III. HÓA THẾ (THẾ HÓA HỌC) 1 Ðịnh nghĩa hóa thế
b. Khí lý tưởng ở trạng thái hỗn hợp
BÀI TẬP CHƯƠNG 2 VÀ 3 Câu 1 Các anh chị nghĩ sao về những câu sau đây:
Câu 1. Các anh chị nghĩ sao về những câu sau đây:
a). đều đúng trong tất cả mọi biến đổi. b). đều đúng trong tất cả mọi biến đổi.
Câu 2. Tính q, ứng với sự bốc hơi của một mol toluen ở 110oC dưới áp suất 1atm.
Cho biết: nhiệt bốc hơi của toluen trong điều kiện thí nghiệm trên là nhiệt độ sôi của toluen là 110oC,
coi hơi toluen là khí lý tưởng và lấy C = 12; H = 1
Câu 3. Dự đoán dấu của (S trong những biến đổi sau đây:
a) NO(k) + O2(k) -> NO2(k) b) C2H4(k) + HCl(k) -> C2H5Cl(k) c) N2(k) + 3H2(k) -> 2NH3(k) d) CaCO3(r) -> CO2(k) + CaO(r) e) 2CuO(r) + C(r) -> 2Cu(r) + CO2(k) f) Ca(r) + O2(k) -> CaO(r)
Câu 4. Một mol khí lý tưởng giãn đẳng nhiệt và thuận nghịch từ thể tích đến
Câu 5. Một mol khí lý tưởng được mang từ trạng thái (22,4l; 273 K) đến trạng thái
(2atm; 303 K). Tính của biến đổi trên.
Câu 6. Tính khi cho một lượng khí argon ở 25oC, 1atm có thể tích 500cm3 giãn nở
đến 1000 cm3 đồng thời đốt nóng đến 100oC .
a) Ca(r) + O2(k) -> CaO(r) b) CaCO3(r) -> CaO(r) + CO2(k) c) NO(k) + O2(k) -> NO2(k) Cho biết: Câu 8. a) Tính cho phản ứng: H2O(k) + CO(k) -> H2(k) + CO2(k)
b) Nếu xem các khí trên như khí lý tưởng, tính c) Biện luận sự khả thực hiện của phản ứng.
Câu 9. Giải thích dấu của trong các biến đổi sau:
a) H2O(l, - 10oC, 1atm) -> H2O(r, - 10oC, 1atm) b) H2O(l, 100oC, 1atm) -> H2O(h, 100oC, 1atm)
Câu 10. Tính q, và 1atm. Cho biết
Câu 11. Tính cho biến đổi:
CH3OH(l, 64oC; 1atm) -> CH3OH (h, 64oC; 0,5 atm)
Biết rằng nhiệt độ sôi của CH3OH là 64oC và nhiệt bốc hơi của CH3OH ở 64oC, 1atm là
Coi hơi CH3OH như khí lý tưởng.
Câu 12. Xem phản ứng:
CaCO3 (r) -> CaO (r) + CO2 (k) a) Tính biến đổi
b) Phản ứng trên có thực hiện được ở 25oC hay khơng?
c) Tại sao phản ứng này có thể thực hiện được ở nhiệt độ cao?
d) Giả sử khơng đổi theo nhiệt độ, phỏng tính nhiệt độ thấp nhất mà phản ứng có thể thực hiện được.
e) Kết quả tính được có phù hợp với điều kiện thực nghiệm chế tạo vôi sống hay không? Cho biết:
Câu 13. Dự đoán dấu của trong các q trình sau, có giải thích: a) O2(k; 25oC; 1atm) -> O2(k; 25oC; 0,1atm) b) NH4Cl(r) -> NH3(k) + HCl(k) c) CO(k) + H2O(h) -> CO2(k) + H2(k) d) CH4(k) + 2O2(k) -> CO2(k) + 2H2O(h) e) CH4(k) + 2O2(k) -> CO2(k) + 2H2O(l) f) N2(k)(25oC; 1atm) -> N2(k)(0oC; 1atm) g) N2(k)(25oC; 1atm) -> N2(k)(25oC; 2atm) h) 2H2(k) + O2(k) -> 2H2O(h)
Câu 14. Dự đoán entropi của các hệ sau đây sẽ tăng hay giảm khi các quá trình vật lý xảy ra ở điều kiện nhiệt độ và áp suất không đổi:
a) Benzen lỏng đông đặc thành benzen rắn. b) Benzen lỏng bay hơi.
c) Pentan, một chất lỏng, được hòa tan trong hexan, cũng là một chất lỏng.
