CHUYÊN ĐỀ LỚP 10 ĐỂ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN QUỐC GIA: Nhiệt phản ứng, nhiệt động học

3. DẠNG 3: NHIỆT PHẢN ỨNG VÀ NHIỆT ĐỘNG HỌC
Câu VIII (1,5 điểm) lớp 10 chun Vĩnh Phúc
ë nhiƯt ®é cao amoni clorua bị phân huỷ cho 2 khí. Để xác định
những tính chất nhiệt động của phản ứng này ở một nhiệt độ xác định,
ngời ta cho 53,5 gam NH4Cl (rắn) vào một bình chân không thể tích 5 lít
rồi nung nóng lên 427o C. Đo đợc áp suất trong bình là 608 kPa. Nếu tiếp tục
nung nóng đến 459o C thì áp suất đo đợc bằng 1115 kPa.
Tính entanpi tiêu chuẩn, entropi tiêu chuẩn và entanpi tự do tiêu chuẩn của
phản ứng ở 427o C. Chấp nhận rằng Ho và So không phụ thuộc vào nhiệt độ
trong khoảng 400 - 500o C.
(N = 14 ; Cl = 35,5)

Câu
VIII

Nội dung

1,5 Điểm

NH4Cl (r) ->
NH3 (k) + HCl (k) (1)
o
ë nhiÖt độ 427 C và 459o C nếu NH4Cl phân huỷ hết
thì áp suất trong bình sẽ là:
1
1
p1 = 2 mol  8,314 N.m.K .mol  (427 +
273,15) K
2328419 N.m2
5.103 m3
2 mol  8,314 N.m.K1.mol1  (459 +

p2 =
273,15) K
2434838 N.m2
5.103 m3

=

=

Nh vậy, theo đầu bài ở 2 nhiệt độ này trong bình có
cân bằng (1) và các áp suất đà cho là các áp suất cân
bằng.
ở 427o C : Kp = 304  304 = 92416 (kPa)2

0,25

0,25

459o C : Kp = 557,5  557,5 = 310806 (kPa)2
o
K
0,5
G700 = -RT ln K = - RT lnp
(Po = 1bar)
n
92416
Po
= -8,314 J.K1.mol1  (427 + 273,15)2 K ln
(kPa)
1

(102kPa)2
= -12944 J.mol
H
1 1
ln
=R
(
+
)
Kp(T2)
T1 T2
Kp(T1)
H
1
1
0,25
ln
=
(

)
310806 8,314
0,25
o 92416
700,15 732,15
H700 = 161534 J.mol1
o
o
161534 – (o
H700 –

S =
12944)=
G700
o
700,15
= 249,2 (J.K1.mol1)
T

1


(ThÝ sinh cã thÓ lÊy Po = 1atm ; TÝnh Kp theo bar hay
o
atm, råi tÝnh GT theo biÓu thøc GT = -RT ln Kp)

Câu 3: (Nhiệt hóa học, 2 điểm) lớp 10 chuyên Thái Bình
Xét phản ứng:
Fe2O3 (r)

+

1,5 C (r)

2Fe (r)



+

1,5 CO2 (k)

Cho các số liệu sau đây tại 250C của một số chất:
Fe2O3 (r)
ΔH0s (kJ.mol-1)

Fe (r)

- 824,2

S0 (J.K-1.mol-1)

0

87,40

27,28

C (r)

CO2 (k)

0
5,74

-392,9
213,74.

1. Trong điều kiện chuẩn, hãy xác định điều kiện nhiệt độ để phản ứng khử Fe 2O3(r)
bằng C (r) thành Fe (r) và CO2 (k) có thể tự xảy ra. Giả thiết ΔH và ΔS của phản ứng khơng
phụ thuộc nhiệt độ.

2. Một q trình cơng nghệ khử 50,0 kg quặng hematit có lẫn 4,18% (theo khối
lượng) tạp chất trơ khơng bay hơi tại 6000C.
Hãy tính nhiệt, cơng và ΔG của quá trình biết rằng áp suất chung được duy trì đạt 1,0 atm.
3. Xác định nhiệt độ để phản ứng khử xảy ra tại áp suất của CO 2 là 0,04 atm. (Bằng
áp suất của CO2 trong khí quyển).
Hướng dẫn giải:

(0,5đ)1. Fe2O3 (r)

+

1,5 C (r)



2Fe (r) + 1,5 CO2 (k)

(1)

