b) 5,1bar c) 304K d) –78oC e) 55bar
B. Nhiệt độ sôi của etanol 1) ∆HV = 46.862 = 39652J.mol-1.
p2 1 1
Từ phương trình Clapeyron – Clausius dạng:ln p = R H V T − T
1 1 2
101300 39652 1 1 Thay số ta được: ln 46700 = 8.314 333− T
S
⇒ TS = 352 K = 79.0°C 2) SV =
HV
SV = 113 J/K TS
OLYMPIC HÓA H Ọ C ÁO 2001:
d) Sinh nhiệt.
Tính sinh nhiệt hình thành axit nitrơ trong dung dịch nước trong điều kiện đẳng áp và đẳng tích.
Sử dụng các dữ kiện sau:
a. NH4NO2(s) → N2(g) + 2H2O(l) H(kJ) = -300.4 b. 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l) H(kJ) = -569.2 c. N2(g) + 3H2(g) + aq → 2NH3(aq) H(kJ) = -170.8 d. NH3(aq) + HNO2(aq) → NH4NO2(aq) H(kJ) = -38.08 e. NH4NO2(s) + aq → NH4NO2(aq) H(kJ) = +19.88 c) Cân bằng hóa học:
Các halogen có thể tạo nên các hợp chất liên halogen (interhalides) bền hay kém bền. Một trong số đó là BrCl, chất này có khả năng phân hủy thành nguyên tố ở 500oC. Ở nhiệt độ này thì hằng số cân bằng của phản ứng KC = 32 nếu ta phân hủy 2 mol BrCl. Chúng ta sẽ xét một hệ ban đầu
chứa 0,25mol/L BrCl.
a) Viết phương trình phản ứng cho sự phân hủy.
b) Sử dụng tính toán để chứng minh hỗn hợp trên chưa ở vào trạng thái cân bằng.
c) Phản ứng sẽ chuyển dịch theo chiều nào?
d) Tính năng lượng tự do của phản ứng.
e) Tính KP và KX của phản ứng.
f) Tính nồng độ cân bằng của các chất nếu xuất phát từ hỗn hợp ban đầu có thành phần như trên.
BÀI GI Ả I:
A:
Phản ứng xảy ra như sau: ẵ H2(g) + ẵ N2(g) + O2(g) → HNO2(aq) Áp dụng định luật Hess tính được nhiệt hình thành đẳng áp của HNO2(aq) theo công thức sau: HB = - H(4)+ H(5)- H(1)-0.5×ΔH(3)+ H(2) Ta tính được nhiệt đẳng áp của HNO2(aq) = -125,4kJ.mol-1.
Trong điều kiện đẳng tích ta có:
UB = HB - nBRT với n = -2 thu được UB = -120.5 kJ/mol B.
2 BrCl → Br2 + Cl2
a)
b) Q = 0.25 ×0.25 = 1 ≠ KC
0,252
c) Q < KC ⇒ về bên phải d) G = RT ln Q = - 22 kJ
K C
e) Khi n = 0 ta có: KP = KX = 32 Nồng độ của các chất
lúc cân bằng:
n(BrCl) = 0.25-2y n(Br2) = n(Cl2) = 0.25+y
32 = (0.25 + y)2. Giải phương trình ta thu được y = 0,0943 (0.25 − 2y)2
[BrCl] = 0,061M; [Br2] = [Cl2] = 0,34M OLYMPIC HÓA H Ọ C ÁO 2005:
6,0 mol hydro được đun nóng trong điều kiện đẳng tích. Khí đượ c nén lại từ áp suất 100kPa ở 0,0oC đến áp suất gấp 2,5 lần áp suất ban đầu. Nhiệt dung mol đẳng tích của hydro là CV = 20,56J/mol.K.
1. Tính nhiệt độ sau khi nén.
2. Tính sự thay đổi entropy của qúa trình này.
3. Tính nhiệt dung mol đẳng áp của qúa trình này.
1,0L argon được làm lạnh đẳng áp từ điều kiện thường xuống nhiệt độ thấp hơn 50K so với điều ki ện ban đầu.
