h. Xây dựng bài tập gắn liền với thực tiễn là xu hướng hiện nay
2.3.5. Hệ thống bài tập tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học
2.3.5.1. Bài tập trắc nghiệm <39 bài>: Ở phụ lục 22.3.5.2. Bài tập tự luận <25 bài> 2.3.5.2. Bài tập tự luận <25 bài>
Bài 1
a. Tại sao hầu hết các phản ứng hóa học khi xảy ra đều đồng thời có sự hấp thụ hoặc giải phóng năng lượng?
b. Tính ∆H (lượng nhiệt tỏa ra hay thu vào) của phản ứng sau: CH4(k) + 4Cl2(k) → CCl4(k) + 4HCl(k)
Biết các giá trị năng lượng liên kết:
C-Cl : 326,3kJ/mol H-Cl:430,9kJ/mol C-H:414,2kJ/mol
Cl-Cl:242,6kJ/mol Bài 2
Viết biểu thức tính tốc độ phản ứng dưới đây theo nồng độ mỗi chất : 2N2O5 (k) 4NO2 (k) + O2 (k)
Bài 3
Cho phản ứng 2A + B → C. Nồng độ ban đầu của A là 6 M, của B là 5M.Hằng số tốc độ k=0,5. Tính tốc độ phản ứng khi đã có 50% chất A tham gia phản ứng
Bài 4
Thực nghiệm cho biết sau 0,75 giây thì 30 ml dung dịch KOH 1M trung hịa vừa hết 30 ml dung dịch H2SO4 0,5 M. Hãy xác định tốc độ của phản ứng đó theo lượng KOH và theo lượng H2SO4. Kết quả thu được trong mỗi trường hợp có hợp lí khơng? tại sao?
Cho 6 gam kẽm hạt vào một cốc đựng dung dịch H2SO4 4M (dư) ở nhiệt độ thường. Nếu giữ nguyên các điều kiện khác, chỉ biến đổi một trong các điều kiện sau đây thì tốc độ phản ứng biến đổi như thế nào (tăng lên, giảm xuống hay không đổi)?
a. Thay 6 gam kẽm hạt bằng 6 gam kẽm bột.
b. Thay dung dịch H2SO4 4M bằng dung dịch H2SO4 2M. c. Thực hiện phản ứng ở nhiệt độ cao hơn (khoảng 50 oC). d. Dùng thể tích dung dịch H2SO4 4M gấp đơi thể tích ban đầu. Bài 6
Hãy cho biết người ta lợi dụng yếu tố nào để tăng tốc độ phản ứng trong các trường hợp sau:
a. Dùng khơng khí nén, nóng thổi vào lị cao để đốt cháy than cốc (trong sản xuất gang).
b. Nung đá vôi ở nhiệt độ cao để sản xuất vôi sống.
c. Nghiền nguyên liệu trước khi đưa vào lò nung để sản xuất clanhke (trong sản xuất xi măng).
Bài 7
Xét phản ứng H2 + Cl2 → 2HCl. Khi nhiệt độ tăng 25o C thì tốc độ phản ứng tăng lên 3 lần. Vậy khi tăng nhiệt độ từ 20oC đến 170 oC thì tốc độ phản ứng tăng lên là bao nhiêu?
Bài 8
Cho phản ứng: A(k) + 2B(k) → C(k) + D(k)
a. Khi nồng độ chất B tăng lên 3 lần và nồng độ chất A khơng thay đổi thì tốc độ phản ứng tăng hay giảm bao nhiêu lần?
b. Khi áp suất của hệ tăng lên 2 lần thì tốc độ phản ứng tăng lên bao nhiêu lần?
Bài 9
Cho phản ứng sau đây xảy ra trong dung dịch ở 25oC : aA + bB cC
Lần lượt làm các thí nghiệm :
[A] (mol.L–1) [B] (mol.L–1) V (mol.L–1.s–1)
1 0,2 0,2 16.10–3
2 0,2 0,3 36.10–3
3 0,4 0,2 32.10–3
a. Xác định các giá trị k, a, b trong biểu thức định lượng vận tốc v = k.[A]n.[B]m
b. Tiến hành thí nghiệm 3 ở 55oC thì vận tốc phản ứng là 256.10–3
mol.L–1.s–1. Tính hệ số nhiệt độ của tốc độ phản ứng trên.
c. Trong thí nghiệm 2, nếu giữ nhiệt độ phản ứng ở 25oC, pha loãng dung dịch 3 lần thì vận tốc phản ứng bằng bao nhiêu ?