ΔH0pư = 234,85 kJ/mol và ΔS0pư = 279,16 J. mol-1.K-1
ΔG0pư = ΔH0pư - T ΔS0pư < 0 => T > 841 K
(1đ)2. Khối lượng Fe2O3 = 47,91 kg => Số mol Fe2O3 = 0,3 kmol
Phản ứng tiến hành trong điều kiện không thuận nghịch nhiệt động và đẳng áp.
=> Nhiệt phản ứng = ΔH0pư = 234,85 kJ/mol. 0,3 kmol = 70455 kJ.
=> Cơng của phản ứng chính là cơng chống lại sự thay đổi thể tích do sự sinh khí CO2.
A = -p(Vs - Vtr) = -pV = -nco2. RT
= -0,45. 8,314.(600 + 273) = - 3266 kJ
=> ΔG0pư = ΔH0pư - T ΔS0pư
= 0,3.(234,85.103 - 873.279,16) = - 2657 kJ
2

(0,5đ)3. ΔGpư = ΔG0pư + RTlnQp = 234,85.103 - 279,16. T - 40,14 T < 0
=> T > 735,5 K
Câu 3. Nhiệt hóa học và cân bằng hóa học (2,5 điểm) Câu 5 (2,0 điểm) ) lớp 10 chuyên Hạ LongQuảng Ninh
Cho các phản ứng sau với các dữ kiện nhiệt động của các chất ở 250C:
��
� CO + H2O
CO2 + H2 ��
�
CO2
H2
CO
H2O
-393,5
0
-110,5
-241,8
H0298 (KJ/mol)
213,6
131,0
197,9
188,7
S0298 (J/mol)
a. Hãy tính H0298 , S0298 và G0298 của phản ứng và nhận xét phản ứng có tự xảy ra theo chiều thuận ở
250C hay khơng?
b. Giả sử H0 của phản ứng không thay đổi theo nhiệt độ. Hãy tính G01273 của phản ứng thuận ở 10000C
và nhận xét.
c. Hãy xác định nhiệt độ (0C) để phản ứng thuận bắt đầu xảy ra ( giả sử bỏ qua sự biến đổi H0, S0 theo
nhiệt độ).

Đáp án
a. H0298 , S0298 và G0298
��
� CO + H2O
Pt phản ứng: CO2 + H2 ��
�
0
0
ta có : H 298(pư) = [H 298(CO) + H0298(H2O)] – [H0298(CO2) + H0298(H2O)]
= (-110,5 – 241,8) – ( -393,5) = 41,2 KJ/mol

0,5 đ

S0298(pư) = [ S0298(CO) + S0298(H2O) – [S0298(CO2)] = 42 J/mol
G0298(pư) = H0298(pư) –TS0298(pư) = 41200 – 298 x 42 = 28684 J/mol
Vì G0298(pư) > 0 nên phản ứng không tự diễn ra theo chiều thuận ở 250C

b. áp dụng công thức :

GT2



GT1

0,5 đ

0,5 đ

 H 0 (1 / T2  1 / T1 )

T2
T1
Thay số tìm ra G01273 = 1273[ 28684/298 + 41200(1/1273 – 1/298)] = -12266 J/mol
Vì
G01273 < 0 nên phản ứng tự diễn ra theo chiều thuận ở 10000C
c. Để phản ứng tự diễn ra theo chiều thuận thì :
T > H0/ S0 = 41200/42 = 980,95K tức ở 707,950C

0,5 đ
0,5 đ

Câu4 (2 điểm) ) lớp 10 chuyên Nguyễn Bỉnh Khiêm- Quảng Nam
1. Tính nhiệt hình thành của ion clorua (Cl-) dựa trên các dữ liệu:
Nhiệt hình thành HCl (k):
Nhiệt hình thành ion hidro (H+):

H 1o  92,2 kJ/mol
H o2 0 kJ/mol
3


HCl (k) + aq  H+ (aq) + Cl- (aq)

H 3o  75,13 kJ/mol

2. Ở nhiệt độ cao amoni clỏua bị phân hủy cho 2 khí. Để xác địh những tính chất nhiệt
động của phản ứng này ở một nhiệt độ xác định, người ta cho 53,5g NH 4Cl( rắn) vào một
bình chân khơng thể tích 5 lít rồi nung nóng lên 427 0C. Đo được áp suất trong bình là 608
kPa. Nếu tiếp tục nung nóng đến 4590C thì áp suất trong bình đo được 1115kPa.

