Bai tap can bang hoa hoc dang tong hop

<span class='text_page_counter'>(1)</span>Bài tập cân bằng hóa học II . Bài tập tổng hợp Ví dụ 1 : Cho cân bằng sau : CO(k) + H2O (k) H2 (k) + CO2(k) (1) Tại thời điểm ban đầu,người ta cho vào bình phản ứng 6 mol H 2O và 1 mol khí CO2 ở 4600C, có 95% CO đã phản ứng. a,Tính Kp của phản ứng 0. b, Cho biết ΔH pu = - 41,0 kJ.mol-1 Xác định nhiệt độ mà tại đó 99% CO đã phản ứng. Giả sử ∆H 0 không phụ thuộc vào nhiệt độ, các khí được coi là ly tưởng. Bài giải Vì ∆n = 0 => Kp = Kc = Kx CO(k) + H2O (k) H2 (k) + CO2(k) nT Ban đầu 1 Cân bằng 5.10-2. 6 6 - 0,95 0,95 . 7 0 ,05 . 7. KP = x CO = x H 2 =. b,. 2. 0 , 99 7. ;. 0,95 0, 95 7 = 3, 57 5 ,05 7. xCO =. 0 , 01 7. ;. 2. => Kp = K P (T ). => ln. K P ( 4600 C. (0,99) = 19,56 0,01 . 5,01. =−. ΔH 1 1 − R T ( 460 + 273 ). (. (−41000) 1 −19 , 56 1 =− − 3 , 57 8 ,314 T 733. ln T = 585K = 3120C. (. Ví dụ 2 . Bùi Ngọc Sơn. 0,95. Page 1. ). ). xH2O =. 5 , 01 7. 7 7.

<span class='text_page_counter'>(2)</span> Bài tập cân bằng hóa học ở 8200C hằng số cân bằng của các phản ứng: CaCO3(r) CaO(r) + CO2(k) (1) K1 = 0,2 C(r) + CO2(k) 2CO(k) (2) K2 = 2 a. Trong một bình chân không dung tích 22,4lít ở 820 0C, người ta cho 1 mol CaCO3 và 1 mol C. Xác định thành phần của hệ ở trạng thái cân bằng. b. Phải tăng thể tích bình lên bao nhiêu thì sự phân hủy xảy ra hoàn toàn. Bài giải Gọi x là số mol CaCO3 bị phân hủy. y là số mol C tham gia phản ứng. Ta có: CaCO3(r) CaO(r) + CO2(k) (1) K1 = 0,2 x -y C(r) + CO2(k) 2CO(k) (2) K2 = 2 x-y 2y số mol của hỗn hợp khí = x + y ( mol ) Từ (1) => K 1. = PCO2 = 0,2 atm = (x - y).. RT V. = (x- y). 0 ,082 .(273+820 ) 22 , 4. = = (x -y). 4 => x- y = 0,2/4 = 0,05(I) Từ (2) => K2 = RT V. P2CO P co. 2. = 2 => PCO = 0,4 =0 , 079 2. 4. √ 0,4 => y= √. √ 2. PCO =√ 0,4 2. atm.. => 2y. = Thay vào (I) => x= 0,129 b, Để sự phân hủy CaCO3 xảy ra hoàn toàn => x = 1 Và áp suất riêng phần của các khí tại thời điểm cân bằng bị phá 0,632 atm và P CO2 = hủy là không bị thay đổi. Nghĩa là P CO = 0,2atm.. Bùi Ngọc Sơn. Page 2.

<span class='text_page_counter'>(3)</span> Bài tập cân bằng hóa học RT (1− y ' )=0,2 V RT .2 y '=0 ,632 V. (I) ( II ). => Với y là số mol C đã tham gia phản ứng. 2 y' =3,16 Lấy (II) chia cho (I) => 1− y'. => y = 0,612 mol. Thay vào (II) 0 ,082 .(820+273 ). 2 .0 , 612 = 173 ,6 0 ,632 lít.. => V = => Để CaCO3 phân hủy hoàn toàn thì thể tích bình phải lấy là: V ³ 173,76lít Ví dụ 3 . Thực nghiệm cho biết cần lấy số mol khí H 2 gấp 3 lần số mol FeO (rắn) mới khử hết oxit đó ở 1500K a, Tính hằng số cân bằng của phản ứng. b, Ban đầu lấy 30 mol FeO, tính % theo thể tích các khí trong hỗn hợp hợp khí khi đã khử hết 80% lượng oxit banđầu (vẫn xét tại 1500K) c, Nếu đem nóng bình phản ứng lên 1510K thì chỉ cần lấy số mol H2 gấp 2,85 lần số mol FeO thì vừa đủ khử hết.Tính DHpư Bài giải + H2 (k) Fe (k) + H2O (k) (1). FeO(k) PH. 2O. PH2. Kp =. =. 0. nH2O nH2 0. 0. n H = n H − nFeO = 2n FeO 2. Theo đầu bài. nH. 2. 0. 2O. = n FeO. 1 =0,5 2. => Kp = b, FeO(r) + H2 (k) Ban đầu 2 n1 Phản ứng - 1,6 -1,6 Cân bằng 0,4 n1 - 1,6 Bùi Ngọc Sơn. Page 3. Fe (r) + H2O (k) + 1,6 1,6. + 1,6 1,6.

