Bài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lýBài tập hóa lý
MỘT SỐ BÀI TẬP VỀ NGUYÊN LÍ I VÀ II CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC Bài a) Tính H o298 U o298 phản ứng: CO(k)+ 3H2(k) → CH4(k) + H2O(k) Cho biết: CO(k) + 1/2O2(k) → CO2(k) (1) H o298 283kJ / mol H2(k) + 1/2O2(k) → H2O(k) (2) H o298 241,8 kJ / mol CH4(k) + 2O2(k) → CO2(k) + 2H2O(k) (3) H o298 803, kJ / mol b) Sự đốt cháy mol etilen điều kiện chuẩn theo phương trình: C2H4(k) + 3O2 (k) → 2CO2(k) + 2H2O(l) giải phóng môi trường 1387,8 kJ Biết: H oth C(r) 715 kJ / mol ; H oht ,298 CO2 (k ) 393kJ / mol ; H oht ,298 H O(l) 284, kJ / mol i) Tính nhiệt hình thành chuẩn C2H4(k) ii) Tính lượng liên kết C=C C2H4(k) Liên kết E(kJ/mol) H-H C-H C-C - 434,7 - 413,8 - 263,3 Bài Trước axetilen tổng hợp từ CaC2 qua hai giai đoạn: Giai đoạn 1: Tổng hợp CaC2 lò điện: CaO + 3C CaC2 + CO (1) Giai đoạn 2: Thủy phân CaC2: CaC2 + 2H2O C2H2 + Ca(OH)2 (2) a) Tính H 0298 phản ứng (1) b) Trên thực tế nhiệt độ lị điện 17000C Tính nhiệt phản ứng (1) nhiệt độ c) Biết 17000C CaC2 thu trạng thái lỏng nhiệt nóng chảy CaC2 (H 0nc ) CaC2 7,8 kJ.mol-1 Tính nhiệt phản ứng (1) d) Tính lượng cần thiết theo kW.h để sản xuất CaC2 biết hiệu suất sử dụng lượng 60% e) Hiện người ta sản xuất axetilen cách nhiệt phân CH4 Viết phương trình hóa học q trình nhiệt phân (kí hiệu (3)) biết phản ứng tạo thành H2 f) Tính nhiệt phản ứng (3) 250C 15000C (nhiệt độ điều kiện cơng nghiệp) g) Tính niến thiên nội chuẩn chủa phản ứng (3) điều kiện công nghiệp Cho biết: Chất H 0ht , 298 (kJ.mol-1) CP (J.K-1.mol-1) CaC2(r) CaO(r) CO(k) C(r) CH4(k) C2H2(k) H2(k) - 62,8 - 635,1 - 110,5 - 74,6 227,4 - 72,43 42,8 29,31 6,3 22,01 42,26 27,71 Bài Một hỗn hợp gồm CH4 khơng khí (chứa lượng O2 gấp lần lượng CH4) cho vào bình kín 250C, áp suất bình 0,5 at Sau thực phản ứng cháy, áp suất bình đạt 5,5 at Giả sử khơng có trao đổi nhiệt bình kín mơi trường a) Tính nhiệt độ lớn cháy b) Tính nhiệt đốt cháy chuẩn CH4 298K Cho biết: - Cov N2 20,90 J / K.mol; Cov Cov H2O CO2 29, 26 J / K.mol ; H 0hh,298 44, 01kJ / mol - Khơng khí chứa 20% O2; 80% N2 (về thể tích) Người ta đốt nhiệt lượng kế (đẳng tích đoạn nhiệt) 0,005 mol CH4 Sau cháy nhiệt độ tăng từ 25oC lên 25,74oC Biết nhiệt dung nhiệt lượng kế 6000 J/K a) Tính nhiệt lượng mà nhiệt lượng kế nhận q trình cháy CH4 b) Tính U odc,298 CH H o dc,298 CH (bỏ qua lượng nhiệt sản phẩm cháy (CO2 H2O) nhận trình cháy) So sánh H odc,298 CH tính câu 1, với giá trị cho bảng kiện nhiệt động (- 890 kJ/mol) Bài a) Tính lượng