TH CHƯƠNG 4: NGUYÊN LÝ I CỦA NHIỆT ĐỘNG HỌC − NHIỆT HÓA HỌC Câu 1: CH4(k) + 2O2(k) → CO2(k) + 2H2 O(k) o o o o ∆Hc(CH = ∆HPứ = ∑ ∆Hs(sp) − ∑ ∆Hs(tg) 4) o → −890,35 = −393,96 + (−285,85) − ∆Hs(CH ,k) o → ∆Hs(CH = −75,31 (kJ mol−1 ) ,k) Câu 2: ∆H3o = ∆os(CO2,k) ∆H4o = ∆os(H2O,l) ∆H3o = 2∆os(CO2,k) + 3∆os(H2O,l) − ∆os(C2H6 ,k) → −1559,837 = (−393,96) + (−285,85) − ∆os(C2 H6,k) → ∆os(C2 H6,k) = −85,573 (kJ mol−1 ) Lại có: ∆H1o = ∆os(C2 H6,k) − ∆os(C2H4 ,k) → −136,951 = −85,573 − ∆os(C2H4 ,k) → ∆os(C2 H4,k) = 51,318 (kJ mol−1 ) PTHH: C2 H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2 O o o ∆oc(C2H4 ,k) = ∑ ∆Hs(sp) − ∑ ∆Hs(tg) = ∆H3o + ∆H4o − ∆os(C2H4 ,k) → ∆oc(C2 H4,k) = (−393,96) + (−285,85) − 51,318 → ∆oc(C2 H4,k) = −1410,938 (kJ mol−1 ) Câu 3: 15 O → 6CO2(k) + 3H2 O(l) 2(k) 0,532 = = 6,82.10−3 (mol) 18 C6 H6(k) + nC6 H6 a) Điều kiện đẳng tích ∆U = − 22475,746 = −3295,316 (kJ mol−1 ) −3 6,82.10 b) ∆H = ∆U + ∆nRT TH = −3295,316 + (6 − 15 − 1) 8,314.10−3 298 = −3301,51,51 (kJ) Câu 4: a) 3Cgr + 3H2(k) → (CH2 )3(k) o o o ∆H298,s(xiclopropan) = ∆H298,c(tg) − ∆H298,c(sp) = (−393,513) + (−285,838) − (−2091,372) = 53,319 (kJ mol−1 ) o b) ∆o298(pứ đph) = ∆o298,s(propen) − ∆H298,s(xiclopropan) = 20,414 − 53,319 = −32,905 (kJ mol−1 ) Câu 5: o ∆H298 = −393,51 (kJ mol−1 ) ∆Cpo = [37,13 − (8,64 + 29,36)] 10−3 = −0,87.10−3 (kJ K −1 mol−1 ) 1500 1500 o o → ∆H1500 = ∆H298 + ∫ ∆Cpo dT = −393,51 + ∫ −0,87.10−3 dT 298 298 = −393,51 − 0,87.10−3 (1500 − 298) = −394,556 (kJ) CHƯƠNG 5: NGUYÊN LÝ II CỦA NHIỆT ĐỘNG HỌC − CHIỀU VÀ GIỚI HẠN TỰ DIỄN BIẾN CỦA QUÁ TRÌNH Câu 1: o a) ∆S298 = 304,3 − 2.240,45 = −176,6 ( J K −1 mol−1 ) < → Quá trình làm giảm Entropy o b) ∆H298 = 9,66 − 2.33,85 = −58,04 (kJ mol−1 ) o o o ∆G298 = ∆H298 − T ∆S298 = −58,04.103 − 298 (−176,6) = −5413,2 J < → Quá trình xảy theo chiều thuận c) Muốn phản ứng xảy theo chiều ngược lại ∶ o o o ∆G298 = ∆H298 − T ∆S298 >0 → −58,04.103 − T (−176,6) > TH → T > 328,65K Câu 2: o a) ∆S298 = 2.186,5 − (222,7 + 130,4) = 19,9 ( J K −1 mol−1 ) o ∆G298 = −184,42.10−3 − 298.19,9 = −190150,2 J b) ∆Cpo = 2.28 − (34,6 + 27,7) = −6,3 ( J K −1 mol−1 ) T o ∆HTo = ∆H298 + ∫ −6,3dt = −184,42.103 + (−6,3t)|T298 298 = −182542,6 − 6,3T CHƯƠNG 6: CÂN BẰNG HÓA HỌC − CÂN BẰNG PHA Câu 1: o a) ∆G298 = 51,84 − 86,96 = −35,12 (kJ mol−1 ) o ∆S298 = 240,45 − (210,62 + 205,03) = −72,685 ( J K −1 mol−1 ) o o → ∆H o = ∆G298 + T∆S298 = −35,12.103 + 298(−72,685) = −56780,13 J o ∆G298 = −RT ln K p(298) → −35,12 = −8,314.298 ln K p(298) → K p(298) = 1,43.106 K p(398) ∆H o 1 b) ln = − ( ) K p(298) 8,314 298 398 → K p(398) = 4,5.103 c) Phản ứng tăng nhiệt độ từ 298K → 398K, ta thấy K p(398) < K p(298) → chuyển dịch cân theo chiều nghịch Ở phần a ta có ∆H o < → phản ứng thuận tỏa nhiệt, phản ứng nghịch thu nhiệt → Khi tăng nhiệt độ, chuyển dịch cân chống lại tăng nhiệt độ → Chuyển dịch theo chiều nghịch Vậy kết tìm phù hợp với nguyên lí chuyển dịch cân d) ta có ∆n < 0, tức vế trái có nhiều khí vế phải hay từ trái sang phải áp suất giảm dần Vậy ta cần tăng áp suất để chuyển dịch cân theo chiều thuận TH Câu 2: a) ∆Ho = −201,2 − (−110,5) = −90,7 kJ o ∆G298 = −161,9 − (−137,3) = −24,6 kJ o ∆H o − ∆G298 ∆S = 103 = −222 ( J K −1 ) 298 o o b) ∆G298 = −RT ln K p(298) K p(298) = ∆Go 298 e−8,314.298 = −24,6.103 −8,314.298 e = 20518,4 K p(T) ∆H o 1 8.10−3 −90,7.103 1 ln = − ) → ln = − ) ( ( K p(298) R 298 T 20518,4 8,314 298 T → T = 499,26K c) CO(k) + 2H2(k) ↔ CH3 OH(k) bđ: pứ: 2,4 4,8 2,4 cb: 0,6 0,2 2,4 Kn = 2,4 = 100 0,6.0,22 P ∆n P −2 −3 K p = K n ( ) → 8.10 = 100 ( ) ∑n 3,2 → P = 358 atm Câu 3: a) 4560 mmHg → atm nNH3 = nHCl → PNH3 = PHCl = = atm K p(700) = 3.3 = o b) ∆G700 = −RT ln K p(700) = −8,314.700 ln = −12787,4 J mol−1 = −12,7874 kJ mol−1 c) 8360 mmHg → 11 atm PNH3 = PHCl = 11 = 5,5 atm TH K p(732) = 5,5.5,5 = 30,25 K p(732) ∆H o 1 30,25 ∆H o 1 ln = − = − ( ) → ln ( ) K p(700) 8,314 700 732 8,314 700 732 → ∆H o = 161387,2 J mol−1 = 161,3872 kJ mol−1 d) o ∆S700 o ∆H o − ∆G700 = = 248,8 J mol−1 700 Câu 4: −1 P ∆n 10,32 a) K p = K n ( ) = ( ) = 44798,83 ∑n 0,212 5,37 0,21 + 5,37 + 10,3 + 84,12 b) 2SO2 + O2 ↔ bđ: x 2SO3 y pứ: 10,3 5,15 10,3 cb: x − 10,3 y − 5,15 10,3 x − 10,3 = 0,21 x = 10,51 → { → { y − 5,15 = 5,37 y = 10,52 c) H = SO2 (pứ) 10,3 = = 98% SO2 (bđ) 10,51 d) 2SO2 + O2 ↔ 2SO3 bđ: 10,51 10,52 pứ: 2x x cb: 10,51 − 2x 10,52 − x 2x 2x −1 (2x)2 Kp = ( ) = 44798,83 (10,51 − 2x)2 (10,52 − x) 21,03 − x Giải phương trình ta nghiệm lấy nghiệm thỏa mãn 2x < 10,51 x = 5,2125 →H= 2.5,2125 = 99,19% 10,3 TH CHƯƠNG 7: DUNG DỊCH − DUNG DỊCH ĐIỆN LY Câu 1: CH3 COOH ↔ CH3 COO− + H+ bđ: 0,1 pứ: 1,32.10−3 1,32.10−3 1,32.10−3 cb: 0,09868 1,32.10−3 1,32.10−3 (1,32.10−3 )2 Kc = = 1,766.10−5 0,09868 CH3 COOH ↔ CH3 COO− + H+ bđ: x pứ: 0,9x 0,9x 0,9x cb: 0,1x 0,9x 0,9x (0,9x)2 → Kc = 0,1x → 1,766.10 −5 (0,9x)2 = 0,1x → x = 2,18.10−6 Câu 2: a) +) HNO3 0,1M > 3,16.10−7 → ta bỏ qua