b. Cho cõn bằng a A(k) + b B(k) c C(k) + d D(k)Hĩy lập biểu thức liờn hệ giữa Kc và Kp Hĩy lập biểu thức liờn hệ giữa Kc và Kp
c. Lấy cựng mẫu kẽm hũa tan hết trong dung dịch axit HCl ở mỗi lần thớ nghiệm ứng với nhiệt độ và thời gian phản ứng sau: ứng với nhiệt độ và thời gian phản ứng sau:
Thớ nghiệm Nhiệt độ(0
C) Thời gian phản ứng (phỳt)
1 20 27
2 40 3
3 55 ?
Hĩy tớnh thời gian phản ứng của thớ nghiệm 3
Đỏp số : t3 = 34,64 giõy
Cõu 23 : Tớnh năng lượng liờn kết trong bỡnh C – H và C – C từ cỏc kết quả thực
hiện nghiệm sau :
- Nhiệt đốt chỏy CH4 = - 801,7 kJ/mol - Nhiệt đốt chỏy C2H6 = - 1412,7 kJ/mol - Nhiệt đốt chỏy Hiđrụ = - 241,5 kJ/mol
- Nhiệt đốt chỏy than chỡ = - 393,4 kJ/mol - Nhiệt húa hơi than chỡ = 715 kJ/mol
- Năng lượng liờn kết H – H = 431,5 kJ/mol Cỏc kết quả đều đo được ở 2980
k và 1atm
Đỏp số : 1652, 7 413,175 / 4
CH kJ mol
C C 344, 05kJ mol/
Cõu 24:Tỡm nhiệt tạo thành tiờu chuẩn của Ca3(PO4)2 tinh thể biết :
-12 gam Ca chỏy toả 45,57 kcal - 6,2 gam P chỏy toả 37,00 kcal
- 168 gam CaO t ỏc dụng với 142 gam P2O5 toả 160,50 kcal Hiệu ứng nhiệt đo trong điều kiện đẳng ỏp
Cho Ca=40;P=31;O=16
Đỏp số : H= -986,2Kcal
Cõu 25. Cho năng lượng liờn kết của:
N - H O = O N N H - O N - O
kJ/mol 389 493 942 460 627
Phản ứng nào dễ xảy ra hơn trong 2 phản ứng sau ?
2NH3 + 3/2 O2 N2 + 3 H2O (1) 2NH3 + 5/2 O2 2NO + 3H2O (2)
Đỏp số : Phản ứng (1) cú H õm hơn nờn pư (1) dễ xảy ra hơn. Cõu 26. Tại 250C, phản ứng:
CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O cú hằng số cõn bằng K = 4
Ban đầu người ta trộn 1,0 mol C2H5OH với 0,6 mol CH3COOH. Tớnh số mol este thu được khi phản ứng đạt tới trạng thỏi cõn bằng.
Đỏp số: Số mol este thu được khi phản ứng đạt tới trạng thỏi cõn bằng = 0,4855 Cõu 27. Tại 4000C, P = 10atm phản ứng N2(k) + 3H2(k) 2NH3 (k) cú Kp =
1,64 104
.
Tỡm % thể tớch NH3 ở trạng thỏi cõn bằng, giả thiết lỳc đầu N2(k) và H2(k) cú tỉ lệ số mol theo đỳng hệ số của phương trỡnh.
