 0,199 0,137 0,096 0,074 0,052 0,043 0,028 0,022 0,5 ln�∞ = (k1 + k2).t �∞−� ln(х∞ - x) = f(t) Hồi qui tuyến tính ln(х∞ - x) theo t, ta thu (k1 + k2) = 0,005126 h-1 (1) R = 0,99 �1 � +�∞ 0,5 0,5 0+0,288 (2) � = �2 =� −�∞ = 0,366−0,288 = 3,692 Từ (1) (2), giải hệ phương trình ta có: k1=0,00403h-1 k2= 0,00109h-1 0,25 0,25 H2 + NO2 H2O + NO Câu Từ phản ứng (3): d[H2O] 2,5 điểm k [OH][H ] (a) 0,5 dt Từ phản ứng (2), (3) (4) viết cho [OH*]: d[OH ] k2 [H][N O2 ] k3.[OH ][H2 ] k4 [OH ][N O2 ] dt Từ phản ứng (1), (2) (3) viết cho [H*]: (b) d[H ] k1.[H2 ][N O2 ] k2 [H ][N O2 ] k3.[OH ][H2 ] dt Từ (a) (b) tính được: k [OH] [H2 ] k (c) 0,5 0,5 0,5 (d) Thay (d) (a) ta có kết cuối cùng: 0,5 d[H2O] k1k3 dt k4 [H2 ] Câu Năng lượng hoạt hóa (Ea) phản ứng Số liệu: T, 0C 45 50 1/T, K-1 0,003145 4,8.10-4 k, s-1 lnk -7,64172 Từ phương trình: 55 60 0,003096 8,8.10-4 0,003049 1,6.10-3 0,003003 2,8.10-3 -7,03559 -6,43775 -5,87814 d ln k Ea dT RT Rút phương trình tuyến tính: 2,5 điểm 0,5 ln k Ea J 0,5 RT Áp dụng phương pháp hồi quy tuyến tính, kết quả: R2 = 0,99; A = 31,581; B = -12473; Suy ra: Ea = -R.(-12473) = 103,7 (kJ) = 24,78 (kCal) 1,0 0,5 Ngày 11 tháng 11 năm 2019 Người duyệt TS Đoàn Văn Đạt Người lập đáp án ThS.NCS Nguyễn Minh Quang TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC Câu ĐÁP ÁN ĐỀ THI CUỐI KỲ HK2 NĂM HỌC 2018-2019 MƠN: HĨA LÝ (Điện hóa học) HỆ ĐH Thời gian làm bài: 45 phút Nội dung Pin: (-) Pb,PbSO4 / CuSO4 (a) / Cu (+) a Sức điện động tiêu chuẩn biến thiên đẳng áp điều kiện chuẩn 0 0 E 0,337 – (-0,350) = 0,687V Cu /Cu PbSO4 / Pb,SO42 Điểm 3,5 điểm 1,0 0,5 0,5 G0 nFE0 = -132.591J b Phản ứng điện cực pin Cực (+): Cu2+ + 2e = Cu 0,75 0,25 0,25 0,25 0,75 Cực (-): Pb + SO42- – 2e = PbSO4 Pin: Cu2+ + Pb + SO42- = PbSO4 + Cu c Sức điện động biến thiên đẳng áp pin Phương trình Nernst: RT E E0 ln nF a 2 a 2 Cu SO4 0,25 0, 059 E E lg aCuSO E = 0,553V Thế đẳng áp: G nFE = -2.96500.0,553 = - 106.729 (J) Thay vào: d Độ tan PbSO4 Chứng minh công thức: E0 = E0 PbSO4/Pb 0,25 0,25 1,0 + + (0,059/2)lgTPbSO Pb /Pb Thay giá trị chuẩn: TPbSO4 = 2,6.108 Độ tan: S T = 1,6.10-4 Điện phân a Giải thích tượng điện phân Catod: có H3O+ xảy trình khử, theo phản ứng: H3O+ + 4e = 4H2O + 2H2 2- Anod: SO4 khơng phóng điện, H2O xảy q trình oxi hóa Do khử-oxi hóa OH-/H2O âm SO42- nên ion OH-/H2O ưu tiên nhường e trước Phản ứng: 0,5 (không chứng minh 0,25) 0,25 0,25 1,5 điểm 0,75 0,5 6H2O - 4e = H3O+ + O2 Phản ứng tổng quát: 2H2O = 2H2 + O2 Kết trình điện phân dd H2SO4 nước điện phân nước Khi có phân cực điện hóa, mạch