Bài 10
Có phản ứng mA + nB = pC (nhiệt độ không đổi)
- Khi tăng nồng độ của A gấp đôi và giữ nguyên nồng độ của B thì vận tốc phản ứng tăng gấp đơi
- Khi giữ ngun nồng độ của A nhưng giảm nồng độ của B 3 lần thì vận tốc phản ứng giảm 27 lần
a. Tính m, n. Viết biểu thức vận tốc phản ứng
b. Biết rằng trong hợp chất C ngun tốA có hố trị III, B có hố trị I. Phân tử A và B đều có hai ngun tử. Tính p
Bài 11
a. Tại sao không xuất hiện nồng độ chất rắn trong biểu thức của hằng số cân bằng hóa học ?
b. Viết biểu thức hằng số cân bằng cho các phản ứng : CaCO3 (r) CaO (r) + CO2 (k)
C (r) + H2O (k) CO (k) + H2 (k) Bài 12
Phản ứng sau đạt đến trạng thái cân bằng trong bình kín 2NaHCO3 (r) Na2CO3 (r) + H2O (k) + CO2 (k)
Đánh giá ảnh hưởng (tăng, giảm, không đổi) của các tác động sau đây lên số mol natri cacbonat Na2CO3. Chú ý rằng đối với chất rắn, nồng độ là khơng đổi nhưng lượng chất là có thay đổi.
(a) Đuổi CO2 (k). (b) Thêm H2O (k) (c) Thêm NaHCO3 (r). Bài 13
Đề nghị biện pháp làm tăng hiệu suất quá trình tổng hợp SO3, CaO , NH3 theo các phương trình phản ứng :
a) SO2 (k) + 1/2O2 (k) SO3 (k) H192,5kJ
b) CaCO3 (r) CaO (r) + CO2 (k) H144,6kJ
c) N2 (k) + 3H2 (k) 2NH3 H92kJ
Bài 14
Cho vào bình kín hai chất khí là N2, NH3 và chất xúc tác thích hợp ở 480OC, áp suất trong bình lúc đầu là P1.
a. Giữ ngun nhiệt độ đó một thời gian, hỏi áp suất khí trong bình giảm hay tăng? Vì sao?
b. Sau một thời gian, áp suất khí đạt đến giá trị ổn định là P2, nếu hạ nhiệt
độ xuống 4200C thì thành phần các khí trong bình thay đổi như thế nào so với thành phần ứng với giá trị p2
Bài 15
Trong bình định mức 1,00 L ban đầu chứa 0,777 mol SO3 (k) tại 1100 K. Tính giá trị KC của phản ứng dưới đây, biết tại cân bằng có 0,520 mol SO3. 2SO3 (k) 2SO2 (k) + O2 (k)
Bài 16
Cho 0,25 mol N2O4 phân hủy và đạt đến cân bằng trong bình thể tích 1,5 L.
N2O4 (k) 2NO2 (k) KC = 0,36 tại 100 oC
Bài 17
Trong biểu thức hằng số cân bằng của một hệ đồng thể gồm các chất khí, nồng độ chất tham gia và sản phẩm cũng có thể được diễn đạt bằng áp suất riêng phần (Hằng số cân bằng lúc này được gọi là hằng số cân bằng áp suất). Viết hằng số cân bằng áp suất cho phản ứng thuận nghịch sau :
4NH3 (k) + 5O2 (k) 4NO (k) + 6H2O (k) Bài 18
Tại 400oC, phản ứng sau có Kp = 64 : H2 (k) + I2 (k) 2HI (k)
Tại cân bằng, áp suất riêng phần của H2 và I2 trong bình kín lần lượt bằng 0,20atm và 0,50atm. Tính áp suất riêng phần của HI trong hỗn hợp.