Đỏp số : 3,84%
Cõu 15: Với phương trỡnh phản ứng:
CH4 (khớ) + H2O (khớ) ⇋ CO ( khớ) + 3H2 ( khớ)
Cho biết những giỏ trị của biến thiờn entanpi chuẩn và biến thiờn entropi chuẩn ở 3000 K và 12000K như sau: H0 300 = - 41,16 kJ/mol; H0 1200 = -32,93kJ/mol; S0300 = - 42,4J/K.mol; S0 1200 = -29,6J/K.mol a) Hỏi phản ứng tự diễn biến sẽ theo chiều nào ở 3000
K và 12000K b) Tớnh hằng số cõn bằng của phản ứng ở 3000
K
Đỏp số :
a) G0300 0, phản ứng đĩ cho tự xảy ra ở 3000K theo chiều từ trỏi sang phải. G01200 > 0, phản ứng tự diễn biến theo chiều ngược lại ở 12000 G01200 > 0, phản ứng tự diễn biến theo chiều ngược lại ở 12000
K b) K = 10 4,95
Tớnh hiệu ứng nhiệt
Cõu 1: Phản ứng giữa H2 và Cl2 là phản ứng tỏa nhiệt hay phản ứng thu nhiệt . Cho biết năng lượng liờn kết của H2 , Cl2 và HCl lần lượt là :
2H H E = 435,9 kJ/mol , 2 Cl E = 242,4 kJ/mol , EHCl = 432 kJ/mol . Đỏp số : H= 2 H E + 2 Cl E -EHCl= 435,9+242,4-432=246,3 kJ/mol .Phản ứng thu nhiệt
Cõu 2: Cho khớ HI vào bỡnh kớnh rồi đun núng đến nhiệt độ xỏc định thỡ xảy ra
phản ứng sau :
2HI(k) H2 (k) + I2 (k) H = +52kJ. Tớnh năng lượng liờn kết H-I . Biết rằng năng lượng liờn kết 2 H E = 439,5 kJ/mol và 2 H E = 151 kJ/mol . Đỏp số : Ta cú :H=2EHI –( 2 H E + 2 EI ) Suy ra EHI= 2 2 2 I H H E E = (52+439,5+151)/2=321,25 kJ Cõu 3:
Tớnh hiệu ứng nhiệt của phản ứng sau (cỏc chất đều ở pha khớ )và nờu ý nghĩa húa học của kết quả tỡm được :
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 0
,
t xt
benzen + 3H2 Cho năng lượng liờn kết :
27 Trong benzen : C-H : 420,9 kJ/mol C-C (trung bỡnh ) : 486,6 kJ/mol Trong H2 : H-H : 430,5 kJ/mol ĐS: 697,4 kJ/mol
Đỏp số :
H=(14EC-H + 5EC-C)-(6EC-H benzen + 6EC-C benzen+ 3EH-H)=697,4 kJ
í nghĩa H >0 cú nghĩa là phản ứng thu nhiệt ,như vậy kết quả tớnh hồn tồn phự hợp với thực tế ,vỡ sự chuyển húa hexan thành benzen là chuyễn từ trạng thỏi bền sang trạng thỏi kộm bền hơn nờn cần phải cung cấp năng lượng để giải phúng cỏc liờn kết ban đầu
Cõu 4: Tớnh nhiệt hỡnh thành của khớ CO từ cỏc dữ kiện thực nghiệm sau :
a>Cthan chỡ + O2(k) CO2(k) 0 298
H
= -94,05 kcal b>2CO(k) + O2(k) 2CO2(k) ; 0
298
H
= -135,28 kcal
Kết quả này cú phự hợp với cụng thức cấu tạo của CO là C=O khụng ? Giải thớch ?Biết :
+Nhiệt thăng hoa của than chỡ là 170 kcal/mol
+Năng lượng liờn kết E (O=O) trong oxi là 118 kcal/mol +Năng lượng liờn kết E(C=O) trong CO là 168 kcal/mol
Đỏp số : 61 kcal/mol
Cõu 5: Cho phương trỡnh phản ứng nhiệt húa học :
C3H6(k) + 9
2O2(kk) 3CO2 (k) + 3H2O (l) 0 298 H =-2061kJ/mol Tớnh 0 298 H
cho phản ứng : 9CO2(k) + 9H2O(l) 3C3H6(k) + 13,5 O2(k)
ĐS:6183kJ
Cõu 6: Từ cỏc dữ kiện nhiệt húa học sau đõy :
KClO3 t0 KCl + 3
2O2 0
298
H
=-49,4kJ/mol KClO4 t0 KCl + 2O2
0 298 H = 33kJ/mol Hĩy tớnh 0 298 H
của phản ứng : 4KClO3 3KClO4 + KCl ĐS: -296,6kJ
Cõu 7: Cho phương trỡnh phản ứng nhiệt húa học :
H2(k) + 1 2O2(k) H2O(l) 0 298 H =-68,3kcal CaO(r) + H2O (l) Ca2+(dd) + 2OH-(dd) 0 298 H = -19,5kcal Ca(r) + 2H2O (l) Ca2+(dd) + 2OH-(dd) + H2(k) 0
298
H
= -109kcal Tớnh nhiệt của phản ứng : Ca(r) + 1
2 O2(k) CaO(r) ĐS: -157,8kcal
Cõu 8: Tớnh nhiệt tạo thành H2SO4 (l) từ cỏc đơn chất tương ứng biết :
S(r) + O2(k) SO2(k) ; 0 298 H = -296,6128kJ SO2(k) + 1 2O2(k) SO3(k) 0 298 H =-98,1882 kJ
SO3(k) + H2O (l) H2SO4(l) 0 298 H = -130,1652 kJ H2(k) + 1 2O2(k) H2O (l) 0 298 H =-285,5776 kJ ĐS:-810,5438 kJ
Cõu 9 :Cho cỏc phương trỡnh nhiệt húa học sau đõy:
(1) 2 ClO2 (k) + O3 (k) → Cl2O7 (k) ΔH0 = - 75,7 kJ (2) O3 (k) → O 2 (k) + O (k) ΔH0
(3) 2 ClO3 (k) + O (k) → Cl2O7 (k) ΔH0 = -278 kJ (4) O2 (k) → 2 O (k) ΔH0 = 498,3 kJ. k: kớ hiệu chất khớ.