mạng lưới tinh thể NaBr từ kiện sau: - Năng lượng ion hóa Na: 493,8 kJ.mol-1 - Ái lực với electron Br: 339,0 kJ.mol-1 - Nhiệt hình thành chuẩn NaBr: - 360,0 kJ.mol-1 - Nhiệt hóa Br2(l): 31 kJ.mol-1 - Nhiệt thăng hoa Na: 108,8 kJ.mol-1 - Năng lượng liên kết Br-Br: 192,5 kJ.mol-1 b) Tính lượng mạng lưới tinh thể ion muối BaCl2 từ kiện sau: H ht 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 Bài Thế nhiệt hình thành đơn chất? Tính H 0ht ,298 H 0ht ,298 O3 (a): C than chì + O2(k) CO2(k) H 0298 = -393,14(kJ/mol) (b): C kim cương + O2(k) CO2(k) H 0298 = -395,03(kJ/mol) (c): 3As2O3 (r) + 3O2(k) 3As2O5(r) H 0298 = -811,34(kJ/mol) (d): 3As2O3 (r) + 2O3(k) 3As2O5(r) H 0298 = -1090,98(kJ/mol) Ckim cuong từ dự kiện sau: Từ kết kiện sau: EO =O (tính từ O2) = - 493,24 kJ/mol; EO –O (tính từ H2O2) = - 137,94 kJ/mol Chứng minh rằng: Không thể gán cho O3 cấu trúc vịng kín Bài Cho 352 gam benzen 26,85oC vào tủ sấy (nguồn nhiệt) 1at 110oC Coi trình trao đổi nhiệt benzen nguồn nhiệt đoạn nhiệt a) Tính biến thiên entropi benzen nguồn nhiệt b) Tính biến thiên entropi hệ gồm benzen nguồn nhiệt, nhận xét Cho biết: CoP benzen(l) 1745 J / K.kg ; CoP benzen(k) 1047 J / K.kg ; H ohh ,353,2 benzen 394,87 kJ / kg Bài Tính nhiệt biến thiên entropi kèm theo trình chuyển đẳng áp áp suất bar mol H2O từ thể rắn -100C thành H2O thể 1170C Cho biết: C 0P (H2O(r)) = 32,00 J.K-1.mol-1; C 0P (H2O(l)) = 75,291 J.K-1.mol-1; C 0P (H2O(h)) = 33,58 J.K-1.mol-1; Hnc(H2O, 273K) = 6,00 kJ.mol-1; Hhh(H2O, 373 k) = 33,27 kJ.mol-1 2 Người ta thực trình chuyển mô tả (1) cách cho mol H2O thể rắn -100C, áp suất bar tiếp xúc với nguồn nhiệt 117oC Giả định toàn nhiệt lượng mà nguồn nhiệt cho nhiệt lượng mà H2O nhận a) Tính biến thiên entropi H2O nguồn nhiệt trình b) Từ kết thu có nhận xét ? Bài CaCO3 bị phân hủy theo phản ứng: CaCO3(r) → CaO(r) + CO2(k) a) Phản ứng có khả tự diễn biến điều kiện chuẩn hay không ? b) Coi entanpi entropi phản ứng khơng phụ thuộc vào nhiệt độ Tính nhiệt độ phản ứng tự diễn biến Cho biết: Chất CaCO3(r) CaO(r) CO2(k) H oht ,298 (kJ/ mol) -1210,11 -393,14 -634,11 92,80 213,60 39,71 So298 (J/ K mol) Bài Cho biết nhiệt hình thành chuẩn entropi chuẩn số tiểu phân 298K sau: Chất, ion H oht ,298 (kJ/mol) So298 (J/mol.K) HClO H+ ClO -74.5 -107.1 236.5 42.0 a) Tính H o298 , So298 G o298 trình: HClO H+ + ClO- b) Từ kết tính ý a) cho dự đốn tính axit HClO Bài 10 Một số thông số nhiệt động H2S, H2Se H+, HS-, HSe- cho đây: Chất, ion So298 (J/mol.K) H oht ,298 (kJ/mol) H2S H2Se H+ HSHSe- -20,6 29,7 -17,6 15,9 