Bài tập hóa lý có lời giải và ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm 178 trang

MỤC LỤC

Ket-noi.com chia se mien phi

Chương 1: Nguyên lý I nhiệt động học.
Chương 2: Nguyên lý II nhiệt động học.
Chương 3: Cân bằng hóa học.
Chương 4: Cân bằng pha.
Chương 5: Dung dịch và cân bằng dung dịch - hơi.
Chương 6: Cân bằng giữa dung dịch lỏng và pha rắn.
Chương 7: Điện hóa học.
Chương 8: Động hóa học.
Chương 9: Hấp phụ và hóa keo.
Ngân hàng câu hỏi môn học hóa lý.

1


Chương 1

NGUYÊN LÝ I NHIỆT ĐỘNG HỌC
1.1. Bài tập có lời giải chi tiết:
Câu 1: Tính biến thiên nội năng khi làm bay hơi 10g
nước ở 200C. Chấp nhận hơi nước như khí lý tưởng và
bỏ qua thể tích nước lỏng. Nhiệt hóa hơi của nước ở
200C bằng 2451,824 J/g.
Giải
Nhiệt lượng cần cung cấp để làm hóa hơi 10g nước là:
Q = m. = 10. 2451,824 = 24518,24 (J)
Công sinh ra của quá trình hóa hơi là:
A = P.V = P(Vh - Vl) = PVh

10
= nRT   8,314  293  1353,33 (J)
18
Biến thiên nội năng là:
U = Q – A = 23165 (J)
Câu 2: Cho 450g hơi nước ngưng tụ ở 1000C dưới áp
suất không đổi 1 atm. Nhiệt hóa hơi của nước ở nhiệt
độ này bằng 539 cal/g. Tính A, Q và ΔU của quá trình.
Giải
Nhiệt lượng tỏa ra khi ngưng tụ là:
Q = m.ng.

tụ

= 450. (- 539) = - 242550 (cal)
2


Công của quá trình:
A = P.V = P. (Vl - Vh) = - P.Vh = - nRT
=

450
 1,987  373  18529(cal)
18

Biến thiên nội năng của quá trình là:
U = Q – A = - 224021 (cal)
Câu 3: Cho phản ứng xảy ra ở áp suất không đổi:
2H2 + CO = CH3OH(k)

nhiệt tạo thành tiêu chuẩn ở 298K của CO và CH3OH(k)
bằng -110,5 và -201,2 kJ/mol. Nhiệt dung mol đẳng áp
của các chất là một hàm của nhiệt độ:
Cp (H2) = 27,28 + 3,26.10-3T

(J/mol.K)

Cp (CO) = 28,41 + 4,1.10-3T

(J/mol.K)

Cp (CH3OH)k = 15,28 + 105,2.10-3T

(J/mol.K)

Tính ΔH0 của phản ứng ở 298 và 500K?
Giải
Nhiệt phản ứng ở 298K là:
H0298 = - 201,2 - (-110,5) = - 90,7 (KJ)
Biến thiên nhiệt dung:
Cp = Cp(CH3OH) – Cp(CO) – 2Cp(H2)
= - 67,69 + 94,58. 10-3T (J/K)
Nhiệt phản ứng ở 500K là :

ΔH

0
500

 ΔH

500

0
298

  ΔC p dT
298
500

 90,7.10 3 

  67,69  94,58.10

3



T dT

298

= - 96750,42 (J)
3


Câu 4: Cho 100g khí CO2 (được xem như là khí lý
tưởng) ở 00C và 1,013.105 Pa. Xác định Q, A, ΔU và ΔH
trong các quá trình sau. Biết Cp = 37,1 J/mol.K.
a.

Dãn nở đẳng nhiệt tới thể tích 0,2 m3.

b.

Dãn đẳng áp tới 0,2 m3.

c.

Đun nóng đẳng tích tới khi áp suất bằng 2,026.105
Pa.
Giải

a.

Dãn nở đẳng nhiệt (T = const) tới thể tích 0,2m3.
V
PV2
Q T  A T  nRTln 2  nRTln
V1
nRT

100
1 0,2.10 3
 8,314  273.ln
 7061 (J)
100
44
 0,082  273
44

U = 0


b.

