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

1
MỤC LỤC




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.








2
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

20
0
C. Chấp nhận hơi nước như khí lý tưởng và bỏ qua thể tích
nước lỏng. Nhiệt hóa hơi của nước ở 20
0
C 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(V
h
- V
l
) = PV
h

=
1353,332938,314
18
10
nRT 
(J)
Biến thiên nội năng là:
U = Q – A = 23165 (J)
Câu 2: Cho 450g hơi nước ngưng tụ ở 100
0
C 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)
Công của quá trình:
A = P.V = P. (V
l
- V
h
) = - P.V
h
= - nRT
=
18529(cal)3731,987
18
450


Biến thiên nội năng của quá trình là:


3
U = Q – A = - 224021 (cal)
Câu 3: Cho phản ứng xảy ra ở áp suất không đổi:
2H
2
+ CO = CH
3
OH(k)

nhiệt tạo thành tiêu chuẩn ở 298K của CO và CH
3
OH(k) bằng
-110,5 và -201,2 kJ/mol. Nhiệt dung mol đẳng áp của các chất
là một hàm của nhiệt độ:
C
p
(H
2
) = 27,28 + 3,26.10
-3
T (J/mol.K)
C
p
(CO) = 28,41 + 4,1.10
-3
T (J/mol.K)
C
p
(CH
3
OH)
k
= 15,28 + 105,2.10
-3
T (J/mol.K)
Tính ΔH
0
của phản ứng ở 298 và 500K?
Giải:

Nhiệt phản ứng ở 298K là:
H
0
298
= - 201,2 - (-110,5) = - 90,7 (KJ)
Biến thiên nhiệt dung:
C
p
= C
p
(CH
3
OH) – C
p
(CO) – 2C
p
(H
2
)
= - 67,69 + 94,58. 10
-3
T (J/K)
Nhiệt phản ứng ở 500K là :


500
298
p
0
298

0
500
dTΔCΔHΔH


 



500
298
33
dTT94,58.1067,6990,7.10

= - 96750,42 (J)
Câu 4: Cho 100g khí CO
2
(được xem như là khí lý tưởng) ở
0
0
C và 1,013.10
5
Pa. Xác định Q, A, ΔU và ΔH trong các quá
trình sau. Biết C
p
= 37,1 J/mol.K.
a. Dãn nở đẳng nhiệt tới thể tích 0,2 m
3
.

4
b. Dãn đẳng áp tới 0,2 m
3
.
c. Đun nóng đẳng tích tới khi áp suất bằng 2,026.10
5
Pa.
Giải:
a. Dãn nở đẳng nhiệt (T = const) tới thể tích 0,2m
3
.
nRT
PV
nRTln
V
V
nRTlnAQ
2
1
2
TT



7061
2730,082
44
100
0,2.101

273.ln8,314
44
100
3




(J)
U = 0
b. Dãn nở đẳng áp (P = const) tới 0,2m
3
.
H = Q
p
= n.C
p
. (T
2
– T
1
)









nR
PV
nR
PV
n.C
12
p
















1
2730,082
44
100
0,2.101
0,082
37,1

3

J
A = PV = P(V
2
– V
1
)

 
J15120
0,082
8,314
1
2730,082
44
100
0,2.101
3

















U = Q – A = 67469 - 15120 = 52349 (J)
c. Đun nóng đẳng tích (V = const) tới áp suất bằng
2,026.10
5
Pa (2 atm)
A = 0
C
v
= C
p
- R = 37,1 - 8,314 = 28,786 (J/mol.K)
U = Q
v
= n.C
v
.(T
2
– T
1
)


5
Ta có:
1

1
2
2
T
P
T
P




546K273
1
2
T
P
P
T
1
1
2
2


Suy ra: U = Q
v
= 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 C
v
= 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 20dm
3

đến 40dm
3
.
b. Biến đổi thuận nghịch đẳng tích từ trạng thái (1atm;
40dm
3
) đến (0,5atm; 40dm
3
).
c. Nén thuận nghịch đẳng nhiệt từ 0,5 atm đến 1 atm ở
25
0
C.
Giải:
a. Dãn nở thuận nghịch đẳng áp (P = const).
Tính công A:
     
l.atm2020401.VVPPdVA
2
1
V
V

12




2028
0,082
8,314
20 
(J)
Tính nhiệt lượng Q:
 








R
VP
R
VP
CTT.CdTCQ
12
p12p
T
T
pp

2
1


 
702040
R
3,5R

(l.atm)


6

7097
0,082
8,314
70 
(J)
Biến thiên nội năng:
U = Q – A = 5069 (J)
Biến thiên entapy
H = Q
p
= 7097 (J)
b. Dãn nở thuận nghịch đẳng tích (V = const).

A = 0
Nhiệt lượng:
 









R
VP
R
VP
CTT.CdTCQ
12
v12v
T
T
vv
2
1


 
5010,540
R
2,5R

(l.atm)

5069

0,082
8,314
50 
(J)
U = Q
v
= - 5069 (J)
c. Nén đẳng nhiệt (T = const)

U = 0
1717
1
5,0
ln298314,81
P
P
nRTlnAQ
2
1
TT

(J)
Câu 6: Tính nhiệt tạo thành của etan biết:
C
gr
+ O
2
= CO
2
H

0
298
= -393,5 KJ
H
2
+ 1/2O
2
= H
2
O(l) H
0
298
= -285 KJ
2C
2
H
6
+ 7O
2
= 4 CO
2
+ H
2
O(l) H
0
298
= -3119,6 KJ
Giải:
C
gr

+ O
2
= CO
2
(1)
H
2
+ 1/2O
2
= H
2
O(l) (2)
2C
2
H
6
+ 7O
2
= 4CO
2
+ 6H
2
O(l) (3)
Nhiệt tạo thành C
2
H
6
là:

7
2C + 3H
2
= C
2
H
6
(4)
H
0
298(4)
= 4H
0
298(1)
+ 6H
0
298(2)
- H
0
298(3)

H
0
298(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 400
0
K.
Giải:

Nhiệt và công của quá trình:
16057(J)
5
1
400ln8,3143
P
P
nRTlnAQ
2
1
TT


U = 0
Câu 8: Cho phản ứng: 1/2N
2
+ 1/2O
2
= NO. Ở 25
0
C, 1atm
có H
0
298
= 90,37 kJ. Xác định nhiệt phản ứng ở 558K, biết
nhiệt dung mol đẳng áp của 1 mol N
2
, O
2
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:


558
298
p
0
298
0
558
dTΔCΔHΔH

Trong đó:
C
p
= 29,86 – 1/2(29,12) – 1/2(29,36) = 0,62 (J.K
-1
)
H
0
558
= 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


8
857,7 J/g và thể tích hơi tại nhiệt độ sôi bằng 607 cm
3
/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 0
0
C và 1 atm;
b. Một mol nước sôi ở 100
0
C 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 H
2
O(l) và của CO
2
lần lượt là -285,8 và
-393,5 kJ/mol ở 25

0
C, 1 atm. Cũng ở điều kiện này nhiệt đốt
cháy của CH
4
bằng -890,3 kJ/mol. Tính nhiệt tạo thành của
CH
4
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 CS
2
lỏng dựa vào các
dữ liệu sau:
S(mon) + O
2
= SO
2
ΔH
1
= -296,9 kJ
CS
2
(l) + 3O
2
= CO
2
+ 2SO
2
ΔH
2

= -1109 kJ
C(gr) + O
2
= CO
2
ΔH
3
= -393,5 kJ
ĐS: 121,7 KJ
Câu 5: Trên cơ sở các dữ liệu sau, hãy tính nhiệt tạo thành
của Al
2
Cl
6
(r) khan:
2Al + 6HCl(l) = Al
2
Cl
6
(l) + 3H
2
ΔH
0
298
= -1003,2 kJ


9
H
2

+ Cl
2
= 2HCl(k) ΔH
0
298
= -184,1 kJ
HCl(k) = HCl(l) ΔH
0
298
= -72,45 kJ
Al
2
Cl
6
(r) = Al
2
Cl
6
(l) ΔH
0
298
= -643,1 kJ
ĐS: 1347,1 kJ
Câu 6: Tính nhiệt phản ứng:
H
2
(k) + S(r) + 2O
2
(k) + 5H
2

O(l) = H
2
SO
4
.5H
2
O(dd)
Biết nhiệt sinh của H
2
SO
4
(l) là -193,75 Kcal/mol và nhiệt hòa
tan H
2
SO
4
(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, 25
0
C),
C
P
(N
2
) = 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. Q
v
= 2424 cal; b. Q
P
= 8786 cal, A
P
= 1937 cal
c. Q
T
= A
T
= 1775 cal; d. U = A = 1480 cal
Câu 8: Ở 25
0
C phản ứng tổng hợp NH
3
.
N
2(k)
+ 3H
2(k)
= 2NH
3(k)

H
0
298,tt
(kcal/mol) 0 0 -11,04

Và nhiệt dung của các chất:
C
P
(N
2
) = 6,65 + 10
-3
T (cal.mol
-1
.K
-1
)
C
P
(H
2
) = 6,85 + 0,28.10
-3
T (cal.mol
-1
.K
-1
)
C
P
(NH
3
) = 5,92 + 9,96.10
-3
T (cal.mol

-1
.K
-1
)


10
Xác định hàm số H
0
T
= f(T) và tính H
0
1000
của phản
ứng?
ĐS: H
0
T
= -18,22 – 15,36.10
-3
T + 8.10
-6
T
2
(Kcal)
H
0
= -25,58 Kcal 

11

CHƯƠNG 2:
NGUYÊN LÝ II NHIỆT ĐỘNG HỌC

2.1. Bài tập có lời giải chi tiết:
Câu 1: Tính biến thiên entropy khi đun nóng thuận nghịch
16kg O
2
từ 273K đến 373K trong các điều kiện sau:
a. Đẳng áp
b. Đẳng tích
Xem O
2
là khí lý tưởng và nhiệt dung mol C
v
= 3R/2.
Giải:
a. Đối với quá trình đẳng áp
C
p
= C
v
+ R = 5R/2
 
cal/K775
273
373
1,987.ln

2
5
32
16.10
T
dT
CnΔS
3
T
T
p
2
1



b. Đối với quá trình đẳng tích
 
cal/K465
273
373
1,987.ln
2
3
32
16.10
T
dT
CnΔS
3

T
T
v
2
1



Câu 2: Xác định nhiệt độ lúc cân bằng nhiệt và biến thiên
entropy khi trộn 1g nước đá ở 0
0
C với 10g nước ở 100
0
C. 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.


12
Ta có phương trình:
Nhiệt lượng tỏa ra = Nhiệt lượng thu vào
- Q
tỏa
= Q
thu
hay Q
3

= Q
1
+ Q
2


- 10.4,18.(T - 373) = 334,4 + 1.4,18.(T - 273)

T = 356,64 (K)
1g H
2
O (r)
273K
1g H
2
O (l)
273K
1g H
2
O (l)
T(K)
10g H
2
O (l)
373K
S
1
S
2
S

3
Biến thiên entropy của hệ:
S = S
1
+ S
2
+ S
3
Với:
1,225(J/K)
273
334,4
T
λ
ΔS
nc
nc
1


1,117(J/K)
T
dT
4,181.ΔS
356,64
273
2



1,875(J/K)
T
dT
4,1810.ΔS
356,64
373
3



S = 0,467 (J/K)
Câu 3: Tính biến thiên entropy của quá trình nén đẳng nhiệt,
thuận nghịch.
a. 1 mol oxy từ P
1
= 0,001atm đến P
2
= 0,01atm.
b. 1 mol mêtan từ P
1
= 0,1 atm đến P
2
= 1 atm.
Trong hai trường hợp trên khí được xem là lý tưởng.
Giải:
a.
K)4,575(cal/11,987.ln0,
P
P
nRlnΔS

2
1


b.
K)4,575(cal/11,987.ln0,
P
P
nRlnΔS
2
1




13
Câu 4: Xác định biến thiên entropy của quá trình chuyển 2g
nước lỏng ở 0
0
C thành hơi ở 120
0
C dưới áp suất 1 atm. Biết
nhiệt hóa hơi của nước ở 100
0
C là 2,255 (kJ/g), nhiệt dung
mol của hơi nước C
p,h
= 30,13 + 11,3.10
-3
T (J/mol.K) và nhiệt

dung của nước lỏng là C
p,l
= 75, 30 J/mol K.
Giải:
2g H
2
O (l)
273
0
K
2g H
2
O (l)
373
0
K
2g H
2
O (h)
373
0
K
2g H
2
O (h)
393
0
K
S
1

S
2
S
3

Biến thiên etropy của quá trình
S = S
1
+ S
2
+ S
3

Với
2,61(J/K)
T
dT
75,3
18
2
ΔS
373
273
1



12,09(J/K)
373
22552

ΔS
2




 
0,2(J/K)
T
dT
T11,3.1030,13
18
2
ΔS
393
373
3-
1



S = 14,9 (J/K)
Câu 5: Một bình kín hai ngăn, ngăn thứ nhất có thể tích 0,1m
3

chứa oxi, ngăn thứ hai có thể tích 0,4 m
3
chứa Nitơ. Hai ngăn
đều ở cùng một điều kiện nhiệt độ là 17
0

C và áp suất
1,013.10
5
N/m
2
. 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
V
2
= 0,5 m
3

Biến thiên entropy của hệ:
S =S
1
+ S
2



14
Với S
1
: biến thiên entropy của khí Oxy khi khuếch tán
S
2
: biến thiên entropy của khí Nitơ khi khuếch tán
K)13,32(cal/

V
V
nR.lnΔS
1
2
1


)7,46(cal/K
V
V
nR.lnΔS
'
1
2
2


Vậy S = 20,78 (cal/K)
Câu 6: Tính U, H và S của quá trình chuyển 1 mol H
2
O
lỏng ở 25
0
C và 1 atm thành hơi nước ở 100
0
C, 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 H
2
O (l)
298
0
K
1mol H
2
O (l)
373
0
K
1mol H
2
O (h)
373
0
K
Q
1
Q
2
S
1
S
2

Nhiệt lượng cần cung cấp

hh

373
298
21p
λ75,24dTQQQ 



)46272,69(J40629,6298)75,24(373Q
p


Công của quá trình


 
J3101,13738,3141nRTVP0AAA
221


Nội năng
U = Q – A = 43171,5 (J)
H = Q
p
= 4627,6 (J)
Biến thiên entropy của quá trình
hh
hh
373
298
p21

T
λ
T
dT
CΔSΔSΔS 




15

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

Câu 7: Cho phản ứng có các số liệu sau:
3Fe(r) + 4H
2
O(h) = Fe
3
O
4
(r) + 4H
2
(k)

H
0
298 t.t
(Kcal/mol)
0 -57,8 -267 0
S
0
298

(cal/mol.K)
6,49 45,1 3,5 32,21
C
p
(Fe) = 4,13 + 6,38.10
-3
.T (cal/mol.K)
C
p
(H
2
O
h
) = 2,7 + 1.10
-3
.T (cal/mol.K)
C
p
(Fe
3

O
4
) = 39,92 + 18,86.10
-3
.T (cal/mol.K)
C
p
(H
2
) = 6,95 - 0,2.10
-3
.T (cal/mol.K)
a. Tính hiệu ứng nhiệt đẳng áp và đẳng tích ở 25
0
C và
1atm?
b. Tính hiệu ứng nhiệt đẳng áp và đẳng tích ở 1000K?
c. Xét chiều phản ứng ở 25
0
C và 1atm?
Giải:
Phản ứng: 3Fe(r) + 4H
2
O(h) = Fe
3
O
4
(r) + 4H
2
(k)

a. Tính H
0
298
= -267 - 4.(-57,8) = - 35,8 Kcal.
Tính U
0
298
= H
0
298
- nR.T

với n = 4 - 4 = 0
Do đó U
0
298
= H
0
298
= -35,8 Kcal
b. Tính H
0
1000
= H
0
298
+


1000
298
ΔCp.dT

C
p
= [4.C
p
(H
2
) + C
p
(Fe
3
O
4
)] – [4.C
p
(H
2
O) + 3.C
p
(Fe)]

C
p
= 44,53 - 5,08.10
-3
.T
Ta có:

16
H
0
1000
= -35800 +



1000
298
3
.T)dT5,08.10(44,53

= - 6854,37 (cal)
U
0
1000
= H
0
1000
-

nRT

với n = 4 - 4 = 0

U
0

1000
= H
0
1000
= - 6854,37 (cal)
c. Xét chiều phản ứng ở đktc từ công thức:
G
0
298
= H
0
298
–

T.S
0
298
.


Trong đó:
S
0
298
= (4x32,21 + 35) – (4x45,1 + 3x6,49)
= - 36,03 (cal)
G
0
298
= -35800 + 298x36,03 = - 25063,06 (cal)

Vì: G
0
298
< 0 nên phản ứng tự diễn biến.
2.2. 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: C
p
(KBr) = 11,56 + 3,32.10
-3
T cal/mol.
ĐS: 6,65 cal/mol.K
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 C
p
của Nitơ trong khoảng nhiệt độ
300 - 600K được cho bằng phương trình: C
p
= 27 + 6.10
-3
T
(J/mol.K).

ĐS: 41 J/K; 29,5 J/K

17
Câu 3: Hãy dự đoán dấu của S trong các phản ứng sau:
a. CaCO
3
(r) = CaO(r) + CO
2
(r)
b. NH
3
(k) + HCl(k) = NH
4
Cl(r)
c. BaO(r) + CO
2
(k) = BaCO
3
(r)
ĐS: a. S > 0; b. S < 0; c. S < 0
Câu 4: Tính
0
298
ΔG
khi tạo thành 1 mol nước lỏng biết các giá
trị entropy tiêu chuẩn của H
2
, O
2
và H
2

O lần lượt bằng 130;
684; và 69,91 J/mol.K và nhiệt tạo thành nước lỏng ở 25
0
C là
-285,83 KJ/mol.
ĐS:
0
298
ΔG
= -237,154 kJ
Câu 5: Tính
0
298
ΔS
,
0
298
ΔH
và
0
298
ΔG
của phản ứng phân hủy
nhiệt CaCO
3
biết:
CaCO
3
= CaO + CO
2

S
0
298
(J/mol.K) 92,9 38,1 213,7
KJ/mol)(ΔH
0
tt,298

-1206,90 -635,10 -393,50

ĐS:
o
298
S
= 158,9 J/K;
o
298
H
= 178,30 kJ;
o
298
G
= 130,90 kJ
Câu 6: Cho phản ứng: CO(k) + H
2
O(k) = CO
2
(k) + H
2

(k), có
những giá trị biến thiên entanpy và biến thiên entropy tiêu
chuẩn ở 300K và 1200K như sau:

KJ/mol41,16ΔH
0
300


KJ/mol32,93ΔH
0
1200



J/K42,40ΔS
0
300


J/K29,60ΔS
0
1200


Phản ứng xảy ra theo chiều nào ở 300K và 1200K?


18
ĐS:

J2590ΔGKJ;28,44ΔG
0
1200
0
300


Câu 7: Cho phản ứng: CH
4
(k) + H
2
O(k) = CO(k) + 3H
2
(k).
Cho biết nhiệt tạo thành chuẩn của CH
4
(k), H
2
O(h) và CO(k)
lần lượt là -74,8; -241,8; -110,5 KJ/mol. Entropy tiêu chuẩn
của CH
4
(k), H
2
O(h) và CO(k) lần lượt là 186,2; 188,7 và
197,6 J/mol.K. (Trong tính toán giả sử H
0
và S
0
không phụ

thuộc nhiệt độ).
a. Tính G
0
và xét chiều của phản ứng ở 373K.
b. Tại nhiệt độ nào thì phản ứng tự xảy ra.
ÐS: a. G
0
= 1,26.10
5
J/mol; b. T> 961K
Câu 8: Cho phản ứng và các số liệu sau:
COCl
2
(k) = Cl
2
(k) + CO(k)
H
0
298 t.t
(Kcal/mol) - 53,3 0 -26,42
S
0
298
(cal/mol.K) 69,13 53,28 47,3
C
p
(CO) = 6,96 (cal /mol.K)
C
p
(COCl

2
) = 14,51 (cal /mol.K)
C
p
(Cl
2
) = 8,11 (cal /mol.K)
a. Tính hiệu ứng nhiệt đẳng áp và đẳng tích của phản
ứng ở 25
0
C?
b. Xét chiều phản ứng ở 25
0
C?
c. Tính hiệu ứng nhiệt đẳng áp của phản ứng ở
1000K?
ĐS: a. H
0
= 26,88 Kcal, U
0
= 26287,87 cal
b. S
0
= 31,45 cal/K, G
0
= 17507,9 cal


19
c. H

0
= 26486,88 cal
Câu 9: Tính nhiệt lượng cần thiết để làm nóng chảy 90 gam
nước đá ở 0
0
C và sau đó nâng nhiệt độ lên 25
0
C. Cho biết
nhiệt nóng chảy của nước đá ở 0
0
C là 1434,6 cal/mol, nhiệt
dung của nước lỏng phụ thuộc vào nhiệt độ theo hàm số: C
p
=
7,20 + 2,7.10
-3
T (cal.mol
-1
.K
-1
).
ĐS: Q = 8169,4 cal
Câu 10: Tính biến thiên entropy của quá trình đông đặc
benzen dưới áp suất 1atm trong 2 trường hợp:
a. Đông đặc thuận nghịch ở 5
0
C biết nhiệt đông đặc
của benzen là -2370 cal/mol.
b. Đông đặc bất thuận nghịch ở -5
0

C.
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 11: Cho phản ứng và các số liệu sau:
FeO(r) + CO(k) = CO
2
(k) + Fe(r)
H
0
298 t.t
(Kcal/mol)
-63,7 -26,42 -94,052 0
S
0
298

(cal/mol.K)
1,36 47,3 51,06 6,49
C
p
(Fe) = 4,13 + 6,38.10
-3
.T (cal/mol.K)
C
p
(CO) = 6,34 + 1,84. 10
-3
.T (cal/mol.K)
C

p
(FeO) = 12,62 + 1,50.10
-3
.T (cal/mol.K)
C
p
(CO
2
) = 10,55 + 2,16.10
-3
.T (cal/mol.K)


20
a. Tính hiệu ứng nhiệt đẳng áp và đẳng tích của phản
ứng ở 298
0
K?
b. Tính hiệu ứng nhiệt đẳng áp và đẳng tích của phản
ứng ở 1000
0
K?
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. H
0
298
= U
0

298
= -3932 cal
b. H
0
1000
= U
0
1000
= -4567 cal 

Câu 12: Cho phản ứng và các số liệu sau:
C(r) + CO
2
(k) = 2CO(k)
S
0
298
(cal/mol.K) 1,36 51,06 47,3

0
298
(Kcal/mol)
0 -94,052 -26,42
C
p
(CO) = 6,96 (cal /mol.K)
C
p
(C
gr

) = 2,07 (cal /mol.K)
C
p
(CO
2
) = 8,88 (cal /mol.K)
a. Tính hiệu ứng nhiệt đẳng áp và đẳng tích của phản
ứng ở 25
0
C và 1atm.
b. Xét chiều phản ứng ở 25
0
C và 1atm.
c. Tính hiệu ứng nhiệt đẳng áp của phản ứng ở
1000K.
ĐS: a. H
0
298
= 41212 cal; U
0
298
= 40619 cal
c. H
0
1000
= 43297 cal 



21

CHƯƠNG 3:
CÂN BẰNG HÓA HỌC
3.1. Bài tập có lời giải chi tiết:
Câu 1: Hằng số cân bằng của phản ứng:
CO(k) + H
2
O(h) CO
2
(k) + H
2
(k) ở
800K là 4,12.
Đun hỗn hợp chứa 20% CO và 80% H
2
O (% khối lượng)
đến 800K. Xác định lượng hydro sinh ra nếu dùng 1 kg nước.
Giải:
Gọi x là số mol của H
2
O tham gia phản ứng.
CO + H
2
O CO
2
+ H
2


28

250

18
1000

0 0
x x x x
(
x
28
250

) (
x
18
1000

)
x x
Vì n = 0, ta có hằng số cân bằng:
4,12
x
18
1000
.x
28
250
x
.nn
.nn

KK
2
OHCO
HCO
nP
2
22

















Giải phương trình ta được: x = 8,55 (mol)
Vậy khối lượng H
2
sinh ra: m = 17,1 (g)
Câu 2: Ở 200
0

C hằng số cân bằng K
p
của phản ứng dehydro
hóa rượu Isopropylic trong pha khí:
CH
3
CHOHCH
3
(k) H
3
CCOCH
3
(k) + H
2



22
bằng 6,92.10
4
Pa. Tính độ phân ly của rượu ở 200
0
C và dưới
áp suất 9,7.10
4
Pa. (Khi tính chấp nhận hỗn hợp khí tuân theo
định luật khí lý tưởng).
Giải:
Gọi a là số mol ban đầu của CH
3

CHOHCH
3
.
x là số mol CH
3
CHOHCH
3
phân ly, ta có:
CH
3
CHOHCH
3
(k) H
3
CCOCH
3
(k) + H
2

a 0 0
x x x
(a – x) x x
Tổng số mol các chất lúc cân bằng:
xaΣn
i





















xa
P
.
xa
x.x
Σn
P
.KK
Δn
cb
i
nP
với n = 1



692,0
xa
0,97.x
22
2




x = 0,764a
Vậy độ phân ly:
0,764
a
x
α 

Câu 3: Đun nóng tới 445
0
C một bình kín chứa 8 mol I
2
và 5,3
mol H
2
thì tạo ra 9,5 mol HI lúc cân bằng. Xác định lượng HI
thu được khi xuất phát từ 8 mol I
2
và 3 mol H
2
.

Giải:
Gọi x là số mol H
2
tham gia phản ứng:
H
2
+ I
2
2HI
Ban đầu 5,3 8 0


23
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:
  
50,49
x8x5,3
4x
.nn
n
K
2
IH
2
HI

n
22




Hỗn hợp 8 mol I
2
và 3 mol H
2
.
H
2
+ I
2
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:


  
50,49
y8y3
4y
K
2
n






y = 2,87
Số mol HI tạo thành: n
HI
= 5,74 (mol)
Câu 4: Hằng số cân bằng của phản ứng:
PCl
3
(k) + Cl
2
(k) PCl
5
(k)
ở 500K là K
P
= 3 atm
-1
.
a. Tính độ phân ly của PCl
5
ở 1atm và 8 atm.
b. Ở áp suất nào, độ phân ly là 10%.
c. Phải thêm bao nhiêu mol Cl
2
vào 1mol PCl
5

để độ phân
ly của PCl
5
ở 8 atm là 10%.
Giải:


24
a. Tính độ phân ly của PCl
5
Gọi a là số mol PCl
5
ban đầu
 là độ phân ly của PCl
5
, ta có:
PCl
5
(k) PCl
3
(k) + Cl
2
(k)
Ban đầu
a 0 0
Phản ứng
a

a a
Cân bằng

a(1-)

a a
Ta có
   




















α1a
P
α1a
αa
n

P
KK
22
Δn
i
nP

Với n = 1, n
i
= a(1+)



3
1
α1
P.α
2
2





3P
2
= 1 - 
2



3P1
1
α



Với P = 1 atm


0,5α 

Với P = 8 atm


0,2α 

b. Ở áp suất nào độ phân ly là 10%
Ta có
3
1
α1
P.α
2
2





3
1
0,11
.P0,1
2
2




P = 33 atm
c. Lượng Cl
2
cần thêm vào
Gọi b là số mol Cl
2
cần thêm vào:
PCl
5
(k) PCl
3
(k) + Cl
2
(k)
Ban đầu
1 0 b


25

Phản ứng
0,1 0,1 0,1
Cân bằng
0,9 0,1 (b + 0,1)

Ta có:
Δn
i
nP
n
P
KK













 
3
1
1,1b
8

0,9
0,1b0,1.











b = 0,5 (mol)
Câu 5: Có thể điều chế Cl
2
bằng phản ứng
4HCl(k) + O
2
= 2H
2
O(h) + 2Cl
2

Xác định HSCB K
P
của phản ứng ở 386
0
C, biết rằng ở nhiệt
độ đó và áp suất 1 atm, khi cho một mol HCl tác dụng với

0,48 mol O
2
thì khi cân bằng sẽ được 0,402 mol Cl
2
.
Giải:
Gọi x là số mol O
2
tham gia phản ứng.
Tổng số mol lúc cân bằng:
x1,48n
i


; n = -1
Theo đề bài ta có: 2x = 0,402

x = 0,201 (mol)
4HCl(k) + O
2
2H
2
O(k) + 2Cl
2
(k)
1 0,48 0 0
4x x 2x 2x
(1 - 4x) (0,48 - x) 2x 2x
Hằng số cân bằng:
Δn

cb
i
nP
n
P
.KK














   
  
Δn
cb
i
4
22
P
n
P

4x1.x0,48
2x.2x
K