Tính entanpi tiêu chuẩn, entropi tiêu chuẩn và entanpi tự do tiêu chuẩn của phản ứng
ở 4270C. Chấp nhận rằng Ho và So không phụ thuộc vào nhiệt độ trong khoảng từ 400500oC. (N = 14 ; Cl = 35,5)
Đáp án
1.Từ giả thiết:
1
1
H2 (k) + Cl2 (k)  HCl (k) H 1o  92,2 kJ/mol
2
2

(1)

1
H2 (k) + aq  H+ (aq) + e
2

H o2 0 kJ/mol

HCl (k) + aq  H+ (aq) + Cl- (aq)

H 3o  75,13 kJ/mol

(2)
(3)

Lấy (1) - (2) + (3) ta có:
1
Cl2 (k) + aq + e  Cl- (aq)
2

H ox kJ/mol

H ox ( 92,2kJ / mol)  (0kJ / mol)  ( 75,13kJ / mol)  -167,33 kJ/mol

2.
NH4Cl (r)

NH3 (k) + HCl (k) (1)

Ở nhiệt độ 427oC và 459oC nếu NH4Cl phân huỷ hết thì áp suất trong bình sẽ là:
p1 

2molx8,314 N .m.K  1 .mol  1 x 427  273,15  K
2328419 N .m  2
5.10  3 m 3

p2 

2molx8,314 N .m.K  1 .mol  1 x 459  273,15  K
2434838 N .m  2
3
3
5.10 m

Như vậy, theo đầu bài ở 2 nhiệt độ này trong bình có cân bằng (1) và các áp suất đã
cho là các áp suất cân bằng.
4


Ở 427o C : Kp = 304  304

= 92416 (kPa)2

459o C : Kp = 557,5  557,5 = 310806 (kPa)2
o
G700
 RT ln K  RT ln

Kp
p on

( p o 1bar )

92416(kPa ) 2
8,314 JK mol x(427  273,15) K ln
 12944 J .mol  1
2
(10 kPa)
1

1

ln

K P (T2 ) H 1 1

(  )
K P (T1 )
R T1 T2

ln

310806
H
1
1

(

)
92416 8,314 700,15 732,15

0
H 700
161534 J .mol  1
0
0
H 700
 G700
161534  ( 12944)
S 

249,2 J .mol  1
T
700,15
0

Câu 4 (2 điểm) NHIỆT HĨA HỌC lớp 10 chun Ninh Bình
Cơng đoạn đầu tiên của q trình sản xuất silic có độ tinh khiết cao phục vụ cho công nghệ bán dẫn được
thực hiện bằng phản ứng:

SiO2 (r) + 2C (r)

Si (r)

+

2CO (k)

(1)

1. Khơng cần tính tốn, chỉ dựa vào sự hiểu biết về hàm entropi, hãy dự đoán sự thay đổi (tăng hay giảm)
entropi của hệ khi xảy ra phản ứng (1).
2. Tính S 0 của q trình điều chế silic theo phản ứng (1), dựa vào các giá trị entropi chuẩn dưới đây:
0
0
SSiO
= 41,8 J.K -1.mol-1 ; S0C(r) = 5,7 J.K -1.mol-1; SSi(r)
= 18,8 J.K -1.mol-1 ; S0CO(k) = 197,6 J.K -1.mol-1.
2 (r)

3. Tính giá trị G 0 của phản ứng trên ở 25 oC. Biến thiên entanpi hình thành ở điều kiện tiêu chuẩn
0
-1
0
-1
(ΔH 0f ) củaSiO2 vàCO có các giá trị: ΔH f(SiO2 (r)) = -910,9 kJ.mol ; ΔH f(CO(k)) = -110,5 kJ.mol .

4. Phản ứng (1) sẽ diễn ra ưu thế theo chiều thuận bắt đầu từ nhiệt độ nào?
(Coi sự phụ thuộc của ΔS và ΔH vào nhiệt độ là không đáng kể).
Hướng dẫn giải:

1. Theo chiều thuận, phản ứng (1) tăng 2 mol khí. Trạng thái khí có mức độ hỗn loạn cao hơn trạng thái
rắn, tức là có entropi lớn hơn. Vậy khi phản ứng xảy ra theo chiều thuận thì entropi của hệ tăng.
0
0
0
0
2. ΔS0 = 2 SCO(k) + SSi(r) - 2 SC(r) - SSiO2(r) = 2.197,6 + 18,8 - 2.5,7 - 41,8 = 360,8 JK-1
0
0
0
0
3. G 0 = ΔH 0 - T ΔS0 , trong đó ΔH 0 = ΔH f(Si(r) ) + 2ΔHf(CO(k) ) - 2ΔHf(C(r) ) - ΔH f(SiO2(r) )