Dãn nở đẳng áp (P = const) tới 0,2m3.
H = Qp = n.Cp. (T2 – T1)
 PV PV 
 n.C p  2  1  
nR 
 nR
100


 0,082  273 

37,1


 1   0,2.10 3  44
0,082
1






J
A = PV = P(V2 – V1)

100


 0,082  273 

  8,314  15120J 
 1   0,2.10 3  44
1

 0,082





U = Q – A = 67469 - 15120 = 52349 (J)
4


c.

Đun nóng đẳng tích (V = const) tới áp suất bằng
2,026.105Pa (2 atm)
A=0
Cv = Cp - R = 37,1 - 8,314 = 28,786 (J/mol.K)
U = Qv = n.Cv .(T2 – T1)
P
P
Ta có: 2  1
T2 T1

P
2
 T2  2  T1   273  546K
P1
1
Suy ra: U = Qv = 1  28,786(546 - 273) = 7859 (J)
H = U + PV = 7859 (J)

Câu 5: Một khí lý tưởng nào đó có nhiệt dung mol đẳng
tích ở mọi nhiệt độ có Cv = 2,5R (R là hằng số khí). Tính
Q, A, U và H khi một mol khí này thực hiện các quá
trình sau đây:
a.

Dãn nở thuận nghịch đẳng áp ở áp suất 1atm từ
20dm3 đến 40dm3.

b.

Biến đổi thuận nghịch đẳng tích từ trạng thái (1atm;
40dm3) đến (0,5atm; 40dm3).

c.

Nén thuận nghịch đẳng nhiệt từ 0,5 atm đến 1 atm
ở 250C.
Giải

a.

Dãn nở thuận nghịch đẳng áp (P = const).
Tính công A:
V2

A   PdV  PV2  V1   1.40  20   20l.atm 
V1

5


 20 

8,314
 2028 (J)
0,082

Tính nhiệt lượng Q:
T2

P V PV
Q p   C p dT  C p .T2  T1   C p  2  1 
R 
 R
T1
3,5R
40  20  70 (l.atm)

R
8,314
 70 

 7097 (J)
0,082
Biến thiên nội năng:
U = Q – A = 5069 (J)
Biến thiên entapy
H = Qp = 7097 (J)
b.

Dãn nở thuận nghịch đẳng tích (V = const).

 A=0
Nhiệt lượng:
T2

P V PV
Q v   C v dT  C v .T2  T1   C v  2  1 
R 
 R
T1
2,5R

 400,5  1  50 (l.atm)
R
8,314
 50 
 5069 (J)
0,082
U = Qv = - 5069 (J)
c.

Nén đẳng nhiệt (T = const)  U = 0
P
0,5
Q T  A T  nRTln 1  1 8,314  298 ln
 1717 (J)
P2
1

Câu 6: Tính nhiệt tạo thành của etan biết:
Cgr + O2 = CO2

H0298 = -393,5 KJ

H2 + 1/2O2 = H2O(l)

H0298 = -285 KJ
6


2C2H6 + 7O2 = 4 CO2 + H2O(l)

H0298 = -3119,6 KJ

Giải
Cgr + O2 =
H2

CO2

(1)

+ 1/2O2 = H2O(l)

2C2H6 + 7O2 = 4CO2

(2)
+ 6H2O(l)

(3)

Nhiệt tạo thành C2H6 là:
2C + 3H2 = C2H6

(4)

H0298(4) = 4H0298(1) + 6H0298(2) - H0298(3)
H0298(4) = 4(-393,5) + 6(-285) - (-3119,6) = 164,4 (KJ)
Câu 7: Tính Q, A, U của quá trình nén đẳng nhiệt,
thuận nghịch 3 mol khí He từ 1atm đến 5 atm ở 4000K.
Giải
Nhiệt và công của quá trình:
P
1
Q T  A T  nRTln 1  3  8,314  400ln  16057(J)
P2
5
U = 0
Câu 8: Cho phản ứng: 1/2N2 + 1/2O2 =

NO. Ở 250C,

1atm có H0298 = 90,37 kJ. Xác định nhiệt phản ứng ở
558K, biết nhiệt dung mol đẳng áp của 1 mol N2, O2 và
NO lần lượt là 29,12; 29,36 và 29,86 J.mol-1.K-1.
Giải
Hiệu ứng nhiệt của phản ứng ở 558K là:

