Đe Lt Nhiet Dong 10.Docx

LUYỆN TẬP NHIỆT ĐỘNG HỌC
Câu I (3,0 điểm)
1. Khi thủy phân ankyl bromua trong dung dịch kiềm loãng, với nồng độ đầu của 2 chất là
0,04M thì để thu được 0,005M Br - cần 47.103s. Nếu nồng độ đầu của 2 chất là 0,1M thì để thu được
0,005M Br- cần 4,7.103s. Tính hằng số tốc độ phản ứng
(2,13.10-3M-1s-1)
M

2. Butan ( C4 H10 58,13 gmol1), sử dụng làm khí đốt để cung cấp nhiệt cho các mục đích dân
dụng, được nén ở áp suất cao trong các bình thép, mỗi bình như vậy chứa 13 kg butan. Giả thiết đốt
cháy hoàn tồn 13 kg khí butan trong điều kiện đẳng áp bằng V (L) khơng khí vừa đủ, ở nhiệt độ 300 K
để đun một bình nước lớn. Lượng nhiệt sinh ra từ phản ứng (ở 300 K) một phần làm nóng các sản
phẩm của phản ứng (giả thiết chỉ gồm CO 2(k) và H2O(l)) và lượng N2 có trong V (L) khơng khí lên 450 K;
một phần làm nóng bình đun và nước trong bình; phần cịn lại hao phí do bức xạ nhiệt ra môi trường
xung quanh. Biết lượng nhiệt bức xạ ra môi trường xung quanh bằng 1/9 lượng nhiệt được nhận bởi
bình đun và nước trong bình.
a. Tính nhiệt đốt cháy chuẩn, cHo (kJmol1), của khí butan ở 300 K.
b. Tính lượng nhiệt (theo kJ) mà bình đun và nước trong bình nhận được khi đốt cháy tồn bộ lượng
butan có trong bình thép trong điều kiện đã cho.
c. Tính khối lượng nước trong bình có thể đun nóng được (trong một lần đun) từ 27C đến 75C khi đốt
cháy hết 13 kg khí butan nói trên. Giả thiết, nước trong bình bay hơi khơng đáng kể trong điều kiện đã
cho. Biết:
+ Nhiệt hình thành của các chất:
o
o
o
 f H 300
(H 2O,l)  285,83 kJ mol  1;  f H 300
(CO 2 ,k)  393,51 kJ mol  1;  f H 300
(C 4H10 ,k)  126,14 kJ mol 1.
+

 H o (H O,l)  40,5 kJ mol  1.
Nhiệt hóa hơi của nước lỏng: v 373 2
+ Nhiệt dung:
CPo (H 2O,l)  75, 3 J mol  1 K  1 ; CPo (H 2O,k)  33,86 J mol  1 K  1;
CPo (N 2 ,k)  28, 74 J mol  1 K  1 ; CPo (CO 2 ,k)  41, 63 J mol  1 K  1 ;
CPo (bình đun)  6750 J K  1.
Coi các giá trị nhiệt dung khơng thay đổi theo nhiệt độ.
+ Khơng khí gồm N2 và O2 theo tỉ lệ thể tích tương ứng là 4 : 1.
Câu II (2,5 điểm) Tính chất nhiệt động của một số phân tử và ion ở trạng thái tiêu chuẩn tại 250C :
C3H8 (k) O2(k)
CO2(k)
H2O (l)
H0s (kJmol-1)
- 103,85 0
-393,51
-285,83
S0(J.K-1mol-1)
269,91
205,138
213,74
69,91
Xét q trình oxi hố hồn tồn 1 mol C3H8 (k) với O2 (k) tạo thành CO2 (k) và
H2O (l), phản ứng được tiến hành ở 25 0C, điều kiện tiêu chuẩn, theo 2 cách: a) Bất thuận nghịch và b)
Thuận nghịch (trong một tế bào điện hố).
a. Tính H0, U0 , S0, G0 của phản ứng trong mỗi cách nói trên.
b. Tính nhiệt, cơng thể tích, cơng phi thể tích (tức là cơng hữu ích) mà hệ trao đổi với môi trường
trong mỗi cách.
Câu III (3,0 điểm) Đốt cháy hoàn toàn 3,6 gam hợp chất hữu cơ X ở thể khí bằng một lượng dư oxi
trong một bom nhiệt lượng kế. Ban đầu, nhiệt lượng kế chứa 600 gam nước, ở 25 oC. Sau phản ứng,

nhiệt độ của hệ là 28 oC; có 11 gam CO2(k) và 5,4 gam H2O(l) được tạo thành. Giả thiết, lượng nhiệt bị
hấp thụ bởi oxi dư và các sản phẩm phản ứng là không đáng kể.
a. Xác định công thức phân tử của X.
b. Xác định nhiệt dung của nhiệt lượng kế (không bao gồm 600 gam nước).
(H s0,298 )
c. Xác định nhiệt sinh tiêu chuẩn
của X.
Cho biết:
H s0,298
của CO2(k) và H2O(l) lần lượt là -393,51 và -285,83 kJ∙mol-1;