tự tạo pin có điện phân: (-) Pt, H2/H2SO4/O2, Pt b Xác định thời gian để mạ lớp Cu Áp dụng định luật Faraday 1: m k I.t mà: Thay vào, tính được: M I.t 2F m d.V d.h.S t = 13.510 (s) = 3,753 0,25 0,75 0,25 0,25 0,25 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA: CƠNG NGHỆ HOÁ HỌC ĐÁP ÁN ĐỀ THI CUỐI KỲ Mơn thi: HĨA LÝ Lớp/Lớp học phần: DHHO13 Ngày thi: 30/5/2019 Thời gian làm bài: 45 phút Câu Nội dung trả lời HÓA KEO Câu Điểm 1.5 điểm Cấu tạo lớp kép: 0.5 Lớp điện kép gồm: - Ion định hiệu (ion tạo thế) bề mặt hạt keo; - Ion ngược dấu (gọi ion nghịch, ion đối) nằm pha lỏng gần bề mặt phân cách: + Lớp hấp phụ (có bề dày δ): bị hút vào bề mặt điện trường trường lực hấp phụ tạo thành lớp kép kiểu HelmHoltz, điện từ giảm theo đường thẳng + Lớp khuếch tán (có bề dày X): phần ion nghịch lại bị chi phối chuyển động nhiệt, tạo thành lớp khuếch tán lớp kép kiểu Gouy-Chapman, điện giảm từ từ theo đường cong AB: bề mặt trượt ranh giới phần chuyển động không chuyển động chuyển động tương đối hạt keo Bề mặt trượt cách bề mặt hạt keo đoạn Δ ξ: điện động (thế bề mặt trượt AB) Câu 0.5 0.5 1.5 điểm a Phương trình phản ứng: BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4 + NaCl Ion gây keo tụ ion dương K+ nên micell keo ion tạo ion SO42-, ion đối Na+ Cấu tạo micell keo: {[ mBaSO4].nSO42-.(2n-x)Na+}.xNa+ =� � b 0.5 ��� +() ��+ (�) 1000 � ( )� ��� ) 0,05(�) 0,1 ( � = 1000 1,5(�) 0.5 = 3,33 mmol/L c Sắp xếp ion theo thứ tự giảm dần ngưỡng keo tụ: K+, Mg2+, Al3+, Fe3+ Khả gây keo tụ ion mạnh điện tích lớn Nếu có điện tích bán kính ion lớn khả gây keo tụ tốt Trong dãy ion Fe3+ có bán ion lớn Al3+ nên xếp sau 0.5 2.0 điểm Câu a Động học trình keo tụ tuân theo động học bậc nên ta có phương trình: � −�� � = �� �� � −�� = �� 2 � � −�� ∫ = ∫ �� � 1 kt 0 b t, s ν.10-14, hạt/m3 , m3/hạt 60 120 240 420 600 2,69 2,34 2,25 2,02 1,69 1,47 3.72E-15 3.72E-15 3.72E-15 Phương trình đường hồi quy = f(t) có dạng: 3.72E-15 3.72E-15 y = 5.10-18 x + 4.10-15 R² = 0,994 Suy ra: k = 5.10-18 m3/hat.s c Thời gian bán keo tụ: 1= �1/2 = = 743,5� 0� 2,69.1014 5.10−18 1 d kt 0 mà υ=1/5υo = 0,2.2,69.1014 = 5.38.1013 hạt/m3 t=2074,8s TỔNG ĐIỂM 0.25 0.25 0.25 3.72E-15 0.25 0.5 0.25 0.25 5.0 điểm Ngày 20 tháng 05 năm 2019 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐÁP ÁN ĐỀ THI CUỐI KỲ HK1 2017-2018 KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC Mơn thi: Kỹ Thuật Xúc Tác Lớp/Lớp học phần: DHHO10A_HC1/210443101, DHHO10B_HD/210443102, DHHO10D_VC/210443104, DHHO10ATT/250443101 Ngày thi: 13/12/2017 Thời gian làm bài: 75 