ΔH

0
558

 ΔH

558

0
298

  ΔC p dT
298

Trong đó:
7


Cp = 29,86 – 1/2(29,12) – 1/2(29,36) = 0,62 (J.K-1)
H0558 = 90,37 + 0,62.(558 - 298).10-3 = 90,5312 (KJ)
1.2.Bài tập tự giải:
Câu 1: Xác định biến thiên nội năng khi làm hóa hơi 20g

etanol tại nhiệt độ sôi, biết nhiệt hóa hơi riêng của
etanol bằng 857,7 J/g và thể tích hơi tại nhiệt độ sôi
bằng 607 cm3/g (bỏ qua thể tích pha lỏng).
ĐS: 2,54 kJ
Câu 2: Tính ΔH và ΔU cho các quá trình sau đây:
a.

Một mol nước đông đặc ở 00C và 1 atm;

b.

Một mol nước sôi ở 1000C và 1 atm.

Biết rằng nhiệt đông đặc và nhiệt hóa hơi của 1 mol
nước bằng -6,01 kJ và 40,79 kJ, thể tích mol của nước
đá và nước lỏng bằng 0,0195 và 0,0180 lit. Chấp nhận
hơi nước là khí lý tưởng.
ĐS: a. ΔH = ΔU = -6,01 kJ
b. ΔH = 37,7 kJ; ΔU = 40,79 kJ
Câu 3: Nhiệt sinh của H2O(l) và của CO2 lần lượt là 285,8 và -393,5 kJ/mol ở 250C, 1 atm. Cũng ở điều kiện
này nhiệt đốt cháy của CH4 bằng -890,3 kJ/mol. Tính
nhiệt tạo thành của CH4 từ các nguyên tố ở điều kiện
đẳng áp và đẳng tích.
ĐS: -74,8 kJ/mol; 72,41 kJ/mol
Câu 4: Tính nhiệt tạo thành chuẩn của CS2 lỏng dựa
vào các dữ liệu sau:
S(mon) + O2 = SO2

ΔH1 = -296,9 kJ
8

CS2(l)
C(gr)

+ 3O2 = CO2 + 2SO2
+

ΔH2 = -1109 kJ
ΔH3 = -393,5 kJ

O2 = CO2

ĐS: 121,7 KJ
Câu 5: Trên cơ sở các dữ liệu sau, hãy tính nhiệt tạo
thành của Al2Cl6 ® khan:
2Al + 6HCl(l) = Al2Cl6(l) + 3H2

ΔH0298 = -1003,2 kJ

H2 + Cl2 = 2HCl(k)

ΔH0298 = -184,1 kJ

HCl(k) = HCl(l)

ΔH0298 = -72,45 kJ

Al2Cl6® = Al2Cl6(l)

ΔH0298 = -643,1 kJ
ĐS: 1347,1 kJ

CÂu 6: Tính nhiệt phản ứng:
H2(k) + S(r) + 2º2(k) + 5H2O(l) = H2SO4.5H2 O(dd)
Biết nhiệt sinh của H2SO4(l) là -193,75 Kcal/mol và
nhiệt hòa tan H2SO4(l) với 5 mol nước là -13,6 Kcal.
ĐS: -207,35 Kcal
Câu 7: Cho 100 gam khí nitơ ở điều kiện chuẩn (1atm,
250C), CP(N2) = 3,262 cal/mol.K. Tính giá trị của các đại
lượng Q, A và U trong các quá trình sau:
a.

Nén đẳng tích tới 1,5 atm.

b.

Dãn nở đẳng áp tới thể tích gấp đôi thể tích
ban đầu.

c.

Dãn nở đẳng nhiệt tới thể tích 200lít.

d.

Dãn nở đoạn nhiệt tới thể tích 200lít.