Nhiệt dung riêng của nước là 4,184 J∙g-1∙K-1;
0
U 298
Biến thiên nội năng của phản ứng đốt cháy 1 mol X ở 25oC,
= -2070,00 kJ∙mol-1.
Câu IV. (3,5 điểm)
Cho hằng số khí R = 8,314 J.mol–1.K–1. Ở áp suất tiêu chuẩn P0 = 1,000 bar = 1,000.105 Pa, nhiệt độ
298 K, ta có các dữ kiện nhiệt động học:
Khí
H2
N2
NH3
0
-1
0
0
- 45,9
Biến thiên entanpi hình thành ΔH(kJ.mol)H f (kJ.mol )

Entropi S0(J.mol–1.K–1)
130,7
191,6
192,8

Liên kết

ΔH(kJ.mol)H 0b

N≡N
945

N=N
466

N-N
159

H-H
436

Biến thiên entanpi phân li liên kết
(kJ.mol–1)
a. Tính biến thiên entanpi, biến thiên entropi, biến thiên năng lượng tự do Gibbs và hằng số cân bằng K
của phản ứng tổng hợp amoniac từ nitơ và hiđro ở điều kiện nhiệt độ và áp suất trên.
b. Trong thực tế sản xuất, phản ứng tổng hợp amoniac được thực hiện ở nhiệt độ cao.
a) Chấp nhận gần đúng việc bỏ qua sự phụ thuộc nhiệt độ của ∆H và ∆S, hãy tính hằng số cân bằng K
của phản ứng ở T = 773 K.
b) Nhận xét về hướng ưu tiên của phản ứng ở 298 K và 773 K. Giải thích tại sao lại tiến hành tổng hợp
NH3 ở nhiệt độ cao. Để tăng hiệu suất tổng hợp amoniac trong cơng nghiệp, có thể đưa ra biện pháp

gì? Giải thích.
0
c. Tính biến thiên entanpi phân li liên kết ΔH(kJ.mol)H b của một liên kết N-H trong phân tử amoniac.
0
ΔH(kJ.mol)H 0b(H-NH 2 )
ΔH(kJ.mol)
H
f
d. Tính biến thiên entanpi hình thành tiêu chuẩn
của gốc ·NH2. Cho
= 380 kJ.mol-1.
Câu V (2,0 điểm)
1. Đối với phản ứng đề hiđro hóa etan: C2H6(k) ⇔C2H4(k) + H2(k) (1)
o
-1
Có các số liệu sau: ΔH(kJ.mol)G 900K = 22,39 kJ.mol và các giá trị entropy được ghi ở bảng dưới đây:
H2
C2H6
C2H4
Chất
o
-1 -1
S 900K [J.mol .K ] 163,0
319,7
291,7
a) Tính Kp của phản ứng (1) tại 900K.
o
b) Tính ΔH(kJ.mol)G 900K của phản ứng C2H4(k) + H2(k) → C2H6(k).

o

c) Tính Kp tại 600K của phản ứng (1), giả thiết trong khoảng nhiệt độ từ 600K đến 900K thì ΔH(kJ.mol)H và
o
ΔH(kJ.mol)S khơng thay đổi.
5
2
-4
2. Ở 1396K và áp suất 1,0133.10 N.m , độ phân li của hơi nước thành hiđro và oxi là 0,567.10 ; độ
-4
phân li của cacbon đi oxit thành cacbon oxit và oxi là 1,551.10 . Hãy xác định thành phần hỗn hợp khí
( ở trạng thái cân bằng ) được tạo thành theo phản ứng:
CO + H2O ⇔ H2 + CO2.
Từ hai thể tích như nhau của cacbon oxit và hơi nước ở điều kiện trên.
CÂU VI: Cấu trúc của sodium chloride (NaCl) là một trong những kiểu cấu trúc tinh thể cơ bản của các
hợp chất ion. Trong một ô mạng cơ sở, các ion Cl- lập thành một mạng tinh thể lập phương tâm diện và
các ion Na+ chiếm tâm của ô mạng và tâm của các cạnh hình lập phương đó.
(a) Biểu diễn cấu trúc của một ô mạng cơ sở NaCl và cho biết số phối trí của Na+ và Cl-.
(b) Ơ mạng cơ sở của NaCl có hằng số mạng là a = 5,64 A 0 và bán kính của Na+ là r(Na+) = 1,16 A0.
Tính bán kính ion của chloride, r(Cl-) và độ đặc khít của mạng tinh thể NaCl.