Bài tập phần nhiệt động hoá học

BÀI TẬP PHẦN NHIỆT ĐỘNG HOÁ HỌC – CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG HỐ HỌC
1. Tính cơng sinh ra khi hịa tan hồn tồn 50g Fe bằng axít HCl trong:
a) Bình kín có thể tích khơng đổi
b) Bình hở ở 25oC
ĐS
2,2kJ.
2. Tính cơng, nhiệt, DU và DH trong q trình ngưng tụ đẳng nhiệt thuận nghịch 1 mol CH3OH(h) thành
–1

CH3OH (l) ở 64oC. Nhiệt bay hơi (DHo) của metanol ở 64oC là 35,3 kJ.mol .
–1

–1

–1

–1

ĐS: DH = –35,3 kJ.mol ; DU = –32,5 kJ.mol ; q = –35,3 kJ.mol . A = –2,8 kJ.mol
3. Nhiệt dung mol đẳng áp của một khí lý tưởng phụ thuộc vào nhiệt độ như sau:
-1

-1

Cp (J.mol K ) = 20,17 + 0,4001T
Tính nhiệt, cơng, biến thiên nội năng và biến thiên entanpy của 1 mol khí đó khi nhiệt độ của khí tăng
o

o

từ 0 C đến 100 C ở:

a) Áp suất khơng đổi
b) Thể tích không đổi.

–1

ĐS: DH = 14,9; DU = 14,1; a) Q =14,9; A = 0,8; b) Q = 14,1; A = 0. (kJ.mol )
4. Nhiệt tạo thành tiêu chuẩn của etylbenzen là -12,5 kJ.mol-1. Tính nhiệt cháy của chất này ở điều kiện
tiêu chuẩn. Các số liệu cần thiết tra trong phần phụ lục A.
ĐS: – 4564,7 kJmol–1
5. Nhiệt cháy tiêu chuẩn ở 250C của cyclopropan là – 2091 kJ.mol-1. Tính tạo thành của cyclopropan
từ các số liệu về nhiệt tạo thành của CO2(k) và H2O (h) được cho trong phụ lục A. Nhiệt tạo thành của
propen là +20,42 kJ.mol-1. Tính DH của q trình isome hóa cylopropan thành propen.
ĐS:
DHo298, s (cyclopropan) = 53,1 kJ.mol–1; DHo298(fư) = –32,7 k.mol–1
6. Nhiệt cháy tiêu chuẩn ở 25oC của khí butan là – 2878kJ.mol–1 và nhiệt bay hơi của butan lỏng ở
nhiệt độ này là 21, 0kJ.mol–1. Tính biến thiên entanpy và biến thiên nội năng của quá trình đốt cháy 1
mol butan lỏng.
ĐS:
DH = –2857kJ; DU = –2867kJ
7. Cho phản ứng: 2C6H5COOH (r) + 13O2(k) ® 12CO2 (k) + 6H2O (k) có DUo298= –772,7kJ. Tính DHo298
của phản ứng.
ĐS:
–760,3 kJ
8. Tính tốn DHo, DUo ở 298K và DHo ở 348K của phản ứng hydro hóa etin (axetylen) thành eten (etylen)
từ các số liệu nhiệt cháy và nhiệt dung cho trong phụ lục A. Coi trong khoảng nhiệt độ này, nhiệt dung
của các chất hầu như không đổi.
ĐS:
DH298 = –174,47; DU298 = –172,00; DH348 = –175,43
(kJ.mol–1)
9. Để xác định nhiệt hydrat của CaCl2 tạo thành CaCl2.6H2O