phút (Không kể thời gian phát đề) Câu hỏi Đáp án Câu (2.5 điểm) a) Chọn tiền chất: Cho xúc tác phản ứng CO2 reforming methane: 2.5Ce5Co10Ni/γ- Al2O3 Các kim loại Ce, Co Ni từ muối tan tốt nước như Ce(NO3)3 Co(CH3COO)2, Ni(NO3)2… a) Anh/chị lựa chọn tính tốn tiền chất để tổng hợp gam xúc tác Al2O3 chọn mua tổng hợp từ Al(NO 3)3 kết tủa với pH cao đem nung b) Anh/chị phân tích chức thành phần xúc tác Tính tốn: Điểm 0.5đ Thành phần phần trăm xúc tác: Ce (2.5%), Co (5%), Ni (10%) Al2O3 (82.5%) Suy thành phần 2g xúc tác: Ce (0.05g), Co (0.1g), Ni (0.2g) Al2O3 (1.65g) Suy số mol tương ứng từ công thức n = m/M Ce (0.00036 mol), Co (0.0017 mol), Ni (0.0034 mol), Al 2O3 chọn tính số mol để tổng hợp từ Al(NO3)3 0.5đ Tính tiền chất: sử dụng định luật bảo tồn ngun tố số mol tiền chất Ce(NO3)3 Co(CH3COO)2, Ni(NO3)2 (nếu chọn tiền chất này, chọn tiền chất khác cẩn thận hệ số tỉ lệ) với số mol kim loại xúc tác Nên ta có m (Ce(NO3)3) = 0.00036 x 326 = 0.11736 g m (Co(CH3COO)2) = 0.0017 x 177 = 0.3008 g m (Ni(NO3)2) = 0.2 x 182.6 = 0.6208 g Al2O3 chọn khơng cần tính tiền chất, lấy 1.65g b) Chức thành phần: 0.5đ Ni: đóng vai trị tâm hoạt động phản ứng dry reforming Co: đóng vai trò chất đồng xúc tác tâm kim loại Ce: vừa đóng vai trị đồng xúc tác vừa có chức chất bỗ trợ nhằm giảm tạo thành cock xúc tác Al2O3: đóng vai trị chất mang phân tán tâm hoạt động dựa vào cấu trúc xốp, diện tích bề mặt riêng lớn 1đ Câu (2.5 điểm) Đây câu hỏi mở, sinh viên cần: Cho xúc tác phản ứng CO2 reforming methane: NiMgO/γ- Al2O3 - Xác định tiền chất tan tốt nước Ni(NO 3)2 Mg(NO3)2, cịn Al2O3 chọn mua thương mại, không cần tổng hợp Anh chị lựa chọn phương pháp điều chế xúc tác phù hợp để tổng hợp xúc tác diễn giải bước sơ đồ khối (có đầy đủ bước, điều kiện trình) - Chọn quy trình tổng hợp: Tùy theo kiến thức sinh viên, quan trọng quy trình phải thể đầy đủ bước điều kiện cần thiết Ví dụ: chọn tẩm đồng thời muối hòa tan nước Ni Mg lên Al2O3, quy trình sau: 2.5đ Câu (2.5 điểm) Cho kết SEM mẫu xúc tác sau: (hình đề thi) a) 6Ni/γ-Al2O3, b) 3Co3Ni/γ-Al2O3, c) 3Mg3Co3Ni/γ-Al2O3 Anh/chị phân tích so sánh hình thái bề mặt xúc tác dựa vào kết SEM cho Câu (2.5 điểm) Cho kết XRD xúc tác cho phản ứng CO2 reforming methane (hình đề thi) - Xúc tác 6Ni/γ-Al2O3 có độ phân tán tương đối đồng đều, kích thước hạt bề mặt có dạng hình cầu khoảng 20-50 nm 1đ - Xúc tác 3Co3Ni/γ-Al2O3 có độ phân tán hạt bề mặt tương đối đều, có mặt Co làm cho kích thước hạt to có hình dạng tinh thể lập phương - Xúc tác 3Mg3Co3Ni/γ-Al2O3: không cho thấy rõ hình dạng phân bố