MỘT số CHUYÊN đề ôn OLYMPIC

TÀI LIỆU ÔN THI HỌC SINH GIỎI OLIMPIC &CASIO HÓA HỌC

CHUYÊN ĐỀ 1: ĐỘNG HÓA HỌC
A. MỘT SỐ NỘI DUNG LÝ THUYẾT CẦN NẮM
I. TỐC ĐỘ CỦA PHẢN ỨNG HÓA HỌC ĐỒNG THỂ
Phản ứng hóa học đồng thê là phản ứng mà trong đó các chất phản ứng ở cùng một pha khí, lỏng hoặc rắn.
Trong nội dung này ta chỉ nghiên cứu loại phản ứng đồng thể.
Giả sử có phản ứng: aA + bB � cC + dD thì tốc độ trung bình của phản ứng được tính theo công thức:

v

1 CA
1 CB 1 CC 1 C D



a t
b t
c t
d t

Vậy tốc độ của phản ứng hóa học chính là độ biến thiên nồng độ của một trong các chất phản ứng hoặc sản
phẩm trong một đơn vị thời gian. Tùy theo thời gian tiến hành phản ứng mà đơn vị tốc độ phản ứng có thể là mol/l.s,
mol/l.phút hoặc mol/l.h
Ví dụ: Xét phản ứng phân hủy N2O5 trong dung môi CCl4 ở 450C : N2O5  N2O4 +

1
O2
2

Ban đầu nồng độ của N2O5 là 2,33M, sau 184 giây nồng độ của N 2O5 là 2,08M. Tính tốc độ trung bình của

phản ứng theo N2O5.
Lời giải:
Tốc độ trung bình của phản ứng tính theo N2O5 là v  

2, 08  2,33
 1,36.10 3 (mol.l 1.s 1 )
184

II. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG
1. Ảnh hưởng của nồng đô
Khi nồng độ chất phản ứng tăng thì mật độ tiểu phân tham gia phản ứng tăng, số lần va chạm có hiệu quả
cũng tăng nên tốc độ phản ứng tăng.
Sự ảnh hưởng của nồng độ đến tốc độ phản ứng được biểu diễn qua định luật tác dụng khối lượng của
Guldberg-Waage (1867)
a
b
Giả sử có phản ứng: aA + bB � cC + dD thì v  kCA C B (k là hằng số tốc độ phản ứng, phụ thuộc vào bản
chất từng phản ứng, nhiệt độ và chất xúc tác)
Theo công thức này thì a, b là bậc riêng phần của các chất A, B và tổng a + b gọi là bậc toàn phần của phản
ứng.
2. Ảnh hưởng của nhiệt đô
Khi nhiệt độ phản ứng tăng thì tốc độ chuyển động của các tiểu phân phản ứng tăng, năng lượng của chúng
cũng tăng dẫn tới số lần va chạm có hiệu quả tăng � tốc độ phản ứng tăng.
Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nhiệt độ được biểu diễn qua công thức Van’t Hoff (ông đã xác định
được khi tăng nhiệt độ phản ứng lên 100C thì tốc độ phản ứng thường tăng từ 2 đến 4 lần)

v T2
v T1



T2  T1
10

(  là hệ số nhiệt độ nằm trong khoảng 2 đến 4)

(Lưu ý là công thức này chỉ gần đúng cho khoảng nhiệt độ không cao)
3. Ảnh hưởng của các yếu tố khác
Ngoài các yếu tố kể trên tốc độ phản ứng còn phụ thuộc áp suất, chất xúc tác, diện tích bề mặt, tốc độ khuấy
trộn, môi trường xảy ra phản ứng, ...
III. ĐỘNG HỌC CỦA CÁC PHẢN ỨNG ĐƠN GIẢN
1. Phản ứng bậc 1
Xét phản ứng: A � B

[A]0 la�
no�
ng �
o�
ban �
a�
u cu�
aA
�
d[A]
[A]
�
v
 k[A] � ln
  kt với �
[A] la�

no�
ng �
o�
ta�
i th�
�
i�
ie�
m t�
nh to�
c�
o�
pha�
n�
�
ng cu�
aA
dt
[A]0
�k la�
ng so�
to�
c�
o�
pha�
n�
�
ng
� ha�
[A]0

ln 2
Khi [A] 
thì t1/2 
(t1/2 được gọi là thời gian bán phản ứng hay chu kì bán hủy)
2
k
2. Phản ứng bậc 2
Xét phản ứng: A + B � C + D



Nếu nồng độ ban đầu của A, B bằng nhau thì ta có v  

THẦY GIÁO TRƯỜNG LÀNG

d[A]
1
1
 k[A]2 �

 kt
dt
[A] [A]0
Page 1


TÀI LIỆU ÔN THI HỌC SINH GIỎI GIẢI TOÁN MÁY TÍNH CASIO
Khi [A] 

1

[A]0
thì t1/2 
k[A]0
2



Nếu nồng độ ban đầu của A, B khác nhau thì ta có
�
A
+
B
C
Ban đầu (t = 0)
a(M)
b(M)
0
Tại thời điểm t
a–x
b–x
x

v

dx
1
a(b  x)
 k(a  x)(b  x) �
ln
 kt

dt
b  a b(a  x)

+

D
0
x

(b > a)

Phản ứng bậc 3 và bậc n phức tạp hơn nên ta không xét ở đây.
IV. XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG THEO PHƯƠNG PHÁP THẾ
Để xác định bậc phản ứng có thể dùng phương pháp thế, phương pháp đồ thị hoặc phương pháp thời gian
nửa phản ứng. Trong nội dung bài viết xin được giới thiệu phương pháp thế (thường gặp trong các bài tập ở chương
trình phổ thông).
Nội dung phương pháp thế là thế nồng độ một chất nào đó tìm được bằng thực nghiệm ở những thời điểm
khác nhau vào phương trình động học bậc 1, 2, ... xem phương trình nào cho giá trị không đổi của k.
V. Phương trình Arrhenius

k  Ae



Ea
RT

hay ln k  

Ea

 ln A
RT

Ea
�
ln
k


 ln A (*)
T
� 2
RT2
�
Khi biết k ở 2 nhiệt độ khác nhau thì �
E
�
ln k T1   a  ln A (**)
�
RT1
�
k T2 E a �1 1 �

Lấy (*) – (**) ta được biểu thức ln
�  �
k T1
R �T1 T2 �
k la�
ha�
ng so�

to�
c�
o�
pha�
n�
�
ng
�
�
R la�
ha�
ng so�
kh�ly�
t�
�
�
ng (R =8,314J.K 1.mol 1 )
Trong đó �
�
E a la�
na�
ng l�
�
�
ng hoa�
t ho�
a cu�
a pha�
n�
�

ng
�
VI. MỘT SỐ VÍ DỤ ÁP DỤNG
Ví dụ 1. Phản ứng phân hủy phóng xạ của một đồng vị là phản ứng bậc một và có chu kì bán hủy t 1/2 = 15 phút. Hỏi
sau bao lâu thì 75% đồng vị đó bị phân hủy?
Lời giải:

[A]
1 [A]0
ln 2 0, 693
 kt � t  ln

với k 
(phút-1); [A] = 0,25[A]0
[A]0
k [A]
t1/2
15
15
1
ln
 30 (phút).
� Để 75% đồng vị đó phân hủy thì thời gian cần là t 
0, 693 0, 25

Áp dụng công thức: ln

Ví dụ 2. Ở 100C một phản ứng kết thúc sau 95 giây còn ở ở 20 0C thì kết thúc sau 60 giây. Tính năng lượng hoạt hóa
của phản ứng.
Lời giải:

�1 1 �
R.T1.T2 k T2
ln
�  �� E a 
k T1
T2  T1 k T1
�T1 T2 �
v
t
95
8,314.283.293 95
 2  1 
� Ea 
ln
 31679, 633J hay �31,68 kJ.
v1 t 2 60
293  283
60

Áp dụng công thức: ln
với

k T2
k T1

k T2



Ea
R

Ví dụ 3. Phản ứng A + B  C có bậc riêng phần đối với A và B đều bằng 1, hằng số tốc độ phản ứng k = 0,001 mol 1
.l.s-1. Biết nồng độ ban đầu của A và B lần lượt là 0,100M và 0,200M, hãy tính độ giảm nồng độ và nồng độ A, B
còn lại sau 100 giây.
Lời giải:
Bậc riêng phần của A, B đều là 1 nên bậc toàn phần của phản ứng bằng 2. Gọi x là nồng độ của A cũng như B đã
phản ứng � áp dụng công thức:

THẦY GIÁO TRƯỜNG LÀNG

2


TÀI LIỆU ÔN THI HỌC SINH GIỎI GIẢI TOÁN MÁY TÍNH CASIO

a  0,1000
�
�b  0, 2000
1
a(b  x)
�
ln
 kt với �
x
b  a b(a  x)
�k  0, 001
�
�t  100

0, 002M

Vậy: Nồng độ còn lại sau 100 giây của A là 0,098M, của B là 0,198M.
Ví dụ 4. Kết quả khảo sát động học của phản ứng: A + B � C + D được cho theo bảng sau
Thí nghiệm
CA (mol/l)
CB (mol/l)
Tốc đô phản ứng (mol/l.phút)
Thí nghiệm 1
0,5
0,5
5.102
Thí nghiệm 2
1,0
1,0
20.102
Thí nghiệm 3
0,5
1,0
20.102
a) Xác định bậc phản ứng và tính hằng số tốc độ của phản ứng trên.
b) Tính tốc độ của phản ứng khi CA = CB = 0,2 (mol/l)
c) Tính thời gian cần thiết để một nửa lượng chất (tính theo câu b) phản ứng.
Lời giải:
a
b
a) Biểu thức tính tốc độ của phản ứng đã cho có dạng: v  kCA C B (trong đó k là hằng số tốc độ của phản ứng).
Theo kết quả đo được ở bảng thì

v1  k.0,5a.0,5b  5.102
v 2  k.1, 0a.1, 0b  20.10 2
v3  k.0,5a.1, 0 b  20.10 2
v
v2
 2a  1 � a  0; 3  2 b  4 � b  2.
Dễ thấy:
v3
v1
Biểu thức tính tốc độ của phản ứng được viết lại: v  kC B � Đây là phản ứng bậc 2.
Thay x, y vào biểu thức của v1, v2, v3 ta tìm được k = 0,2 (mol-1.l.ph-1)
2
2
3
b) Thay CB = 0,2 mol/l vào biểu thức ta được: v  kC B  0, 2.0, 2  8.10 (mol.l-1.ph-1).
2

c) Vì phản ứng đã cho là phản ứng bậc 2 nên ta có t1/2 

1
1

 25 (phút).
k.CB 0, 2.0, 2

Ví dụ 5 (THPT CHUYÊN TRẦN HƯNG ĐẠO, BÌNH THUẬN 2014). Cho phản ứng: 2N2O5 (khí) � 4NO2 (khí) + O2
(khí) ở nhiệt độ T (K) với kết quả thực nghiệm như sau
Thí nghiệm
Nồng đô N2O5 (mol/l)
Tốc đô phân hủy (mol/l.s)

Thí nghiệm 1
0,170
1,39.103
Thí nghiệm 2

0,340

2, 78.103

Thí nghiệm 3
0,680
5,55.103
a) Viết biểu thức tốc độ phản ứng và xác định bậc phản ứng.
b) Biết năng lượng hoạt hóa của phản ứng là 24,74 kcal/mol và ở 25 0C nồng độ N2O5 giảm đi một nửa sau
341,4 giây, hãy tính T (K).
Lời giải:
x
a) Biểu thức tốc độ của phản ứng đã cho có dạng: v  k[N 2 O5 ] , dựa vào các kết quả thực nghiệm ta có

v 2 0,340 x 2, 78.103


� 2 x  2 � x  1.
v1 0,170 x 1,39.103
Vậy biểu thức tốc độ phản ứng: v  k[N 2 O5 ] , bậc phản ứng bằng 1.
1,39.103
 8,176.103.s 1
0,170
ln 2


 2, 03.103.s 1
t1/2

b) Từ biểu thức tốc độ phản ứng ta tính được: k 
Vì phản ứng bậc 1 nên ở 250C ta tính được: k 298

THẦY GIÁO TRƯỜNG LÀNG

3


TÀI LIỆU ÔN THI HỌC SINH GIỎI GIẢI TOÁN MÁY TÍNH CASIO

T1  298K; T2  T
�
�1 1 � �
E a  24, 74kcal / mol  24740cal / mol � T  308K.
Áp dụng công thức: ln
�  �với �
k T1
�T1 T2 � �
R  8,314J / K.mol  1,986cal / K.mol
�
Ví dụ 6. Cho phản ứng: aA + bB � cC với các số liệu thực nghiệm sau
k T2