ĐS: a. Qv = 2424 cal; b. QP = 8786 cal, AP = 1937 cal
c. QT = AT = 1775 cal; d. U = A = 1480 cal

Câu 8: Ở 250C phản ứng tổng hợp NH3.
9


N2(k) +
H0298,tt (kcal/mol)

0

3H2(k) =
0

2NH3(k)
-11,04

Và nhiệt dung của các chất:
CP (N2) = 6,65 + 10-3T

(cal.mol-1.K-1)

CP (H2) = 6,85 + 0,28.10-3T

(cal.mol-1.K-1)

CP (NH3) = 5,92 + 9,96.10-3T

(cal.mol-1.K-1)

Xác định hàm số

H0T = f(T) và tính H01000 của

phản ứng?
ĐS: H0T = -18,22 – 15,36.10-3T + 8.10-6T2 (Kcal)
H0 = -25,58 Kcal 

10


Chương 2

NGUYÊN LÝ II NHIỆT ĐỘNG HỌC

1.1. Bài tập có lời giải chi tiết:
Câu 1: Tính biến thiên entropy khi đun nóng thuận
nghịch 16 kg O2 từ 273K đến 373K trong các điều kiện
sau:
a.

Đẳng áp

b.

Đẳng tích
Xem O2 là khí lý tưởng và nhiệt dung mol Cv =

3R/2.
Giải
a.

Đối với quá trình đẳng áp
Cp = Cv + R = 5R/2
T2

dT 16.10 3 5
373
ΔS  n  C p

  1,987.ln
 775cal/K 
T
32
2
273
T1

b.

Đối với quá trình đẳng tích
T2

dT 16.10 3 3
373
ΔS  n  C v

  1,987.ln
 465cal/K 
T
32
2

273
T1

Câu 2: Xác định nhiệt độ lúc cân bằng nhiệt và biến
thiên entropy khi trộn 1g nước đá ở 00C với 10g nước ở
11


1000C. Cho biết nhiệt nóng chảy của đá bằng 334,4 J/g
và nhiệt dung riêng của nước bằng 4,18 J/g.K.
Giải
Gọi T (K) là nhiệt độ của hệ sau khi trộn. Giả sử hệ
là cô lập.
Ta có phương trình:
Nhiệt lượng tỏa ra = Nhiệt lượng thu vào
- Qtỏa

= Qthu hay Q3 = Q1 + Q2

 - 10.4,18.(T - 373) = 334,4 + 1.4,18.(T - 273)
 T = 356,64 (K)
1g H2O (r)
273K

1g H2O (l)
273K

S1

10g H2O (l)

1g H2O (l)
S2

T(K)

S3

373K

Biến thiên entropy của hệ:
S = S1 + S2 + S3
Với: ΔS1 

λ nc 334,4

 1,225(J/K)
Tnc
273
356,64

dT

 4,18 T

ΔS2  1.

 1,117(J/K)

273

356,64

ΔS3  10.



373

4,18

dT
 1,875(J/K)
T

S = 0,467 (J/K)
Câu 3: Tính biến thiên entropy của quá trình nén đẳng
nhiệt, thuận nghịch.
a.

1 mol oxy từ P1 = 0,001atm đến P2 = 0,01atm.

b.

1 mol mêtan từ P1 = 0,1 atm đến P2 = 1 atm.

Trong hai trường hợp trên khí được xem là lý tưởng.
12

Giải
a.
b.

P1
 1,987.ln0, 1  4,575(cal/ K)
P2
P
ΔS  nRln 1  1,987.ln0, 1  4,575(cal/ K)
P2
ΔS  nRln

Câu 4: Xác định biến thiên entropy của quá trình chuyển
2g nước lỏng ở 00C thành hơi ở 1200C dưới áp suất 1
atm. Biết nhiệt hóa hơi của nước ở 1000C là 2,255
(kJ/g), nhiệt dung mol của hơi nước Cp,h = 30,13 +
11,3.10-3T (J/mol.K) và nhiệt dung của nước lỏng là Cp,l
= 75, 30 J/mol K.
Giải
2g H2O (l)
2730K

2g H2O (l)
S1

2g H2O (h)
S2

3730K

2g H2O (h)
S3

3730K

3930K

Biến thiên etropy của quá trình
S = S1 + S2 + S3
2 373
dT
2,61(J/K)
Với ΔS1    75,3
18 273
T
ΔS2 