ΔH 0 = 2.(-110,5) + 910,9 = 689,9 (kJ)
5


� G 0 = ΔH 0 - T ΔS0 = 689,9 - 298 . 360,8.10-3 = 582,4 (kJ).
4. Phản ứng (1) sẽ diễn ra ưu thế theo chiều thuận khi ΔG bắt đầu có giá trị âm:
ΔG = ΔH 0 - T ΔS0 = 689,9 - T . 360,8.10-3 = 0 � T = 1912 oK.
Vậy từ nhiệt độ lớn hơn 1912 oK, cân bằng (1) sẽ diễn ra ưu tiên theo chiều thuận.
Câu 4. (2 điểm): Nhiệt hóa học.lớp 10 chuyên Lào Cai
Người ta cho vào 1 bom nhiệt lượng kế 0,277g iso octan C 8H18 lỏng rồi đốt cháy thành CO2(k) và H2O
(lỏng). Nhiệt độ của nhiệt lượng kế này tăng  T1 = 5,320C. Mặt khác, nếu nhúng vào nhiệt lượng kế này
một điện trở R = 10,8  rồi nối 2 đầu điện trở vào một hiệu điện thế 12V trong 15 phút thì thấy nhiệt độ
của nhiệt lượng kế tăng  T2 = 4,800C
1. Tính nhiệt dung của nhiệt lượng kế CP =?
0
2. Tính nhiệt tạo thành tiêu chuẩn Hs của iso octan lỏng

Hs0 (CO2 K) = -393,51kJ.mol-1

Hs0 (H2O l) = -285,83 kJ.mol-1

C = 12, 011 ; H = 1,0079 ;

R= 8,314 J.K-1mol-1

Hướng dẫn giải
Nhiệt lượng tỏa ra ở điện trở Qđiện bằng:
V 2t (12,0V)2.900s
12,0.103 J

 12,0.103 J  CT2 ��
�C 
 2,50.103 J / 0 C
Qđiện =
R
10,8
4,800C
2. C8H18 (l) + 25/2 O2 (K)  8CO2 (K) + 9 H2O (l) (*)
Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt 0,277g iso octan hay n mol trong điều kiện đẳng tích bằng:
QV = -C  T1 = -2,50.103J/0C . 5,320C = -13,3.103 J
(phải đặt dấu – vì qV là nhiệt tỏa ra)
qV 13,3.103 J.114,23g.mol 1

 5485kJ / mol
n
0,277g
  U(*)=

H*0  U*  n.R.T  5485kJ.mol 1  8,314JK 1mol 1.298K.(8 25/ 2)  5496kJ.mol 1
V�
: H*0  8HS0 (CO2(K ) )  9HS0(H2O(L ) )  HS0(C8H18(L ) )
��
� HS0(C8H18(L ) )  224,5kJ / mol

Câu IV (2đ) lớp 10 chuyên Hưng Yên
Đối với qúa trình đồng phân hóa xiclopropan thành propen ta có ∆H = -32,9kJ/mol. Bạn hãy bổ sung vào
bảng sau:
Chất
∆H đối với qúa trình đốt cháy hồn tồn Entanpy hình thành chuẩn ∆Hf
tính bằng kJ/mol
tính bằng kJ/mol
C(than chì)
-394,1
H2
-286,3
Xiclopropan
-2094,4
Propen
Tất cả các số liệu đều áp dụng cho 25oC và 1013hPa:
6


Hướng dẫn giải:

∆Hf của than chì và H2 là 0kJ/mol
Ta có sơ đồ sau:
C3H6(xiclopropan)

+4,5O2
Đồng phân
hóa

Đốt cháy

+4,5O2

3CO2 + 3H2O

C3H6(propen)
Dựa vào sơ đồ trên ta tính được ∆H (đốt cháy propen) = -2061,5kJ/mol
Ta cũng có sơ đồ sau:
+ 4,5O2
3C + 3H2
Đốt cháy

