đáp án bài tập hóa lý

Câu Tóm tắt cách giải
1
λ
λ
   
= − − ⇔ = +
 ÷  ÷
   
2 1
2
1 2 1 2 1
¸p dông ph ¬ng tr×nh chuyÓn pha lo¹i I ta cã
P P
1 1 1
ln 1 / ln
P P
R
T
R T T T
 
= + =
 ÷
 
= − =
2
0
2
8,314 760 1
Ëy 1 / ln 437,3
44157,52 225 486
Hay nhiÖt ®é benzoaxetyl lµ T 437,3 273 164,3

V T K
C
2 Áp dụng phương trình Van’t Hoff ta có :
2
1
2 1
1 1
ln
T
T
K
H
K R T T
 
∆
= − −
 ÷
 
2 1
1200
2 1
1 1 169419,58 1 1
ln ln ln1,862 4,02
8,314 1200 1000
55,7
T T
P
H
K K
R T T

K
 
∆
 
→ = − − + = − − + =
 ÷
 ÷
 
 
→ =
2 2
2
2 2
2
1 1
55,7 55,7 55,7 0 0,9826
1
CO CO CO CO
CO CO
p CO CO CO
CO CO
P P P P
P P
K P P P
P P
+ = → = −
= = = ⇔ + − = ⇒ =
−
Vì áp suất chung của hệ bằng 1 nên áp suất riêng phần về giá trị cũng chính là %
số mol. Do đó hỗn hợp cân bằng có thành phần là:

2
98,26% ; 1,74%CO CO
3
Theo phương trình Arrhenius: hằng số tốc độ của k và A có cùng đơn vị, tức là đơn vị
của hằng số tốc độ của phản ứng trên là s
-1
. Từ đây, suy ra phản ứng trên là phản ứng
một chiều có bậc là 1
Đối với phản ứng một chiều có bậc là 1 ta có phương trình động học dạng tích phân:

1
2
1
1
2
2
1
ln . ln
Tai t t ta c x
2
1 1 0,693 0,693
ln .ln 2 ,(*)
2
a a
k t t
a x k a x
a
ó
a
t k

a
k k k t
a
= ⇔ =
− −
= =
= = = ⇔ =
−
Mặc khác, theo phương trình Arrhenius ta có:
. ln ln
ln ln ,(**)
(ln ln )
a
E
a
RT
a a
E
k A e k A
RT
E E
A k T
RT A k R
−
= ⇔ = −
⇔ = − ⇔ =
−
Thay phương trình (*) vào phương trình (**) ta được:
1
2

,(***)
0,693
(ln ln )
(ln ln )
a a
E E
T
A k R
A R
t
= =
−
−
a)
Với thời t1/2 = 15 phút ta có:
13 1 1 1
140500 /
436,57
0,693
(ln5.10 s ln ).8,314 . .
900
− − −
= =
−
J mol
T K
J mol K
s
b)
Với thời t1/2 = 30 phút ta có:

13 1 1 1
140500 /
428,89
0,693
(ln5.10 s ln ).8,314 . .
1800
− − −
= =
−
J mol
T K
J mol K
s
Câu Tóm tắt cách giải
4
Diện tích bề mặt của 10 ml tan hấp phụ hoạt tính :
S
t
=10 (ml).1000 m
2
= 10
4
m
2
.
Số phân tử NH
3
(ở 0
o
C, 760 mmHg) bị hấp phụ lên 10 ml than này trong trường hợp

giới hạn:

3
3
4 2
20
t
NH
0 -20 2 -1
NH
S
10 m
N = = =1106,2.10 phaântöû
S 9,04.10 m .phaântöû
Từ đây ta tính được số mol, n :

3
3
20
NH
NH
23 -1
0
1106,2.10 phaântöû
= = =0,184 mol
N
6,023.10 phaântöû.mol
N
n
Thể tích NH

3
(ở 0
o
C, 760 mmHg) bị hấp phụ lên 10 ml than này trong trường hợp giới
hạn: V = 0,184 mol*22,4 l.mol
-1
= 4,11 (lít)
5
a) Khi cho dung dịch H
2
SO
4
loãng tác dụng với Na
2
CO
3
rắn thì khí CO
2
được phóng
thích vào môi trường ngoài theo phản ứng sau:
Na
2
CO
3, rắn
+ H
2
SO
4, lỏng (dư)
→ Na
2