2  2255
 12,09(J/K)
373

ΔS1 

2 393
dT
  30,13  11,3.10 -3 T
0,2(J/K)
18 373
T





S = 14,9 (J/K)
Câu 5: Một bình kín hai ngăn, ngăn thứ nhất có thể tích
0,1 m3 chứa oxi, ngăn thứ hai có thể tích 0,4 m3 chứa
Nitơ. Hai ngăn đều ở cùng một điều kiện nhiệt độ là
13


170C và áp suất 1,013.105 N/m2. Tính biến thiên entropy
khi cho hai khí khuếch tán vào nhau.
Giải
Khi hai khí khuếch tán vào nhau, thể tích của hỗn
hợp V2 = 0,5 m3


Biến thiên entropy của hệ:
S =S1 + S2

Với S1: biến thiên entropy của khí Oxy khi khuếch tán
S2: biến thiên entropy của khí Nitơ khi khuếch tán
ΔS1  nR.ln

V2
 13,32(cal/ K)
V1

ΔS2  nR.ln

V2
 7,46(cal/K)
V1'

Vậy S = 20,78 (cal/K)
Câu 6: Tính U, H và S của quá trình chuyển 1 mol
H2O lỏng ở 250C và 1 atm thành hơi nước ở 1000C, 1
atm. Cho biết nhiệt dung mol của nước lỏng là 75,24
J/mol.K và nhiệt hóa hơi của nước là 40629,6 J/mol.
Giải
1mol H2O (l)
2980K

Q1
S1

1mol H2O (l)

Q2

1mol H2O (h)

3730K

S2

3730K

Nhiệt lượng cần cung cấp

373

Q p  Q1 Q 2   75,24dT  λ hh
298

Qp  75,24(373 298)  40629,6 46272,69(J)
Công của quá trình

14


A  A1  A 2  0  PV  nRT 2  1 8,314  373  3101,1J 
Nội năng
U = Q – A = 43171,5 (J)
H = Qp = 4627,6 (J)
Biến thiên entropy của quá trình
373

ΔS  ΔS1  ΔS 2 



Cp

298

dT λ hh

T Thh

373 40629,6
 75,24ln

 125,8 J/K
298
373

Câu 7: Cho phản ứng có các số liệu sau:
3Fe(r) + 4H2O(h) = Fe3O4(r) + 4H2(k)
H0298

t.t

0

-57,8

-267

6,49

45,1

3,5

0

(Kcal/mol)
S0298

32,21

(cal/mol.K)
Cp(Fe)

= 4,13 + 6,38.10-3.T

(cal/mol.K)

Cp(H2Oh)

= 2,7 + 1.10-3.T

(cal/mol.K)

Cp(Fe3O4) = 39,92 + 18,86.10-3.T
Cp(H2)
a.

= 6,95 - 0,2.10-3.T

(cal/mol.K)
(cal/mol.K)

Tính hiệu ứng nhiệt đẳng áp và đẳng tích ở 250C
và 1atm?

b.

Tính hiệu ứng nhiệt đẳng áp và đẳng tích ở

1000K?

c.

Xét chiều phản ứng ở 250C và 1atm?
Giải
15


Phản ứng: 3Fe(r) + 4H2O(h) = Fe3O4(r) + 4H2(k)
a.

Tính H0298 = -267 - 4.(-57,8) = - 35,8 Kcal.
Tính U0298 = H0298 - nR.T với n = 4 - 4 = 0
Do đó U0298 = H0298 = -35,8 Kcal

b.

Tính

H01000

=

H0298

1000

+

 ΔCp.dT

298

Cp = [4.Cp(H2) + Cp(Fe3O4)] – [4.Cp(H2O) + 3.Cp(Fe)]

 Cp = 44,53 - 5,08.10-3.T
Ta có:
H01000

1000

= -35800 +

 (44,53  5,08.10

3

.T)dT

298

= - 6854,37 (cal)
U01000 = H01000 - nRT với n = 4 - 4 = 0


c.

U01000 = H01000 = - 6854,37 (cal)
Xét chiều phản ứng ở đktc từ công thức:

G0298 = H0298 – T.S0298.
Trong đó:
S0298 = (4x32,21 + 35) – (4x45,1 + 3x6,49)
= - 36,03 (cal)
G0298 = -35800 + 298x36,03 = - 25063,06 (cal)
Vì: G0298 < 0 nên phản ứng tự diễn biến.