4. Tính nhiệt thoát ra khi làm lạnh khí.
5. Tính thể tích cuối cùng của qúa trình làm lạnh.
6. Tính biến thiên nội năng của qúa trình.
Bây giờ chúng ta khảo sát phản ứng sau:
CH3CHO(l) + ẵ O2(k) → CH3COOH(l)
7. Tính nhiệt phản ứng ở 20oC. Sử dụng các dữ kiện sau:
(1) H2(g) + ẵ O2(g) → H2O(l) H = -286.2 kJ (2) 2 C(s) + 2 H2(g) + O2(g) → CH3COOH(l) H = -486.0 kJ
(3) 2 C(s) + H2(g) → C2H2(g) H = +229.6 kJ (4) C2H2(g) + H2O(l) → CH3CHO(l) H = -138.1 kJ
8. Năng lượng tự do của phản ứng chuyển hoá từ borneol (C10H17OH) thành isoborneol ở pha khí tại 503K là +9,4 kJ/mol. Lúc đầu ta có một hỗn hợp gồm 0,15mol borneol và 0,30mol isoborneol và đun nóng nó đến 503K. Sử dụng tính toán cho biết chiều chuyển dịch cân bằng của phản ứng.
9. Để xác định sự phụ thuộc của nhiệt độ vào áp suất hơi của n – propanol thì từ thực nghiệm ta thu được các kết qủa sau đây:
T (K) 313 333 353 373
P (kPa) 6.69 19.60 50.13 112.32
d) Vẽ đồ thị và dựa vào đó để tính entanpy của sự hóa hơi e) Nhiệt độ sôi của n – propanol ở 101,3mbar.
f) Ở áp suất nào thì n – propanol sôi ở 45oC?
BÀI GI Ả I:
1. Nhiệt độ cuối cùng sau khi nén:
p =
const ⇒ 100
=250
273 T
T
T = 250 ×273 = 682.5 ⇒ T = 410°C 100
2. Sự thay đổi entropy:
S = n ⋅ CV⋅ln T2
= 6 ⋅20.56 ⋅ln682.5
T1 273
3. Nhiệt dung riêng đẳng áp.S = 113 J/K 4.
Cp = Cv + R = 28,9J/mol.K Lượng nhiệt thoát ra:
5. q = n ⋅ CP ⋅ T
Thể tích cuối: ⋅ 0.001 −2
nV= p ⋅ V = 1013001.0 V = 4.46 ⋅10
=Rconst⋅T ⇒8.314 =⋅273.15
T ⋅10 − 273 223 J
q = 4.46 2 ⋅2.5 ⋅8.314 ⋅50 = 46.4
V = 0.82 L
d) Nội năng của phản ứng:
U = −q + p ⋅ V
U = −46.4 +101325 ⋅ 0.18 ⋅10−3 = −27.9 J d) Nhiệt phản ứng có thể tính được từ phương trình:
∆Hpư = ∆H(2) – ∆H(4) – ∆H(3) – ∆H(1) H = -486 + 138.1 -229.6 + 286.2 = - 291.3 kJ 8. G776Θ= +9.4kJ ⇒K=e−94008.314⋅776 =0.233
Q = 0.30 = 2
Q > K ⇒ Cân bằng chuyển dịch về bên trái0.15 9. a)
5.0
4.0 lnp
3.0
2.0
1.0
2.7 2.8 2.9 3.0 3.1
HV 4.72 − 3.91 1/Tã10-3
− = − ⇒ HV = 44.9 kJ
(2.83 − 2.68) ⋅10
−
R 3
b) Dựa vào giản đồ ta thấy:
ln101.3 = 4.62 ⇒ 1
= 2.7 ⋅10−3 T
T = 370.4 K ⇒ T = 97°C c) Dựa vào giản đồ ta thấy:
45°C = 318 K ⇒T1
= 3.14 ⋅10−3 OLYMPIC HÓA H Ọ C ÚC 2001:
Cho phản ứng sau:
2H2(k) + 2Cl2(k) → 4HCl(k) Mệnh đề nào sau đây là sai:
⇒ lnp = 2.15 ⇒ p = 8.6 kPa
∆Ho = -92,3kJ.
b) Gía trị ∆Ho sẽ bằng –92,3kJ nếu HCl sinh ra ở dạng lỏng.
c) Bốn liên kết trong HCl mạnh hơn bốn liên kết trong hai phân tử H2 và Cl2. d) Nếu phản ứng xảy ra theo chiều nghịch thì gía trị của ∆Ho sẽ bằng +92,3kJ.
e) Giá trị ∆Ho sẽ bằng 23,1kJ nếu phản ứng sinh ra 1 mol HCl(k). f) Các chất phản ứng đều ở vào trạng thái bền vững nhất.
BÀI GI Ả I: Câu a.