E
 a
R

Nồng đô ban đầu (mol/l)
Thời gian thí
Nồng đô cuối của A
nghiệm (h)
(mol/l)
A
B
Thí nghiệm 1
0,1000
1,0
0,5
0,0975
Thí nghiệm 2
0,1000
2,0
0,5
0,0900
Thí nghiệm 3
0,0500
1,0
2,0
0,0450
a) Xác định tốc độ trung bình của phản ứng ở mỗi thí nghiệm.
b) Xác định bậc phản ứng riêng của A, B, bậc của phản ứng và giá trị hằng số tốc độ phản ứng.
Lời giải:
Thí nghiệm

a) Áp dụng công thức: v1  

C

 k[A]x [B]y dựa vào các số liệu thực nghiệm ta được
t

0, 0975  0,1000
 0, 005(mol / l.h)  k[0,1]x [1, 0]y
0,5
0, 0900  0,1000
v2  
 0, 02(mol / l.h)  k[0,1]x [2, 0]y
0,5
0, 0450  0, 0500
v3  
 0, 0025(mol / l.h)  k[0, 05]x [1, 0]y
2, 0
v 2 k.0,1x.2, 0 y 0,02
v1
k.0,1x.1,0 y
0, 005
y


�
2

4
�
y

2;



� 2 x  2 � x  1.
b) Lập tỉ lệ:
x
y
x
y
0, 005
0, 0025
v1 k.0,1 .1, 0
v3 k.0, 05 .1, 0
v1  

Vậy phản ứng là bậc 1 với A, bậc 2 đối với B, bậc tổng cộng của phản ứng bằng 3.
Hằng số tốc độ của phản ứng được tính từ công thức:

v  k[A][B]2 � k 

v
0, 005

 0, 05(l 2 .mol 2 .h 1 )
2
[A][B]
0,1.1, 0 2

(Thường để chính xác nhất thì ta tính hằng số tốc độ phản ứng trong từng thí nghiệm rồi sau đó lấy giá trị trung bình
cộng).
2
� H 2O 

Ví dụ 7. Sự phân hủy H2O2 trong dung dịch nước như sau: H 2 O 2 ���

MnO

1
O2
2

Người ta tiến hành phân hủy 15 cm3 dung dịch H2O2, nếu sự phân hủy là hoàn toàn thì thu được 6,18 cm 3 O2 (đktc).
Ở các thời gian trung gian thì thể tích O2 thu được như sau
Thời gian (phút)
2
4
6
8
14

VO2 (cm3 )

1,24

2,36

3,36

3,98

5,23

Hãy xác định bậc của phản ứng và tính hằng số tốc độ của phản ứng phân hủy H 2O2.

Lời giải:
Ta tính thể tích H2O2 đã bị phân hủy tương ứng với các thời gian trung gian như sau: VH2O2 
được theo bảng dưới đây
Thời gian (phút)

15.VO2
6,18

. Kết quả thu

2

4

6

8

14

VO2 (cm )

1,24

2,36

3,36

3,98

5,23

VH2 O2 (cm 3 )

3,01

5,73

8,16

9,66

12,69

3

1
t

Giả sử phản ứng đã cho là phản ứng bậc 1 thì ta có: k  ln
như bảng sau
Thời gian (phút)
3

VH2O2 (cm )

[A]0 1
V0
 ln
thay các giá trị vào ta được kết quả

[A] t V0  x

2

4

6

8

14

3,01

5,73

8,16

9,66

12,69

THẦY GIÁO TRƯỜNG LÀNG

4


TÀI LIỆU ÔN THI HỌC SINH GIỎI GIẢI TOÁN MÁY TÍNH CASIO
k (ph-1)
0,112

0,120
0,131
0,129
0,134
Vì các giá trị k thu được là không chênh lệch nhau đáng kể nên giả thiết của ta là đúng. Vậy phản ứng phân hủy H 2O2

0,112  0,120  0,131  0,129  0,134
 0,125(ph 1 )
5
Ví dụ 8. Phản ứng phân hủy axeton diễn ra theo phương trình: CH3CO � C2H4 + H2 + CO
là phản ứng bậc 1 với k 

Theo thời gian phản ứng, áp suất chung của hệ đo được như sau
Thời gian (phút)
0
6,5
13
19,9
P (mmHg)
312
408
488
562
Hãy chứng tỏ phản ứng trên là phản ứng bậc nhất và tính hằng số tốc độ của phản ứng. Biết rằng các chất
trong phản ứng đều ở pha khí, bình phản ứng có dung tích không đổi và nhiệt độ được giữ cố định.
Lời giải:
Do áp suất tỉ lệ với nồng độ chất khí nên trong phương trình động học có thể thay nồng độ bằng áp suất riêng phần.
Gọi P0 là áp suất ban đầu của axeton và x là áp suất riêng phần của C 2H4 tại thời điểm t thì áp suất riêng phần của H 2
cũng như CO cũng là x.
�

(CH3)2CO
C2H4 +
H2
+
CO
Ban đầu
P0
0
0
0
Thời điểm t
P0 – x
x
x
x

� P  P0
x
�
�
2
�
Suy ra áp suất chung của hệ: (P0 – x) + x + x + x = P0 + 2x
�
P  P0 3P0  P
�
P0  x  P0 

�
2

2
P
2P0
1 [A]0 1
1
 ln 0  ln
Giả sử phản ứng là bậc nhất thì: k  ln
t [A] t P0  x t 3P0  P
Thay các giá trị P, P0 (P0 = 312) vào phương trình ta được bảng kết quả sau
Thời gian (phút)
0
6,5
13
19,9
P (mmHg)
312
408
488
562
k (ph-1)
0,02570
0,02549
0,02572
Vì các giá trị k thu được là xấp xỉ nhau nên giả thiết của ta đúng. Phản ứng phân hủy axeton tuân theo phương trình
động học bậc nhất với k 

0, 02570  0,02549  0,02572
 0, 02564(ph 1 ).
3

BÀI TẬP ÁP DỤNG
Bài 1 (OLIMPIC 10-2012). Cho phản ứng: AB (k) � A (k) + B (k)
Người ta tiến hành nung nóng 0,1 mol AB (k) ở 600K trong bình

phản ứng có dung tích 1 lít và đo áp
suất của hỗn hợp các chất trong bình thì thu được các số liệu thực nghiệm sau
Thời gian (giờ)
0
1
2
4
8
P (atm)
4,92
5,67
6,31
7,31
8,54
a) Xác định bậc phản ứng.
b) Tính hằng số tốc độ và thời gian bán phản ứng ở 600K.
c) Tính áp suất trong bình sau khi tiến hành phản ứng 24 giờ.
Đáp số:a) Bậc 1;
b) k = 0,166 (h-1); t1/2 = 4,1753h.
c) 9,747atm
Bài 2 (CHUYÊN LÊ KHIẾT-QUẢNG NGÃI 2012). Khí N2O5 khi phân hủy tạo ra NO2 và O2 với tốc độ đầu ở
250C được cho theo bảng sau
[N2O5] (M)
0,150
0,350
0,650

4
4
-1
-1
Tốc đô phân hủy (mol.l .ph )
3, 42.10
7,98.10
1, 48.103
a) Viết biểu thức tốc độ phản ứng và tính hằng số tốc độ k cho phản ứng này.
b) Tính thời gian cần thiết để nồng độ N2O5 giảm từ 0,150M xuống còn 0,050M.
c) Ở 400C, tốc độ đầu của phản ứng với nồng độ 0,150M là 2,37.10 3 (mol.l-1.ph-1). Xác định năng lượng
hoạt hóa của phản ứng này.
Đáp số:a) v = k[N2O5] (phản ứng bậc 1); k = 2, 28.103 ph 1.
b) t = 482 phút.
c) Ea = 100 kJ/mol.
THẦY GIÁO TRƯỜNG LÀNG

5


TÀI LIỆU ÔN THI HỌC SINH GIỎI GIẢI TOÁN MÁY TÍNH CASIO
Bài 3 (HSG ĐÀ NẴNG 2006-2007). Brommetan có thể tham gia phản ứng với dung dịch kiềm:

CH 3Br  OH  ��
� CH 3OH  Br 
Bảng số liệu sau cho biết tốc độ ban đầu của phản ứng và các nồng độ tương ứng. Các thí nghiệm được tiến hành ở
250C.
Thí nghiệm

CCH3 Br (M)

CKOH (M)

Tốc đô phản ứng (mol.l-1s-1)

Thí nghiệm 1

0,100

0,100

2,80.106

Thí nghiệm 2

0,100

0,170

4, 76.106

Thí nghiệm 3
0,033
0,200
1,85.10 6
a) Xác định bậc phản ứng đối với từng chất ban đầu và bậc toàn phần của phản ứng.
b) Sau bao lâu thì ở thí nghiệm 1 chỉ còn 0,05M cho mỗi chất có trong bình?
Đáp số:a) Bậc 1 đối với OH  , bậc 1 đối với CH3Br, bậc toàn phần bằng 2.
b) t = 35714 giây.
Bài 4. Phản ứng phân hủy đimetyl ete diễn ra theo phương trình: (CH3)2O � CH4 + H2 + CO

Khi tiến hành phân hủy đimetyl ete trong một bình kín ở 504 0C và đo áp suất tổng quát của

hệ người ta

được kết quả
Thời gian (giây)
0
1550
3100
P (mmHg)
400
800
1000
a) Chứng minh phản ứng đã cho là phản ứng bậc 1.
b) Tính hằng số tốc độ ở 5040C.
c) Tính áp suất tổng trong bình và phần trăm lượng (CH3)2O đã bị phân hủy sau 460 giây.
Đáp số:b) 4, 47.10 4 s 1.
c) 548,6 mmHg; 18,575%.
Bài 5. Hai mẫu đá vôi hình cầu có cùng thể tích là 10 cm3.
a) Tính diện tích mặt cầu của mỗi mẫu đá đó.
b) Chia mẫu đá vôi trên thành 8 quả cầu nhỏ bằng nhau, mỗi quả có thể tích 1,25 cm 3. So sánh tổng diện tích
mặt cầu của 8 quả cầu nhỏ đó với diện tích mặt cầu của mẫu 10 cm 3.
c) Cho mẩu đá vôi 10 cm3 và 8 mẫu đá hình cầu nhỏ ở trên vào cốc đựng dung dịch HCl cùng nồng độ thì
trường hợp nào xảy ra phản ứng nhanh hơn? Giải thích?
Đáp số:a) S  4 3 5, 7(cm 2 ).
b) Tổng diện tích quả cầu nhỏ gấp 2 lần diện tích quả cầu lớn.
c) 8 mẫu nhỏ phản ứng nhanh hơn do diện tích bề mặt lớn hơn.
Bài 6 (CHUYÊN QUỐC HỌC HUẾ-2006). Phản ứng: CO + Cl2 ��
� COCl2 có biểu thức tốc độ là v = k[CO]
3

3

[Cl2]m. Tìm m biết rằng đơn vị của v là mol  2 .l 2 .s 1. Tốc độ của phản ứng sẽ thay đổi thế nào nếu thể tích hỗn hợp
được nén giảm n lần (n > 1) so với ban đầu? Biết quá trình nén đẳng nhiệt.
Đáp số: m 

3
5
; tốc độ phản ứng tăng n 2 lần.
2

Bài 7. Cho phản ứng: C2H5I + NaOH  C2H5OH + NaI
Nồng độ ban đầu của hai chất phản ứng là bằng nhau. Để cho một nửa lượng chất ban đầu của các chất phản ứng
chuyển thành sản phẩm ở 320C cần 906 phút.
a) Tính thời gian để một nửa lượng chất ban đầu của các chất phản ứng chuyển thành sản phẩm ở 60 0C biết
hệ số nhiệt độ phản ứng  = 2,83.
b) Tính năng lượng hoạt hóa của phản ứng.
c) Tính hằng số tốc độ k ở hai nhiệt độ trên biết rằng phản ứng là bậc hai (bậc một đối với mỗi chất) và nồng
độ ban đầu của mỗi chất đều bằng 0,05M.
Đáp số:a) t2 = 49 phút.
b) Ea = 87,67 kJ/mol.
c) k305 = 0,022 mol 1.l.ph 1 và k333 = 0,41 mol 1 .l.ph 1
Bài 8. Chu kì bán rã của đồng vị phóng xạ 95 Zr là 60,0 ngày. Tính thời gian để 20,0% lượng 95 Zr bị phân rã biết
rằng phản ứng phân hủy tuân theo phương trình động học bậc một.
Đáp số: 19 ngày.
Bài 9 (OLIMPIC 10 ĐĂKLĂK-2017). Một mẫu đá được tìm thấy với thành phần: 13,2 (mg) 238 U và 2,06 (mg)
THẦY GIÁO TRƯỜNG LÀNG