Bài 19
a) Thiết lập biểu thức liên hệ KC và KP.
b) Phản ứng phân hủy cacbon đioxit ở 2000oC : 2CO2 (k) 2CO (k) + O2 (k)
có hằng số cân bằng KP = 1,2.10–4. Tính hằng số cân bằng nồng độ KC. Bài 20
Xác định hằng số cân bằng KP và KC của phản ứng sau tại 1000oC CaCO3 (r) CaO (r) + CO2 (k)
nếu áp suất của CO2 tại cân bằng với CaCO3 và CaO là 3,87atm. Bài 21
Cho cân bằng sau: N2O4(k) 2NO2(k)
a. Cho 18,4 gam N2O4 vào bình kín dung tích 5,904 lit ở 25oC. Lúc cân bằng, áp suất của hỗn hợp khí trong bình là 1 atm. Tính áp suất riêng phần của NO2 và N2O4 lúc cân bằng?
b. Nếu giảm áp suất của hệ lúc cân bằng xuống cịn 0,5atm thì áp suất riêng phần của NO2 và N2O4 lúc cân bằng là bao nhiêu? Kết quả có phù hợp với nguyên lý chuyển dịch cân bằng Le Chatelier hay không?
Bài 22
Cho phản ứng : 2SO2 (k) + O2 (k) 2SO3(k)
Tại nhiệt độ T=700K và 1atm, thành phần của hệ khi cân bằng là: 10,30 mol SO3; 0,21 mol SO2; 5,37 mol O2 và 84,12 mol N2. a. Hãy xác định hằng số cân bằng Kp
b. Thành phần của hỗn hợp ban đầu. c. Độ chuyển hóa của SO2
Bài 23
Cho hỗn hợp cân bằng trong bình kín: N2O4(k) 2NO2(k) (1)
Thực nghiệm cho biết : Khi đạt đến trạng thái cân bằng ở áp suất chung 1atm
- Ở 35oC hỗn hợp có khối lượng mol truing bình Mhh 72,45 g/mol - Ở 45oC có Mhh 66,8 g/mol
a. Hãy xác định độ phân li α của N2O4 ở các nhiệt độ trên. b. Tính hằng số cân bằng Kp của (1) ở các nhiệt độ trên
c. Cho biết phản ứng theo chiều nghịch là thu nhiệt hay tỏa nhiệt? giải thích.
Bài 24
Bình kín có V=0,5 lit chứa 0,5mol H2 và 0,5mol N2(ở toC), khi đạt đến trạng thái cân bằng có 0,2 mol NH3 tạo thành.
a. Tính hằng số cân bằng Kc (ở toC)
b. Tính hiệu suất tạo thành NH3. Muốn hiệu suất tạo thành NH3 là 90% cần phải thêm vào bình bao nhiêu mol N2?
c. Nếu thêm vào bình 1mol H2 và 2mol NH3 thì cân bằng sẽ chuyển dịch về phía nào? tại sao?
d. Nếu thêm vào bình 1mol He, cân bằng sẽ chuyển dịch về phía nào? tại sao?
Một trong dạng động học được gặp rộng rãi nhất là phương trình vận tốc bậc nhất. Xét phương trình: A sản phẩm, ta có: kt A A ln o . Với [A]o và
[A] lần lượt là nồng độ của A tại thời điểm
t = 0 và t = t và k là hằng số vận tốc phản ứng. Dưới đây là một phản ứng bậc nhất :
CH3NC (k) CH3CN (k)
Phản ứng được nghiên cứu tại 199oC. Nồng độ đầu của CH3NC là 0,0258 mol/L và sau 11,4 phút, nồng độ sản phẩm là 1,30.10–3 mol/L.
a. Tính hằng số vận tốc phản ứng.
b. Tính thời gian để 90,0% CH3NC tham gia phản ứng. c. Chu kì bán hủy của một phản ứng,
21 1
t , là thời gian để nồng độ chất tham
gia còn bằng một nửa nồng độ đầu. Cho biết biểu thức tính
21 1 t và áp dụng tính 2 1 t của phản ứng trên.