OLYMPIC HÓA H Ọ C ÚC 2001:
Tính nhiệt của phản ứng sau: FeO(r) + Fe2O3(r) → Fe3O4(r)
Cho biết các thông tin sau:
2Fe(r) + O2(k) → 2FeO(r) ∆Ho = -544,0kJ.
4Fe(r) + 3O2(k) → 2Fe2O3(r) ∆Ho = -1648,4kJ.
Fe3O4(r) → 3Fe(r) + 2O2(k) ∆Ho = +1118,4kJ.
3) –1074,0kJ 4) –422,6kJ 5) –22,2kJ 6) +249,8kJ 7) +2214,6kJ BÀI GI Ả I: Câu c
OLYMPIC HÓA H Ọ C ÚC 2002:
Photpho triclorua và photpho pentaclorua là những hóa chất hay sử dụng trong công nghiệp để chế tạo các hợp chất cơ photpho. Ta có thể điều chế hai hợp chất này từ photpho trắng bằng các phương trình sau:
P4(r) + 6Cl2(k) → 4PCl3(l) ∆Ho = -1280kJ.
P4(r) + 10Cl2(k) → 4PCl5(r) ∆Ho = -1774kJ.
Như vậy entanpy của phản ứng PCl3(l) + Cl2(k) → PCl5(r) là bao nhiêu:
a) –123,5 b) –494 c) –763,5 d) +123,5 e) –3054 BÀI GI Ả I: Câu a
OLYMPIC HÓA H Ọ C ÚC 2003:
Ta xét cân bằng sau:
2NO(k) + O2(k) → 2NO2(k) ∆Ho = -113kJ.mol-1. Lý do nào sau đây làm thay đổi tỉ lệ NO2/NO?
a) Thêm O2(k)
b) Thêm chất xúc tác.
c) Tăng áp suất.
d) Tăng nhiệt độ e) Tất cả đều sai.
BÀI GI Ả I: Câu d
OLYMPIC HÓA H Ọ C ÚC 2003:
N2(k) + O2(k) → 2NO(k) K1
2NO(k) + O2(k) → 2NO2(k) K2 NO(k) + NO2(k) → N2O3(k) K3
Tính K của phản ứng sau: 2N2O3(k) → N2(k) + 3O2(k) dựa vào các hằng số K1, K2, K3. a) K1K2K3
b) 1/K1K2K3
c) K12
K2K32
d) 1/K1K22K32
e) 1/K12K2K32 BÀI GI Ả I: Câu e
OLYMPIC HÓA H Ọ C ÚC 2004:
Cho biến thiên entanpy của các phản ứng sau:
2NH3(k) → N2(k) + 3H2(k) ∆Ho = 92kJ.mol-1. 2H2(k) + O2(k) → 2H2O(k) ∆Ho = -484kJ.mol-1. Tính biến thiên entanpy của phản
ứng: 2N2 + 6H2O → 3O2(k) + 4NH3(k) d) –576kJ.mol-1. e) –392kJ.mol-1. f) 392kJ.mol-1. g) 1268kJ.mol-1. h) 1636kJ.mol-1. BÀI GI Ả I: Câu d
OLYMPIC HÓA H Ọ C ÚC 2004:
Một mẫu photpho pentaclorua đặt trong một bình kín. Trong điều kiện đó photpho pentaclorua tự phân hủy theo cân bằng:
PCl5 → PCl3(k) + Cl2(k)
Khi hỗn hợp ở vào trạng thái cân bằng thì ta thêm một lượng nhỏ heli (ở áp suất và nhiệt độ không đổi) vào và hỗn hợp lại quay trở về trạng thái cân bằng. Mệnh đề nào sau đây mô tả tốt nhất mối liên hệ giữa cân bằng thứ hai với cân bằng thứ nhất?
a) Cân bằng thứ hai cũng giống như cân bằng thứ nhất bởi vì heli nhẹ hơn bất kỳ phân tử nào khác có mặt trong phản ứng và không gây được ảnh hưởng đáng kể lên phản ứng.
b) Cân bằng thứ hai cũng giống như cân bằng thứ nhất bởi vì heli không hề phản ứng với bất kỳ chất nào trong bình kính.
c) Cân bằng thứ hai dịch chuyển theo chiều dương và có nhiều PCl3 hơn.
d) Cân bằng thứ hai dịch chuyển theo chiều dương và có nhiều PCl5 hơn.
e) Chưa thể kết luận gì .
BÀI GI Ả I: Câu c
OLYMPIC HÓA H Ọ C ÁO 1999: