2 1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA HÓA ---o0o--- BÀI TẬP HÓA ĐẠI CƯƠNG A2 – Năm 2011 ---o0o--- Phần I: Nhiệt Hoá Học – Cân Bằng Hoá Học, Cân Bằng Pha- Động Hoá Học- Dung Dịch Không Điện Ly I. NGUYÊN LÝ THỨ NHẤT, TÍNH NHIỆT PHẢN ỨNG 1. Cho các dữ kiện sau: 2NH 3 + 3 N 2 O 4N 2 + 3 H 2 O (l) (1) o 1 ΔH = –1010 kJ N 2 O + 3 H 2 N 2 H 4 (l) + H 2 O (2) o 2 ΔH = –317 kJ 2NH 3 + ½ O 2 N 2 H 4 + H 2 O (l) (3) o 3 ΔH = –143 kJ H 2 + ½ O 2 H 2 O (l) (4) o 4 ΔH = –286 kJ a. Tính nhiệt tạo thành của Hidrazin lỏng N 2 H 4 b. Viết phản ứng cháy Hidrazin trong oxy để tạo thành N 2 (k) và H 2 O (l) . Nhiệt đốt cháy của Hidrazin bằng bao nhiêu. ĐS: a. 50.5 kJ / b. -622.5kJ 2. Hidrazin lỏng thường được sử dụng làm nhiên liệu lỏng cho các phi thuyền không gian Apollo của Mỹ, tác nhân oxid hóa thường dùng là N 2 O 4 a. Viết phương trình phản ứng đầy đủ giữa các chất này, trong đó có sự tạo thành H 2 O (l) và N 2 (k) b. Lượng nhiệt tỏa ra trong phản ứng này tính trên 1 mol Hidrazin bằng bao nhiêu ? c. Khi thay chất oxid hóa N 2 O 4 bằng O 2 , lượng nhiệt tỏa ra sẽ lớn hơn hay nhỏ hơn bao nhiêu. ĐS: b. -627.01kJ / c. -622.18kJ 3. Khi cho hơi nước đi qua than cốc nung đỏ, phản ứng sau đây sẽ xảy ra: C (r) + H 2 O (k) CO + H 2 a. Tính entalpi chuẩn thức của phản ứng ở điều kiện chuẩn. b. Viết phương trình phản ứng xảy ra khi đốt cháy khí than ước (hỗn hợp CO và H 2 trong không khí). Tính H o của phản ứng đốt cháy khí than ước có chứa 1 mol CO và 1 mol H 2 để tạo thành CO 2 và nước lỏng. ĐS: a. 131.1kJ / b. -568.83kJ 4. Nhiệt đốt cháy 1 mol ethanal CH 3 CHO lỏng (tạo thành khí CO 2 và nước lỏng) là –1164 kJ a. Viết phương trình đầy đủ của phản ứng cháy CH 3 CHO b. Tính lượng nhiệt tỏa ra khi đốt cháy 1 mol CH 3 CHO. c. Tính lượng nhiệt toả ra khi tạo thành 1 mol nước từ sự đốt cháy CH 3 CHO d. Tính lượng nhiệt tỏa ra khi dùng 1 mol O 2 để đốt cháy lượng dư CH 3 CHO e. Dùng các số liệu nhiệt động trong phụ lục, tính sinh nhiệt mol chuẩn thức của CH 3 CHO. ĐS: b. -1164kJ /c. -582kJ /d.-465.6kJ /e. -194.7kJ 5. Nhiệt đốt cháy urê rn (NH 2 ) 2 CO tạo thành khí CO 2 , khí N 2 và nước lỏng bằng – 632.2 kJ/mol a. Viết phương trình đầy đủ của phản ứng này. b. Tính o t ΔH (nhiệt tạo thành chuẩn thức của urê.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
2
1
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA HÓA
---o0o---
BÀI TẬP HÓA ĐẠI CƯƠNG A2 – Năm 2011
---o0o--- Phần I: Nhiệt Hoá Học – Cân Bằng Hoá Học, Cân Bằng Pha- Động Hoá
Học- Dung Dịch Không Điện Ly
I. NGUYÊN LÝ THỨ NHẤT, TÍNH NHIỆT PHẢN ỨNG
1. Cho các dữ kiện sau:
2NH3 + 3 N2O 4N2 + 3 H2O (l) (1) o
1ΔH = –1010 kJ
N2O + 3 H2 N2H4 (l) + H2O (2) o
2ΔH = –317 kJ
2NH3 + ½ O2 N2H4 + H2O (l) (3) o
3ΔH = –143 kJ
H2 + ½ O2 H2O (l) (4) o
4ΔH = –286 kJ
a. Tính nhiệt tạo thành của Hidrazin lỏng N2H4
b. Viết phản ứng cháy Hidrazin trong oxy để tạo thành N2 (k) và H2O(l). Nhiệt đốt cháy
của Hidrazin bằng bao nhiêu.
ĐS: a. 50.5 kJ / b. -622.5kJ
2. Hidrazin lỏng thường được sử dụng làm nhiên liệu lỏng cho các phi thuyền không gian
Apollo của Mỹ, tác nhân oxid hóa thường dùng là N2O4
a. Viết phương trình phản ứng đầy đủ giữa các chất này, trong đó có sự tạo thành H2O(l)
và N2 (k)
b. Lượng nhiệt tỏa ra trong phản ứng này tính trên 1 mol Hidrazin bằng bao nhiêu ?
c. Khi thay chất oxid hóa N2O4 bằng O2, lượng nhiệt tỏa ra sẽ lớn hơn hay nhỏ hơn bao
nhiêu.
ĐS: b. -627.01kJ / c. -622.18kJ
3. Khi cho hơi nước đi qua than cốc nung đỏ, phản ứng sau đây sẽ xảy ra:
C (r) + H2O (k) CO + H2
a. Tính entalpi chuẩn thức của phản ứng ở điều kiện chuẩn.
b. Viết phương trình phản ứng xảy ra khi đốt cháy khí than ước (hỗn hợp CO và H2
trong không khí). Tính H o của phản ứng đốt cháy khí than ước có chứa 1 mol CO
và 1 mol H2 để tạo thành CO2 và nước lỏng.
ĐS: a. 131.1kJ / b. -568.83kJ
4. Nhiệt đốt cháy 1 mol ethanal CH3CHO lỏng (tạo thành khí CO2 và nước lỏng) là –1164
kJ
a. Viết phương trình đầy đủ của phản ứng cháy CH3CHO
b. Tính lượng nhiệt tỏa ra khi đốt cháy 1 mol CH3CHO.
c. Tính lượng nhiệt toả ra khi tạo thành 1 mol nước từ sự đốt cháy CH3CHO
d. Tính lượng nhiệt tỏa ra khi dùng 1 mol O2 để đốt cháy lượng dư CH3CHO
e. Dùng các số liệu nhiệt động trong phụ lục, tính sinh nhiệt mol chuẩn thức của
CH3CHO.
ĐS: b. -1164kJ /c. -582kJ /d.-465.6kJ /e. -194.7kJ
5. Nhiệt đốt cháy urê r n (NH2)2CO tạo thành khí CO2, khí N2 và nước lỏng bằng – 632.2
kJ/mol
a. Viết phương trình đầy đủ của phản ứng này.
b. Tính o
tΔH (nhiệt tạo thành chuẩn thức của urê.
2
2
ĐS: b. o
fΔH = – 332.99 kJ/mol
6. Cho biết sinh nhiệt mol chuẩn thức của trinitrotoluene (TNT và nitroglycerin lần lượt
là – . kJ mol và – . kJ mol. Sự phân hủy của TNT và nitroglycerin di n ra theo
các phương trình sau:
2 C7H5(NO2)3 (r) 7 C (r) + 7 CO (k) + 5 H2O (k) + 3/2 N2 (1)
2 C3H5(NO2)3 (l) 6 CO2 (k) + ½ O2 (k) + 3 N2 (k) + 5 H2O (k) (2)
H y so sánh oΔH của phản ứng trên. Nh n x t.
ĐS: o
1ΔH = –1911.7 kJ/mol, o
2ΔH = –2842.4 kJ/mol
Ph n ng 2 tỏa nhiệt m nh h n (1)
7. Cho biết
o
1ΔH = – 201.9 kJ
o
2ΔH = – 312.04 kJ
Thiêu nhiệt mol chuẩn thức của etilciclohexan là –5175.8 kJ/mol. Tính:
a. Nhiệt hydrogen hóa styrene thành etilbenzen.
b. Sinh nhiệt mol chuẩn thức của etilbenzen.
ĐS: a. –110.14 kJ/mol b. –253.24 kJ/mol
8. Ở điều kiện chuẩn thức (1 atm, K dạng thù hình nào trong dạng sau đây của S sẽ
bền hơn:
Stà phương + O2 (k) SO2 (k) o
1ΔH = –296.06 kJ
Sđơn tà + O2 (k) SO2 (k) o
2ΔH = –296.36 kJ
ĐS: S t ph ng
9. Cho biết thiêu nhiệt mol chuẩn thức của acid fumaric và maleic là –1 kJ mol và
1259 kJ/mol. Tính oΔH của sự đ ng phân hóa:
ĐS: -23.2kJ
10. Ở K, entalpi mol nóng chảy và bốc hơi của nước lần lượt là . 1 kJ mol và 44.01
kJ/mol. Tính entalpi mol của sự th ng hoa nước đá.
ĐS: 50.02kJ
11. Cho biết: Fe2O3 (r) + 3CO 2 Fe (r) + 3 CO2 (k) (1)
3Fe2O3 (r) + CO (k) 2 Fe3O4 (r) + CO2 (k) (2)
Fe3O4 (r) + CO (k) 3 FeO (r) + CO2 (k) (3)
H y tính oΔH của phản ứng: FeO (r) + CO (k) Fe (r) + CO2 (k)
2
3
ĐS: -11kJ
12. H y tính oΔH của phản ứng: CH4 (k) + Cl2 (k) CH3Cl (k) + HCl (k)
N ng độ H2O phải là bao nhiêu trong hỗn hợp có n ng độ các chất là: [CH3COOH] =
0.1 M; [CH3COOC2H5 ] = 2 M; [C2H5OH] = 5.0 M để hệ ở trạng thái cân bằng. Vì sao
[H2O] được đưa vào trong biểu thức của hằng số cân bằng? ĐS: .
64. Phản ứng N2 (k) + O2(k) 2NO2(k) có hằng số cân bằng là K= . ở
2200oC. p suất riêng phần của NO ở trạng thái cân bằng sẽ là bao nhiêu, biết rằng N2
và O2 có áp suất riêng phần khi b t đầu tiến hành phản ứng là . atm và 0.2 atm.
ĐS: . 77
65. Hằng số cân bằng của phản ứng sau là . x 1 –8 ở
oC
H2 (k) + S (r) H2S (k)
Nếu có .1 mol H2 và .1 mol lưu hu nh được đun nóng đến oC trong một bình kín
dung tích là 1 lít thì khi đạt đến cân bằng, áp suất riêng phần của H2S là bao nhiêu?
66. Cho 1mol H2 và 1 mol I2 vào một bình dung tích là 1 lít và đun nóng đến oC.
a. Tính lượng HI có được tại trạng thái cân bằng ở oC. Cho Kp ở
oC là 45.9
b. L p lại thí nghiệm với số mol H2 là mol, các điều kiện khác giữ nguyên.
c. Kết lu n gì về ảnh hưởng của n ng độ.
67. ở oC, 1atm có 25% N2O4 b phân ly N2O4 (k) 2 NO2 (k)
a. Tính Kp lúc cân bằng.
b. ở oC và 10 atm thì bao nhiêu % N2O4 b phân ly?
c. Kết lu n gì về sự ảnh hưởng của áp suất?