Hình thành

3CO2 + 3H2O

+ 4,5O2

C3H6(xiclopropan)
Dựa vào sơ đồ trên ta tính được ∆Hf (xiclopropan) = 53,2kJ/mol
Phép tính tương tự đối với propen cho kết qủa:∆Hf(propen)=20,3kJ/mol
Câu 4 : Nhiệt hóa học (lớp 10 chun Biên Hồ- Hà Nam)
1. Tính lượng nhiệt cần thiết để nâng nhiệt độ của 0,500 mol nước từ 223K lên 773K ở áp suất 1,0 atm.
nóng chảy của H2O (tt) ở 273K là 6,004 kJ/mol,
của H2O (tt) là 35,56 J/mol.K.

bay hơi của H2O (l) ở 373K là 40,66 kJ/mol.

của H2O (l) là 75,3 J/mol.K.

của H2O (k) là 30,2 J/mol.K

2. Tính năng lượng mạng lưới của tinh thể NaCl từ các dữ kiện thực nghiệm sau đây:
Nhiệt thăng hoa của Ca(r): 192,0 kJ/mol
Nhiệt phân li của Cl2: 243,0 kJ/mol
Ái lực với e của clo: -364 kJ /mol
I1 + I2 (Ca,k) = 1745 kJ/mol
Hiệu ứng nhiệt của phản ứng: Ca + Cl 2  CaCl2 là -795,0 kJ/mol
Hướng dẫn giải:
4.1 H2O (tt)
223K

H2O (tt)
273K

H2O (l)

273K

H2O (l)

373K

373K

H2O (k)

H2O (k)

773K

Trong đó:
được tính theo biểu thức
Nhiệt lượng cần thiết là :
= 0,5.35,56( 273 – 223 ) + 0,5.6,004.103 + 0,5.75,3( 373 – 273 ) + 0,5.40,66.103 + 0,5.30,2.( 773 - 373 ) =
34026 J
7


4.2
Uml

Ca(k)
Ta có

Ca2+ + 2Cl-

2Cl(k)

= 192 + 243 + 1745 – 2.364 + Uml = -795

→ Uml = -2247 kJ/mol
Câu 4 (2 điểm): chuyên 10 Hải Dương
Đun nóng đẳng nhiệt 56 lít khí He (chấp nhận là khí lý tưởng) ở áp suất ban đầu 1atm và nhiêu độ đầu là
0oC. Biến thiên nội năng của hệ trong quá trình đun nóng đó bằng 3138 J. Biết rằng trong suốt quá trình

đun nóng đó C P 

5
R . Cho phân tử gam coi như khơng đổi.
2

a) Tính nhiệt độ cuối của hệ?
b) Tính Q, W, H của q trình?
c) Tính áp suất ở trạng thái cuối của hệ?
Hướng dẫn giải:
0
a. n He  2,5 mol. Ta có CV = CP – R =

a) Áp dụng CT:
U  nC V  T2  T1  � T2  T1 

3138
3
 373, 65  K 
R T2  273 
3
2
2,5. .8,314
2

U
nC V

b. Áp dụng CT:
U  Q  W � Q V  U V  3138  J 

5
H  nCP  T2  T1   2,5. .8,314  T2  T1   5230  J 
2

(Ở điều kiện đẳng tính WV = 0) WV = 0
nRT2 2,5.0,082.373,65

1,368(atm)
c. Vì V const  P2 
V
56
BÀI 4: (tuyển chuyên quốc học Huế)
Nitrosyl clorua (NOCl) là một chất rất độc, khi đun nóng bị phân hủy thành NO và Cl2.
a) Tính Kp của phản ứng ở 298K. Cho:
Nitrosyl clorua
51,71
H 298 (kJ/mol)
0
S 298 (J/K.mol)
264
b) Tính Kp của phản ứng ở 475K
o

Nitơ monooxit
90,25
211

Cl2
223

HƯỚNG DẪN GIẢI
a) 2NOCl  2NO + Cl2.
8


Dựa vào công thức G =  RTlnK
G = H  T. S
H = [(2  90,25. 103) + 0  (2  51,71. 103 ) = 77080 J/mol