Hĩy xỏc định nhiệt của phản ứng sau:
(5) ClO2 (k) + O (k) → ClO3 (k). ĐS: -201,3 kJ
Cõu 10: Cho cỏc dữ kiện sau :
C2H4 + H2 C2H6 Ha=-136,951kJ/mol C2H6 + 7
2O2 2CO2 + 3H2O Hb=-1559,837 kJ/mol C + O2 CO2 Hc=-393,514 kJ/mol
H2 + 1
2 O2 H2O Hd=-285,838kJ/mol
Hĩy xỏc định : Nhiệt hỡnh thành của etylen C2H4 ĐS: 53,611kJ/mol
Cõu 11: Cho cỏc số liệu nhiệt động của một số phản ứng sau ở 298oK :
2NH3 + 3N2O 4N2 + 3H2O H1 = -1011 kJ/mol
N2O + 3H2 N2H4 + H2O H2 = -317 kJ/mol 2NH3 + 1
2O2 N2H4 + H2O H3 = -143 kJ/mol H2 + 1
2O2 H2O H4 = -286 kJ/mol
Hĩy tớnh nhiệt tạo thành của N2H4 , N2O và NH3
Đỏp số : 2 4 0 N H H =203 50, 75 4 kJ/mol 2 0 81, 75 / N O H kJ mol 3 0 46,125 / NH H kJ mol
Bài tập pin điện húa :
Cõu 1. Ở 250
C, một pin điện húa gồm 2 điện cực: Điện cực catot là một cực Ag kim loại nhỳng vào dung dịch AgNO3 0,02 M, điện cực anot là một cực Cu kim loại nhỳng vào dung dịch Cu(NO3)2 0,02 M, cỏc cực đú nối với nhau bằng một cầu muối bĩo hũa KNO3 trong aga-aga
a. Tớnh sức điện động của pin điện húa đú. Biết thế điện cực tiờu chuẩn E0(Cu2+/Cu) = +0,337 V; E0(Ag+/Ag) = +0,7994 V.
b. Khi nối 2 điện cực bằng một dõy dẫn qua điện kế thỡ kim điện kế chỉ chiều dũng điện như thế nào? Khi kim điện kế chỉ về vạch số 0, tức là dũng điện trong mạch bị ngắt thỡ nồng độ của Cu2+
và Ag+ trong mỗi điện cực là bao nhiờu?
Đỏp ỏn :
a. E = 0,4123 V.
b. [Cu2+] = 0,03 M [Ag+] = 2,52.10-9 M.
Cõu 2: Cho cốc thủy tinh thứ nhất chứa dung dịch hỗn hợp KMnO4 0,02M ,
MnSO4 0,005M và H2SO4 0,5M. Cốc thứ hai chứa dung dịch hỗn hợp FeSO4 0,15M và Fe2(SO4)3 0,0015M .Đặt điện cực platin vào mỗi cốc và nối 2 cốc với nhau bằng cầu muối .Nối cỏc điện cực với nhau bằng vụn kế ,Giả thiết rằng H2SO4 điện li hồn tồn và thể tớch dung dịch trong mỗi cốc bằng nhau . Cho
E0Fe3+/Fe2+=0,771V và E0MnO4-,H+/Mn2+=1,51V
29 b) Tớnh hệ số cõn bằng và thế mỗi điện cực khi cõn bằng
Đỏp ỏn : a)EFe= 3+ 2+ 3+ 0 2+ Fe /Fe 0, 059 [Fe ] 0, 03 E + lg = 0, 771+ 0, 059.lg = 0, 671V 1 [Fe ] 0,15 EMn= - 2+ 4 - + 8 8 0 4 2+ MnO /Mn [MnO ].[H ] 0, 059 0, 059 0, 02.1 E + lg = 1,51+ .lg = 1,52 V 5 [Mn ] 5 0, 005 b)Kcb= 0 . 62,63 0,059 10 10 n E EMn=EFe=0, 79V
Cõu 3: Tớnh nồng độ ban đầu của HSO4- (Ka=10-2) biết giỏ trị sức điện động của pin sau ờ 250
C là 0,824V
Pt/I-(0,1M),I3-(0,02M)//MnO4- (0,05M),Mn2+(0,01M),HSO4-(CM)/Pt Cho biết E0
MnO4-/Mn2+= 1,51V và E0 I3-/I-=0,5355V
Đỏp ỏn C= 0,334 M Cõu 4: Cho pin : H2 (Pt),
2
H
P =1 atm/H+(1M)// MnO4-(1M),Mn2+(1M),H+(1M)/Pt Biết rằng suất điện động của pin ở 250
C là 1,5V
a)Hĩy cho biết phản ứng qui ước ,phản ứng thực tế xảy ra trong pin và xỏc định 2 4 0 / MnO Mn E
b)Sức điện động của pin thay đổi ra sao (xột ảnh hưởng định tớnh) nếu: + Thờm ớt NaHCO3 vào nửa trỏi của pin?
