bài tập chương 2 nhiệt động hóa học

BÀI TẬP CHƯƠNG II: NHIỆT ĐỘNG HỌC HÓA HỌC









I/ Dạng bài tập:
1/ Bài tập lý thuyết liên quan đến tính chất của S và ∆S , H và ∆H; biểu thức nguyên lý
1, 2 của nhiệt động học; định nghĩa nhiệt cháy, nhiệt sinh, cách tính hiệu ứng nhiệt một
phản ứng?
2/ Bài tập tính toán:
Bài tập liên quan đến định nghĩa nhiệt sinh, nhiệt cháy của một chất.
Tính hiệu ứng nhiệt của một phản ứng dựa vào nhiệt sinh, nhiệt cháy, định luật Hess,
định luật Kiecsop.
Bài tập tính S của một quá trình vật lý.
Mối quan hệ giữa H, U của một hệ, phản ứng tỏa hay thu nhiệt?
Tính nhiệt đẳng áp ( hoặc đẳng tích), biến thiên entropi của một quá trình thuận nghịch
đẳng nhiệt, đẳng áp hoặc đẳng tích?
Mối quan hệ giữa H, S, G. Tính một đại lượng khi biết 2 đại lượng còn lại.
Cho một phản ứng, biết S0298, ∆H0298, của các chất, xác định chiều phản ứng, ∆H0pư,
∆G0pư tại một nhiệt độ cho trước, tìm điều kiện để phản ứng xảy ra theo chiều ngược lại?
II/ Bài tập
Câu 1: Tính ∆H0298 của phản ứng:
C2H4(k) + H2(k) → C2H6(k)
0
Biết ∆H s,298 của các chất (kJ/mol) như sau:
C2H4 là +52,30

C2H6 là - 84,68
Câu 2: Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng:
CH4(k) + Cl2(k) = CH3Cl(k) + HCl(k)
Cho biết hiệu ứng nhiệt của các phản ứng sau đây:
CH4(k) + 2O2(k) = CO2(k) + 2H2O(l),
 H1 = -212,79kcal
CH3Cl(k) + 3/2O2(k) = CO2(k) + H2O(l) + HCl(k),  H2 = -164,0kcal
H2(k) + 1/2O2(k) = H2O(l),
 H3 = -68,32kcal
1/2H2(k) + 1/2Cl2(k) = HCl(k),
 H4 = -22,06kcal
Câu 3: Cho biết hiệu ứng nhiệt cuả các phản ứng ở điều kiện chuẩn như sau:
H2(k) + O2(k) → H2O (k) ∆H0 = 239,66 KJ
N2 + 3 H2(k) → 2NH3 ∆H0 = 92,39 KJ
NO2(k) → 1/2N2(k) + O2(k) ∆H0 = -135,37 KJ
H2O(l) → H2O (k)
∆H0 = 44,02 KJ
Tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng sau : NH3(k) + O2(k) → NO2(k) + H2O(l)
Phản ứng tỏa hay thu nhiệt ?
Câu 4: Tính ∆H0 của phản ứng sau ở 298K và 500K


4NH3(k)

+

→ 4NO(k)

5O2(k)

+ 6H2O(k)

Biết
∆Ho298,s (kJ/mol) -46,110
0
90,250
-241,820
Cp (J/mol.K)
35,060
29,355
29,844
35,580
Chấp nhận trong khoảng nhiệt độ 298K đến 500K, Cp = const.
Đs: - 891,636 kJ
Câu 5: Tính Qp cần dùng để nung nóng 128g oxi từ 27oC đến 127oC. Biết rằng nhiệt
dung đẳng áp của khí oxi trong khoảng nhiệt độ trên được biểu thị bằng phương trình sau:
Cp = 26,19 + 8,98.10-3T + 3,22.10-6T2 (J/K.mol)
Câu 6: Tính nhiệt của phản ứng qui về 1 kg nhôm đối với phản ứng sau:
2Al + Fe2O3 = 2Fe + Al2O3
Biết ∆Hs(Al2O3) = -1667,82 kJ/mol và ∆Hs(Fe2O3) = -819,28 kJ/mol.
Đs: - 15713,704 kJ
Câu 7: Nhiệt của phản ứng oxi hóa Al ở 25oC bằng -1669,792 kJ/mol. Xác định nhiệt
hình thành Al2O3 tại 600K biết rằng:
Cp(Al)
= 20,66 + 12,38.10-3T
(J/mol.K)
-3
Cp(O2)
= 31,46 + 3,389.10 T
(J/mol.K)

-3
Cp(Al2O3) = 92,38 + 37,53.10 T
(J/mol.K)
Câu 8:Tính ∆S trong quá trình nén đẳng nhiệt thuận nghịch:
a/ 1 mol khí oxi từ P1 = 0,001 đến P2 = 0,01 atm.
b/ 1 mol metan từ P1 = 0,1 đến P2 = 1 atm.
Trong cả hai trường hợp khí được xem là lí tưởng.
Câu 9:
Xét phản ứng
CaCO3(r) 
CaO(r)
+ CO2(k)
0
Biết H 298
(kJ.mol)
0
S298

_1

-1207

-635,5

-393,2

92,7

39,7

213,6

-1

(J.mol .K )

Xác định chiều của phản ứng ở 298K và nhiệt độ CaCO3(r) bắt đầu phân hủy.
Câu 10: Cho biết phản ứng:
CH3OH(h) + 3/2 O2(h) → CO2(h) + 2H2O(h)
Có:
0
-201,17
0
-393,51
-241,83
H 298,
s ( kJ / mol )
CP0 ,298 ( J / mol.K )

49,371

29,372

37,129

-241,83

0
a/ Tính H 298
của phản ứng.

0
b/ Tính H 398
của phản ứng biết C0P không phụ thuộc vào nhiệt độ.

Câu 11: Cho phản ứng
C2H4(k) +
0
68,12
G298 (kJ / mol )
0
S298
( J / mol.K )

219,45

H2O(k) 
-228,59

C2H5OH(k)
-168,60

188,72

282,00


a/ Tính ∆H0298 của phản ứng. phản ứng tỏa hay thu nhiệt?
b/ Ở 250C, phản ứng diễn ra theo chiều nào?
Câu 12: Biết nhiệt hóa hơi của H2O(l) ở 1 atm, 1000C là 40,63 (kJ/mol); nhiệt dung đẳng
áp của H2O(l) là 75,24 J/mol.K và của H2O(h) là 13,6 J/mol.K. Hãy tính biến thiên entropi

của quá trình chuyển 0,1 mol H2O(l) ở 250C, 1 atm thành 0,1 mol H2O(h) ở 1200C, 1atm.
Câu 13: Phản ứng : Cl2 + H2S → S + 2HCl có xảy ra ở 30oC không, vì sao? Biết
Nhiệt sinh chuẩn của H2S, HCl lần lượt là: -200,89 ( kJ/mol), -92,3 (kJ/mol); Entropi
chuẩn của H2S, HCl, Cl2, S lần lượt là: 208,4 112,4 ; 23,5; 31,2(J/mol.K), và ∆S, ∆H của
phản ứng không phụ thuộc nhiệt độ
Câu 14: Cho phản ứng :
H2 + 1/2 O2 → H2O tự xảy ra ở 600K và ∆G của phản
ứng ở nhiệt độ này là -51,239 (kJ). Hãy tính ∆H của phản ứng ở 600K , phản ứng tỏa hay
thu nhiệt? Biết ∆S của phản ứng không phụ thuôc nhiêt độ, S0298 của H2 , O2 , H2O lần
lượt là 130,7; 205,38; 188,7 (J/mol.K)