CÂU HỎI VÀ ĐÁP ÁN ĐỀ THI HÓA LÝ 2

Mẫu: 2b_ĐATL
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐÁP ÁN ĐỀ THI CUỐI KỲ
Môn thi : Động hóa học

KHOA CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC

Lớp/Lớp học phần: DHHO14/DHHO14TT
Ngày thi: 05/12/2019
Thời gian làm bài: 70 phút

Câu
Câu 1

Nội dung trả lời

Điểm
2,5 điểm

a. Viết phương trình vi phân cho phản ứng trên:
a
b
t=0
x
x
Phản ứng
CA = a–x
CB = b + x
Thời điểm t

Phương trình:
dC
W   A  kC  k 'C
A

0,5

0,25
0,25
B

dt
b. Thiết lập phương trình tích phân cho phản ứng trên:
dx
' k  a  x   k ' b  x   ka  k 'b   k
 k  x dt
(ka  k 'b)  (k  k ')x
'
ln
 (k  k )t
'
(ka  k b)
c Lập biểu thức tính K theo a, b và xcb
CA = a – xcb và CB = b + xcb
Cân bằng:
k  [B]   b  
K  x k '
 [ A]
CB
ax


cb
CB
d Thiết lập lại phương trình tích phân cho phản ứng trên theo xcb
(ka  k 'b)  (k  k ')x
'
Từ: ln
 (k  k )t
'
(ka  k b)
k  [B]   b  
K  x k '
 [ A]
CB
ax

cb
CB
Thay vào ta được:
x x
ln CB
 (k  k')t
xCB
Câu 2

1,0
0,5
0,5
0,5
0,25

0,25

0,5

0,25

0,25

2,5 điểm

1


Mẫu: 2b_ĐATL

Ta có:
х∞ = 0,366 – 0,078 = 0,288 mol/L

0,5

Từ công thức x=Co-C, lập bảng dữ liệu sau:

2


t, h

71,8

145,5

215,8

264,3

333,3

383,5

478,3

506,0

х∞ - x

0,199

0,137

0,096

0,074

0,052

0,043

0,028

0,022

0,5

 ln�∞ = (k1 + k2).t
�∞−�

 ln(х∞ - x) = f(t)
Hồi qui tuyến tính ln(х∞ - x) theo t, ta thu được
(k1 + k2) = 0,005126 h-1.
(1)
2
R = 0,99
�1

� +�∞

0,5
0,5

0+0,288

(2)
� = �2 =� −�∞ =
0,366−0,288 = 3,692
Từ (1) và (2), giải hệ phương trình ta có:
k1=0,00403h-1
k2= 0,00109h-1.

0,25
0,25

H2 + NO2  H2O + NO

Câu 3
Từ phản ứng (3):
d[H2O]

2,5 điểm

 k .[OH][H ]
3

(a)

0,5

2

dt
Từ phản ứng (2), (3) và (4) viết cho [OH*]:


d[OH ]



k2 .[H][N O2 ]  k3.[OH ][H2 ]  k4 .[OH ][N O2 ]  0
dt
Từ phản ứng (1), (2) và (3) viết cho [H*]:

(b)



d[H ]





 k1.[H2 ][N O2 ]  k2 .[H ][N O2 ]  k3.[OH ][H2 ]  0

dt
Từ (a) và (b) tính được:
k
[OH]  1 [H2 ]
k

(c)

0,5

0,5

0,5

(d)

4

Thay (d) và (a) ta có kết quả cuối cùng:

0,5

d[H2O] k1k3
2
dt  k4 [H2 ]
Câu 4

Năng lượng hoạt hóa (Ea) của phản ứng
Số liệu:
T, 0C
45
50
1/T, K-1

0,003145
4,8.10-4

k, s-1
lnk
-7,64172
Từ phương trình:

55

60

0,003096
8,8.10-4

0,003049
1,6.10-3

0,003003
2,8.10-3

-7,03559

-6,43775

-5,87814

d ln k Ea
dT  RT 2
Rút ra phương trình tuyến tính:

2,5 điểm

0,5


ln k  

Ea 1

J

0,5

RT
Áp dụng phương pháp hồi quy tuyến tính, kết quả:
R2 = 0,99; A = 31,581; B = -12473;
Suy ra:
Ea = -R.(-12473) = 103,7 (kJ) = 24,78 (kCal).

