bài tập hóa lý chương 13 có lời giải

BÀI TẬP HÓA LÝ CHƯƠNG 1-3
1. Thời gian bán hủy của phản ứng phân hủy 14C là 5700 năm. Người ta xác định
lượng 14C trong một mẫu vật còn 18% so với mẫu nguyên thủy, xác định “tuổi”
của mẫu vật trên.
Giã sử phản ứng bậc 1
t1/2=0,693/k→k=1,215789474.10-4(năm-1)
ln(a/a-x)=kt→ln(100/18)=kt→t=14104,4(năm)
2. Giả sử có phản ứng bậc 1: N2O5  NO2 + NO3 có hằng số k = 0,076 s-1 tại một
nhiệt độ xác định
a. Tính tốc độ phản ứng khi [N2O5 ] = 0,035 M
b. Nếu phản ứng là bậc 2, bậc 0, tốc độ phản ứng là bao nhiêu nếu xem như k
không đổi
a)v1=k.[A]=2,66.10-3(M/s)
b)-Bâc2:v2=k(a-x)2=9,31.10-5(M/s)
-Bậc 0: v0=k=0,076 s-1
3. Chu kỳ bán hủy của N2O5 là 2,05.104 giây ở 25oC. Tính hằng số tốc độ phản ứng
và thời gian cần thiết để phản ứng hết 70% lượng chất ban đầu ở 35oC nếu phản
ứng là bậc 1 và năng lượng hoạt hóa của phản ứng là 103kJ/mol.
t1/2=0,693/k1→k1=3,38.10-5(s-1)
ln(k2/k1)=Ea/R.(1/T1-1/T2)→k2=1,3.10-4(s-1)
ln(a/a-x)=k2t→ln(100/30)=k2t→t=9261(s)
4. Ở 378oC, chu kỳ bán hủy của phản ứng bậc nhất là 363 phút. Tính thời gian để
phản ứng hết 35% lượng ban đầu ở 400oC, biết năng lượng hoạt hóa của phản
ứnglà21,8kJ.mol-1.
t1/2=0,693/k1→k1=0,002(phút-1)
ln(k2/k1)=Ea/R.(1/T1-1/T2)→k2=2,28.10-3(phút-1)
ln(a/a-x)=k2t→ln(100/65)=k2t→t=197,6(phút)
5.
Cho phản ứng hóa học sau: 2N2O5  4NO2 + O2
Xác định tốc độ phản ứng tạo thành NO2 và tạo thành O2 khi tốc độ phản ứng
phângiảiN2O5là4,2.10-7M/s

Phản ứng phức tạp:


Gồm 2 giai đoạ

Ta có: v=k.[N2o5]

Chưa giải

6. Cho phản ứng A + B  C có bậc động học đối với từng tác chất là 1 với k = 0,01
mol.l-1.s-1. Nồng độ ban đầu của từng tác chất là 0,65 M. Tính nồng độ của A mất
đi sau 1 phút 45 giây.
(1/a-x) -(1/a)=kt→x=0,26367(M)→Nồng độ mất đi =a-x=0,38633(M)
7. Cho các số liệu thực nghiệm của phản ứng 2NO + 2 H2  N2 + 2H2O
Vận tốc phản ứng (M. s-1)
Nồng độ NO (M)
Nồng độ H2 (M)
0,1
0,1
0,2

1,23.10-3
2,46.10-3
4,92.10-3

0,1
0,2
0,1

a. Xác định bậc của phản ứng
b. Xác định hằng số tốc độ phản ứng
Ta có: v=k.[NO]n.[H2]m
v1=k.(0,1)n.(0,1)m
v2=k.(0,1)n.(0,2)m
v3=k.(0,2)n.(0,1)m
v2/v1→m=1
v3/v1→n=2
a)Bậc của phản ứng là 3
b)1,23.10-3=k.(0,1)2.(0,1)→k=1,23(1/M2s)
M/s=a.M2.M→a=M2/s
8. Cho phản ứng A + B  C có bậc động học đối với từng tác chất là 1. Nồng độ
ban đầu của từng tác chất là 0,5M. Tính nồng độ cịn lại của A sau 55 giây nếu
biết hằng số tốc độ phản ứng k = 5.10-3 mol-1.l.s-1
(1/a-x) -(1/a)=kt→x=0,0604(M)→Nồng độ mất đi =a-x=0,4396(M)
9. Cho phản ứng sau: A + B  C. Tiến hành 3 thí nghiệm ở 25oC với nồng độ
ban đầu của tác chất khác nhau, có kết quả sau:
Thí nghiệm
1
2