phân ly nước HNO3 → H + + NO− 0,1 0,1 0,1 pH = − lg 0,1 = +) HNO3 10−8 M < 3,16.10−7 → tính đến phân ly nước HNO3 → H + + NO− H2 O → H + + OH − − − Áp dụng bảo tồn điện tích: [H + ] = [NO− ] + [OH ] = Ca + [OH ] → [H + ] = Ca + K H2 O [H + ] → [H + ]2 = Ca [H + ] + K H2O TH → [H + ]2 − Ca [H + ] − K H2O = → [H + ]2 − 10−8 [H + ] − 10−14 = → [H + ] = 1,05.10−7 → pH = − lg(1,05.10−7 ) = 6,98 b) Làm tương tự phần a +) KOH 0,2M ∶ 13,3 +) KOH 10−8 M: 7,02 c) CH3 COO− + CH3 COONa ↔ 0,1 Na+ 0,1 CH3 COO− + H2 O ↔ CH3 COOH + OH − bđ: 0,1 pứ: x x x cb: 0,1 − x x x x2 10−14 Kb = = = 5,714.10−10 0,1 − x Ka → x = 7,559.10−6 → pH = 14 + lg x = 8,878 d) Làm tương tự phần c ∶ pH = 5,12 Câu 3: a) PbI2 ↔ Pb2+ + 2I − 1,5.10−3 b) 3.10−3 TT = [Pb2+ ] [I − ]2 = 1,5.10−3 (3.10−3 )2 = 1,35.10−8 c) Khi ta thêm KI [I− ] tăng → [Pb2+ ] giảm → Độ hòa tan giảm 1,5.10−3 3.10−3 d) ( + x) = 1,35.10−8 15 15 → x = 1,14.10−2 TH Câu 4: (NH4 )2 C2 O4 → 2NH4+ + C2 O2− 0,05 0,035 0,035 CaC2 O4 → Ca2+ + C2 O2− a a + 0,035 s = 3,8.10−9 → s = 6,164.10−5 → a(a + 0,035) = 3,8.10−9 → a = 1,086.10−7 s 6,164.10−5 → Đáp số = = = 567,6 ( lần ) a 1,086.10−7 Câu 5: a) Mg(OH)2 ↔ Mg 2+ + 2OH − s 2s s(2s)2 = 1,5.10−11 → s = 1,55.10−4 b) [OH − ] = 2s = 3,1.10−4 > 3,16.10−7 → bỏ qua phân ly nước → pH = 14 + lg[OH − ] = 10,49 c) MgSO4 → Mg 2+ + SO2− 0,2 0,2 0,2 → (s + 0,2) (2s)2 = 1,5.10−11 → s = 4,33.10−6 d) 0,002 = 0,001 0,2 [OH − ] = = 0,1 [Mg 2+ ] = → [Mg 2+ ][OH − ]2 = 10−5 > 1,5.10−11 → Có kết tủa TH Câu 6: Fe3+ + 3OH − ↔ Fe(OH)3 Để có kết tủa ∶ [Fe3+ ][OH − ]3 > 3,8.10−38 → [OH − ] >√ 3,8.10−38 3,8.10−38 =√ = 7,24.10−13 3+ [Fe ] 0,1 → pH > 1,86 CHƯƠNG 8: ĐỘNG HÓA HỌC Câu 1: 200−150 v200 = 2,5 10 ≈ 98 lần → v200 = 0,16p v150 80−150 v80 = 2,5 10 ≈ 1,63.10−3 lần → v200 = 9816p v150 Câu 2: T−20 T−20 v2 = 10 → 1024 = 10 v1 → T = 120℃ Câu 3: Phương trình Arrhenius: ln v = −Ea + ln β RT Ở phản ứng nên số ln β không thay đổi → ln v5℃ − ln v30℃ = → ln → −Ea −Ea − R(5 + 273) R(30 + 273) v5℃ = 1,537 v30℃ v5℃ = e1,537 = 4,649 v30℃ Câu 4: v2 1 (Ea2 − Ea1 ) = − (8,368 − 75,312) 103 = 27,481 =− v1 RT 8,314 (20 + 273) v2 → = e27,481 = 8,61.1011 v1 ln TH Câu 5: ln = kt → k = ln ln ln (năm−1 ) = t 80 C0 C0 ln = kt → ln = t C 0,01% C0 80 → t = ln 10000 ÷ ln = 298,97 (năm) 80 Câu 6: a) có k đơn vị s−1 → phản ứng bậc b) ln = 1,75.10−5 t1/2 → t1/2 = 40229,25 (s) c) ln k −Ea −Ea = − k1 RT2 RT1 → ln k Ea 1 = ( − ) k1 R T1 T2 2,4.10−3 Ea 1 → ln = − ( ) 