Câu 15. Hãy chỉ rõ chất nào trong các chất dưới đây có trị số entropi mol chuẩn thức
0
298 K cao hơn. Giải thích: a) Ca(r) và Mg(r)
b) H2O(k) và H2S(k) c) PCl3(k) và PCl5(k) d) Cl2(k) và F2(k)
e) Br2(l) và I2(r)
Câu 16. a) Thù hình (đa hình) là gì?
Các dữ kiện về hai chất thù hình của phosphor sau:
b) Dạng thù hình nào bền hơn?
c) Dạng thù hình nào hiện diện nhiều hơn? Giải thích.
Câu 17. Hidrazin, , được dùng làm nhiên liệu cho hỏa tiễn. Hidrazin lỏng có
a) Hidrzin có thể điều chế theo phản ứng sau đây hay khơng:
Giải thích.
b) Dựa vào số liệu sau, tính tốn để khẳng định câu trả lời trên:
Câu 18. Phản ứng của NO2 với nước, để tạo acid nitric, góp phần tạo mưa acid.
3NO2(k) + H2O(l) -> 2HNO3 (dd) + NO(k)
Tính của phản ứng này ở 25oC. Phản ứng có xảy ra được ở điều kiện chuẩn thức hay không? Cho:
Câu 19. Các đồng vị của Uranium thường được tách ra bằng cách dùng hiện tượng rò rĩ
(effusion) của được dùng trong lò phản ứng hạt nhân cũng như để chế tạo bom nguyên tử. chiếm 99,28% về số nguyên tử trong tự nhiên. Hơi có vận tốc rị rĩ lớn hơn hơi
lần. Sự rò rĩ này xảy ra tự nhiên mặc dù biến đổi entalpi của quá trình này gần bằng khơng. Dấu của biến đổi entropi của quá trình này phải như thế nào?
Câu 20. Người ta nói trong một biến đổi tự nhiên luôn luôn dương và nếu biến đổi
thuận nghịch thì =0. Ðiều này có đúng khơng?
Người ta đem 1 mol nước lỏng và biến nó thành nước đá một cách thuận nghịch ở 0oC, 1atm.
Biết rằng nhiệt phóng thích là 1436 cal, tính .
Câu 21. Trong một hệ không cô lập và giả sử điều kiện lý tưởng được thỏa.
a) Tính trong một biến đổi đẳng nhiệt và thuận nghịch, giả sử có sự giãn từ thể tích V1 đến V2.
b) Tính trong một biến đổi đẳng nhiệt và bất thuận nghịch có trạng thái đầu và trạng thái cuối giống như ở câu (a)
c) Tính trong một biến đổi theo một chu trình kín.
Câu 22. Phản ứng: xảy ra với như thế nào?
Dựa trên , ta có quyền kết luận phản ứng không xảy ra được hay không?
Câu 23. Về phương diện năng lượng tự do, tìm một hệ thức tương đương với các sự kiện ghi sau đây:
a) Nước lỏng sôi ở 100oC dưới áp suất 1atm.
b) Ciclohexan dạng ghế bền hơn Ciclohexan dạng tàu . c) Vàng có nhiệt độ nóng chảy cao hơn bạc.
Câu 24. Cho biết những câu sau đây đúng hay sai và giải thích:
a) Sự giãn nở khí lý tưởng đẳng nhiệt trong chân không là một biến đổi đoạn nhiệt. b) Sự biến đổi trên (giản nở khí lý tưởng đẳng nhiệt trong chân khơng) đi kèm với . c) Entropi của khí lý tưởng không tùy thuộc vào áp suất.