S = [(2  211) + 233  (2  264) = 117 J/mol
G = 77080  298  117 = 42214 J/mol
42214
ln K = 
=  17 ��
� Kp = 3,98. 10 8
8,314 �298
b)
Kp(T2 ) H �1 1 �
77080 � 1
1 �
 � lnKp(475K) =

ln
=
�
�
�+ lnKp(298)
Kp(T1 )
8,314 �298 475 �

R �T1 T2 �
ln Kp (475) =  5,545  Kp = 4,32. 10  3
Bài 3 (lớp 10 chuyên Bắc Giang)
Cho phản ứng : Zn (r) + Cu2+ (aq)  Zn2+(aq) + Cu (r). diễn ra trong điều kiện chuẩn ở 250C
a) Tính W, Q, U, H, G, S của phản ứng ở điều kiện trên?
Biết :
Zn (r)
Cu2+ (aq)
Zn2+(aq)
Cu (r)
0
-1
H s,298 (KJ.mol ) 0
64,39
-152,4
0
0
-1
-1
S 298 (J.mol .K ) 41,6
-98,7
-106,5
33,3
b) Hãy xét khả năng tự diễn biến của phản ứng trên theo 2 cách khác nhau?
Hướng dẫn giải:
Zn (r)+ Cu2+(aq) → Cu(r) + Zn2+(aq)
a.

H0pư = H0s, Cu + H0s, Zn2+(aq) - H0s, Zn (r) - H0s,Cu2+(aq) = -216,79 KJ
S0pư =

0

s, Cu

+ S0s, Zn2+(aq) - S0s, Zn (r) - S0s,Cu2+(aq) = -16,1 J/K.

G0pu = H0pư – T. S0pư = -216,79 + 298,15. 16,1.10-3 = -211,99 KJ
Do
V = 0 (vì thể tích coi như khơng đổi) nên Wtt = 0;
Trong q trình bất thuận nghịch thì W’ = 0
Do đó
b.

U0 = Q =

0

pư

= -216,79 KJ

Cách 1: Phản ứng trên có G0pu = -211,99 KJ << 0 nên có thể tự xảy ra.
Cách 2: S0hệ pư = -16,1 (J/K )
S0mt = Qmt / T = - H0pư /T = 216,79.103 / 298,15 = 727,12 (J/K)

 Svũ trụ = Spư + Smt = 711,02 J/K > 0
 Quá trình là bất thuận nghịch, phản ứng tự xảy ra.
Câu 3: (Nhiệt động học) chuyên 10 Bắc Ninh
Ở nhiệt độ cao hơn 100oc SO2Cl2 đã chuyển sang thể hơi và phân hủy theo PT:

SO2Cl2(k) → SO2(k) + Cl2 (k).
Người ta cho SO2Cl2 vào một bình rỗng (khơng có khơng khí) nút kín và theo dõi biến thiên áp suất trong
bình theo thời gian ở nhiệt độ 375 K:
Thời gian (s)
0
2500
5000
7500
10000
P(áp suất tổng cộng, atm)
1,000
1,053
1,105
1,152
1,197
a) Tìm bậc phản ứng và tính hằng số tốc độ khi biểu diễn tốc độ phản ứng qua áp suất riêng phần của
SO2Cl2
9


b) Nếu thực hiên thí nghiệm trên ở 385 K thì sau 1h áp suất tổng cộng bằng 1,55 atm.
Tính năng lượng hoạt động hóa của phản ứng
Hướng dẫn giải:
Câu 3: (Nhiệt động học)
Pi = xiP → PiV = niRT → Pi = CiRT
dCi
1 dPi
k
n
.Pi n = k ' Pi n

→ Ci = Pi/RT và v  dt  RT dt  k .Ci 
n
 RT 
Như vậy định luật tốc độ có thể biểu diễn qua áp suất riêng phần của chất khí trong hỗn hợp.
 dPi
RT .k n
1 n
.Pi   RT  k .Pi n  k ''.Pi n với k’’ = k (RT)1-n
n
Ngoài ra: dt 
 RT 
Khi n =1 (phản ứng bậc 1) thì k = k’’
PSO2Cl2 = 1 – x ;
PSO2 = x ; PCl2= x
Ptổng = 1 - x + x + x = 1 + x→ x = Ptổng - 1
Bảng 2
Thời gian (s)
P(áp suất tổng cộng, atm)
x = Ptổng - 1
PSO2Cl2 = 1 – x
ln PSO2Cl2

0
1,000
0
1
0

2500
(t1)

1,053

5000
(t2)
1,105

7500
(t3)
1,152

10000
(t4)
1,197

0,053
0,947
-0,05446
(lnP1)

0,105
0,895
-0,11093
(lnP2)

0,152
0.848
-0,16487
(lnP3)

0,197

0,803
-0,2194
(lnP4)

Dựa váo bảng 2 dễ thấy rằng
t2 ln P2
t4 ln P4

2

4
k ' Pi n
t1 ln P1
t1 ln P1
lnP như vậy phụ thuộc tuyến tính vào t. Mặt khác giá trị đại số của lnP giảm dần.
LnP giảm tuyến tính theo thời gian chứng tỏ rằng phản ứng là bậc 1.
PI = PoIe-kt → lnP = lnPo – kt
lnP1 = lnPo – kt1
lnP2 = lnPo – kt2
1
P
k
ln 1 = 2,2.10-5 s-1
t2  t1 P2
Chú ý: Có thể tính k bằng đồ thị. Dựa vào các số liệu có thể tính k với các cặp số liệu khác nhau rồi
tính trị trung bình
c) PSO2Cl2 = 1 – x = 2- Ptổng = 2 – 1,55 atm = 0,45 atm
1
1,00
ln

 2,2.10-4 s-1
kT2 =
3600 0, 45
Câu 5: (Halogen, cân bằng trong pha khí)chuyên 10 Bắc Ninh
1. Cho dãy năng lượng liên kết của các Halogen như sau:
F2
Cl2
Br2
I2.
-1
Elk(kJ.mol ) 155,0
240,0
190,0
149,0
Hãy giải thích tại sao năng lượng liên kết của F2 khơng tuân theo quy luật của các halogen khác?
2. Ở 12270C và 1 atm, 4,5% phân tử F2 phân ly thành nguyên tử.
a) Tính Kp, G0 và S0 của phản ứng sau:
F2(k) 2F(k)
Biết EF - F = 155,0 kJ/mol
b) Ở nhiệt độ nào độ phân ly là 1%, áp suất của hệ vẫn là 1atm.
10


Hướng dẫn giải:
Câu 5: (Halogen, cân bằng trong pha khí)
1. Theo các trị số năng lượng liên kết của các phân tử X2 trên thấy có sự khác biệt giữa F2 với Cl2, Br2, I2
vì F2 chỉ có 1 liên kết đơn giữa hai nguyên tử, còn Cl2, Br2, I2 ngồi 1 liên kết xích ma tạo thành giống
phân tử F2 cịn có một phần liên kết pi do sự xen phủ một phần AO-p với AO-d, vì vậy năng lượng liên kết
của Cl2, Br2 là cao hơn của F2. Còn từ Cl2 đến I2 năng lượng liên kết giảm dần vì độ dài liên kết dH-X lớn
dần nên năng lượng cần thiết để phá vỡ liên kết là giảm dần.

2.a. EF- F = 155 kJ/mol > 0 => năng lượng thu vào để phá vỡ liên kết F-F
�n
F2(k) 
2F(k)
H0 = 155,0 kJ/mol
[ ]
1-
2
1 +  ( là độ phân li)
1
2
Phần mol
1 
1 
2

�2 �
�
1  �
� .P0 . Thay =0,045; P0=1 => Kp = 8,12.10-3
Kp = �
1
1 
△G0 = – RTlnKp = - 8,314.1500.ln(8,12.10-3)= 60,034 kJ
Ở điều kiện chuẩn và 1500K => phản ứng xảy ra theo chiều nghịch
△S01500K= (△H0 - △G0 )/T= (155000-60034)/1500=63,311 J/K>0
2

�2 �
K2

H  1
1
�
1  �
� .P0 . Thay =0,01; P0=1 => Kp2 = 4.10-4
( 
) ; Kp2 = �
b. ln
=
R T1 T2
K1
1
1 
-3
Kp1 = 8,12.10
 T2= 1207,51K hay 934,510C
Câu 3. THPT Chu Văn An- Hà Nội
Cho các quá trình dưới đây:
2. Cho các quá trình dưới đây:
+ β- ;
+ β+ ;
+
a. Quá trình nào có thể tự diễn biến? Vì sao?
b. So sánh tốc độ cực đại của hạt sơ cấp ( β-, β+) ở các q trình có thể tự diễn biến được.

β+

Cho:
= 6,01889 u;
= 6,01512 u;

= 13,00574 u;
= 13,00335 u;
= 7,01693 u;
7,01600 u; me = 0,00055 u; 1eV = 1,602.10-19J; 1u = 932 MeV/c2; NA = 6,022.1023; c = 3.108 m/s.
a.Đổi 1u = 932 MeV/c2 = 932.1061,60210-196,022.1023 J/mol.c2 = 8,991013 J/mol.c2
Δm1 = (

-

=

) = 3,77. 10-3 u

Δm2 = (

) = 1,29.10-3 u

Δm3 = (

) = - 1,7.10-4 u

ΔH1= -Δm1  c2 J.mol-1 = -3,39.1011 J.mol¯1
ΔH2 = -Δm2  c2 J.mol-1 = -1,16.1010 J.mol-1
11


ΔH3 = -Δm3  c2 J.mol-1 = 1,53.1010 J.mol-1
Δ H1, Δ H2 << 0; Δ S1, Δ S2 > 0
ΔG1, ΔG2 << 0.
Các quá trình (1) và (2) tự diễn biến.

ΔH3 >> 0, ΔS3 > 0
ΔG3 >> 0. Quá trình (3) không tự diễn biến.
-3
b. Δm1 = 3,77.10 u > Δm2 = 1,29.10-3 u
Vậy tốc độ cực đại của electron phát sinh ở (1) lớn hơn tốc độ cực đại của electron phát sinh ở (2).
Câu 4. THPT Chu Văn An- Hà Nội
Cho các phương trình nhiệt hóa học sau đây:
(1)

2 ClO2 (k) +

(2)
(3)

2 ClO3 (k) +

O3 (k)

→

Cl2O7 (k)

= - 75,7 kJ

O3 (k)

→

O 2 (k) + O (k)

= 106,7 kJ

O (k)

→

Cl2O7 (k)

= - 278 kJ

2 O (k)

= 498,3 kJ.

(4)
O2 (k)
→
k: kí hiệu chất khí.
Hãy xác định nhiệt của phản ứng sau:
(5)
ClO2 (k) +
Hướng dẫn giải:
(1)-(2)-(3)-(4) ta có:
2ClO2 (k) +
=

-

O (k)

→

2O (k)
-

ClO3 (k)

→
-

2ClO3 (k)

2

= -402,7 kJ

= 201,35 kJ
Câu 4: (Nhiệt hóa học) lớp 10 chun Hồng Văn Thụ- Hồ Bình
Tính năng lượng liên kết trung bình C - H và C - C từ các kết quả thực nghiệm sau:
- Nhiệt đốt cháy CH4 = -801,7 KJ/mol.
- Nhiệt đốt cháy C2H6 = -1412,7 KJ/mol.
- Nhiệt đốt cháy hiđro = - 241,5 KJ/mol.
- Nhiệt đốt cháy than chì = - 393,4 KJ/mol.
- Nhiệt hóa hơi than chì = 715 KJ/mol.
- Năng lượng liên kết H - H = 431,5 KJ/mol.
Các kết quả đều đo được ở 298 K và 1 atm.
Hướng dẫn giải:
a) Phương trình cần tổ hợp
CH 4 ( K )  C( K )  4 H
4H Co  H

Theo bài ra ta có:
CH4 + 2O2  CO2 + 2H2O
H = -801,7
2H2)  O2 + 2H2
- H = -2(-241,5)
CO2  O2 + C(r)
- H = 393,4
C(r)  C(k)
H = 715
2H2(k)  4H(k)
2H = 2.431,5
4H Co  H
CH4(k)  C(r) + 4H(k)
o
 4H C  H = H - H - H + H + 2H

12


= -801,7 + 483 + 398,4 + 715 + 2(431,5)
= 1652,7 KJ/mol
1652,7
413,715 KJ / mol
 Năng lượng liên kết C-H: EC  H 
2
b) Phương trình cần tổ hợp:
C2H6(k)  2C(k) + 6H(k) Ho = EC-C + 6EC-H
Theo bài ra ta có:
C2H6(k) + O2  2CO2 + 3H2O
H = -1412,7

3H2O  O2 + 3H2
- 3H = -3(-241,5)
2CO2  2O2 + 2C(r)
-2H = 2. 393,4
2C(r)  2C(k)
2H = 2. 715
3H2(k)  6H(k)
3H = 3.431,5
C2H6(k)  2C(k) + 6H(k)
Ho
Ho = H - 3H - 2H + 2H + 3H
= -1412,7 + 3. 241,5 + 2. 393,4 + 2. 715 + 3. 431,5
= -1412,7+ 724,5 + 786,8 + 1430 + 1294,5 = 2823,1
o
H = EC-C + 6EC-H  EC = 2823,1 - 6. 413,715 = 345,7 KJ/mol

13