Nồng độ ban đầu của tác chất (mol/L)
A

B

0,1
0,1

0,1

0,2

Vận tốc tức
5(mol/L.s)

thời
4
4

x

10-


3

0,2

0,1

16

a. Xác định bậc tổng quát của phản ứng
b. Viết biểu thức định luật tác dụng khối lượng
c. Xác định hằng số tốc độ phản ứng ở 25oC
d. Tính vận tốc phản ứng khi nồng độ chất A là 0,05M và nồng độ chất B là 0,1M

Ta có: v=k.[A]n.[B]m
v1=k.(0,1)n.(0,1)m
v2=k.(0,1)n.(0,2)m

v3=k.(0,2)n.(0,1)m
v2/v1→m=0
v3/v1→n=2
a)Bậc phản ứng là 2
b)v=k.[A]2
c) v1=k.0,12→k=0,004(L2/mol2.s)
d)v=k.[A]2=10-5(mol/Ls)
10. Cho các giá trị thực nghiệm của phản ứng sau:
S2O8 + 3I-  2SO42- + I3Thí nghiệm
1
2
3

[S2O8]
0,10
0,05
0,10

[I-]
0,044
0,044
0,022

Xác định:
a. Phương trình động học của phản ứng
b. Hằng số tốc độ phản ứng
c. Tốc độ phản ứng khi [S2O8] = 0,8M và [I-] = 0,05M
Ta có: v=k.[S2O8]n.[I-]m
v1=k.(0,1)n.(0,044)m
v2=k.(0,05)n.(0,044)m

v3=k.(0,1)n.(0,022)m
v2/v1→n=1
v3/v1→m=1
a)v=k.[S2O8].[I-] v=k.[A].[B]

Tốc độ đầu (M/s)
4,4.10-4
2,2.10-4
2,2.10-4


b)k=0,1(M/s)
c)v=k.[S2O8].[I-]=4.10-3(M/s)

11. Cho phản ứng bậc 1: 2N2O5  4NO2 + O2 có hằng số k1 = 5,1.10-4 s-1 tại nhiệt độ
25oC và năng lượng hoạt hóa là 103kJ/mol. Biết nồng độ đầu của [N2O5] = 0,45
M.
a. Tính nồng độ cịn lại của sau khi phản ứng hết 2 phút 15 giây tại nhiệt độ
28oC?
b. Sau bao lâu nồng độ N2O5 giảm từ 0,45M thành 0,25M nếu phản ứng xảy ra ở
nhiệt độ 28oC?
c. Sau bao lâu nồng độ N2O5 giảm từ 0,45M thành 0,25M nếu phản ứng xảy ra ở
nhiệt độ 35oC ?
a) ln(k2/k1)=Ea/R.(1/T1-1/T2)→k2=7,7.10-4(s-1)
ln(a/a-x)=k2t→x=0,044(M)→Nồng độ còn lại =0,45-0,044=0,406(M)
b)a-x=0,25→x=0,2(M)
ln(k3/k1)=Ea/R.(1/T1-1/T3)→k3=7,7.10-4(s-1)
ln(a/a-x)=k3t→t=763,36(s)
c)a-x=0,25→x=0,2(M)
ln(k4/k1)=Ea/R.(1/T1-1/T4)→k4=2.10-3(s-1)

ln(a/a-x)=k4t→t=293,89(s)

12.

Ở 20oC, một phản ứng kết thúc sau 123 giây và ở 40oC, sau 40 giây. Tính
năng lượng hoạt hóa của phản ứng
ln(t1/t2)=Ea/R.(1/T1-1/T2)→Ea=42,824kJ/mol
13. Một phản ứng bậc 2 có k800oC = 5.10-3mol-1.l.s-1 và k875oC = 7.10-3mol-1.l.s-1
Tính năng lượng hoạt hóa của phản ứng.
ln(k2/k1)=Ea/R.(1/T1-1/T2)→Ea=45,95kJ/mol
14. Cho các giá trị thực nghiệm của phản ứng sau: N2O5 (k)  NO3 (k) + NO2 (k)
Thời gian
(s)
0
25
50
75