1,0
0,5

Ngày 11 tháng 11 năm 2019
Người duyệt

TS. Đoàn Văn Đạt

Người lập đáp án

ThS.NCS Nguyễn Minh Quang


TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

Câu
1

ĐÁP ÁN
ĐỀ THI CUỐI KỲ HK2 NĂM HỌC 2018-2019
MÔN: HÓA LÝ 2 (Điện hóa học)
HỆ ĐH
Thời gian làm bài: 45 phút

Nội dung
Pin: (-) Pb,PbSO4 / CuSO4 (a) / Cu (+)
a Sức điện động tiêu chuẩn và biến thiên thế đẳng áp điều kiện chuẩn
0
0
0
0
0
E      

 0,337 – (-0,350) = 0,687V
Cu /Cu



PbSO4 / Pb,SO42

Điểm
3,5 điểm
1,0
0,5
0,5

G0  nFE0 = -132.591J
b Phản ứng ở các điện cực và trong pin
Cực (+):
Cu2+ + 2e = Cu

0,75

0,25
0,25
0,25
0,75

Cực (-): Pb + SO42- – 2e = PbSO4
Pin:
Cu2+ + Pb + SO42- = PbSO4 + Cu
c Sức điện động và biến thiên thế đẳng áp của pin
Phương trình Nernst:
RT
1
E  E0 
ln
nF a 2 .a 2
Cu

SO4

0,25

0, 059
1
E  E  2 lg aCuSO
0

4

E = 0,553V
Thế đẳng áp: G  nFE = -2.96500.0,553 = - 106.729 (J)

Thay vào:

d Độ tan của PbSO4
Chứng minh được công thức:
E0
= E0
PbSO4/Pb

0,25
0,25
1,0

+

+ (0,059/2)lgTPbSO

Pb /Pb

4

Thay các giá trị thế chuẩn: TPbSO4 = 2,6.108 Độ tan: S  T = 1,6.10-4
2
Điện phân
a Giải thích hiện tượng điện phân
Catod: có H3O+ sẽ xảy ra quá trình khử, theo phản ứng:
H3O+ + 4e = 4H2O + 2H2
2-

Anod: SO4 không phóng điện, H2O sẽ xảy ra quá trình oxi hóa. Do
thế khử-oxi hóa của OH-/H2O âm hơn SO42- nên ion OH-/H2O

ưu tiên nhường e trước. Phản ứng:

0,5
(không chứng
minh 0,25)
0,25
0,25
1,5 điểm
0,75
0,5


6H2O - 4e = 4 H3O+ + O2
Phản ứng tổng quát:

2H2O = 2H2 + O2

Kết quả quá trình điện phân dd H2SO4 trong nước chỉ là điện phân nước.
Khi có sự phân cực điện hóa, trong mạch tự tạo ra pin khi có sự điện
phân:
(-) Pt, H2/H2SO4/O2, Pt
b Xác định thời gian để mạ lớp Cu
Áp dụng định luật Faraday 1:

m  k .I.t 
0

mà:
Thay vào, tính được:

M

I.t

2F
m  d.V  d.h.S

t = 13.510 (s) = 3,753 giờ

0,25
0,75
0,25
0,25
0,25


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA: CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC

ĐÁP ÁN ĐỀ THI CUỐI KỲ
Môn thi: HÓA LÝ 2
Lớp/Lớp học phần: DHHO13
Ngày thi: 30/5/2019
Thời gian làm bài: 45 phút

Câu

Nội dung trả lời

HÓA KEO

Câu 1

Điểm
1.5
điểm

Cấu tạo lớp kép:

0.5

Lớp điện kép gồm:
- Ion quyết định hiệu thế (ion tạo thế) trên bề mặt hạt keo;
- Ion ngược dấu (gọi là ion nghịch, ion đối) nằm trong pha lỏng gần bề mặt phân
cách:
+ Lớp hấp phụ (có bề dày δ): bị hút vào bề mặt bởi điện trường và trường lực
hấp phụ tạo thành lớp kép kiểu HelmHoltz, tại đây điện thế đi từ trong ra ngoài giảm
theo đường thẳng.
+ Lớp khuếch tán (có bề dày X): phần ion nghịch còn lại bị chi phối bởi chuyển
động nhiệt, tạo thành lớp khuếch tán của lớp kép như kiểu Gouy-Chapman, tại đó
điện thế giảm từ từ theo đường cong.
AB: bề mặt trượt là ranh giới giữa phần chuyển động và không chuyển động trong
chuyển động tương đối của hạt keo. Bề mặt trượt cách bề mặt hạt keo một đoạn Δ.
ξ: thế điện động (thế trên bề mặt trượt AB).
Câu 2

0.5

0.5
1.5 điểm

a. Phương trình phản ứng:
BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4 + NaCl
Ion gây keo tụ là ion dương K+ nên trong micell keo ion tạo thế sẽ là ion SO42-, ion
đối là Na+.
Cấu tạo micell keo:
{[ mBaSO4].nSO42-.(2n-x)Na+}.xNa+
 =�
�

b.

0.5

���

+()
.��+ (�) . 1000
�

 ( )�

���
) . 0,05(�)
0,1 (
�
 =
. 1000
1,5(�)

0.5

 = 3,33 mmol/L
c. Sắp xếp các ion theo thứ tự giảm dần của ngưỡng keo tụ: K+, Mg2+, Al3+, Fe3+.
Khả năng gây keo tụ của ion càng mạnh khi điện tích càng lớn. Nếu có cùng điện
tích thì bán kính ion càng lớn khả năng gây keo tụ càng tốt. Trong dãy trên ion Fe3+
có bán ion lớn hơn Al3+ nên xếp sau cùng.

0.5
2.0
điểm

Câu 3

a.

Động học quá trình keo tụ tuân theo động học bậc 2 nên ta có phương trình:
�
−��
�
= �� 2
��
�
−��
= ��
 2
�
�
−��
∫

2 = ∫ ��
 
0
�
1 1
  kt
 0

b.
t, s
ν.10-14,
hạt/m3
1
, m3/hạt


0

60

120

240

420

600

2,69

2,34

2,25

2,02

1,69

1,47

3.72E-15

3.72E-15 3.72E-15
1
Phương trình đường hồi quy = f(t) có dạng:

3.72E-15

3.72E-15


y = 5.10-18 x + 4.10-15
R² = 0,994
Suy ra: k = 5.10-18 m3/hat.s
c.
Thời gian bán keo tụ:
1=
1
�1/2 =
= 743,5�

 0� 2,69.1014. 5.10−18
1 1
d.
  kt
 0
mà υ=1/5υo = 0,2.2,69.1014 = 5.38.1013 hạt/m3
 t=2074,8s
TỔNG ĐIỂM

0.25

0.25

0.25

3.72E-15

0.25

0.5

0.25

0.25
5.0 điểm


Ngày 20 tháng 05 năm 2019

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐÁP ÁN ĐỀ THI CUỐI KỲ HK1 2017-2018

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

Môn thi: Kỹ Thuật Xúc Tác
Lớp/Lớp học phần:
DHHO10A_HC1/210443101,
DHHO10B_HD/210443102,
DHHO10D_VC/210443104,
DHHO10ATT/250443101
Ngày thi: 13/12/2017
Thời gian làm bài: 75 phút
(Không kể thời gian phát đề)

Câu hỏi

Đáp án

Câu 1 (2.5 điểm)

a) Chọn các tiền chất:

Cho xúc tác phản ứng CO2 reforming
methane: 2.5Ce5Co10Ni/γ- Al2O3

Các kim loại Ce, Co và Ni đi từ các muối tan tốt trong nước như như
Ce(NO3)3 Co(CH3COO)2, Ni(NO3)2…

a) Anh/chị hãy lựa chọn và tính toán các
tiền chất để tổng hợp 2 gam xúc tác trên