68. Cho cân bằng: CO (k) + H2O (k) CO2 (k) + H2 (k)
2
11 / 21
Có Kcb = . ở oC. Nếu lúc đầu cho vào bình 1 mol H2O và mol CO thì áp suất
chung là 2 atm.
a. Tính pchung lúc đến cân bằng.
b. Số mol H2 lúc đạt cân bằng.
c. p suất riêng phần của mỗi khí lúc đến cân bằng.
ĐS: a. atm b. 0.682 c. CO:1.159atm; H2O: 0.159; CO2=H2=0.341
VI. C N BẰNG Ở C C NHIỆT ĐỘ KH C NHAU
69. Phản ứng N2 + O2 (k) 2 NO (k)
Có hằng số cân bằng là . x1 –3 ở nhiệt độ 1
oC, phản ứng tỏa nhiệt. Trong các
trường hợp dưới đây, cho biết phản ứng thu n, ngh ch hay cân bằng sẽ xảy ra:
a. Trong một bình kín dung tích 1 lít có chứa . mol NO; . 1 mol O2; 0.02 mol N2 ở
2130oC.
b. trong một bình kín dung tích lít có chứa . 1 mol N2; 0.001 mol O2 ; và 0.02 mol
NO ở 1 oC.
c. trong một bình kín dung tích 1 lít có chứa 1 mol N2; 16mol O2 ; và . mol NO ở
2500oC.
ĐS: a. ngh ch b. thu n c.thu n
70. ở oC và 20 atm, phản ứng: N2 (k) + 3 H2 (k) 2 NH3 (k) ∆H = –92.5kJ.
Cân bằng sẽ b ảnh hưởng như thế nào nếu: a. T ng nhiệt độ lên o
C ở áp suất không đ i.
b. T ng áp suất lên đến atm ở nhiệt độ không đ i
c. Đưa thêm vào hệ chất xúc tác Cr2O3.
ĐS: a. cân bằng lệch về bên trái b. cân bằng lệch về bên phải
c. chất xúc tác không làm ảnh hưởng đến cân bằng
71. Hằng số cân bằng của CO (k) + H2O (k) CO2 (k) + H2 (k) bằng 1 ở K.
a. Tính Kcb ở K, giả sử ∆H không đ i bằng –10.2 kcal/mol.
b. Tính áp suất riêng phần của mỗi khí lúc đến cân bằng nếu b t đầu bằng . mol CO;
0.21 mol H2O cho vào bình có V = 5 lít ở K.
ĐS: a. K500 = 169 b. 2Hp =
2COp = 1.63 atm,
COp = 1.65 atm; 2H Op = 0.01 atm
VII. CÂU HỎI KH NG TÍNH TO N CHỈ SUY LUẬN
72. Cho cân bằng HCl (k) + O2 (k) 2 H2O (k) + Cl2 (k)
a. H y cho biết dấu của ∆H của phản ứng thu n, biết rằng cân bằng sẽ chuyển d ch theo chiều ngh ch khi t ng nhiệt độ. Hằng số cân bằng Kp sẽ thay đ i như thế nào nếu
t ng nhiệt độ? Từ đó so sánh tính oxi hóa của O2 và Cl2 theo nhiệt độ biết rằng Kp = 1
ở oC.
b. Tính b c tự do của hệ thống. Ảnh hưởng của p chung như thế nào đối với cân bằng? Nếu thêm một khí trơ vào hệ thống mà vẫn giữ p chung không đ i thì sẽ có hiện
tượng gì xảy ra?
ĐS: a. ∆H < , t > 600oC, kp < 1, Cl2 có tính oxi hóa mạnh hơn O2. Kết quả ngược
lại khi t < oC, kp > 1.
b. c tự do bằng . Thêm khí trơ vào thì cân bằng d ch chuyển theo chiều
ngh ch.
73. Cho hai cân bằng thực hiện trong hai bình khác nhau ở cùng nhiệt độ T
C (r) + CO2 (k) 2 CO (k)
CaCO3 (r) CaO (r) + CO2 (k)
a. Viết biểu thức cho biết Kp(I) và Kp(II) và tính b c tự do f cho mỗi cân bằng (dùng công
thức và chứng minh trực tiếp .