+Thờm ớt FeSO4 vào nửa phải của pin?
+Thờm ớt CH3COONa vào nửa phải của pin ?
Đỏp ỏn :
a)Vỡ suất điện động của pin là 1,51 V>0 ,cực Pt bờn phải là catot , cực hiđro (bờn trỏi) là anot .Do đú phản ứng thực tế xảy ra trong pin sẽ trựng với phản ứng qui ước E0pin =E0+ - E0-= - 2+ + - 2+ 4 2 4 0 0 0 MnO /Mn 2H /H MnO /Mn E - E = E = 1,51V
b) +Nếu thờm NaHCO3 vào nửa trỏi : Epin tăng +Thờm FeSO4 vào nửa phải Epin giảm +Nếu thờm ớt CH3COONa vào nửa phải Epin giảm
Cõu 5:
2.a.Viết sơ đồ pin được ghộp bởi hai cặp Fe3+/Fe2+ và Sn4+/Sn2+ ở điều kiện chuẩn(pH=0). Tớnh sức điện động của pin ,Cho biết 3 2 4 2
0 0
/ 0,77 ; / 0,14
Fe Fe Sn Sn
E V E V
b.Nếu cho thờm một ớt KSCN vào dung dịch phớa catot của pin thỡ sức điện động sẽ tăng hay giảm, tại sao ?
c.Nếu thờm vài giọt dung dịch I2 vào dung dịch phớa anot của pin thỡ sức điện động của pin sẽ thay đổi ra sao ? Giải thớch ?
3.Tớnh nồng độ ban đầu của HSO4-, biết rằng khi đo sức điện động của pin sau: Pt| I- 0,1M, I3- 0,02M|| MnO4- 0,05M, Mn2+ 0,01M,HSO4- CM| Pt ở 250C được giỏ trị 0,824 V Cho 2 4 3 0 0 / 1,51 ; / 3 0,5355 MnO Mn I I E V E V; hằng số axit 4 2 10 HSO K
Cõu 6: Cho thế điện cực chuẩn của cỏc cặp oxi hoỏ khử sau: UO22+/U4+ = 0,42V; Fe3+/ Fe2+ = 0,77V.
1/ Hĩy viết sơ đồ của một pin điện ở 2980K và chỉ rừ dấu của từng điện cực khi nồng độ (mol/lớt) của cỏc ion ở từng điện cực là: UO22+
= 0,015 ; U4+ = 0,200 ; H+ = 0,030 và Fe3+ = 0,010; Fe2+ = 0,025 ; H+ = 0,500
2/ Khi pin ngừng hoạt động thỡ nồng độ của cỏc ion là bao nhiờu? (coi thể tớch dung dịch khụng thay đổi).