SO
4, lỏng
+ CO
2, khí
+ H
2
O
lỏng
Ở điều kiện đẳng nhiệt, đẳng áp và xem các khi là khí lý tưởng nên ta có thể áp
dụng : công (w) = -RTΔn < 0 (vì Δn = Tổng số mol khí sản phẩm – Tổng số mol
khí chất phản ứng = số mol của CO
2, khí
= 1 mol >0).
Nên ta có thể kết luận phản ứng trên Sinh công
b) Áp dụng công thức ở câu a, ta có:
Công thực hiện là : w =A = -RTΔn
= -0,1(mol).8,314(J.mol
-1
.K
-1
).273(K)
=-227 J
6
Áp dụng Quy tắc Van’t Hoff:
2 1
2 2
1 1
10
T T
T T

T T
v k
v k
γ
−
= =
Theo đề bài ta có k1 và k2 từ đó suy ra:
328 298
4
3 3
328
10
5
298
7,5.10
3,5
1,72.10
γ γ γ γ
−
−
−
= = ⇒ = ⇒ =
k
k
Vậy hệ số nhiệt của phản ứng đã cho là 3,5.
7
Enthalpy của phản ứng ở điều kiện chuẩn và 25
0
C là :
2 2

0 0 0 0
298, 298( , ) 298( , ) 298( , )
1
1
2
110,52 0 ( 393,51) 282,99 .
−
∆ = ∆ + ∆ − ∆
= − + − − =
pu CO k O k CO k
H H H H
kJ mol
Sự biến thiên entropy của phản ứng ở điều kiện chuẩn và 25
0
C là :
2 2
0 0 0 0
298, 298( , ) ( , ) 298 ( , )
1
1
2
205,03
197,91 213,64 86,785 .
2
−
∆ = + −
= + − =
pu CO k O k CO k
S S S S
J K

a) Thế đăng áp chuẩn của phản ứng ở 25
0
C là:
0 0 0
298, 298 298pu
G H T S
−
∆ = ∆ ∆

0 3 1
298,
282,99.10 298.86,785 257128 . 0
− −
∆ = − = >
pu
G J mol
Vy iu kin chun v 25
0
C, phn ng ny khụng xy ra do
0
0
298

G
Mun phn ng trờn xy ra iu kin chun phi cú :
000
. STHG
=
< 0, ngha l
0

0 0
0



H
H T S hay T
S
Nu coi H
0
v S
0
khụng bin i theo nhit thỡ phn ng trờn s bt u xy ra khi:
282 990
3261
86,785
T K
Cõ
u
Túm tt cỏch gii
8
Mun bit phn ng cú xy ra hay khụng ta cn tớnh
298,
o
phaỷnửựng
G
thụng qua
o
H
298

phn
ng v
o
S
298

phn ng
0 0 0
298, 298, 298,Phaỷnửựng saỷn phaồm taựcchaỏt
H H H =

298,
o
phaỷnửựng
H

=
2309 2*8091 = -13873 Cal
298,
o
phaỷnửựng
S

= 72,73 2* 57,46 = -42,19 Cal/
ta cú
298, 298, 298,
o o o
phaỷn ửựng phaỷn ửựng phaỷn ửựng
G H T S

=
= -13873 298(-42,19) = -1300 Cal <
Do
298,phaỷnửựng
G
< 0 => phn ng t xy ra theo chiu thun (khụng th t xy ra quỏ trỡnh
nghch bt c iu kin nhit T no) to thnh N
2
O
4
nhiu hn
Chiu phn ng 25
o
C bit
atmPatmP
ONNO
9,0,1,0
422
==
p dng phng trỡnh:
2 4
2
2
ln
( )
N O
o
phaỷnửựng T
NO
P

G G RT
P
= +
= -1300 + 1,987 . 298
2
)1,0(
9,0
ln
=1365 cal.mol
-1
.
298,phaỷnửựng
G
= 1365 cal.mol
-1
> 0 nờn phn ng khụng xy ra theo chiu thun to N
2
O
4
m
xy ra theo chiu nghch t N
2
O
4
to NO
2
.
9
Theo bi ta suy ra: thi gian bỏn phn ng, t
1/2

= 1000 giõy, lng cht A cũn li sau
thi gian 2000 giõy l (a-x)
A, p dng cụng thc:

1/2
0,693
1/2
.2000
3
1000
1/2
0,693
ln ( ) . 1. 0,25 . % 25%
0,693
kt
coứnlaùi
t
a
k
kt a x a e e kmol m Hay A
a x
k
t




=

= = = = =



=


B, p dng:
1/2
3
1/2
1/2
1
1
.
( ) 0,33 . % 33%
1
1
( ) . 1 2 1
. 1
.
.
coứnlaùi
t
x a a
k a
kt a x kmol m Hay A
a a x kt a
k
t a

t a
t a


=


= = = = = =

+ +

=
+


C, p dng:
1/2
2
3
2 2
2
2 2 2
1/2
3
1 1 1 1
2. .
2 ( ) 0,38 . % 38%
3
1 3 1
( )