2
12 / 21
b. Tính b c tự do f của hệ thống khi hai bình thông nhau (dùng công thức và chứng minh trực tiếp .
c. Sẽ có gì xảy ra nếu ta thêm vào hai bình thông nhau (ở cùng nhiệt độ T
Một ít CO2
Một ít Cr (thể tích không đáng kể
ĐS: a. Cân bằng (I : 2
2
p CO COK p p , f = 2
Cân bằng (II : 2p COK p , f =1
b. f = 1
c. CO2 sẽ kết hợp với CaO.
Thêm C r n không ảnh hưởng đến cân bằng
74. Công nghiệp luyện kim Zn sử dụng cân bằng:
ZnO (r) + CO (k) Zn + CO2 (k)
Nhiệt độ bốc hơi của Zn và th ng hoa của ZnO lần lượt là 7o C và 1725
o C. Giả sử
cân bằng lần lượt được thực hiện ở o C và 1000
oC
a. L p biểu thức cho biết Kp và b c tự do f ở hai nhiệt độ trên.
b. Cân bằng: 2 CO (k) CO2 (k) + C (r) tỏa nhiệt theo chiều thu n
Nếu sự luyện kim Zn được thực hiện khi có sự hiện diện của C(r). ác đ nh b c tự do f
trong điều kiện nhiệt độ là 1 oC. Tìm điều kiện về nhiệt độ để phản ứng điều chế Zn
đạt hiệu suất cao.
ĐS: a. 400oC,
2p CO COK p p , f = 2
1000oC
2.p CO Zn COK p p p , f = 3
b. f = , phải dùng nhiệt độ cao.
VIII. C N BẰNG PHA
75. Tính b c tự do f của cân bằng Fe3O4 (r) + 4 H2 (k) 3 Fe (r) + 4 H2O (k)
Ta có thể cùng một lúc tự cho to và
2Hp hay nếu tự cho to
thì các 2Hp ,
2H Op có giá tr xác
đ nh?
ĐS: a. f = 2 b. có thể tự cho to,
2HP .
76. Cân bằng giữa CuSO4.5H2O và CuSO4.3H2O
CuSO4.5H2O (r) CuSO4.3H2O (r) + H2O (k)
Nếu tự cho 2H Op = 1atm. Cân bằng này có thể tốn tại ở nhiều nhiệt độ khác nhau hay
chỉ có ở một nhiệt độ duy nhất?
ĐS: f = 1 chỉ t n tại ở một nhiệt độ duy nhất
77. Cho ba cân bằng d thể:
(I) 3 Fe (r) + 4 CO2 (k) Fe3O4 (r) + CO (k)
(II) 3 FeO (r) + CO2 (k) Fe3O4 (r) + CO (k)
(III) Fe (r) + CO2 (k) FeO (r) + CO (k)
Cân bằng hóa h c (I xảy ra ở nhiệt độ to
< 570oC, cân bằng (II và (III ở t
o > 570
oC
với một áp suất chung P cho sẵn, giản đ biểu di n 2CO COp p theo t
oC g m ba đường
thẳng, mỗi đường biểu di n cho một cân bằng.
2
13 / 21
H y cho biết trong mỗi vùng t n tại pha r n nào? Cho biết dấu của ∆H của phản ứng
(theo chiều thu n của mỗi cân bằng. Dựa vào các số liệu trên giản đ ,tính giá tr của
các ∆H.
ĐS: Vùng trên hết: Fe; Vùng dưới: Fe3O4 ; Vùng trung gian: FeO
Cân bằng (I : ∆H> , ∆H = 0.34 kcal
Cân bằng (II : ∆H< , ∆H = –3.26 kcal
Cân bằng (III : ∆H> , ∆H = + . kcal
78. Cho hai giản đ pha:
Giải thích về sự khác nhau của hai giản đ này. Giản đ nào trong hai giản đ trên phù