6

TÀI LIỆU ÔN THI HỌC SINH GIỎI GIẢI TOÁN MÁY TÍNH CASIO
206

Pb . Biết trong quá trình phân dã

238

U thành

206

Pb có chu kì phân rã là 4,51.10 9 (năm); hãy tính tuổi của mẫu đá

đó.
Đáp số: 1,08. 109 năm
Bài 9 (CASIO Vĩnh Phúc 2009-2010). Một mẫu vật ban đầu có 0,30 mg 60 Co , sau 1,4 năm lượng 60 Co còn lại là
0,25 mg. Tính chu kì bán hủy của 60 Co .
Đáp số: Khoảng 5,33 năm.
Bài 10 (CASIO Vĩnh Phúc 2010-2011). Một chất A bị phân hủy có thời gian bán hủy là 100 giây và không phụ
thuộc vào nồng độ đầu của chất A. Tính thời gian để 80% chất A bị phân hủy.
Đáp số: 232,193 giây.
Bài 11 (CASIO QUỐC GIA 2008). Một mẩu than lấy từ hang động ở vùng núi đá vôi tỉnh Hòa Bình có 9,4 phân
hủy 14 C ; hãy cho biết ngườiViệt cổ đại đã tạo ra mẩu than đó cách đây bao nhiêu năm? Biết chu kỳ bán hủy của 14 C
là 5730 năm, trong khí quyển có 15,3 phân hủy 14 C . Các số phân hủy nói trên đều tính với 1,0 gam cacbon, xảy ra
trong 1,0 giây.
Đáp số: Khoảng 4000 năm.
Bài 12 (CASIO QUỐC GIA 2011-2012). Xét sự thủy phân của este metyl axetat ở 250C trong các môi trường sau:
 Trường hợp 1: Trong môi trường kiềm, khi tăng nồng độ kiềm lên gấp đôi thì tốc độ phản ứng tăng lên hai

lần. Nhận xét này cũng được thấy khi tăng nồng độ của este lên hai lần.
 Trường hợp 2: Phản ứng thuỷ phân được thực hiện trong môi trường đệm
 Trường hợp 3: Người ta tiến hành phản ứng thuỷ phân trong môi trường axit HCl 0,05M dư. Động học của
phản ứng được nghiên cứu bằng cách chuẩn độ 25 ml hỗn hợp phản ứng bằng dung dịch NaOH ở từng thời
điểm t với kết quả như sau :
t [phút]
0
21
75
119

3
VNaOH [cm ]
24,4
25,8
29,3
31,7
47,2
a) Hãy viết phương trình động học của phản ứng. Cho biết bậc của phản ứng trong từng trường hợp.
b) Trong trường hợp 1 nếu cho 0,01 mol xút và 0,01 mol este vào 1lit nước (xem như thể tích thay đổi không
đáng kể). Sau 200 phút thì 2 5 lượng este chưa bị thuỷ phân. Tính hằng số tốc độ phản ứng k 1.
c) Trong trường hợp 3, hãy tính hằng số tốc độ phản ứng k 3 và thời gian để este thuỷ phân hết 50%. Từ đó
hãy so sánh giá trị k1 và k3.

Đáp số:
a) TH1: v  k1[CH 3COOCH 3 ].[OH ] (bậc hai)
TH2: v  k 2 [CH 3COOCH 3 ] (bậc một)
TH3: v  k 3 [CH3COOCH 3 ] (bậc một)
b) k1 = 0,75 mol 1.l.ph 1
c) k3 = 3,162. 103 ph 1 ; t = 219 phút;

k1
�237, 27
k3

Bài 13 (CHUYÊN HOÀNG LÊ KHA, TÂY NINH-2014). Một mẩu đồng vị 210 Po ở thời điểm t = 0 phóng ra
1,736. 1014 hạt  trong một giây; sau 7 ng
ày mẩu đó phóng ra 1,44. 1019 hạt  trong một ngày.
a) Viết phương trình phân rã.
b) Tính khối lượng Po cần lấy lúc đầu để sau 10 ngày ta có mẩu vật có tốc độ phân rã 1Ci (1Ci = 3,7. 1010
phân rã/giây).
Đáp số: 2,027. 104 (gam).
Bài 14 (CASIO QUỐC GIA 2010-2011). Iot-131 phóng xạ được dùng dưới dạng natri iodua để điều trị ung thư
tuyến giáp trạng. Chất này phóng xạ  với chu kì bán hủy là 8,05 ngày.
a) Viết phương trình phản ứng phân rã hạt nhân của iot-131.
b) Nếu mẫu ban đầu chứa 1,0 g (microgam) iot-131 thì trong mỗi phút có bao nhiêu hạt  được phóng ra?
Đáp số:a)

131
53

I ��
�

0
1

e+
11

b) 2,75. 10
Bài 15.

226
88

131
54

Xe

nguyên tử/phút.

Ra có chu kì bán rã là 1590 năm; hãy tính khối lượng của một mẩu Ra có cường độ phóng xạ bằng 1Ci

(Biết 1Ci = 1Ci = 3,7. 1010 Bq).
Đáp số: 1,0 gam.

THẦY GIÁO TRƯỜNG LÀNG

7


TÀI LIỆU ÔN THI HỌC SINH GIỎI GIẢI TOÁN MÁY TÍNH CASIO
Bài 16 (CHUYÊN BẮC QUẢNG NAM-2014). Poloni

210
84

Po là chất phóng xạ  tạo thành hạt nhân

206
82

Pb . Chu kì

210
84

Po là 140 ngày; sau thời gian t = 420 ngày (kể từ thời điểm bắt đầu khảo sát) người ta thu được 10,3
bán rã của
gam chì.
a) Tính khối lượng Po tại thời điểm t = 0.
b) Tại thời điểm bằng bao nhiêu thì tỉ lệ khối lượng giữa Pb và Po bằng 0,8?
Đáp số:
a) 12,0 gam
b) 120,45 ngày.
Bài 17 (CHUYÊN LÊ KHIẾT QUẢNG NGÃI-2012). Khi nghiên cứu một cổ vật nguồn gốc hữu cơ chứa 1 mg
14
C
cacbon người ta nhận thấy tỉ lệ đồng vị 12 của mẫu là 1, 2.10 14 .
C
14
a) Có bao nhiêu nguyên tử C trong mẫu.
b) Tốc độ phân rã của 14 C trong mẫu bằng bao nhiêu?
c) Tuổi của mẫu nghiên cứu bằng bao nhiêu?
Cho chu kì bán rã của 14 C là 5730 năm; hoạt độ phóng xạ riêng của cacbon thời chưa có các hoạt động hạt nhân của
con người là 227 Bq/kgC (1Bq = 1 phân rã/giây)
Đáp số:
a) 6,02.105 nguyên tử

b) 2,31.10 6 Bq .
c) 37925 năm.
Bài 18 (CHUYÊN LÊ QUÍ ĐÔN-NINH THUẬN 2012). Cho phản ứng: SO2Cl2 � SO2 + Cl2
Người ta tiến hành nung nóng 0,1 mol SO 2Cl2 ở 600K trong bình phản ứng có dung tích 1 lít và đo áp

suất của hỗn hợp các chất trong bình thì thu được các số liệu thực nghiệm sau:
Thời gian (giờ)
0
1
2
4
8
P (atm)
4,92
5,67
6,31
7,31
8,54
a) Xác định bậc phản ứng.
b) Tính hằng số tốc độ và thời gian bán phản ứng ở 600k.
c) Tính áp suất trong bình sau khi tiến hành phản ứng đúng 1 ngày.
d) Nếu tiến hành phản ứng với cũng lượng SO 2Cl2 trong bình trên ở 620K thì sau 2 giờ áp suất trong bình là
9,12 atm. Tính hệ số nhiệt độ của phản ứng.
Đáp số: a) Phản ứng bậc 1; b) k  0,166.h 1 ; c) P = 9,747 atm; d)   2,181 .

THẦY GIÁO TRƯỜNG LÀNG

8

TÀI LIỆU ÔN THI HỌC SINH GIỎI GIẢI TOÁN MÁY TÍNH CASIO

CHUYÊN ĐỀ 2: CÂN BẰNG HÓA HỌC
A. LÝ THUYẾT CƠ BẢN
I. Khái niệm cân bằng hóa học và sự chuyên dịch cân bằng hóa học
Cân bằng hóa học là trạng thái của phản ứng thuận nghịch đạt đến khi tốc độ của phản ứng thuận bằng tốc độ
của phản ứng nghịch. Cân bằng hóa học là một cân bằng động.
Sự chuyển dịch cân bằng hóa học là sự di chuyển từ trạng thái cân bằng này sang trạng thái cân bằng khác do
tác động của các yếu tố bên ngoài lên cân bằng.
II. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự chuyên dịch cân bằng. Nguyên lý chuyên dịch cân bằng Le Chatelier
Một phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân bằng khi chịu một tác động từ bên ngoài như biến đổi nồng
độ, nhiệt độ, áp suất thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động bên ngoài đó.
III. Hằng số cân bằng
1. Hằng số cân bằng KP
��
� cC + dD. Ở nhiệt độ và áp suất không đổi,
�
- Xét phản ứng thuận nghịch gồm các khí lý tưởng: aA + bB ��
tại thời điểm cân bằng nếu áp suất riêng phần của A, B, C, D lần lượt là P A, PB, PC, PD (tính theo atm) và P0 (hệ) = 1
atm thì hằng số cân bằng KP được tính theo công thức sau:
- Công thức: K P 

Pi
PCc .PDd
vì P0 = 1 atm).
a
b (trong công thức này để đơn giản ta đã bỏ qua tỉ số
P0
PA .PB

�
G : Theáñaú
ngaù
p(J.mol -1)
�
R  8,314J.K 1.mol1
- Thế đẳng áp: G T   RT ln K P trong đó �
�
T  (t 0 C  273)K
�
- Nếu G0 < 0 phản ứng tự xảy ra theo chiều thuận, G0 > 0 phản ứng xảy ra theo chiều nghịch, G0 = 0 phản
ứng đạt cân bằng.
- Giữa G0 và H0 có mối quan hệ: G0 = H0 – T.S0 với S0 là độ biến thiên entropi của hệ.
- Trong khoảng nhiệt độ hẹp, nếu coi H0 là hằng số đối với nhiệt độ thì: ln

K P (T2 ) H 0 �1 1 �

�  �
K P (T1 )
R �T1 T2 �

2. Hằng số cân bằng KC
��
� cC + dD. ở trạng thái
�
- Xét phản ứng thuận nghịch ở trạng thái cân bằng gồm các khí lý tưởng: aA + bB ��

 C  . D 
cân bằng ta có: K C 
a

b
 A  . B
c

d

với  A  ;  B ;  C  ;  D  là nồng độ của A, B, C, D tại thời điểm cân bằng.

- Giữa KP và KC có mối quan hệ: K P  K C (RT) n với n = (c + d) – (a + b) và R = 0,082 L.atm.K-1.mol-1.
3. Hằng số cân bằng Kn và K
- Tương tự như trên ta có: K n 

n cC .n dD
 cC . dD
K

và
với ni là số mol khí i ở trạng thái cân bằng, i là phần

n aA .n bB
 aA . bB

mol của cấu tử i ở trạng thái cân bằng.
P n
)  K  (P) n
- Mối quan hệ: K P  K n (
�n
- Các hằng số cân bằng KP, KC, Kn, K chỉ phụ thuộc nhiệt độ.
B. CÁC VÍ DỤ ÁP DỤNG
��

� 2CO có K = 1,41 ở 7270C.
�
Ví dụ 1. Cho cân bằng: C(gr)
+ CO2 (k) ��
(k)
P
Cho 1 mol CO2 và một lượng dư cacbon vào một bình chân không kín ở 7270C.
a) Tính phần trăm CO2 đã phản ứng khi phản ứng đạt cân bằng biết áp suất lúc cân bằng là 1,0 atm.
b) Tính các hằng số KC, Kn, K ở cùng nhiệt độ.
Lời giải:
��
� 2CO
�
a) Phương trình:
C(gr)
+
CO2 (k) ��
(k)
Ban đầu:
1
0
Phản ứng:

2
Cân bằng:
1-
2

THẦY GIÁO TRƯỜNG LÀNG

9


TÀI LIỆU ÔN THI HỌC SINH GIỎI GIẢI TOÁN MÁY TÍNH CASIO
Ta có:

�n

cb

1    2 1  ; PCO2 

1 
2
.P0 ; PCO 
.P0
1 
1 

2

�2 � �
P2
1   � 4 2
.