2 2. .2000
2. .
2.1000.1 1
coứnlaùi
t
k a
kt a x kmol m Hay A
a x a
k
kt
t a
a


=


= + = = = =



=
+ +


D, p dng:
1/2
3
1/2
1/2

1
2
( ) . 1 2000 0,00 . % 0,00%
2 2.1000
2
coứnlaùi
a
t
a
k
x kt a x a kt a t kmol m Hay A
a
t
k
t


=


= = = = = =


=


A) Ta cú
10
B) Phản ứng đốt cháy Propen:
C

3
H
6(khí)
+ 9/2O
2

(khí)
= 3CO
2

(khí)
+ 3H
2
O
(lỏng)
Ta có
∆
0
298
H
, kJ.mol
-1
C
3
H
6

(khí)
+ H
2

(khí)
= C
3
H
8

(khí)
–124
C
3
H
8

(khí)
+ 5O
2

(khí)
= 3CO
2
+ 4H
2
O
(khí)
–2220
H
2
O
(lỏng)

→ H
2

(khí)
+ ½ O
2

(khí)
285,83
C
3
H
6

(khí)
+ 9/2O
2

(khí)
= 3CO
2
+ 3H
2
O
(lỏngí)
-2058,17
Elthalpy tiêu chuẩn(
∆
0
298

H
) của phản ứng đốt cháy Propen = -2058,17 kJ.mol
-1
CÂ
U
NỘI DUNG
11
Do áp suất ngoài không đổi và giản nỡ từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi của nước nên
ta có: w = -PΔV= -P(V
hơi
– V
lỏng
) = -P.V
hơi
(theo giả thiết thì V
lỏng
= 0)
Xem hơi nước là khí lý tưởng nên ta có thể viết lại:
1 1
hoi
1
1
w= P.V = nRT .8,314 . . .423 195,38
18 .
kg
J mol K K kJ
g mol
− −
−
− − = − = −

→ Hệ sinh công
Nhiệt lượng q = 1kg. 2111,2 kJ.kg
-1
=2111,2 kJ
Elthapy, ΔH =q
p
= ΔU – w = 2111,2 kJ
Theo nguyên lý 1 ta có: ΔU = q + w
Biến thiên nội năng, ΔU = q + w = 2111,2 kJ + (-195,38 kJ) = 1915,82 kJ
12 Theo phản ứng:
Ta có :
Số mol của PCl
3
phản ứng = Số mol Cl
2
phản ứng
= Số mol PCl
5
tạo ra
= (1,00 - 0,7) mol
= 0,30 mol.
Số mol Cl
2
còn lại = (2,00 – 0,30) mol = 1,70 mol.
Áp dụng :
5
3 2
0,30
[ ]
3

0,756
0,7 1,7
[ ].[ ]
.
3 3
C
PCl
K
PCl Cl
= = =
M
-1
13
Áp dụng:
1
.( ) 0,756.(0,082.298) 0,0309
∆ =−
∆
= = =
n
n
P C
K K RT
atm
-1
Áp dụng định luật Dalton ta có:

3 2 5
3 2 5
cb PCl Cl PCl

PCl Cl PCl
P P P P
( n n )
0,082.298
(0,70 1,70 0,30).
3,0
21,99
RT
n
V
atm
= + +
= + +
= + +
=

Từ đây, ta có:
1
.
0,0309
0,679
21,99
∆
∆ ∆ =−
=
⇒ = = =
n
P N cb
P
N

n n
cb
K K P
K
K
P
14
Phần A:
Giả sử phản ứng trên có bậc là 1, nên áp dụng phương trình động học dạng tích
phân của phản ứng 1 chiều có bậc là 1 ta có:
1
ln ln (*)
a a
kt k
a x t a x
= ⇒ =
− −
Nếu phản ứng có bậc là 1 thì giá trị hằng số cân bằng rút ra từ phương trình (*)
phải không thay đổi với mọi thời điểm t. Từ đây, ta có:
1
4 1
1
1
1 1 56,0
ln ln 2,80.10
( ) 45 55,3
t
a
k phuùt
t a x phuùt

− −
= = =
−
4 1
2
,
1 56,0
ln 2,70.10
120 54,2
Töông töï ta coù
k phuùt
phuùt
− −
= =
4 1
3
,
1 56,0
ln 2,69.10
240 52,5
Töông töï tacoù
k phuùt
phuùt
− −
= =
4 1
4
,
1 56,0
ln 2,78.10