Al2O3 có thể chọn mua hoặc tổng hợp từ Al(NO 3)3 rồi kết tủa với pH
cao rồi đem nung.

b) Anh/chị hãy phân tích chức năng từng
thành phần trong xúc tác trên

Tính toán:

Điểm

0.5đ

Thành phần phần trăm trong xúc tác:
Ce (2.5%), Co (5%), Ni (10%) và Al2O3 (82.5%)
Suy ra thành phần trong 2g xúc tác:
Ce (0.05g), Co (0.1g), Ni (0.2g) và Al2O3 (1.65g)
Suy ra số mol tương ứng từ công thức n = m/M
Ce (0.00036 mol), Co (0.0017 mol), Ni (0.0034 mol), Al 2O3 có thể
chọn hoặc tính ra số mol để tổng hợp từ Al(NO3)3

0.5đ

Tính tiền chất: sử dụng định luật bảo toàn nguyên tố thì số mol của các
tiền chất như Ce(NO3)3 Co(CH3COO)2, Ni(NO3)2 (nếu chọn các tiền
chất này, nếu chọn tiền chất khác thì cẩn thận hệ số tỉ lệ) bằng với số
mol kim loại trong xúc tác.

Nên ta có
m (Ce(NO3)3) = 0.00036 x 326 = 0.11736 g
m (Co(CH3COO)2) = 0.0017 x 177 = 0.3008 g
m (Ni(NO3)2) = 0.2 x 182.6 = 0.6208 g
Al2O3 nếu chọn thì không cần tính tiền chất, lấy bằng 1.65g
b) Chức năng các thành phần:

0.5đ

Ni: đóng vai trò tâm hoạt động chính trong phản ứng dry reforming
Co: đóng vai trò chất đồng xúc tác trên tâm kim loại
Ce: vừa đóng vai trò đồng xúc tác vừa có chức năng như một chất bỗ
trợ nhằm giảm sự tạo thành cock trên xúc tác
Al2O3: đóng vai trò chất mang phân tán tâm hoạt động dựa vào cấu trúc
xốp, diện tích bề mặt riêng lớn.
1đ


Câu 2 (2.5 điểm)

Đây là câu hỏi mở, sinh viên cần:

Cho các xúc tác phản ứng CO2
reforming methane: NiMgO/γ- Al2O3

- Xác định các tiền chất tan tốt trong nước Ni(NO 3)2 và Mg(NO3)2, còn
Al2O3 có thể chọn mua thương mại, không cần tổng hợp.

Anh chị hãy lựa chọn phương pháp điều
chế xúc tác phù hợp để tổng hợp xúc tác

trên và diễn giải từng bước bằng sơ đồ
khối (có đầy đủ các bước, điều kiện quá
trình)

- Chọn quy trình tổng hợp: Tùy theo kiến thức sinh viên, quan trọng
quy trình phải thể hiện đầy đủ các bước và điều kiện cần thiết.
Ví dụ: có thể chọn tẩm đồng thời muối đã hòa tan trong nước của Ni
và Mg lên Al2O3, quy trình như sau:

2.5đ

Câu 3 (2.5 điểm)
Cho kết quả SEM của các mẫu xúc tác
sau: (hình 1 trong đề thi)
a) 6Ni/γ-Al2O3,
b) 3Co3Ni/γ-Al2O3,
c) 3Mg3Co3Ni/γ-Al2O3
Anh/chị hãy phân tích và so sánh hình
thái bề mặt của các xúc tác dựa vào kết
quả SEM đã cho.

Câu 4 (2.5 điểm)
Cho kết quả XRD của các xúc tác cho
phản ứng CO2 reforming methane (hình
2 trong đề thi)

- Xúc tác 6Ni/γ-Al2O3 có độ phân tán tương đối đồng đều, kích thước
các hạt trên bề mặt có dạng hình cầu khoảng 20-50 nm.