 1, 41 �  = 0,51 (mol) hay có 51% CO2 đã phản ứng.
Do P0 = 1atm nên K P  CO  �
��
�

PCO2 �
1  � �
1  � 1  2
b) K n 

 2 

2

1 



 2.0,51

2

1  0,51

 2,123. Hoặc tính theo công thức: K n 

K P .(1  ) 1, 41.(1  0,51)

 2,129.
P0
1

K C  K P (RT) n  1, 41(0,082.1000) 1  1, 7.102 ; K   K P .(P0 ) n  1, 41.(1,0)1 1, 41.
Ví dụ 2. Cho khí H2 vào bình chân không dung tích 4,0 lít sao cho áp suất trong bình bằng 0,82 atm ở 527 0C. Sau đó
��

� 2HI . Ở 5270C hằng số cân bằng
�
cho thêm 0,2 mol khí HI vào bình. Cân bằng sau được thiết lập: H 2 (k) + I2 (k) ��
(k)
K = 37,2. Tính:
a) Áp suất của hệ lúc cân bằng.
b) Độ phân li của HI thành H2 và I2.
c) Áp suất riêng phần của từng khí lúc cân bằng.
Lời giải:
a) Vì n = 0 nên áp suất trước và sau phản ứng không đổi. Ta có

0, 2.0, 082.(273  527)
 4,1(atm).
4, 0
0,82.4, 0

 0, 05(mol).
0, 082.(527  273)

P  0,82 
b) n H2

��
� H
��
�
2 (k)

Phương trình:

2HI (k)

Ban đầu:
Phản ứng:
Cân bằng:

0,2
0,2
0,2 – 0,2

�n

+

0,05
0,1
0,05+0,1

I2 (k) Hằng số cân bằng K ' 

1
K

0
0,1
0,1

 0, 2  0, 2  0, 2  0,05  0, 25(mol) mà do n  0 nên KP = Kn = K’
(0, 05  0,1).0,1
1

�

�  �0,13 hay 13%.
2
(0, 2  0, 2)
37, 2
0, 05  0,1
�
PH2 
.4,1  1, 0332(atm)
�
0, 25
�
ni
0,1
�
.P0 � �
PI2 
.4,1  0, 2132(atm)
c) Pi 
0,
25
�n
�
�
0, 2  0, 2
PHI 
.4,1  2,8536(atm)
�
0, 25

�
cb

Ví dụ 3. Người ta đun nóng một lượng PCl 5 trong một bình kín dung tích 12 lít ở 250 0C. Phương trình xảy ra như
��
� PCl + Cl . Lúc cân bằng có 0,21 mol PCl , 0,32 mol PCl , 0,32 mol Cl . Tính hằng số cân
�
sau: PCl5 (k) ��
3 (k)
2 (k)
5
3
2
bằng KC, KP và G0 của phản ứng.
Lời giải:
��
� PCl
�
Phương trình:
PCl5 (k) ��
3 (k) +
Nồng độ tại thời điểm cân bằng:

0, 21
V

0,32
V

Cl2 (k)

0,32
V

0,32 2
0,322
� KC 

 0, 0406; K P  K C .(RT) n  0,0406.0, 082.(250  273)  1,7412.
0, 21.V 12.0, 21
G0 = -RTlnKP = -8,314.(250 + 273).ln1,7412 = -2411,413 (J.mol-1).

��
� 2CO + O
�
Ví dụ 4. CO2 phân li ở nhiệt độ cao theo phản ứng: 2CO2 (k) ��
(k)
2 (k)
0
a) Tính độ phân li α của CO 2 ở nhiệt độ 2227 C biết rằng ở nhiệt độ này khi phản ứng ở trạng thái cân bằng
1,0 lít hỗn hợp nặng 0,20 gam.
THẦY GIÁO TRƯỜNG LÀNG

10


TÀI LIỆU ÔN THI HỌC SINH GIỎI GIẢI TOÁN MÁY TÍNH CASIO
b) Tính hằng số cân bằng KP biết áp suất lúc cân bằng là 1,0 atm.
Lời giải:
a) Giả sử ban đầu có 1 mol CO2

��
� 2CO
�
2CO2 (k) ��
O2 (k)
(k) +


2
� �

1 �
.0, 082.2500
� �n  1  (mol)
nRT �
2�
�
�V

 205  102,5
2
P
1
Vì khối lượng được bảo toàn nên: M CO2  (205  102,5).0, 2 �   0,146.
Cân bằng:

1–α

α

� �
�
 2 � ��
2 �� P �
�
b) K P 
 2, 0.10 3 (P = 1,0 atm; α = 0,146).
�
2 �
 1    �1   �
� 2�
��
� PCl + Cl
�
Ví dụ 5. PCl5 phân hủy theo phương trình: PCl5 (k) ��
3 (k)
2 (k)
a) Tính hằng số cân bằng KP của phản ứng ở 2000C biết rằng độ phân li α của PCl 5 ở nhiệt độ này là 0,485 và
áp suất lúc cân bằng là 1,0 atm.
b) Tính áp suất của hệ lúc cân bằng nếu cho 2,085 gam PCl5 vào bình chân không dung tích 0,2 lít ở 2000C.
Lời giải:
��
� PCl
�
a)
PCl5 (k) ��
+
Cl2 (k)
3 (k)
Cân bằng:

1–α
α
α

2 � P � 2
(0, 485) 2


 0,307.
�
�
1  �
1   � 1   2 1  (0, 485) 2
2, 085
0, 01
 0, 01(mol) �  PCl5  0 
 0, 05(M)
b) n PCl5 
208,5
0, 2
K C  K P (RT) n  0,307.(0,082.473) 1  7,9.10 3
��
� PCl
��
�
Phương trình:
PCl
+
Cl
� �n  1   � K P 

5 (k)

Cân bằng:

3 (k)

0,05 – xx

2 (k)

x

2

x
� x  1, 6.102 (M) � �n  (0, 05  x).0, 2  0, 0132(mol)
0,05  x
nRT 0, 0132.0, 082.473

 2,56(atm).
Áp suất của hệ lúc cân bằng: PV  nRT � P 
V
0, 2
��
� 2NO
�
Ví dụ 6. Có cân bằng: N2O4 (k) ��
2(k)
3

Ta có: 7,9.10 

a) Cho 18,4 gam N2O4 vào bình chân không dung tích 5,904 lít ở 27 0C. Lúc cân bằng áp suất trong bình là 1
atm. Tính áp suất riêng phần mỗi khí lúc cân bằng.
b) Nếu áp suất lúc cân bằng chỉ là 0,5 atm thì áp suất của NO 2 và N2O4 là bao nhiêu? So sánh kết quả với câu
a để xem có phù hợp với nguyên lí chuyển dịch cân bằng Lơ-Sac-tơ-li-ê không? Giải thích.
Lời giải:
a) n N 2O5 

18, 4
 0, 2 (mol)
92

Phương trình:
Cân bằng:

��
� 2NO
�
N2O4 (k) ��
2(k)
0,2 – x
2x

1, 0.5,904

�n  0, 2  x  0, 082.300  0, 24 � x  0, 04(mol)

THẦY GIÁO TRƯỜNG LÀNG

11


TÀI LIỆU ÔN THI HỌC SINH GIỎI GIẢI TOÁN MÁY TÍNH CASIO

2
�
PN2O4  (atm)
n

0,
2

x

0,16
(mol)
�
�
�N O
�
3
� Lúc cân bằng � 2 4
��
n NO2  2x  0, 08(mol)
1
�
�
PNO2  (atm)
�

3
2
PNO2 1

b) Ta tính được: K P 
PN2O4 6
Gọi áp suất riêng phần của NO2 lúc cân bằng là P thì áp suất riêng phần của N 2O4 là 0,5 – P. Vì KP là hằng số (do
nhiệt độ không đổi) nên ta có

1
PNO2
1
P2
0, 22

� P  0, 22(atm) �

 0, 79  3  0,50.
2
6 0,5  P
PN2O4 0,5  0, 22
3
Vậy khi giảm áp suất cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận (phù hợp với nguyên lí chuyển dịch cân bằng
Le Chatelier do n  0 ).
Ví dụ 7. Phản ứng sau thực hiện ở nhiệt độ và áp suất không đổi, xuất phát từ N 2O4:
��
� 2NO .
�
N2O4 (k) ��
2(k)

a) Thiết lập biểu thức liên hệ giữa độ phân li  của N2O4 và tỉ khối D của hỗn hợp khí lúc cân bằng so với
không khí.
b) Thiết lập biểu thức KP = f(, P) với P là áp suất tổng của hệ phản ứng khi cân bằng.
c) Ở nhiệt độ 333K, D = 2,08 hãy tính , KP và G0 của phản ứng ở 333K biết rằng áp suất P của hệ lúc cân
bằng là 1 atm.
Lời giải:
��
� 2NO
�
a) Phương trình:
N2O4 (k) ��
2(k)
Cân bằng:
1–α
2α

� �n  1   � D 
b) K P 

(1  ).M N2O4  2.M NO 2
29.(1  )



92
29.(1  )

4 2 � P � 4 2
P.
�

�
1  �
1   � 1  2

c) Thay các dữ kiện vào ta có

92
4.(0,53) 2
�   0,53 � K P 
.1, 0  1,6
29.(1  )
1  (0,53) 2
G 0  RT ln K P  8,314.333.ln1,6  1,3.103 J.
2,08 

Ví dụ 8 (CASIO TỈNH ĐĂKLĂK 2011-2012). Ở 1020K, hai cân bằng sau đây cùng tồn tại trong một bình kín
��
� 2CO ; K = 4,00
�
C (gr) + CO2 (k) ��
(k)
P

��
� FeO + CO K’ = 1,25
�
Fe (tt) + CO2 (k) ��
(tt)
(k)
P

a) Tính áp suất riêng phần các khí lúc cân bằng.
b) Cho 1,00 mol Fe; 1,00 mol cacbon graphit; 1,20 mol CO 2 vào bình chân không dung tích 20,0 lít ở
1020K. Tính số mol các chất lúc cân bằng.
Lời giải:
��
�
��
�
a)

C (gr) + CO2 (k)

Fe (tt) + CO2 (k)

KP 

2
PCO
 4, 00
PCO2

K 'P 

PCO
 1, 25
PCO2

2CO (k)

��

�
��
�

FeO (tt) + CO (k)

KP
4, 00
3, 20
 PCO 
 3, 2(atm) � PCO2 
 2,56(atm).
'
KP
1, 25
1, 25
��
�
��
�
b)
C (gr)
+
CO2 (k)
2CO (k)
�

THẦY GIÁO TRƯỜNG LÀNG

12

TÀI LIỆU ÔN THI HỌC SINH GIỎI GIẢI TOÁN MÁY TÍNH CASIO
Cân bằng:
Cân bằng:

1,00 – x
Fe (tt)
+
1,00 – y

1,20 – x – y
��
�
�
CO2 (k) ��
1,20 – x – y

2x + y
FeO (tt)
y

Tổng số mol khí lúc cân bằng: 1,20 + x (mol) � 1, 20  x 

+

CO (k)
2x + y

(3, 20  2,56).20

 1,38 � x  0,18(mol)
0, 082.1020

2,56.20
�
n CO2 
 0, 61(mol)
�
0, 082.1020
�
3, 20.20
�
n CO 
 0, 77(mol)
��
0,
082.1020
�
n CO  2x  y � y  0, 77  2.0,18  0, 41(mol)
�
�
n C  1, 00  0,18  0,82(mol); n Fe  1, 00  0, 41  0,59(mol)
�
C. BÀI TẬP ÁP DỤNG
Câu 1. Trong một bình phản ứng thể tích 10 lít, cho 0,5 mol H 2 và 0,5 mol I2 phản ứng với nhau ở nhiệt độ 448 0C
��
� 2HI . Biết hằng số cân bằng của phản ứng K = 50, tính:
�
theo phương trình: H2 (k) + I2 (k) ��
(k)

C
a) Hằng số cân bằng KP.
b) Áp suất trong bình.
c) Số mol iot còn lại không phản ứng lúc cân bằng.
d) Áp suất riêng phần của mỗi chất lúc cân bằng.
Đáp số: a) Kp = 50; b) P = 5,91 atm; c) 0,11 mol; d) PI2  PH 2  2,305atm ; PHI  1,3atm .
Câu 2. Ở 8170C hằng số cân bằng KP của phản ứng giữa CO2 và C(r) nóng đỏ dư để tạo thành CO bằng 10. Xác định
a) Phần mol của các khí trong hỗn hợp lúc cân bằng khi áp suất chung bằng 4 atm.
b) Áp suất riêng của CO2 lúc cân bằng.
c) Áp suất chung của hỗn hợp sao cho lúc cân bằng CO2 chiếm 6% về thể tích.
Đáp số: a)  = 0,62 � phần mol của CO2 và CO lần lượt là 0,234 và 0,766.
b) PCO2  0,936 atm .
c) P = 0,679 atm.
��
� C + 2H có H0 = 74,9 kJ.mol-1 và hằng số K = 0,41 ở 5000C.
�
Câu 3. Cho phản ứng: CH4 (k) ��
(r)
2 (k)
P
0
a) Tính KP ở 850 C.
b) Tính độ phân hủy  của CH4 và áp suất hỗn hợp khí trong một bình thể tích 50 lít chứa 1 mol CH 4 và
được giữ ở 8500C cho đến khi hệ đạt trạng thái cân bằng.
Đáp số: a) KP = 15,5; b)  = 0,74; P = 3,20 atm.
��
� 2SO . Biết ở 700K dưới áp suất P = 1atm thành phần của hệ lúc cân
�
Câu 4. Cho phản ứng: 2SO2 (k) + O2 (k) ��
2 (k)

bằng là SO2 0,21 mol; SO3 10,3 mol; O2 5,37 mol và N2 84,12 mol. Xác định:
a) Hằng số cân bằng KP.
b) Thành phần của hỗn hợp ban đầu.
c) Độ chuyển hóa của SO2.
d) Độ chuyển hóa của SO2 sẽ là bao nhiêu nếu dùng O 2 tinh khiết (không có N2)? Cho rằng ban đầu số mol
của SO2 và O2 vẫn như số mol đã tính ở câu b, áp suất chung của hệ luôn bằng 1 atm.
Đáp số: a) 4, 48.10 4 ; b) n SO2  10,51(mol) ; n O2  10,52 (mol) ; n N 2  84,12 (mol) ; n SO3  0 .