1) 3 2/Fe /Fe Fe E dương hơn 2 4 2 / UO E U nờn bờn 2 4 2 / UO E U là cực õm và bờn 3 2 /Fe Fe E là cực dương
2)Fe2+ = 0,035M, UO22+ = 0,02M, U4+ = 0,195M H+ = 0,05M (tại cực trỏi) H+ = 0,5M (tại cực phải)
Bài tập liờn quan đến bậc phản ứng
Cõu 1: Ở 3260C , Buta-1,3-đien đime hoỏ theo phương trỡnh: 2C4H6 (k) C8H12(k)
Trong một thớ nghiệm, ỏp suất ban đầu của C4H6 là 632 torr ở 3260C. Xỏc định bậc của phản ứng và hằng số tốc độ của phản ứng đú theo số liệu sau:
t(ph) 0 3,25 12,18 24,55 42,5 68,05
P(torr) 632 618,5 584,2 546,8 509,3 474,6
ĐS: Phản ứng bậc 2
K = 2,306.10-5 (phỳt-1.torr-1)
Cõu 2: Sự phõn huỷ etan ở nhiệt độ cao xảy ra theo phương trỡnh:
C2H6 C2H4 + H2
Và tũn theo phương trỡnh động học một chiều bậc nhất
1) Tại 5070C, 11/2 = 3000 (s). Khi C2H6 phõn huỷ hết Phệ = 1000 mmHg. Tớnh kp và P0C2H6 ?
2) Nhiệt độ phản ứng tăng thờm 200C , tốc độ phản ứng tăng gấp đụi. Tớnh t1/2 của phản ứng ở nhiệt độ này và E0a của phản ứng.
ĐS: 1) kP = 2,31.10-4
(s-1) ; P0 = 500 (mmHg) 2)t1/2 = 1500 s; E0a = 179,8 (kJ/mol)
Cõu 3: Sự thuỷ phõn 1 este trong mụi trường kiềm ở 250C xảy ra theo phương trỡnh phản ứng:
RCOO R’ + NaOH RCOONa + R’OH
thực nghiệm cho thấy tốc độ phản ứng tăng gấp đụi khi nồng độ NaOH tăng 2 lần. Đối với sự tăng gấp đụi nồng độ este cũng thu được kết quả như vậy.
a) Cho biết bậc riờng phần đối với mỗi chất và bậc tồn phần của phản ứng b) Tan 0,01 mol xỳt và 0,01 mol este vào 1 lit nước (bỏ qua sự biến thiờn thể
tớch khi pha chế) Sau 200 phỳt cú 60% este bị thuỷ phõn. Tớnh k, t1/2, E0a của phản ứng. Biết hệ số nhiệt độ của phản ứng
ĐS: a) phản ứng bậc 2
b) k = 0,75 l.mol-1. phỳt-1 t1/2 = 133,33 phỳt E0a = 1,2128 (kJ/mol)
Cõu 4: Phản ứng phõn huỷ axeton ở 3000C xảy ra theo sơ đồ CH3COCH3 CH4 + CO + H2
Nồng độ CH3COCH3 thay đổi theo thời gian như sau
t(phỳt) 0 6,5 13,0 19,9 C (M) 8,31 7,04 5,97 4,93
1) Hĩy chứng tỏ đú là phản ứng bậc nhất, tớnh hằng số tốc độ của phản ứng 2) Tớnh thời gian nửa phản ứng
31
Cõu 5 : Cho phản ứng 2N2O5 4NO2 + O2 cú hằng số tốc độ k = 1,8.10-5 (s-1). Tại thời điểm khảo sỏt ỏp suất riờng phần của N2O5 đo được bằng 0,5 atm
1. Tớnh v của phản ứng trờn tại thời điểm khảo sỏt 2. Tớnh tốc độ tiờu thụ N2O5, hỡnh thành NO2, O2
ĐS: 1) Phản ứng bậc nhất; v = 9.10-6
(atm.s-1) 2)vN2O5 = 2 vp/u; vNO2 = 4 vp/u; vO2 = vp/u
Cõu 6: Phản ứng HCHO + H2O2 HCOOH + H2O cú bậc động học bằng 2 1. Nếu trộn cỏc thể tớch bằng nhau của dd H2O2 và HCHO cựng nồng độ 1M ở
333,2K thỡ sau 2 h nồng độ axit HCOOH bằng 0,215M. Tớnh hằng số tốc độ của phản ứng
2. Nếu trộn 1 thể tớch dd HCHO với 2 thể tớch dung dịch H2O2 cú cựng nồng độ 1M tại nhiệt độ trờn thỡ sau bao lõu HCHO phản ứng hết 90%
3. Để xỏc định năng lượng hoạt hoỏ của phản ứng đĩ cho, người ta tiến hành thớ nghiệm như ở 1, tại 343,2K. Sau 1,33 giờ nồng độ HCHO giảm 1 nửa. Hĩy tớnh năng lượng hoạt hoỏ của phản ứng theo kJ/mol
ĐS: 1) k = 0,754 (M-1
.h-1) 2) t = 6,783 h 3) Ea = 65,3946 kJ/mol