480 49,0
Töông töï tacoù
k phuùt
phuùt
− −
= =
Phần B:
Giả sử phản ứng trên có bậc là 2, nên áp dụng phương trình động học dạng tích
phân của phản ứng 1 chiều có bậc là 2 ta có: Giả sử phản ứng trên có bậc là 2,
nên áp dụng phương trình động học dạng tích phân của phản ứng 1 chiều có
bậc là 2 ta có:
1
. (**)
( ) ( )
x x
kt k
a a x t a a x
= ⇒ =
− −
Nếu phản ứng có bậc là 2 thì giá trị hằng số cân bằng rút ra từ phương trình
(**) phải không thay đổi với mọi thời điểm t. Từ đây, ta có:
6 1
1
1 56,0 55,3
5,02.10
45 56,0.55,3
k phuùt
phuùt
− −
−

= =
6 1
2
,
1 56,0 54,2
4,90.10
120 56,0.54,2
Töông töï tacoù
k phuùt
phuùt
− −
−
= =
6 1
3
,
1 56,0 52,5
4,96.10
240 56,0.52,5
Töông töï tacoù
k phuùt
phuùt
− −
−
= =
6 1
4
,
1 56,0 49,0
5,30.10

480 56,0.49,0
Töông töï tacoù
k phuùt
phuùt
− −
−
= =
Từ các kết quả ta rút ra kết luận: các giá hằng số tốc độ tại các thời điểm t ứng với phản
ứng bậc 1 có độ sai khác nhỏ hơn so với phản ứng bậc hai nên phản ứng đã cho có bậc là
1 (Điều phải chứng minh)
Hằng số tốc độ của phản ứng:

4 4 4 4
1
1 2 3 4
4 1
2,80.10 2,70.10 2,69.10 2,78.10
( )
4 4
2,74.10 ( )
k k k k
k phuùt
phuùt
− − − −
−
− −
+ + +
+ + +
= =
=

Thời gian bán phản ứng:
Từ phương trình (*) ta có:
1/2
4 1
1/2
1 1 0,693 0,693
ln ln 2529,2( )
2,74.10 ( )
2
2529,2.60 151751,8 .
a a
t phuùt
a
k a x k k
phuùt
a
hay
t giaây
− −
= = = = =
−
−
= =
15
Áp dụng công thức:

0 0
0
. .
m

r
V
S N S
V
=

Trong đó:
- V
m
: thể tích chất bị hấp phủ được hấp phụ để phủ kín bề mặt của một đơn vị khối
lượng chất hấp phụ.
- V
0
: thể tích của 01 mol chất khí ở điều kiện tiêu chuẩn, có giá trị = 22,4 lít.mol
-1
.
760 torr = 760 mmHg
16,2 angstrom
2
= 16,2 .10
-20
m
2
.
S
r
3
23 1 20 2 1
2 1
409.10 ( )

2
.6,023.10 ( . ).16,2.10 .
22,4( )
890,78 .
l
g
phaântöû mol m phaântöû
l
m g
−
− −
−
=
=
16
Áp dụng phương trình Kirchoff :
2
2
1
1
(***)∆ = ∆ + ∆
∫
T
T T P
T
H H C dT
1
∆
T
H

trong trường hợp này là
0
298
∆H
2
∆
T
H
trong trường hợp này là
0
773
∆
H
2 2 3 2
0 0 0 0 0
298 298 , 298 , 298 , 298 ,
3
2. ( )
2
∆ = ∆ + ∆ − ∆ + ∆
H O f CO f CH OH f O f
H H H H H
0 1
298
6 1
162,018 .
677,23.10 .
−
−
∆ = −

= −
H kcal mol
J kmol
( ) ( ) ( ) ( )
p p 2 p 2 3 p 2
8
3 3 2
2
3
C 2C H O C CO – Cp CH OH – C O
2
2,885.10
36,77.10 77,13 24,64.10T T
T
−
∆ = +
= − + −
Thay số vào phương trình (***) ta có:
773
8
0 0 3 3 2
773 298
2
298
0 3 2 2
298
3 3 3 8
2,885.10
(36,77.10 77,13 24,64.10 )
1

36,77.10 ( 298) .77,13( 298 )
2
1 1 1
.24,64.10 ( 298 ) 2,885.10 ( )
3 298
−
−
∆ = ∆ + − + −
= ∆ + − − −
+ − + −
∫
H H T T dT
T
H T T
T
T
0 6 3 2 2
773
3 3 3 8
6 6 6 6 5
6 1
1
677,23.10 36,77.10 (773 298) .77,13(773 298 )
2
1 1 1
.24,64.10 (773 298 ) 2,885.10 ( )
3 773 298
677,23.10 17,466.10 19,619.10 3,58.10 5,95.10
676,398.10 .
−

−
∆ = − + − − −
+ − + −
= − + − + −
= −
H
J kmol
Vậy nhiệt của phản ứng,
0 6 1
773
676,395.10 .
−
∆ = −
H J kmol