Câu 25. Xem phản ứng:
C + O2 -> CO2 (I) 2C + O2 -> 2CO (II) 2Zn + O2 -> 2ZnO (III)
b) Phản ứng nào xảy ra với sự biến đổi entropi nhiều nhất?
2) a) Có thể kết luận như thế nào về hai phản ứng (I), (II) ở nhiệt độ thấp? b) Trả lời câu hỏi tương tự nhưng ở nhiệt độ cao?
c) Có thể kết luận như thế nào về ái lực của C và Zn đối với O2 ở nhiệt độ cao? Suy ra một áp dụng quan trọng trong kỹ nghệ hóa học.
3) a) Tính biến đổi entropi khi 1 mol ở áp suất 1atm cũng ở dạng lỏng. Cho
b) Nhiệt nóng chảy ở , nhiệt bốc hơi mol của H2O là Tính (S cho biến đổi:
H2O(r, 0oC, 1atm) -> H2O(h, 100oC, 1atm)
Trị số trên có đủ để xác định biến đổi xảy ra tự nhiên (bất thuận nghịch) hay không?
Câu 26. Cho phản ứng:
Cl2(k) + ClF3(k) -> 3Cl-F(k)
1) Tính nhiệt phản ứng dựa trên năng lượng liên kết ở 298 K.
2) Phản ứng này được dự đoán như thế nào về phương diện entropi?
3) Giả sử của phản ứng không thay đổi nhiều theo nhiệt độ. Dự đốn lý thuyết xem phản ứng có thể xảy ra ở 250oC được hay không?
Dựa trên các dữ kiện thực nghiệm, thí sinh có thể kết luận gì về sự khả thực hiện của phản ứng trên ở 250oC?
5) Có thể kết luận gì về năng lượng liên kết Cl-F trong ClF và ClF3. Cho biết EF-F = 38 Kcal.mol-1.
6) Suy ra một kết luận chung về bảng năng lượng liên kết đã cho trong phần giáo khoa?
Câu 27. Tính sự thay đổi của hóa thế khi 1 mol nước bốc hơi ở 1 bar và 25oC.
Câu 28. Hãy cho biết sự thay đổi hóa thế của một khí lý tưởng khi nén đẳng nhiệt khí này
Chương 4 CÂN BẰNG HÓA HỌC
Phản ứng được gọi là phản ứng cân bằng hay thuận nghịch
khi nó xảy ra theo hai chiều ngược nhau trong cùng một điều kiện. Do đó, phản ứng cân bằng xảy ra khơng hồn tồn, nghĩa là sau phản ứng không những thu được sản phẩm (C, D) mà cịn có cả các tác chất (A, B).
Ví dụ: Với phản ứng ester hóa giữa acid acetic với rượu etilic
CH3-COOH + CH3-CH2-OH CH3-COO-CH2-CH3 + H2O
Nếu lấy 1mol cho tác dụng với 1mol thì sau khi phản ứng đã đạt mức cân bằng (coi như phản ứng xong), ta thu được 2/3 mol ester
mol rượu
Phản ứng cân bằng được gọi là đạt trạng thái cân bằng khi trong cùng một đơn vị thời gian nếu có bao nhiêu phân tử tác chất (A, B) mất đi do tham gia phản ứng thuận để tạo sản phẩm (C, D) thì cũng có bấy nhiêu phân tử tác chất (A, B) được tạo trở lại từ phản ứng nghịch, lúc đó vận tốc phản ứng thuận và vận tốc phản ứng nghịch bằng nhau, lúc này nồng độ các chất trong phản ứng khơng thay đổi nữa.
Cân bằng hóa học được gọi là cân bằng động vì thực ra ln ln có phản ứng thuận và nghịch xảy ra nhưng do lượng các chất trong hệ phản ứng không thay đổi khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng nên phản ứng được coi như xong. Hơn nữa, có thể làm thay đổi trạng thái cân bằng của phản ứng bằng cách thay đổi các yếu tố như nồng độ các chất, nhiệt độ, áp suất.