hạt qua kết SEM Sự có mặt Mg Co làm cho liên kết kim loại với chất mang dường tốt hơn, kích thước hạt có vẽ nhỏ nhiều để có nhận xét cụ thể cần có kết phân tích khác XRD TEM a) Phổ XRD cho thấy đặc tính pha xúc tác tương ứng với góc theta khác (lấy số tương đối, khơng cần xác) - Của đơn xúc tác: 1đ 0.5đ a) Anh/chị phân tích đặc điểm thành phần pha xúc tác dựa vào kết cho hình b) Anh/chị tính tốn kích thước tinh thể Ni plane (200) xúc tác NiAl, NiAuAl, NiPtAl, NiAuPtAl kết XRD cho dựa vào phương trình sherrer Cho pương trình sherrer: d= kλ/bcosθ, bước sóng tia X: 0.15418 nm Ni theta (44, 52, 77) Au theta (38, 44, 68, 68) 0.5đ Pt theta băng (39, 46 67) - Của xúc tác hỗn hợp: Trong hỗn hợp peak kim loại có tượng gây nhiễu lẫn Các peak đặc trung có tượng xe dịch khỏi vị trí Cường độ peak có thay đổi tăng giảm đáng kể (phần chi tiết khơng địi hỏi sinh viên phải phân tích được) 0.5đ b) Tính tốn kích thước tinh thể dựa vào phương trình sherrer cho: với k = 1; λ = 0.15418 nm Cần xác định b θ để tính kích thước tinh thể (tính tương đối khơng cần xác, quan trọng cách làm) Tinh thể Ni cần tính plane (200) dựa phổ XRD thấy theta (θ)= 52 o , theta (θ) = 26 o Để tính b cần xác định ∆2θ (chiều rộng chân peak), xem b phần ∆2θ, sau chuyển sang radian 0.5đ NiAl: ∆2θ = 53 – 49 = o, chiều cao ½ peak b = ∆2θ/3 Suy b = 4/3 o, đổi radian: b = (4/3) x π/180 = 0.0233 => d = kλ/bcosθ = x 0.15418/(0.0233 x cos(26)) = 7.36 nm NiAuAl: ∆2θ = 53 – 49 = o, chiều cao ½ peak b = ∆2θ/2 Suy b = o, đổi radian: b = x π/180 = 0.0349 0.25đ => d = kλ/bcosθ = x 0.15418/(0.0349 x cos(26)) = 4.91 nm NiPtAl: ∆2θ = 54 – 49 = o, chiều cao ½ peak b = ∆2θ/3 Suy b = 5/3 o, đổi radian: b = (5/3) x π/180 = 0.0291 => d = kλ/bcosθ = x 0.15418/(0.0291 x cos(26)) = 5.9 nm 0.25đ NiAuPtAl: ∆2θ = 54 – 49 = o, chiều cao ½ peak b = ∆2θ/4 Suy b = 5/4 o, đổi radian: b = (5/4) x π/180 = 0.0218 => d = kλ/bcosθ = x 0.15418/(0.0218 x cos(26)) = 7.86 nm 0.25đ 0.25đ ... hạt/m3 t =20 74,8s TỔNG ĐIỂM 0 .25 0 .25 0 .25 3.72E-15 0 .25 0.5 0 .25 0 .25 5.0 điểm Ngày 20 tháng 05 năm 20 19 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐÁP ÁN ĐỀ THI CUỐI KỲ HK1 20 17 -20 18 KHOA... � = �� �� � −�� = �� ? ?2 � � −�� ∫ = ∫ �� � 1 kt 0 b t, s ν.10-14, hạt/m3 , m3/hạt 60 120 24 0 420 600 2, 69 2, 34 2, 25 2, 02 1,69 1,47 3.72E-15 3.72E-15 3.72E-15 Phương trình đường... 4e = 4H2O + 2H2 2- Anod: SO4 khơng phóng điện, H2O xảy q trình oxi hóa Do khử-oxi hóa OH-/H2O âm SO 42- nên ion OH-/H2O ưu tiên nhường e trước Phản ứng: 0,5 (không chứng minh 0 ,25 ) 0 ,25 0 ,25 1,5