CaCl2(r) + 6H2O (l)= CaCl2.6H2O (r)
Ta không thể xác định giá trị nhiệt này vì 2 lý do: (1) phản ứng trong pha rắn rất chậm và (2) có
rất nhiều dạng hydrat của CaCl2. Tuy nhiên, chúng ta có thể xác định nhiệt hòa tan CaCl2 (r) và
CaCl2.6H2O trong một lượng dung môi vô cùng lớn tại 298K:
CaCl2 (r) + Aq = CaCl2 (aq)
DH = –81,33 kJ.mol–1
CaCl2 . 6H2O (r) + aq = CaCl2 (aq)+ 6H2O (l)
DH = 15,79 kJ.mol–1
Tính nhiệt của q trình hydrat hóa CaCl2 (r) tạo thành CaCl2.6H2O (r)
ĐS: –97,12 kJ.mol–1
10. Tính nhiệt bay hơi của nước ở 25oC biết nhiệt dung riêng của nước lỏng là 4,18 J.K–1g–1, và nhiệt
dung mol của hơi nước ở áp suất khơng đổi là 33,5 J.K–1.mol–1, nhiệt hóa hơi của nước ở 100oC là
2258J.g–1.
ĐS:
2432J.g–1
11. Tính DSohệ, DSomt của q trình và nhận xét q trình có tự xảy ra hay khơng?
a) Đơng đặc nước ở –5oC
b) Hóa hơi nước ở 95oC
ở 1atm, biết DCp của quá trình kết tinh và q trình hóa hơi lần lượt là 37,3JK–1mol–1 và -41,9
–1
JK .mol-1.
ĐS: a) DShệ = –21,3 J.mol–1K–1; DSmt = 21,7 J.mol–1K–1; b) DShệ = 108,4 J.mol–1K–1; DSmt = 110,0
–1 –1
J.mol K ;
12. Nhiệt dung của clorofom (CHCl3) trong khoảng nhiệt độ 240K – 330K có dạng
Cp, m (JK–1mol–1) = 91,47 + 7,5.10–2T.


Tính DSo của q trình đun nóng 1 mol CHCl3 từ 273K đến 300K.
ĐS:

10,652 J.mol–1K–1
13. Tính biến thiên entropy của q trình giãn nở đẳng nhiệt 25 g khí mêtan ở 250K và 18,5atm cho
đến khi áp suất của hệ cịn 2,5 atm.
ĐS:
26 (J. mol–1 K–1)
14. Tính biến thiên entropy khi trộn 50g nước ở 80oC vào 100g nước ở 10oC trong một bình được cơ
lập với mơi trường bên ngoài.
Biết Cp, m (H2O, l) = 75,5JK–1mol–1 và coi như bình khơng bị nóng lên.
ĐS: 3,49 (J.K–1)
15. Một khí đơn nguyên tử (lý tưởng) được đun nóng từ 300 đến 1000K và áp suất của quá trình thay
đổi từ 1 atm đến 2 atm. Tính biến thiên entropy của quá trình. Biết trong khoảng nhiệt độ này Cp (khí)
= R (R: hằng số khí)
ĐS: 19,26 J.mol–1K–1
16. Tính DS khi chuyển 100g nước lỏng từ 273K thành hơi ở 390K dưới áp suất 1atm. Biết nhiệt hóa
hơi riêng của nước ở 373K là 539 cal.g-1, nhiệt dung riêng của nước lỏng và của hơi nước trong điều
kiện đẳng áp lần lượt là 1cal.g-1K-1 và 0,5 cal.g-1K-1.
ĐS: 177,943 cal.K–1
17. Tính biến thiên entropy của q trình đơng đặc bất thuận nghịch benzen lỏng chậm đông ở –5oC,
biết rẳng ở nhiệt độ này, nhiệt đông đặc của benzen là -2360 cal.mol-1, áp suất hơi bão hịa của benzen
lỏng chậm đơng là 19,8 và của bezen rắn là 17,1 mmHg.
ĐS: -8,515 cal/mol.K
18. a) Tính biến thiên năng lượng Gibbs của 1 L benzen khi áp suất tăng từ 1atm đến 100atm
b) Tính biến thiên năng lượng Gibbs của 1 mol khí H2 khi áp suất tăng đẳng nhiệt từ 1atm đến
100atm ở 298K
ĐS:
a) 9,9 kJ;
b) 11,4 (kJ)