[N2O5] (M)
1
0,882
0,677
0,557

Thời gian (s)

[N2O5] (M)

100
125

150
175

a. Xác định bậc phản ứng và hằng số tốc độ phản ứng

0,458
0,377
0,310
0,255


b. Dự đoán nồng độ N2O5 ở 250 giây
a) Ta có:
15. Phản ứng thủy phân CH3Cl là phản ứng bậc 1. Ở 20oC, phản ứng có hằng số tốc
độ là 3,32.10-10 s-1 và năng lượng hoạt hóa của phản ứng là 116kJ/mol.
Tính chu kỳ bán hủy của phản ứng ở 31oC.
Ta có: ln(k2/k1)=Ea/R.(1/T1-1/T2)→k2=1,86.10-9(s-1)
t1/2=0,693/k2=372580645,2(s)
16. Một phản ứng có k1 = 1,22.10-4 s-1 ở 27oC và k2 = 1,98.10-5 s-1 ở 17oC.
Xác định năng lượng hoạt hóa của phản ứng và hằng số tốc độ phản ứng ở 50oC.
Ta có: ln(k2/k1)=Ea/R.(1/T1-1/T2)→Ea=131,5kJ/mol
ln(k3/k1)=Ea/R.(1/T1-1/T3)→k3=5,2.10-3(s-1)
17. Năng lượng hoạt hóa của phản ứng phân giải H2O2 75,3 kJ/mol. Nếu một chất
xúc tác làm gia tăng tốc độ phản ứng lên 300 lần, năng lượng hoạt hóa của phản
ứng giảm bao nhiêu? (Giả sử hằng số A không đổi và nhiệt độ phản ứng ở 25oC.)
Ta có: v2=300v1
ln(v1)=-Ea1/RT+lnA→lnA=ln(v1)+Ea1/RT
ln(v2)=-Ea2/RT+lnA=-Ea2/RT+ln(v1)+Ea1/RT
→ln(v2/v1)=(Ea1-Ea2)/RT→Ea2=61,17kJ/mol
→Năng lượng hoạt hóa của phản ứng giảm 14,13 kJ/mol

18.

Ở 55oC, một phản ứng khơng có xúc tác kết thúc sau 1 giờ 40 phút, khi có
xúc tác, phản ứng kết thúc sau 36 giây. Hỏi chất xúc tác đã làm thay đổi năng
lượng hoạt hóa như thế nào?
Ta có:
ln(1/t1)=-Ea1/RT+lnA→lnA=ln(1/t1)+Ea1/RT
ln(1/t2)=-Ea2/RT+lnA=-Ea2/RT+ln(1/t1)+Ea1/RT
ln(t1/t2)=(Ea1-Ea2)/RT→Ea1-Ea2=2,79kJ/mol
→Năng lượng hoạt hóa của phản ứng khơng có xúc tác cao hơn khi có xúc
tác 2,79kJ/mol.
19. Khi xử lý nước lựu ép ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau, nồng độ vitamin C
(mg/100ml) giảm dần theo thời gian. Kết quả thể hiện ở bảng sau:
Thời
(phút)
15

gian

Xử lý ở 70oC

Xử lý ở 80oC

Xử lý ở 90oC

0,173

0,158

0,116


30
45
60
75
90

0,166
0,158
0,152
0,145
0,038

0,15
0,142
0,135
0,129
0,122

0,108
0,103
0,091
0,09
0,087

a. Tính hằng số tốc độ phản ứng phân hủy vitamin C ở các điều kiện nhiệt độ
khác nhau, biết nồng độ ban đầu là 0,198mg/100ml. Sự phân hủy xảy ra theo qui
luật của phản ứng bậc 1.

b. Tính năng lượng hoạt hóa của phản ứng.
20. Một phản ứng enzyme xúc tác có các thơng số nồng độ tác chất và tốc độ phản
ứng được cho ở bảng sau:
[S]
(M)
Vận
tốc
(M/s)

0,98

1,95

3,91

7,81

15,63

31,25

62,50

125

250

10

12

28

40

55

75

85

90

97

a. Vẽ đồ thị mô tả tương quan giữa vận tốc phản ứng và nồng độ cơ chất (Đồ thị
phương trình Mischaelis-Menten).
b. Xác định giá trị Km và Vmax của phản ứng.