1,72.10−5 8,314 25 + 273 65 + 273 → Ea = 103386 J Câu 7: T2 −T1 k2 = γ 10 k1 1,32.10−3 → = γ5,6 → γ = 4,73 2,19.10−7 CHƯƠNG 9: ĐIỆN HÓA HỌC Câu 1: Dễ thấy ∶ 0,442 = 0,779 − 0,337 → Cực Ag bên phải, cực Cu bên trái Cu | Cu(NO3 )2 1M || AgNO3 1M | Ag PT: Cu + 2Ag + → Cu2+ + 2Ag TH Câu 2: E = Ep − Et → 0,309 = − ENi2+/Ni → ENi2+/Ni = −0,309 V o ENi2+/Ni = ENi 2+ /Ni + 0,059 lg 0,01 o → ENi 2+ /Ni = −0,25 V Câu 3: VP: 2H3 O+ + 2e ↔ H2 + H2 O VT: o Ep = EH + /H + Et = o EH + /H 0,059 lg 12 0,059 [H + ]2 + lg PH2 E = Ep − Et → 0,1998 = −0,059 lg[H + ] → [H + ] = 4,1.10−4 → Ka = (4,1.10−4 )2 = 1,76.10−5 −4 0,01 − 4,1.10 Câu 4: Ag SO4 ↔ 2Ag + + SO2− x x −Phân tích giống − 0,109 = 0,059 lg x x → x = x = 1,1453.10−5 Câu 5: o o a) có ESn 4+ /Sn2+ < EFe3+ /Fe2+ Sn4+ Sn2+ Fe3+ ∶ Áp dụng quy tắc alpha → Phản ứng xảy theo chiều nghịch Fe2+ TH o o o o b) E0 = Eoxh − Ekhử = ESn 4+ /Sn2+ − EFe3+ /Fe2+ = 0,15 − 0,77 = −0,62 → ∆Go = −nE o F = −2 (−0,62) 96500 = 119660 J nE o (−0,62) lg k = = → k = 9,6.10−22 0,059 0,059 Câu 6: a) Fe2+ Fe3+ Fe ∆G3o = ∆G1o + ∆G2o o o o → −3EFe 3+ /Fe F = −1EFe3+ /Fe2+ F − 2EFe2+ /Fe F o → EFe 3+ /Fe = (−0,44) + 0,771 = −0,0363 V b) 2Fe3+ + 2e ↔ 2Fe2+ Fe ↔ Fe2+ + 2e o o o o → E o = Eoxh − Ekhử = EFe 3+ /Fe2+ − EFe2+ /Fe = 0,771 + 0,44 = 1,211 n E o 2.1,211 → lg k = = → k = 1,124.1041 0,059 0,059 +) Điều kiện tổng hợp FeSO4 7H2 O cách cho phoi bào sắt tác dụng với H2 SO4 loãng tức làm cho Fe2+ tồn bền hay phản ứng xảy theo chiều thuận → Cho dư phoi bào Fe TH Câu 7: [Fe2+ ] = 0,025M [Fe3+ ] = 0,25M [Ag + ] = 0,3M EAg+/Ag = 0,8 + 0,059 lg 0,3 = 0,77 V EFe3+/Fe2+ = 0,771 + 0,059 lg 0,25 = 0,83 0,025 Ta có ∶ 0,77 − 0,83 = −0,06 < PT: Fe3+ + Ag → Fe2+ + Ag + (bạc vụn) Phương trình cân ∆G = hay E = → EAg+/Ag = EFe3+/Fe2+ → 0,8 + 0,059 lg(0,3 + x) = 0,771 + 0,059 lg → phản ứng: x = 0,098M 0,25 − x 0,025 + x ... ∆HTo = ∆H298 + ∫ −6,3dt = −184,42.103 + (−6,3t)|T298 298 = −182542,6 − 6,3T CHƯƠNG 6: CÂN BẰNG HÓA HỌC − CÂN BẰNG PHA Câu 1: o a) ∆G298 = 51,84 − 86,96 = −35,12 (kJ mol−1 ) o ∆S298 = 240,45 −... cb: 10,51 − 2x 10,52 − x 2x 2x −1 (2x)2 Kp = ( ) = 44798,83 (10,51 − 2x)2 (10,52 − x) 21,03 − x Giải phương trình ta nghiệm lấy nghiệm thỏa mãn 2x < 10,51 x = 5,2125 →H= 2.5,2125 = 99,19% 10,3... 3,8.10−38 → [OH − ] >√ 3,8.10−38 3,8.10−38 =√ = 7,24.10−13 3+ [Fe ] 0,1 → pH > 1,86 CHƯƠNG 8: ĐỘNG HÓA HỌC Câu 1: 200−150 v200 = 2,5 10 ≈ 98 lần → v200 = 0,16p v150 80−150 v80 = 2,5 10 ≈ 1,63.10−3