��
� 2NO ở pha khí. Trong một bình chân không thể tích 0,5 lít được duy trì ở 45 0C
�
Câu 5. Cho cân bằng: N2O4 ��
2
-3
có 3.10 mol N2O4 nguyên chất. Khi cân bằng được thiết lập áp suất trong bình là 0,255 atm.
a) Xác định độ phân hủy của N2O4 ở nhiệt độ này và hằng số cân bằng KP.
b) Biết biến thiên entanpi của phản ứng phân hủy N 2O4 là 72,8 kJ.mol-1. Tính KP ở 210C và biến thiên entropi
của phản ứng.
Đáp số: a) α = 0,635; KP = 0,689; b) K P (210 C)  0, 073 ; S0  188J / mol.K

��
� CO + H bằng 1. Nếu xuất phát từ một
�
Câu 6. Ở 8250C hằng số cân bằng của phản ứng: CO (k) + H2O (h) ��
2 (k)
2 (k)
0
hỗn hợp đồng phân tử của CO và H 2O ở 825 C và ở áp suất 1 atm thì lúc cân bằng độ chuyển hóa của CO là bao
nhiêu? Nếu độ chuyển hóa của CO là 99% thì phải dùng bao nhiêu mol hơi nước cho 1 mol CO?
Đáp số: α = 0,635; 99 mol H2O.

THẦY GIÁO TRƯỜNG LÀNG

13


TÀI LIỆU ÔN THI HỌC SINH GIỎI GIẢI TOÁN MÁY TÍNH CASIO

��
� 2HI . Khi hỗn hợp gồm 46 gam I và 1,00 gam H
�
Câu 7. Khí HI được tạo thành theo phản ứng: H 2 (k) + I2 (k) ��
(k)
2
2
được đốt nóng và đạt cân bằng ở 4700C thì trong hỗn hợp cân bằng có chứa 1,9 gam I2.
a) Xác định số mol mỗi khí tại thời điểm cân bằng.
b) Xác định hằng số cân bằng của phản ứng.
Đáp số: a) n H2  0,326 (mol) ; n I2  0, 0075(mol) ; n HI  0,348(mol) ; KC = 50.
Câu 8. Hỗn hợp gồm 1 mol H2 và 1 mol I2 được đốt nóng trong bình kín có thể tích 30 lít ở nhiệt độ 470 0C. Biết KC
của phản ứng bằng 50, hãy xác định:
a) Số mol I2 còn lại khi cân bằng được thiết lập.
b) Áp suất tổng trong bình phản ứng.
c) Áp suất riêng phần của I2 và HI trong hỗn hợp khi cân bằng.
d) Nếu đưa tiếp vào hỗn hợp cân bằng 1 mol H2, hãy tính số mol I2 còn lại chưa phản ứng.
Đáp số: a) 0,22 (mol); b) 4,10 atm; c) PI2  0, 45(atm); PHI  3,17 (atm) ; d) 0,07 (mol).
Câu 9 (CASIO QUỐC GIA 2010). Photpho pentaclorua nằm cân bằng với PCl3 và Cl2. Đưa vào trong một bình
rỗng (không chứa không khí, có dung tích V = 5 lít) 10 gam photpho pentaclorua. Đậy kín bình và làm nóng lên
1800C. Khi đó xảy ra quá trình phân hủy mạnh.
a) Tính độ phân li  của PCl5 và tính áp suất tổng trong bình theo (atm), biết quá trình có hằng số

K p  6, 624.10 2 .
b) Tính độ phân li  của PCl5 và tính áp suất tổng trong bình theo (atm) khi thể tích bình là 10 lít. Nhận xét
kết quả.
Đáp số: a) 34,79%; P = 0,48096 atm; b) 45,21%; P’ = 0,25907 atm (phù hợp quy tắc Lơ Sac-tơ-li-ê).
Câu 10 (CASIO TỈNH ĐĂKLĂK 2011). Ở 813K áp suất phân li của MgCO 3 bằng 0,996.105 Pa, ở 843K áp suất
này bằng 1,786.10-5 Pa.
a) Tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng phân tích MgCO 3 theo phương trình

��
� MgO + CO2.
MgCO3 ��
�
b) Tại nhiệt độ nào thì áp suất phân ly bằng 1, 013.105 Pa?
Đáp số: a) 110,92 kJ; b) 814K
Câu 11 (CASIO TỈNH LONG AN 2012). Nitrosyl clorua NOCl khi đun nóng sẽ phân hủy thành NO và Cl 2 theo
phương trình: 2NOCl

��
�
��
�

2NO + Cl2
0

Cho các số liệu nhiệt động ở 298 K
NOCl
51,71
264

NO
90,25
211

Cl2
0
233

H 298 ( kJ/mol)
S0298 ( J/mol)
Tính KP của phản ứng ở 475 0K.
Đáp số: KP = 0,01436.
Câu 12 (CASIO ĐBSCL 2009). Ở 8200C hằng số cân bằng Kp của các phản ứng như sau:
0

CaCO3 (tt)
C gr + CO2 (k)

��
�
��
�
��
�
��
�

CaO (tt) + CO2 (k)

K1 = 0,2

2CO (k)

K2 = 2
0

Cho 1 mol CaCO3 và 1 mol C vào bình chân không dung tích 22,4 lít duy trì ở 820 C.
a) Tính số mol các chất khi cân bằng.
b) Ở thể tích nào của bình thì sự phân hủy CaCO3 là hoàn toàn.
Đáp số: a) n CaO  0,129 (mol) ; n CaCO3  0,871(mol) ; n C  0,921(mol) ; b) V = 173,69 lít.
Câu 13 (HSG HÓA 10 TỈNH VĨNH PHÚC 2012-2013). Người ta cho vào bình chân không một lượng PCl5 cần đủ
để tạo ra áp suất 1,0 atm ở nhiệt độ 500,0 K. Nhưng ở nhiệt độ đã cho PCl 5 bị phân hủy một phần, nên áp suất thực
sẽ cao hơn.
a) Xác định áp suất trong bình ở nhiệt độ 500K nếu hằng số cân bằng K P của phản ứng phân hủy PCl5(k)
��
�
PCl
3(k) + Cl2(k) bằng 0,506.
��
�
b) Khi nhiệt độ tăng đến 600K, hằng số cân bằng là K P = 17,2. Tính H0 và S0 của phản ứng trên. Giả
thiết H0 và S0 không phụ thuộc vào nhiệt độ.
Đáp số: a) P = 1,502 atm; b) H0 = 87,949 kJ; S0 = 170,2J/K.mol
Câu 14 (CASIO TỈNH LONG AN 2013). Cho a mol photphin vào một bình kín có dung tích không đổi. Nâng nhiệt
���
độ lên 6410C, phản ứng hoá học xảy ra theo phương trình: 4PH 3(k) ��
� P4(k) + 6H2(k). Khi phản ứng đạt trạng
THẦY GIÁO TRƯỜNG LÀNG

14

TÀI LIỆU ÔN THI HỌC SINH GIỎI GIẢI TOÁN MÁY TÍNH CASIO
thái cân bằng, khối lượng mol trung bình của hỗn hợp khí là 21,25 g/mol và áp suất bình phản ứng là P. Tính P biết
phản ứng trên có hằng số cân bằng KC là 3, 73.104 .
Đáp số: P = 1,19963 atm.
Câu 15 (OLIMPIC 10-2015). Trong công nghiệp, để điều chế hiđro người ta dùng phản ứng:
C + H2O ��
(1)
� CO + H2
Để loại CO từ hỗn hợp (CO; H2) ở trên người ta dùng phản ứng:
��
� CO + H
�
CO (k) + H2O (k) ��
(2)
2 (k)
2 (k)
Hằng số cân bằng KC của phản ứng (2) tại nhiệt độ thí nghiệm không đổi bằng 5. Tỉ lệ số mol ban đầu của CO và
H2O bằng 1 : n. Gọi x là số mol riêng phần của CO khi cân bằng.
a) Hãy thiết lập biểu thức quan hệ giữa n, x và KC.
b) Cho n = 3, tính % thể tích CO trong hỗn hợp khi phản ứng đạt cân bằng.
c) Tìm điều kiện của n để phần trăm thể tích CO trong hỗn hợp khisowr trạng thái cân bằng nhỏ hơn 1%.
[1  x(n  2)][2  x(n  2)]
Đáp số: a) K 
; b) 2,94%; c) n > 5,601.
[x(n  2)][n  1  x(n  2)]
Câu 16 (THPT PHAN CHÂU TRINH-ĐÀ NẴNG 2016). Cho cân bằng hóa học:
��
� 2NH

�
H 0298K = -92 kJ.mol-1
N2 (k) + 3H2 (k) ��
3 (k)
Nếu xuất phát từ hỗn hợp chứa N 2 và H2 theo tỉ lệ mol 1 : 3 thì khi đạt tới trạng thái cân bằng (ở 450 0C và
300 atm) NH3 chiếm 36% thể tích.
a) Tính hằng số cân bằng KP.
b) Giữ nhiệt độ không đổi 4500C, cần tiến hành ở áp suất bao nhiêu để khi đạt cân bằng NH 3 chiếm 50% thể
tích?
c) Giữ áp suất không đổi 300 atm, cần tiến hành thí nghiệm ở nhiệt độ nào để khi cân bằng NH 3 chiếm 50% thể
tích?
d) Cho H không biến đổi trong khoảng nhiệt độ trên, tính G, S của phản ứng tại nhiệt độ 4500C.
Đáp số: a) K P  8,1.105 ; b) 684,27 atm; c) T = 652,9K; d) G = 56,63 kJ; S = 205,159J/mol.K

��
� 2CO (1) trạng thái cân bằng được xác
�
Câu 17 (BT HÓA LÝ CƠ SỞ). Đối với phản ứng: C (gr) + CO2 (k) ��
(k)
định bởi các dữ kiện:
Nhiệt độ (0C)
Áp suất toàn phần (atm)
%CO trong hỗn hợp
800
2,57
74,55
900
2,30
93,08

��
� 2CO + O (2) bằng 1,25.10-16. Biết rằng nhiệt hình
�
Hằng số cân bằng ở 900 0C đối với phản ứng: 2CO 2 (k) ��
(k)
2 (k)
thành ở 9000C đối với CO2 bằng -390,7 kJ.mol-1, hãy tính H0, S0 ở 9000C của phản ứng (2).
Đáp số: H0 = 171,2 kJ/mol; S0 = 174,4 J/K

��
� 2H O + 2Cl .
�
Câu 18. Cho biết cân bằng sau: 4HCl (k) + O2 (k) ��
2 (h)
2 (k)

Tính hằng số cân bằng KP, KC của phản ứng ở nhiệt độ 298K dựa vào các số liệu dưới đây ở 298K
Chất
HCl (k)
O2 (k)
H2O (h)
Cl2 (k)
H0 (kJ.mol-1)
-92,3
-241,8
0
-1
-1
S (J.K .mol )
187

205,0
188,7
223,0
Đáp số:
Câu 19 (CHUYÊN NGUYỄN DU-2006). Amoni hiđrosunfua là một chất không bền dễ dàng bị phân hủy thành
��
� NH + H S . Cho các số liệu nhiệt động sau đây tại 250C.
�
NH3 (k) và H2S (k) theo phương trình: NH4HS (r) ��
3 (k)
2 (k)

H 0298 (kJ.mol-1)

S0298 (J.mol-1.K-1 )

NH4HS (r)
-156,9
113,4
NH3 (k)
-45,9
192,6
H2S (k)
-20,4
205,6
a) Tính H0, S0, G0 của phản ứng tại 250C.
b) Tính hằng số cân bằng KP của phản ứng ở 250C.
c) Tính hằng số cân bằng KP của phản ứng ở 350C, giả thiết cả H0, S0 không phụ thuộc vào nhiệt độ.
d) Tính áp suất toàn phần trong bình chứa nếu phản ứng đạt cân bằng tại 25 0C (bỏ qua thể tích của NH4HS (r)).
Đáp số:

THẦY GIÁO TRƯỜNG LÀNG

15


TÀI LIỆU ÔN THI HỌC SINH GIỎI GIẢI TOÁN MÁY TÍNH CASIO
Câu 20 (BT HÓA LÝ CƠ SỞ). Tại 500C và dưới áp suất 0,344 atm độ phân li  của N2O4 thành NO2 bằng 63%.
Xác định KP và KC.
Đáp số: KP = 0,867; KC = 0,034.
Câu 15. Trộn 0,292 mol H2, 0,292 mol I2 và 3,96 mol HI vào một bình dung tích 2 lít ở 430 0C xảy ra phản ứng sau:
��
� 2HI
�
H2 (k) + I2 (k) ��
KC = 54,3 ở 4300C
(k)
a) Xác định chiều của phản ứng.
b) Tính nồng độ từng khí lúc hệ đạt cân bằng.
Đáp số: a)
��
� 2NO ; H0 = 74,9 kJ.mol-1.
�
Câu 17. Có hệ cân bằng sau: N2O4 ��
2
a) Tính KP của phản ứng ở nhiệt độ 300K, biết K P ở nhiệt độ 320K là 0,674 và H0 là hằng số trong khoảng
nhiệt độ nghiên cứu.
b) Xác định S0 của phản ứng, coi S0 là hằng số trong khoảng 300K đến 320K.
Đáp số:
��

� 2NO .
�
Câu 18. Cân bằng sau được thiết lập ở 270C và xuất phát từ N2O4: N2O4 (k) ��
2(k)
0
a) Tính hằng số cân bằng K P ở 27 C biết rằng ở nhiệt độ này có 20% N 2O4 phân li thành NO2 và áp suất của
hệ khi cân bằng là 1 atm.
b) Nếu áp suất lúc cân bằng là 0,1 atm thì độ phân li  của N2O4 là bao nhiêu? So sánh kết quả với câu a xem
có phù hợp với nguyên lí cân bằng Lơ-Sac-tơ-li-ê không? Giải thích.
c) Cho 0,75 mol N2O4 vào bình chân không dung tích 20 lít ở 270C. Tính độ phân li ’ của N2O4.
Đáp số:
��
� H + Cl , hằng số cân bằng K của phản ứng ở nhiệt độ 17270C và 7270C
�
Câu 19. Cho cân bằng: 2HCl (k) ��
2 (k)
2 (k)
P
-6
-11
lần lượt là 4,237.10 và 4,9.10 .
a) Tính H0 của phản ứng, coi H0 là hằng số trong khoảng nhiệt độ đang xét.

��
� 2HCl + I biết cân bằng: 2HI ��
��
�H
�
�
b) Tính KP của phản ứng sau ở 727 0C: 2HI (k) + Cl2 (k) ��

(h)
2 (k)
(k)
2(k)
+ I2(k) có KP = 3,8.10-2 ở 7270C.
Đáp số:
���
� NH3 (k) + HCl (k). Lúc cân
Câu 20. Nung NH4Cl ở 4270C trong bình chân không kín xảy ra cân bằng: NH 4Cl (tt) ��
0
bằng áp suất của hệ là 4560,0 mmHg. Tính ở 427 C:
a) Hằng số cân bằng KP và G0 của phản ứng.
b) H0, S0 của phản ứng. Biết ở 4500C áp suất cân bằng của hệ là 8360,0 mmHg, H0, S0 là hằng số trong
khoảng nhiệt độ đang xét.
Đáp số:
��
� H + I . Biết G0 = 27188,19 J ở 7270C; K = 8,474.10-2 ở 17270C.
�
Câu 21. Có cân bằng: 2HI (k) ��
2 (k)
2 (k)
0
a) Tính hằng số cân bằng K ở 727 C.
b) Tính H0, S0 của phản ứng.
c) Tính độ phân li  của HI ở 7270C và 17270C. So sánh giá trị  ở hai nhiệt độ xem có phù hợp với nguyên
lí Lơ-Sac-tơ-li-ê không? Giải thích.
Đáp số:
Câu 22. Cho 0,250 mol NH4I (tt) vào bình chân không dung tích 3,00 lít ở 600K xảy ra 2 cân bằng sau:
��
� NH + HI . K = K = 1,69

�
NH4I (tt) ��
3 (k)
(k)
P
1
��
� H +I .K =K = 1 .
�
2HI (k) ��
2 (k)
2 (k)
P
2
64

a) Tính áp suất riêng phần các khí và áp uất tổng của hệ lúc cân bằng.
b) Tính khối lượng NH4I (tt) còn lại khi hệ đạt cân bằng.
Đáp số:
Câu 23. Đun nóng tới 4450C một bình kín chứa 8 mol I2 và 5,3 mol H2 thì tạo ra 9,5 mol HI lúc cân bằng. Xác định
lượng HI thu được khi xuất phát từ 8 mol I2 và 3 mol H2.
Câu 25. Một hỗn hợp khí gồm 1 mol nitơ và 3 mol hiđro được gia nhiệt tới 387 0C. Tại áp suất 10 atm hỗn hợp cân
bằng chứa 3,85% về thể tích là amoniac. Xác định K P, KC.
Đáp số:
THẦY GIÁO TRƯỜNG LÀNG

16


TÀI LIỆU ÔN THI HỌC SINH GIỎI GIẢI TOÁN MÁY TÍNH CASIO

��
� 2NO ; K = 1,27. Xác định
�
Câu 26. Cân bằng sau được thiết lập ở 63 0C và xuất phát từ N2O4: N2O4 (k) ��
2(k)
P
thành phần hỗn hợp cân bằng khi:
a) Áp suất chung bằng 1 atm.
b) Áp suất chung bằng 10 atm.
Đáp số:
��
� 2NO bằng 0,049
�
Câu 27. Ở 00C và áp suất P = 1 atm hằng số cân bằng K P của phản ứng: N2O4: N2O4 (k) ��
2(k)
ứng với độ phân li  là 11%.
a) Cũng ở nhiệt độ đã cho, khi giảm áp suất từ 1 atm xuống 0,8 atm độ phân li  thay đổi thế nào?
b) Để độ phân li  đạt 8% thì phải nén hỗn hợp khí tới áp suất bao nhiêu atm?
Đáp số:
��
� 2NO + O bằng
�
Câu 29. Tại 457K và dưới áp suất chung 1,0 atm độ phân li  NO2 theo phản ứng: 2NO 2 ��
(k)
2 (k)
5%. Xác định hằng số cân bằng KP và KC của phản ứng.
Đáp số:
��
� PCl bằng 1. Xác định:

�
Câu 30. Ở 510K hằng số cân bằng KP của phản ứng: PCl3 (k) + Cl2 (k) ��
5 (k)
a) Độ phân li PCl5 ở áp suất 5 atm.
b) Tính áp suất mà tại đó 20% PCl5 bị phân tích.
c) Phải thêm bao nhiêu mol clo vào 1 mol PCl5 để độ phân tích giảm đi còn 20% ở 5 atm?
Đáp số:
��
� 2HI bằng 50. Hỏi có bao nhiêu mol HI
�
Câu 31: Ở 4450C hằng số cân bằng KP của phản ứng: H2 (k) + I2 (k) ��
(k)
được tạo ra nếu đun tới nhiệt độ trên hỗn hợp gồm 1,27 gam I 2 và 0,02 gam H2? Tính áp suất riêng phần từng khí
trong hỗn hợp khi cân bằng biết thể tích bình là 1,0 lít.
Đáp số:
��
� 2NO
�
Câu 32: Cho các dữ kiện:
N2O4 (k) ��
2(k)
0

 H tt (kJ.mol-1) 9,665

33,849

S0298 (kJ.mol-1)

304,3

240,4
Giả thiết rằng biến thiên entanpi và entropi phản ứng không thay đổi theo nhiệt độ, cho biết phản ứng xảy ra theo
chiều nào tại nhiệt độ 00C và 1000C?
Đáp số:
��
� 2NO với tốc độ phân hủy là 20%. Tính:
�
Câu 34: Ở 270C, 1 atm N2O4 bị phân hủy theo phản ứng: N2O4 (k) ��
2(k)
a) Hằng số cân bằng KC.
b) Độ phân hủy một mẫu N2O4 (k) có khối lượng 69 gam chứa trong một bình có thể tích 20 lít ở 270C.
Đáp số:
��
� 2Hg + O với các số liệu sau
�
Câu 35: Thủy ngân oxit phân hủy theo phản ứng: 2HgO (r) ��
(k)
2 (k)

H 0298 (kJ.mol-1)

S0298 (J.mol-1.K-1 )

Cp (J.mol-1.K-1 )
21
29
44

Hg (k)
61

175
O2 (k)
0
205
HgO (r)
-91
70
0
a) Hãy tính G và KP cho phản ứng ở 400 C.
b) Tính áp suất riêng phần của Hg và áp suất tổng của các khí lúc cân bằng ở 400 0C.
Đáp số:
Câu 36: Ở nhiệt độ T, phản ứng giữa CO2 và C (rắn) nóng đỏ, dư tạo thành CO có hằng số cân bằng KP bằng 10.
a) Xác định nồng độ phần mol của các khí trong hỗn hợp tại trạng thái cân bằng biết áp suất chung của hỗn hợp
tại trạng thái cân bằng là 4 atm.
b) Xác định áp suất riêng phần của CO2 lúc cân bằng.
c) Xác định áp suất chung của hỗn hợp sao cho lúc cân bằng CO 2 chiếm 6% thể tích.
Đáp số:
��
� 2NO (1). Thực nghiệm cho biết khối lượng mol trung bình
�
Câu 37: Cho cân bằng hóa học sau: N2O4 (k) ��
2 (k)
0
0
của hỗn hợp khí trên ở 35 C bằng 72,45 g/mol và ở 45 C bằng 66,80 g/mol.
a) Tính hằng số phân li của N2O4 ở mỗi nhiệt độ trên.
b) Tính hằng số cân bằng KP của phản ứng (1) ở mỗi nhiệt độ trên.
c) Cho biết theo chiều nghịch phản ứng toả nhiệt hay thu nhiệt? Giải thích.
THẦY GIÁO TRƯỜNG LÀNG

17


TÀI LIỆU ÔN THI HỌC SINH GIỎI GIẢI TOÁN MÁY TÍNH CASIO
Đáp số:
��
� CaO + CO ở 8000C, áp suất hơi của khí CO là 0,236 atm.
�
Câu 39: Có cân bằng: CaCO3 (r) ��
(r)
2 (k)
2
a) Tính hằng số cân bằng KP, KC của phản ứng.
b) Bỏ 20 gam CaCO3 vào bình dung tích không đổi 10 lít. Hỏi ở trạng thái cân bằng có bao nhiêu phần trăm
CaCO3 đã bị nhiệt phân?
Đáp số:
��
� CO + H O .
�
Câu 40: Cho phản ứng: CO2 (k) + H2 (k) ��
(k)
2 (k)
a) Tính G0 của phản ứng ở 1000K biết H1000K = 35040 J.mol-1; S1000K = 32,11 J.mol-1.K-1
b) Tính KP, KC của phản ứng ở 1000K.
c) Một hỗn hợp khí chứa 35% thể tích H 2, 45% thể tích CO và 20% thể tích hơi nước được nung nóng tới 1000K.
Tính thành phần hỗn hợp ở trạng thái cân bằng.
Đáp số:
��
� 2NO . Trong một bình chân không thể tích 0,5 lít được duy trì ở 45 0C có
�

Câu 41: Cho cân bằng: N2O4 (k) ��
2(k)
-3
3.10 mol N2O4 nguyên chất. Khi cân bằng được thiết lập áp suất trong bình là 0,255 atm.
a) Xác định độ phân hủy của N2O4 ở nhiệt độ trên và hằng số cân bằng KP.
b) Tính KP ở 210C. Từ kết quả trên hãy tính biến thiên entropi, năng lượng tự do Gibbs và xác định chiều phản
ứng xảy ra ở nhiệt độ đó. Biết biến thiên entanpi của phản ứng phân hủy N 2O4 là 72,8 kJ.mol-1.
Đáp số:
��
� HO +
�
Câu 42: Cho các dữ kiện:
H2 (k)
+
CO2 (k) ��
CO (k)
2
(k)
0

H 0tt (kJ.mol-1) -

393,5

0

-241,8

-110,5

0
298

S

(J.mol-1.K-1)
130,6
213,6
188,7
197,6
a) Tính biến thiên entanpi, entropi của phản ứng.
b) Tính G0 và hằng số cân bằng của phản ứng ở 250C.
c) Giả sử biến thiên entanpi, entropi không thay đổi theo nhiệt độ, phản ứng sẽ tự xảy ra theo chiều nào ở 100 0C?
d) Ở 250C, giả sử ban đầu ta trộn 0,2 mol H 2, 0,3 mol CO2, 0,1 mol H2O, 0,1 mol CO trong bình kín dung tích 2,0
lít. Hỏi sau khi cân bằng được thiết lập thì số mol từng chất sẽ tăng lên hay giảm đi? Giải thích.
Đáp số:
��
� H + Cl .
�
Câu 44: Cho phản ứng: 2HCl (k) ��
2 (k)
2 (k)
a) Tính hằng số cân bằng Kp của phản ứng ở 2000K. Biết rằng độ điện li  của HCl ở nhiệt độ này là 4,1.10-3.
b) Ở 1000K phản ứng có Kp = 4,9. 10 -11. Tính H0 của phản ứng (Biết H0 là hằng số trong khoảng nhiệt độ
xét).
Đáp số:
��
� 2NO là 4. Tính phần trăm số mol của hỗn hợp
�
Câu 45: Ở 1000C hằng số cân bằng của phản ứng: N 2O4 (k) ��

2 (k)
khi áp suất chung của hệ lần lượt là 2atm và 20 atm. Rút ra kết luận về ảnh hưởng của áp suất đến sự chuyển dịch
cân bằng.
Đáp số:

THẦY GIÁO TRƯỜNG LÀNG

18


TÀI LIỆU ÔN THI HỌC SINH GIỎI GIẢI TOÁN MÁY TÍNH CASIO

CHUYÊN ĐỀ 3: NGUYÊN LÝ 1 CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC TRONG HÓA
HỌC. HIỆU ỨNG NHIỆT CỦA PHẢN ỨNG
I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT CƠ BẢN
1. Năng lượng liên kết và nhiệt phản ứng
Mỗi phản ứng hóa học luôn kèm theo sự biến đổi năng lượng (tỏa ra hoặc hấp thụ) thể hiện dưới
nhiều dạng: Quang năng (phát sáng), cơ năng (phản ứng nổ), điện năng (pin, acquy) và đặc biệt là nhiệt
năng (tỏa hoặc thu nhiệt).
Bảng năng lượng liên kết (kJ.mol-1) của một số liên kết thông thường
Liên kết
Liên kết
Liên kết
Hlk
Hlk
Hlk
H-F
565
C-S
364

O=O
498,7
H-Cl
431
Hg (lỏng)
61,2
941
NN
H-Br
364
C
218
C-C
348
H-I
297
H-H
436
C=C
619
O-H
463
F-F
155
812
CC
N-H
359
Cl-Cl
242,4

C=O
707
C-Cl
413
Br-Br
190
C-O
326
I-I
149
Lưu ý: Năng lượng tạo thành liên kết là năng lượng được giải phóng ra khi hình thành liên kết hóa học
nên Hlk phải lấy dấu “-” còn năng lượng phá vỡ liên kết là năng lượng tối thiểu phải cung cấp để phá vỡ
một liên kết hóa học giữa 2 nguyên tử thành các nguyên tử riêng lẻ ở thể khí nên Hlk phải lấy dấu “+”.
Ví dụ: Năng lượng tạo thành liên kết H-H là -436 (kJ.mol -1) còn năng lượng phá vỡ liên kết H-H là
436 (kJ.mol-1).
Vậy: Hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học là năng lượng tỏa ra hay hấp thụ vào trong phản ứng, kí
hiệu H (đọc là entanpi). Nếu H < 0: Phản ứng tỏa nhiệt; H > 0: Phản ứng thu nhiệt.
Nếu có phản ứng tổng quát: A + B ��
� C + D thì hiệu ứng nhiệt của phản ứng:

H  �E lk (A  B)  �E lk (C  D)

(Ở đây ta xét ở điều kiện đẳng áp thì hiệu ứng nhiệt được kí hiệu là H còn ở điều kiện đẳng tích thì
kí hiệu là U với U = H - nRT (R = 8,314J/mol.K).
Ví dụ: Khi cho 32,69 gam Zn tác dụng hết với dung dịch H 2SO4 loãng trong điều kiện đẳng tích ở 250C
người ta thấy nhiệt lượng thoát ra là 71,55 kJ. Biết khối lượng mol của Zn là 65,38 gam hãy tính nhiệt đẳng
tích và nhiệt đẳng áp của phản ứng đã cho.
Hướng dẫn:
Phương trình: Zn (r) + H2SO4 (dung dịch) ��
� ZnSO4 (dung dịch) + H2 (khí)

32, 69
n Zn 
 0,5(mol) thì tỏa ra 71,55 kJ � trong điều kiện đẳng tích nếu có 1 mol Zn phản ứng thì
65,38
nhiệt lượng tỏa ra là 71,55.2 = 143,10 kJ
Vậy: Zn (r) + H2SO4 (dung dịch) ��
U = -143,10 kJ
� ZnSO4 (dung dịch) + H2 (khí)
Tính hiệu ứng nhiệt đẳng áp của phản ứng: H = U + nRT = -143,10 + 1.8,314. 103.298 = -140,62 kJ.
2. Nhiệt tạo thành, nhiệt phân hủy
Nhiệt tạo thành Hf của một hợp chất là lượng nhiệt tỏa ra hay hấp thụ trong phản ứng tạo thành 1
mol hợp chất đó từ các đơn chất tương ứng.
Nhiệt phân hủy Hc (Hc = - Hf) của một hợp chất là lượng nhiệt tỏa ra hay hấp thụ trong phản ứng
phân hủy 1 mol hợp chất đó thành các đơn chất tương ứng.
3. Định luật Hess

THẦY GIÁO TRƯỜNG LÀNG

19


TÀI LIỆU ÔN THI HỌC SINH GIỎI GIẢI TOÁN MÁY TÍNH CASIO

Hiệu ứng nhiệt của một phản ứng hóa học chỉ phụ thuộc trạng thái đầu của các chất phản ứng và
trạng thái cuối của sản phẩm phản ứng, không phụ thuộc vào các giai đoạn trung gian, nghĩa là không phụ
thuộc vào con đường đi từ trạng thái đầu tới trạng thái cuối.
Các hệ quả của định luật Hess:
+ H (thuận) = -H (nghịch).
+ H (phản ứng) = �H tt (sp)  �H tt (p�)
+ H (phản ứng) =

�H

c(p�)

 �H c(sp)

+ H (phản ứng) = �H (các quá trình trung gian).
+ Nếu có phản ứng tổng quát: A + B ��
� C + D thì hiệu ứng nhiệt của phản ứng:

H  �E lk (A  B)  �E lk (C  D)

Thực tế có nhiều phản ứng mà ta không thể xác định trực tiếp H nhưng nhờ vào việc áp dụng định
luật Hess cũng như các hệ quả của nó sẽ giúp chúng ta có thể giải quyết được vấn đề này cũng như xác
định được nhiệt tạo thành của các hợp chất thông qua việc tổ hợp các phản ứng và sử dụng các giá trị nhiệt
động đã biết.
II. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Ví dụ 1. Tính H của phản ứng đốt cháy metan:
CH4 (k) + 2O2 (k) ��
� CO2 (k) + 2H2O (k).
Biết nhiệt tạo thành của các hợp chất như sau:
C (gr) + 2H2 (k) ��
(1)
H1 = -74,8 kJ
� CH4 (k)
C (gr) + O2 (k) ��
(2)
H2 = -393 kJ
� CO2 (k)

1
H2 (k) + O2 (k) ��
(3)
H3 = -242 kJ
� H2O (k)
2
Lời giải:
Viết lại phản ứng (1), giữ nguyên phản ứng (2), (3):
CH4 (k) ��
(1’)
H’1 = 74,8 kJ
� C (gr) + 2H2 (k)
C (gr) + O2 (k) ��
(2)
H2 = -393 kJ
� CO2 (k)
1
H2 (k) + O2 (k) ��
(3)
H3 = -242 kJ
� H2O (k)
2
Ta lấy: (1’) + (2) + 2 x (3) được:
CH4 (k) + 2O2 (k) ��
H
� CO2 (k) + 2H2O (k)
H
= H’1 + H2 + 2H3
= 74,8 + (-393) + 2 x (-242)
= -802,2 (kJ).

Ví dụ 2. Tính nhiệt sinh chuẩn của As2O3 tinh thể biết rằng:
As2O3 (r) + 3H2O (l) � 2H3 AsO3 (dd)
H1 = 31,59 kJ/mol
AsCl3 (r) + + 3H2O (l) � 2H3 AsO3 (dd) + 3HCl (dd)
H2 = 73,55 kJ/mol
3
Cl (k) � AsCl3 (r)
As (r) +
H3 = -298,70 kJ/mol
2 2
HCl (k) + aq � HCl (dd)
H4 = -72,43 kJ/mol

1
1
H
 Cl
� HCl
2(k)
(k)
2
2 2(k)
1
H
 O
�H O
2 (l)
2(k) 2 2(k)

H5 = -93,05 kJ/mol

H6 = -285,77 kJ/mol

Lời giải:
Yêu cầu của đề bài chính là tìm nhiệt tạo thành của phản ứng sau:
2As +
Theo đề:

3 �
O2
As2O3
2

THẦY GIÁO TRƯỜNG LÀNG

H7 = ?

20


TÀI LIỆU ÔN THI HỌC SINH GIỎI GIẢI TOÁN MÁY TÍNH CASIO

2H3 AsO3 (dd) � As2O3 (r) + 3H2O (l)
AsCl3 (r) + + 3H2O (l) � 2H3 AsO3 (dd) + 3HCl (dd)
3
Cl (k) � AsCl3 (r)
As (r) +
2 2
HCl (dd) � HCl (k) + aq

-H1

H2
H3
-H4

1
1
HCl � H
 Cl
(k) 2 2(k) 2 2(k)
1
H
 O
�H O
2 (l)
2(k) 2 2(k)

-H5
H6

Tổ hợp các phản ứng từ đề bài ta có:
H7 = -H1 + 2H2 + 2H3 - 6H4 - 6H5 + 3H6
= -31,59 + 2 x 73,55 – 2 x 298,70 + 6 x 72,43 + 6 x 93,05 - 3 x 285,77
= -346,32 (kJ/mol).
Ví dụ 3. Tìm nhiệt tạo thành tiêu chuẩn của Ca3(PO4)2 tinh thể. Biết:
- 12 gam Ca cháy tỏa 45,57 kcal.
- 6,2 gam P cháy tỏa 37,00 kcal.
- 168 gam CaO tác dụng với 142 gam P2O5 tỏa 160,50 kcal. (Hiệu ứng nhiệt đo trong điều kiện đẳng
áp).
Lời giải:
Phương trình xảy ra khi đốt cháy Ca:

Ca (r) +

1
O2 (k) � CaO (r)
2

H1 = ?

Đốt cháy 12 gam Ca ��
� -45,57 kcal (Dấu “–” vì phản ứng tỏa nhiệt)
� Đốt cháy 40 gam Ca ��
� H1 =

40 x (45,57)
 151,9(kcal).
12

Phương trình xảy ra khi đốt cháy P
2P (r) +

5
O2 (k) � P2O5 (r)
2

H2 = ?

Đốt cháy 6,2 gam P ��
� -37,00 kJ (Dấu “–” vì phản ứng tỏa nhiệt)
� Đốt cháy 62 gam P ��
� H2 =

62 x (37,00)
 370(kcal).
6,2

Theo đề ta có phản ứng:
3CaO (r) + P2O5 (r) ��
H3 = -160,50 (kcal)
� Ca3(PO4)2 (r)
Phản ứng tạo ra Ca3(PO4)2 tinh thể được viết lại như sau:
3Ca (r) + 2P (r) + 4O2 (k) ��
H = ?
� Ca3(PO4)2 (r)
Dễ thấy H = 3H1 + H2 + H3 = 3 x (-151,9) + (-370,00) + (-160,50)
= -986,2 (kcal).
Ví dụ 4. Tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng: Na +(k) + Cl-(k) � NaCl (r). Cho biết nhiệt thăng hoa của Na:
+20,64 kcal/mol, năng lượng liên kết của Cl-Cl: +58 kcal/mol, ái lực electron của Cl: -83,17 kcal/mol,
năng lượng ion hóa của Na: +119,98 kcal/mol và nhiệt tạo thành của NaCl là -98,23 kcal/mol.
Lời giải:
Từ đề bài:
Na (r) ��
H1 = +20,64 kcal/mol
� Na (k)
+
Na (k) ��
H2 = +119,98 kcal/mol
� Na (k) + 1e

1
Cl2 (k) ��

� Cl-(k)
2
Cl (k) + 1e ��
� Cl- (k)
Na (r) +

1
Cl2 (k) ��
� NaCl (r)
2

THẦY GIÁO TRƯỜNG LÀNG

H3 = +

58
= +29 kcal/mol
2

H4 = -83,17 kcal/mol
H5 = -98,23 kcal/mol

21


TÀI LIỆU ÔN THI HỌC SINH GIỎI GIẢI TOÁN MÁY TÍNH CASIO

Na+(k) + Cl-(k) � NaCl (r)
H0 = ?
Sử dụng hệ quả của định luật Hess ta có:

H5
= H0 + H1 + H2 + H3 + H4
� H0
= H5 –(H1 + H2 + H3 + H4)
= -98,23 – (20,64 + 119,98 + 29 – 83,17)
= -184,68 (kcal/mol).
Ví dụ 5. Tính sự biến thiên entanpi chuẩn ở 250C của phản ứng sau:
CO(NH2)2 (r) + H2O (l) � CO2 (k) + 2NH3 (k).
Biết rằng trong cùng điều kiện có sự biến thiên entanpi của các phản ứng sau:
CO (k) + H2O (h) � CO2 (k) + H2 (k)
H 10 = -41,13 kJ
CO (k) + Cl2 (k) � COCl2 (k)
H 02 = -112,50 kJ
0
COCl2 (k) + 2NH3 (k) � CO(NH2)2 (r) + 2HCl (k)
H 3 = -201,00 kJ
0

H 298, s (HCl (k)) = -92,30 kJ/mol và nhiệt hóa hơi của nước trong cùng điều kiện là H 04 = +44,01 kJ/mol.
Lời giải:
0
Đặt H 298 là biến thiên entanpi chuẩn ở 250C của phản ứng:
CO(NH2)2 (r) + H2O (l) � CO2 (k) + 2NH3 (k)
Từ đề bài:
CO (k) + H2O (h) � CO2 (k) + H2 (k)
H 10
COCl2 (k) � CO (k) + Cl2 (k)
-H 02
0
CO(NH2)2 (r) + 2HCl (k) � COCl2 (k) + 2NH3 (k)

-H 3
H2O (l) ��
� H2O (h)

H 04

1
1
H2 (k) + Cl2 (k) � HCl (k)
2
2

H 298, s (HCl (k))

0

Tổ hợp các phản ứng đề bài đã cho ta có:
0
0
0
H 298
= H 10 - H 02 - H 3 + H 04 + 2H 298, s (HCl (k))
= -41,13 + 112,50 + 201 + 44,01 -2 x 92,30
= 131,78 (kJ).
Ví dụ 6. Hiệu ứng nhiệt của quá trình cho 10-2 kg Na (r) phản ứng với nước lấy rất dư là 79910J. Hiệu ứng
nhiệt của quá trình cho 2.10-2 kg Na2O (r) phản ứng với nước lấy rất dư là 76755J. Tính nhiệt tạo thành tiêu
chuẩn của Na2O biết thiêu nhiệt của H2 là -285,84.103 J/mol.
Lời giải:
Nhận xét: Ta cần tính nhiệt tạo thành của Na2O qua phản ứng sau:
2Na (r) +

1
O2 (k) � Na2O (r)
2

Theo đề bài:
Na (r) + H2O (l) � NaOH (dd) +
Với H 10 = 

0

H tt = ?

1
H2 (k)
2

H 10

79910.23
 183,793 (kJ/mol).
10

Na2O (r) + H2O (l) � 2NaOH (dd)

76755.62
 237,9405 (kJ/mol).
20
1
H2 (k) + O2 (k) � H2O (l)

2

H 02

Với H 02 = 

0

H 3 = -285,84 (kJ/mol)

Tổ hợp các phản ứng ta được:
0
0
H tt
= 2H 10 - H 02 + H 3
= 2 x (-183,793) + 237,9405 - 285,84
THẦY GIÁO TRƯỜNG LÀNG

22


TÀI LIỆU ÔN THI HỌC SINH GIỎI GIẢI TOÁN MÁY TÍNH CASIO

= -415,4855 (kJ/mol).
Ví dụ 7. Tính năng lượng liên kết trung bình C-H và C-C (ở 298K; 1 atm) biết:
- Nhiệt đốt cháy CH4:
H1 = -801,7 kJ/mol
- Nhiệt đốt cháy C2H6:
H2 = -1412,7 kJ/mol
- Nhiệt đốt cháy H2:

H3 = -241,5 kJ/mol
- Nhiệt đốt cháy than chì:
H4 = -393,4 kJ/mol
- Năng lượng liên kết H-H:
H5 = 431,5 kJ/mol
- Nhiệt hóa hơi than chì:
H6 = 715,0 kJ/mol
Lời giải:
Từ đề bài ta có:
CH4 (k) + 2O2 (k) � CO2 (k) + 2H2O (h)
H1 = -801,7 kJ/mol
H2O (h) � H2 (k) +

1
O2 (k)
2

-H3 = 241,5 kJ/mol

CO2 (k) � C (r) + O2 (k)
-H4 = 393,4 kJ/mol
H2 (k) � 2H
H5 = 431,5 kJ/mol
C (r) � C (h)
H6 = 715,0 kJ/mol
�
Ta cần tìm: CH4 (k)
C (h) + 4H (k)
H = 4EC-H
Tổ hợp các phương trình đã có ta được:

H = 4EC-H = H1 - 2H3 - H4 + 2H5 + H6
= -801,7 + 2 x 241,5 + 393,4 + 2 x 431,5 + 715
= 1652,7 (kJ/mol)
� EC-H

=

Tương tự ta có:

1652,7
= 413,175 (kJ/mol).
4

7
O2 (k) � 2CO2 (k) + 3H2O (h)
2
1
H2O (h) � H2 (k) + O2 (k)
2
CO2 (k) � C (r) + O2 (k)
H2 (k) � 2H
C (r) � C (h)
Ta cần tìm: C2H6 (k) � 2C (h) + 6H (k)
C2H6 (k) +

H2 = -1412,7 kJ/mol
-H3 = 241,5 kJ/mol
-H4 = 393,4 kJ/mol
H5 = 431,5 kJ/mol
H6 = 715,0 kJ/mol

H’ = 6EC-H + EC-C

Tổ hợp các phương trình đã có ta được:
H’
= 6EC-H + EC-C = H2 - 3H3 - 2H4 + 3H5 + 2H6
= -1412,7 + 3 x 241,5 + 2 x 393,4 + 3 x 431,5 + 2 x 715
= 2823,1 (kJ/mol)
� EC-C = 2823,1 – 6 x 413,175 = 344,05 (kJ/mol).
Ví dụ 8. Tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng sau (các chất đều ở pha khí):

CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3
n-hexan

t0, xt

+ 3H2
benzen

Cho năng lượng liên kết:
Trong n-hexan : C-H: 412,6 kJ/mol
C-C: 331,5 kJ/mol
Trong benzen : C-H: 420,9 kJ/mol
C-C: 486,6 kJ/mol
Trong H2
: H-H: 430,5 kJ/mol
Lời giải:
Áp dụng hệ quả của định luật Hess: “Hiệu ứng nhiệt của phản ứng bằng tổng năng lượng liên kết
của các chất tham gia phản ứng trừ tổng năng lượng liên kết của các chất tạo thành”. Ta có:
THẦY GIÁO TRƯỜNG LÀNG

23


TÀI LIỆU ÔN THI HỌC SINH GIỎI GIẢI TOÁN MÁY TÍNH CASIO

H
= [(14 x 412,6) + (5 x 331,5)] – [(6 x 486,6) + (6 x 420,9) + (3 x 430,5)] = 697,4 kJ.
Nhận xét: H > 0 (phản ứng thu nhiệt) hoàn toàn phù hợp với thực tiễn, để chuyển hóa n-hexan
(bền) sang benzen (kém bền hơn) ta cần phải cung cấp năng lượng.
Ví dụ 9. Cho các số liệu nhiệt động của một số phản ứng sau ở 298K
STT phản ứng
(1)
(2)

Phản ứng
2NH3 + 3N2O � 4N2 + 3H2O
N2O + 3H2 � N2H4 + H2O

(3)

2NH3 +

H 0298 (kJ)
-1011
-317

1 �
O2
N2H4 + H2O
2

-143

1 �
O2
H2O
2
0
0
Cho: S298 (N2H4) = 240 J/K.mol; S298 (H2O) = 66,6 J/K.mol
S0298 (N2) = 191 J/K.mol; S0298 (O2) = 205 J/K.mol
0
a) Tính nhiệt tạo thành H 298 của N2H4; N2O và NH3.
(4)

H2 +

-286

b) Viết phương trình phản ứng cháy của hiđrazin và tính H 298 ; G 298 và hằng số cân bằng của
phản ứng này.
Lời giải:
a) Yêu cầu của đề bài chính là tìm nhiệt tạo thành của các phản ứng sau:
0

STT phản ứng

H 0298 (kJ)

Phản ứng

(5)

N2 + 2H2 � N2H4

(6)

N2 +

H 0298 (5) = ?

1 �
O2
N2O
2
1
3
N2 + H2 � NH3
2
2

(7)

0

H 0298 (6) = ?
H 0298 (7) = ?

Nhận xét: Tổ hợp các phản ứng từ đề bài ta có:
0

0
0
0
0
 4 H 298 (5)
= - H 298 (1) + 3 H 298 (2) + H 298 (3) - H 298 (4)

� H 0298 (5)=


H 0298 (6)

1011 3.317  143  286
 50,75 (kJ/mol).
4
0
0
0
= - H 298 (2) + H 298 (4) + H 298 (5)

� H 0298 (5)= 317 – 286 + 50,75 = 81,75 (kJ/mol).


2 H 298 (7)
0

� H 0298 (7)=

= - H 298 (3) + H 298 (4) + H 298 (5)
0

0

0

143  286  143
 46,125 (kJ/mol).
2

b) Phản ứng cháy của hiđrazin: N2H4 + O2 � N2 + 2H2O
Sử dụng hệ quả của định luật Hess ta có:
H 0298 = 2 x (-286) – 50,75 = -622,75 (kJ/mol).

S0298 = 191 + 2 x 66,6 – (205 + 240) = -120,8 (J/K.mol).
G 0298 = H 0298 - T S0298 = -622,75 – (-120,8.10-3 x 298) = -586,7516 (kJ/mol).

THẦY GIÁO TRƯỜNG LÀNG

24


TÀI LIỆU ÔN THI HỌC SINH GIỎI GIẢI TOÁN MÁY TÍNH CASIO
0
Vì G 298 = -RTlnKP � lnKP = 

3
G 0
298   586,7516.10  236,825
RT
8,314 x 298

� K = 10102,83.
Ví dụ 10. Cho các phương trình nhiệt hóa học sau đây:
(1) 2ClO2 (k) + O3 (k) � Cl2O7 (k)
H 10 = -75,7 kJ
(2) O3 (k) � O2 (k) + O (k)
H 02 = 106,7 kJ
0
(3) 2ClO3 (k) + O (k) � Cl2O7 (k)
H 3 = -278 kJ
0
(4) O2 (k) � 2O (k)
H 3 = 498,3 kJ
Hãy xác định nhiệt của phản ứng sau:
(5) ClO2 (k) + O (k) � ClO3 (k)
Lời giải:
Ta kết hợp cho phương trình (1) và (3)

1
1
O3 (k) � Cl2O7 (k)
2
2
1
1
(3’) Cl2O7 (k) � ClO3 (k) + O (k)
2
2
(1’) ClO2 (k) +

0

H 5 = ?

H10
= -37,85 kJ
2
H 30
'
H 3 = 
= 139 kJ
2
H 1' =

Cộng (1’) và (3’) ta được:
(6) ClO2 (k) +

1
1
0
'
O3 (k) � ClO3 (k) + O (k) H 6 = H 1' + H 3 = 101,15 kJ
2
2

Từ (2):
(2’)

1
1

1
O2 (k) + O (k) � O3 (k)
2
2
2

H '2 = 

H 02
= 53,35 kJ
2

Kết hợp (2’) và (6) ta được:
(7) ClO2 (k) +

1
O2 (k) � ClO3 (k)
2

0

Từ (4):

1
(4’) O (k) � O2 (k)
2

0

H 7 = H 6 + H '2 = 47,8 kJ

H '4 = 

H 04
= -249,15 kJ
2

Lấy (4’) cộng với (7) ta được phương trình (5):
0
(5) ClO2 (k) + O (k) � ClO3 (k)
H 5 = 47,8 - 249,15 = -201,35 kJ.
Ví dụ 11. Tính nhiệt tạo thành tiêu chuẩn của FeCl2 (r) biết:
(1) Fe (r) + 2HCl (dd) � FeCl2 (dd) + H2 (k)
H1 = -21,00 kcal
(2) FeCl2 (r) + aq � FeCl2 (dd)
H2 = -19,50 kcal
�
(3) HCl (k) + aq
HCl (dd)
H3 = -17,50 kcal
�
(4) H2 (k) + Cl2 (k)
2HCl (k)
H4 = -44,48 kcal
(Kí hiệu aq chỉ 1 lượng nước đủ lớn)
Lời giải:
Ta cần tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng sau:
(5) Fe (r) + Cl2 (k) � FeCl2 (r)
H = ?
Từ đề bài ta giữ nguyên phương trình (1), (3), (4) và viết lại phương trình (2):
(2’) FeCl2 (dd) � FeCl2 (r) + aq

H’2 = -H2 = 19,50 kcal
Tổ hợp các phương trình đã có ta được:
(5) = (1) + (2’) + 2 x (3) + (4)
� H
= H1 + H’2 + 2H3 + H4
= -21,00 + 19,50 - 2 x 17,50 - 44,48
= -80,98 kcal.
Ví dụ 12. Cho các dữ kiện sau:
THẦY GIÁO TRƯỜNG LÀNG

25