2.1. Bài tập tự giải:
Câu 1: Tính biến thiên entropy của quá trình đun nóng
đẳng áp 1 mol KBr từ 298 đến 500K, biết rằng trong
khoảng nhiệt độ đó: Cp(KBr) = 11,56 + 3,32.10-3T
cal/mol.
ĐS: 6,65 cal/mol.K
16


Câu 2 : Tính biến thiên entropy của quá trình đun nóng
2 mol Nitơ (được xem là lý tưởng) từ 300K đến 600K
dưới áp suất khí quyển trong 2 trường hợp:
a.

Đẳng áp

b.

Đẳng tích

Biết rằng nhiệt dung Cp của Nitơ trong khoảng
nhiệt độ 300 - 600K được cho bằng phương trình: Cp =
27 + 6.10-3T (J/mol.K).

ĐS: 41 J/K; 29,5 J/K
Câu 3: Tính biến thiên entopy của quá trình trộn 10g
nước đá ở 00C với 50g nước lỏng ở 400C trong hệ cô
lập. Cho biết nhiệt nóng chảy của nước đá bằng 334,4
J/g, nhiệt dung riêng của nước lỏng bằng 4,18 J/g.
Câu 4: Tính biến thiên entropy của phản ứng:
4 Fe + 3O2 = 2Fe2O3.
Cho biết S0298 của Fe, O2 và Fe2O3 tương ứng bằng
27,3; 205 và 87,4 J/mol.K.
Câu 5: Hãy dự đoán dấu của S trong các phản ứng
sau:
a.

CaCO3(r) = CaO(r) + CO2(r)

b.

NH3(k) + HCl(k) = NH4Cl(r)

c.

BaO(r) + CO2(k) = BaCO3(r)
ĐS: a. S > 0; b. S < 0; c. S < 0

Câu 6: Tính ΔG 0298 khi tạo thành 1 mol nước lỏng biết
các giá trị entropy tiêu chuẩn của H2, O2 và H2O lần lượt
17


bằng 130; 684; và 69,91 J/mol.K và nhiệt tạo thành

nước lỏng ở 250C là -285,83 KJ/mol.
ĐS: ΔG 0298 = -237,154 kJ
Câu 7: Tính ΔS0298 , ΔH 0298 và ΔG 0298 của phản ứng phân
hủy nhiệt CaCO3 biết:
CaCO3
S0298 (J/mol.K)
ΔH 0tt,298 ( KJ/mol)

=

CaO

+

CO2

92,9

38,1

213,7

-1206,90

-635,10

-393,50

ĐS: S o298 = 158,9 J/K; Ho298 = 178,30 kJ;
Go298 = 130,90 kJ

Câu 8: Cho phản ứng: CO(k) + H2O(k)

= CO2(k) +

H2(k), có những giá trị biến thiên entanpy và biến thiên
entropy tiêu chuẩn ở 300K và 1200K như sau:
0
ΔH 300
  41,16 KJ/mol

0
ΔH1200
  32,93 KJ/mol

0
ΔS300
  42,40 J/K

0
ΔS1200
  29,60 J/K

Phản ứng xảy ra theo chiều nào ở 300K và 1200K?
0
0
  28,44 KJ; ΔG1200
 2590 J
ĐS: ΔG 300

Câu 9: Cho phản ứng: CH4(k)

+ H2O(k) = CO(k)

+

3H2(k).
Cho biết nhiệt tạo thành chuẩn của CH4(k), H2O(h) và
CO(k) lần lượt là -74,8; -241,8; -110,5 KJ/mol. Entropy
tiêu chuẩn của CH4(k), H2O(h) và CO(k) lần lượt là
186,2; 188,7 và 197,6 J/mol.K. (Trong tính toán giả sử
H0 và S0 không phụ thuộc nhiệt độ).
18


a.

Tính G0 và xét chiều của phản ứng ở 373K.

b.