205,8 219,0 62,8 79,0 a) Tính H o298 , So298 G o298 trình: H2S H+ + HS- ; H2Se H+ + HSeb) Từ kết tính ý a) so sánh tính axit H2S H2Se Bài 11 Cho kiện nhiệt động sau: Chất, ion H oht ,298 (kJ/mol) So298 (J/mol.K) CH3COOH CO2 H2O H+ CH3COOHCO3 -484,5 -393,5 -285,8 -486,0 -692,0 158,0 213,8 70,0 86,6 91,2 Trên sở tính tốn cần thiết, hãy: a) Đưa nhận định tính axit CH3COOH H2CO3 b) So sánh tính axit hai hợp chất Bài 12 Theo SGK lớp 10 (nâng cao): “Khi cho F2 tác dụng với dung dịch NaOH loãng (khoảng 2%) lạnh” ta thu OF2 theo phản ứng: 2F2 + 2NaOH 2NaF + H2O + OF2 Bằng tính tốn, giải thích phản ứng lại xảy Cho biết: Chất H oht ,298 (kJ/mol) So298 (J/mol.K) F2 NaOH H2O NaF OF2 −469,2 -285,8 -572,8 24,5 202,7 48,1 70,0 45,2 247,5 Bài 13 Khi cho Cl2 vào dung dịch NaBr, thấy xảy phản ứng: 2Cl2 + 2NaBr 2NaCl + Br2 mà không xảy phản ứng: 2Cl2 + 2H2O 4HCl + O2 Hãy tính H o298 , So298 G o298 hai phản ứng Từ giải thích kết thực nghiệm Cho biết: Chất H oht ,298 (kJ/mol) So298 (J/mol.K) Cl2 Br2 NaBr NaCl H2O O2 HCl 0 -361,7 -407,3 -285,8 -92,3 233,0 152,2 141,4 115,5 70,0 205,0 186,9 Bài 14 Khi cho Cl2 vào dung dịch chứa đồng thời NaBr NaI, xảy phản ứng: 2Cl2 + 2NaI 2NaCl + I2 (1) 2Cl2 + 2NaBr 2NaCl + Br2 (2) Trong giảng dạy hóa học phổ thơng nay, người ta thường chấp nhận phản ứng (1) xảy trước, hết NaI xảy phản ứng (2) Hãy tính H o298 , So298 G o298 hai phản ứng để chấp nhận hợp lí Cho biết: Chất H oht ,298 (kJ/mol) So298 (J/mol.K) Cl2 Br2 I2 NaBr NaCl NaI 0 -361,7 -407,3 -295,3 233,0 152,2 116,1 141,4 115,5 170,3 MỘT SỐ BÀI TẬP CÂN BẰNG HÓA HỌC Bài 15 a) Ở 463 K số cân phản ứng: PCl5(k) cân KP,463 phản ứng với đơn vị atm, Pa, torr PCl3(k) + Cl2(k) 0,24 bar Tính số Cho biết: 1atm = 760 torr = 1,013 bar; bar = 105 Pa b) Ở 1073K, số cân Kp phản ứng: FeO(r) + H2(k) Fe(r) + H2O(k) (1) ; FeO(r) + CO(k) Fe(r) + CO2(k) (2), 0,55 0,50 Tính số cân KP phản ứng: CO2(k) + H2(k) CO(k) + H2O(k) (3) 1073K c) Cho phản ứng: CH4(k) + CH2CO(k) CH3COCH3(k) KP, 602K = 1,2 Cho vào bình rỗng tích khơng đổi 10 L, 602 K: mol CH4, mol CH2CO mol CH3COCH3 Dự đoán chiều hướng tự diễn biến phản ứng CO(k) + 3H2(k) Biết: nhiệt hình thành chuẩn 25oC Bài 16 Xét phản ứng: CH4(k) + H2O(k) CH4(k), H2O(k) CO(k) -74,8 ; -241,8 -110,5 kJ/mol; entropi chuẩn 25oC CH4(k), H2O(k), CO(k) H2(k) 186,2 ; 188,7 ; 197,6 130,6 J/K.mol Tính Ho So phản ứng 250C Tính G 0373 phản ứng, chấp nhận Ho So không phụ thuộc T Tại nhiệt độ phản ứng cho có khả tự diễn biến điều kiện chuẩn Bài 17 Xét phản ứng: 2NH3(k) N2(k) + 3H2(k) (1) Cho biết phản ứng có: So298 = -197,9 J/K.mol; Ho298 = - 91,8 kJ/mol a) Tính Go298 phản ứng rút kết luận khả xảy phản ứng (1) điều kiện chuẩn nhiệt độ áp suất b) Tính số cân Kp (1) 298K thiết lập phương trình phụ thuộc lgKp vào nhiệt độ Giả thiết So Ho phản ứng không phụ thuộc vào nhiệt độ NH3(k) (1’) c) Nếu phương trình (1) viết dạng: 1/2N2(k) + 3/2H2(k) giá trị số cân Kp thành phần chất trạng thái cân có thay đổi khơng? Nếu có thay đổi nào? d) Đưa vào bình phản ứng hỗn hợp gồm N2, H2 NH3 với áp suất riêng phần tương ứng 10,0 atm 1,0 atm 298K Tính G298 phản ứng (1) cho biết phản ứng có khả xảy theo chiều nào? NO2 (k) Bài 18 Trong điều kiện thích hợp, N2O4 bị phân li theo phương trình: N2O4 (k) Cho lượng N2O4 vào bình kín, ban đầu khơng chứa khí Khi phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng, áp suất bình P atm a) Thiết lập biểu thức tính Kp theo độ phân li α áp suất P b) Ở 27oC, phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng, áp suất bình atm hỗn hợp khí bình có tỉ khối so với hiđro 115/3 Tính số cân Kp c) Cho 69 gam N2O4 vào bình kín tích 44,8 L 27oC Tính tỉ khối hỗn hợp khí trạng thái cân so với hiđro Bài 19 Ở 27oC, phản ứng : N2O4(k) 2NO2(k) , có số cân Kp = 0,17 atm Tính thành phần phần trăm hỗn hợp khí áp suất chung hệ atm 10 atm 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 Từ kết thu rút kết luận ảnh hưởng áp suất nhiệt độ đến chuyển dịch cân ? Đồng thời liên hệ kết với ngun lí Lơ Sa-tơ-li-ê 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 Bài 20 Xét cân bằng: 2NO2(k) 2NO(k) + O2(k) (1) a) Hãy cho biết ảnh hưởng nhiệt độ áp suất đến chuyển dịch cân (1) b) Ở 800 K, áp suất atm, độ phân li NO2 0,55 Tính Kp, KC phản ứng (1) 800 K c) Để độ phân li NO2 0,90: - 800 K phải trì áp suất hỗn hợp phản ứng ? - áp suất atm phải thực phản ứng nhiệt độ ? Cho biết: (H 0ht , 298 ) NO 33,18 kJ/mol, (H 0ht , 298 ) NO 90,25 kJ.mol-1 thay đổi không đáng kể khoảng nhiệt độ nghiên cứu ... thành chuẩn NaBr: - 360,0 kJ.mol-1 - Nhiệt hóa Br2(l): 31 kJ.mol-1 - Nhiệt thăng hoa Na: 108,8 kJ.mol-1 - Năng lượng li? ?n kết Br-Br: 192,5 kJ.mol-1 b) Tính lượng mạng lưới tinh thể ion muối BaCl2... kết thu rút kết luận ảnh hưởng áp suất nhiệt độ đến chuyển dịch cân ? Đồng thời li? ?n hệ kết với ngun lí Lơ Sa-tơ -li- ê Cho biết chiều hướng chuyển dịch cân khi: - Giữ áp suất nhiệt độ hệ không... độ áp suất đến chuyển dịch cân (1) b) Ở 800 K, áp suất atm, độ phân li NO2 0,55 Tính Kp, KC phản ứng (1) 800 K c) Để độ phân li NO2 0,90: - 800 K phải trì áp suất hỗn hợp phản ứng ? - áp suất