1đ

- Xúc tác 3Co3Ni/γ-Al2O3 có độ phân tán các hạt trên bề mặt cũng
tương đối đều, sự có mặt của Co làm cho kích thước các hạt to hơn và
có hình dạng tinh thể lập phương.
- Xúc tác 3Mg3Co3Ni/γ-Al2O3: không cho thấy rõ hình dạng và phân
bố của các hạt qua kết quả SEM. Sự có mặt của cả Mg và Co làm cho
sự liên kết của các kim loại với chất mang dường như tốt hơn, kích
thước hạt có vẽ nhỏ hơn rất nhiều. để có thể có nhận xét cụ thể hơn cần
có những kết quả phân tích khác như XRD và TEM

a) Phổ XRD cho thấy đặc tính pha của các xúc tác tương ứng với các
góc 2 theta khác nhau. (lấy số tương đối, không cần chính xác)
- Của đơn xúc tác:

1đ

0.5đ


a) Anh/chị hãy phân tích các đặc điểm
thành phần pha của các xúc tác dựa vào
kết quả đã cho ở hình 2.
b) Anh/chị hãy tính toán kích thước tinh
thể của Ni tại plane (200) của các xúc
tác NiAl, NiAuAl, NiPtAl, NiAuPtAl
trên kết quả XRD đã cho dựa vào
phương trình sherrer.
Cho pương trình sherrer: d= kλ/bcosθ,
bước sóng của tia X: 0.15418 nm

Ni tại 2 theta bằng (44, 52, và 77)
Au tại 2 theta bằng (38, 44, 68, và 68)

0.5đ

Pt tại 2 theta băng (39, 46 và 67)
- Của xúc tác hỗn hợp:
Trong hỗn hợp các peak của các kim loại có hiện tượng gây nhiễu lẫn
nhau
Các peak đặc trung có hiện tượng xe dịch khỏi vị trí cơ bản
Cường độ các peak cũng có sự thay đổi tăng hoặc giảm đáng kể
(phần chi tiết hơn không đòi hỏi sinh viên phải phân tích được)

0.5đ

b) Tính toán kích thước tinh thể dựa vào phương trình sherrer đã cho:
với k = 1; λ = 0.15418 nm. Cần xác định b và θ để có thể tính được
kích thước tinh thể. (tính tương đối không cần chính xác, quan trọng là
cách làm).
Tinh thể Ni cần tính tại plane (200) dựa trên phổ XRD có thể thấy tại 2
theta (θ)= 52 o , như vậy theta (θ) = 26 o
Để tính b cần xác định ∆2θ (chiều rộng chân peak), rồi xem b bằng
mấy phần của ∆2θ, sau đó chuyển sang radian.

0.5đ

NiAl: ∆2θ = 53 – 49 = 4 o, tại chiều cao ½ peak thì b = ∆2θ/3
Suy ra b = 4/3 o, đổi ra radian: b = (4/3) x π/180 = 0.0233
=> d = kλ/bcosθ = 1 x 0.15418/(0.0233 x cos(26)) = 7.36 nm
NiAuAl: ∆2θ = 53 – 49 = 4 o, tại chiều cao ½ peak thì b = ∆2θ/2

Suy ra b = 2 o, đổi ra radian: b = 2 x π/180 = 0.0349

0.25đ

=> d = kλ/bcosθ = 1 x 0.15418/(0.0349 x cos(26)) = 4.91 nm
NiPtAl: ∆2θ = 54 – 49 = 5 o, tại chiều cao ½ peak thì b = ∆2θ/3
Suy ra b = 5/3 o, đổi ra radian: b = (5/3) x π/180 = 0.0291
=> d = kλ/bcosθ = 1 x 0.15418/(0.0291 x cos(26)) = 5.9 nm

0.25đ

NiAuPtAl: ∆2θ = 54 – 49 = 5 o, tại chiều cao ½ peak thì b = ∆2θ/4
Suy ra b = 5/4 o, đổi ra radian: b = (5/4) x π/180 = 0.0218
=> d = kλ/bcosθ = 1 x 0.15418/(0.0218 x cos(26)) = 7.86 nm

0.25đ

0.25đ