Tại nhiệt độ nào thì phản ứng tự xảy ra.
ÐS: a. G0= 1,26.105J/mol; b. T> 961K

Câu 10: Cho phản ứng và các số liệu sau:
COCl2(k)
H0298

t.t (Kcal/mol)

S0298 (cal/mol.K)

Cp(CO)

= Cl2(k) +

CO(k)

- 53,3

0

-26,42

69,13

53,28

47,3

= 6,96

(cal /mol.K)

Cp(COCl2) = 14,51 (cal /mol.K)
Cp(Cl2)
a.

= 8,11

(cal /mol.K)

Tính hiệu ứng nhiệt đẳng áp và đẳng tích của
phản ứng ở 250C?

b.

Xét chiều phản ứng ở 250C?

c.

Tính hiệu ứng nhiệt đẳng áp của phản ứng ở
1000K?
ĐS: a. H0 = 26,88 Kcal, U0 = 26287,87 cal

b. S0 = 31,45 cal/K, G0 = 17507,9 cal
c. H0 = 26486,88 cal
Câu 11: Tính nhiệt lượng cần thiết để làm nóng chảy 90
gam nước đá ở 00C và sau đó nâng nhiệt độ lên 250C.
Cho biết nhiệt nóng chảy của nước đá ở 00C là 1434,6
cal/mol, nhiệt dung của nước lỏng phụ thuộc vào nhiệt
độ theo hàm số: Cp = 7,20 + 2,7.10-3T (cal.mol-1.K-1).
ĐS: Q = 8169,4 cal
19


Câu 12: Tính biến thiên entropy của quá trình đông đặc
benzen dưới áp suất 1atm trong 2 trường hợp:
a.

Đông đặc thuận nghịch ở 50C biết nhiệt đông
đặc của benzen là -2370 cal/mol.

b.

Đông đặc bất thuận nghịch ở -50C.

Biết nhiệt dung của Benzen lỏng và rắn lần lượt là
30,3 và 29,3 cal/mol.K.
ĐS: a. S = 0 cal/K ; b. S = 0,31 cal/K
Câu 13: Cho phản ứng và các số liệu sau:
FeO(r)
H0298

t.t

+ CO(k) = CO2(k) + Fe(r)

-63,7

-26,42

-94,052

0

1,36

47,3

51,06

6,49

(Kcal/mol)
S0298
(cal/mol.K)

a.

Cp(Fe) = 4,13 + 6,38.10-3.T

(cal/mol.K)

Cp(CO) = 6,34 + 1,84. 10-3.T

(cal/mol.K)

Cp(FeO) = 12,62 + 1,50.10-3.T

(cal/mol.K)

Cp(CO2) = 10,55 + 2,16.10-3.T

(cal/mol.K)

Tính hiệu ứng nhiệt đẳng áp và đẳng tích của
phản ứng ở 2980K?

b.

Tính hiệu ứng nhiệt đẳng áp và đẳng tích của

phản ứng ở 10000K?

c.

Xét chiều phản ứng ở điều kiện tiêu chuẩn.

d.

Xét chiều phản ứng ở 1000K xem entropy
không thay đổi theo nhiệt độ.
ĐS: a. H0298 = U0298 = -3932 cal
b. H01000 = U01000 = -4567 cal 
20


Câu 14: Cho phản ứng và các số liệu sau:
C(r)

+ CO2(k)

S0298 (cal/mol.K)

1,36

51,06

0298 (Kcal/mol)

0

-94,052

Cp(CO)

a.

= 6,96

= 2CO(k)
47,3
-26,42

(cal /mol.K)

Cp(Cgr)

= 2,07 (cal /mol.K)

Cp(CO2)

= 8,88

(cal /mol.K)

Tính hiệu ứng nhiệt đẳng áp và đẳng tích của
phản ứng ở 250C và 1atm.

b.

Xét chiều phản ứng ở 250C và 1atm.

c.

Tính hiệu ứng nhiệt đẳng áp của phản ứng ở
1000K.
ĐS: a. H0298 = 41212 cal; U0298 = 40619 cal
c. H01000 = 43297 cal 

21


Chương 3

CÂN BẰNG HÓA HỌC

1.1.Bài tập có lời giải chi tiết:
Câu 1: Hằng số cân bằng của phản ứng:
CO2(k) + H2(k) ở

CO(k) + H2O(h)
800K là 4,12.

Đun hỗn hợp chứa 20% CO và 80% H2O (% khối
lượng) đến 800K. Xác định lượng hydro sinh ra nếu
dùng 1 kg nước.
Giải
Gọi x là số mol của H2O tham gia phản ứng.
CO

(

H2O

CO2

250
28

1000
18

0

0

x

x

x

x

x

x

250
 x)
28

+

(

1000
x)
18

+

H2

Vì n = 0, ta có hằng số cân bằng:
n CO 2 .n H 2
x2
KP  Kn 

 4,12
n CO .n H 2O  250
  1000

 x .
 x

 28
  18

22

Giải phương trình ta được: x = 8,55 (mol)
Vậy khối lượng H2 sinh ra: m = 17,1 (g)
Câu

2: Ở 2000C hằng số cân bằng Kp của phản ứng

dehydro hóa rượu Isopropylic trong pha khí:
CH3CHOHCH3(k)

H3CCOCH3(k) + H2

bằng 6,92.104 Pa. Tính độ phân ly của rượu ở 2000C và
dưới áp suất 9,7.104Pa. (Khi tính chấp nhận hỗn hợp
khí tuân theo định luật khí lý tưởng).
Giải
Gọi a là số mol ban đầu của CH3CHOHCH3.
x là số mol CH3CHOHCH3 phân ly, ta có:
CH3CHOHCH3(k)

H3CCOCH3(k)

+ H2

a

0

0

x

x

x

(a – x)

x

x

Tổng số mol các chất lúc cân bằng: Σn i  a  x
Δn

 P 
x.x  P 
 
K P  K n .
.
 với n = 1
 Σni  cb a  x  a  x 




0,97.x 2
a2  x 2

 0,692

x = 0,764a

Vậy độ phân ly: α 

x
 0,764
a

Câu 3: Đun nóng tới 4450C một bình kín chứa 8 mol I 2
và 5,3 mol H2 thì tạo ra 9,5 mol HI lúc cân bằng. Xác
23


định lượng HI thu được khi xuất phát từ 8 mol I 2 và 3
mol H2.
Giải
Gọi x là số mol H2 tham gia phản ứng:
H2

+

I2

2HI

Ban đầu

5,3

8

0

Phản ứng

x

x

2x

Cân bằng

(5,3 – x)

(8 – x)

2x

Theo đề bài: 2x = 9,5

 x = 4,75 (mol)

Hằng số cân bằng:

n 2HI
4x 2
Kn 


 50,49
n H 2 .n I2 5,3  x 8  x 
Hỗn hợp 8 mol I2 và 3 mol H2.
H2

+

I2

2HI

Ban đầu

3

8

0

Phản ứng

y

y

2y

Cân bằng

(3 – y)

(8 – y)

2y

Vì nhiệt độ không đổi nên hằng số cân bằng cũng
không đổi:

4y 2
 50,49
3  y 8  y 



Kn 



y = 2,87

Số mol HI tạo thành: nHI = 5,74 (mol)
Câu 4: Hằng số cân bằng của phản ứng:
24


PCl3(k) + Cl2(k)

PCl5(k)

ở 500K là KP = 3 atm-1.

a.

Tính độ phân ly của PCl5 ở 1atm và 8 atm.

b.

Ở áp suất nào, độ phân ly là 10%.

c.

Phải thêm bao nhiêu mol Cl2 vào 1mol PCl5 để độ
phân ly của PCl5 ở 8 atm là 10%.
Giải

a.

Tính độ phân ly của PCl5
Gọi a là số mol PCl5 ban đầu
 là độ phân ly của PCl5, ta có:
PCl5(k)

PCl3(k) + Cl2(k)

Ban đầu

a

0

0

Phản ứng

a

a

a

Cân bằng

a(1-)

a

a

 P 


n

i



Δn

Ta có K P  K n 




a2α2  P 


a1  α  a1  α 

Với n = 1, ni = a(1+)


P.α 2
1 α

2



1
3

3P2 = 1 - 2
1
 α

1  3P
Với P = 1 atm  α  0,5


Với P = 8 atm  α  0,2

b.

Ở áp suất nào độ phân ly là 10%
P.α 2 1

Ta có
1 α2 3
25