<span class='text_page_counter'>(4)</span> Bài tập cân bằng hóa học 1,6 = 0,5 n1 − 1,6. => Kp = => n1 = 4,8. n H = 3,2 (mol ) 2. 3,2 . 100 % = 66 ,67 % 3,2 + 1,6 = 33 ,33 %. %V H = 2. %V H 2 O. PH. PH2. c, Ta có : Kp = KT. Ta có : ln. 2. K PT. 2O. =−. 1. =. 1 = 0 , 54 1, 85. ΔH 1 1 − R T 2 T1. (. ). 0 ,54 ΔH 1 1 =− . − 0,5 8 , 314 1510 1500. (. ln => ∆Hpư = 146,8 (kJ/mol). ). Ví dụ 4 . Cho phản ứng: CH4(k) C(r) + 2H(k) ∆H = +74,9kJ. ở 5000C hằng số cân bằng của phản ứng Kp = 0,41 a,Tính Kp ở 850 0C (Giả thiết rằng ∆H không đổi trong khoảng nhiệt độ trên). b, Trong một bình chân không dung tích 50 lít giữ ở 850 0C, người ta cho vào 1 mol CH 4. Xác định độ phân ly a của CH4 cũng như áp suất của hỗn hợp khí ở thời điểm cân bằng. (Giả thiết các khí là ly tưởng). Bài giải a, Ta có: T1 = 500 + 273 = 7730K T2 = 850 + 273 = 11230K K P (T 2 ). =−. ΔH 1 1 . − R T 2 T1. (. ). ln K P (T 1 ) =>Với ∆H = 74900 J => KP (1123K) = 15,4. b, Với a là độ phân ly ta có: CH4(k) C(r) + 2H(k) Ban đầu : 1 Bùi Ngọc Sơn. Page 4.

<span class='text_page_counter'>(5)</span> Bài tập cân bằng hóa học Phản ứng a 2a Cân bằng 1- a 2a => Số mol hỗn hợp = 1- a + 2a = 1 + a. PCH =. Ta có. 4. 1−α .P 1+α. 2. PH. => Kp = => P =. PH = 2. 2α .P 1+α. 2. 2. PCH 4. =. 4α .P 2 1−α. . Với giả thiết các khí là ly tưởng. nRT (1+α ).0 , 082 .1123 = =1 ,84 .(1+α ) V 50 2. PH. 2. 2. => Kp = PCH => a = 0,74. 4. =. 4α .1 , 84(1+ α) 2 1−α. Vậy ta có áp suất toàn phần P =. = 15,4 nRT (1+α ).0 , 082 .1123 = =3,2 atm V 50. .. Ví dụ 5. Cho dung dịch X chứa HCN 0,1M và KI 0,01M a, Tính pH của dung dịch X b, Cho AgNO3 vào dung dịch X cho đến khi nồng độ [ NO 3 ] = 0,01M thu được dung dịch A và ¯ B (đều thuộc trong bình phản ứng). Xác định kết tủa B và pH của dung dịch A cùng nồng độ các ion trong dung dịch A. c, Tính số mol NaOH cho vào bình phản ứng chứa 1 lít dung dịch A để kết tủa B tan vừa hết. Tính pH của dung dịch thu được (coi sự thay đổi thể tích là không đáng kể). −. Cho. HCN pKa = 9,3 AgCN¯ , pKs = 16. Ag (CN )−2. AgI¯ Bài giải. , lgb = 21,1 , pKs = 16. a, Tính pH KI à 0,01 H2O Bùi Ngọc Sơn. K+ + I0,01 0,01 H+ + OHPage 5. Kw = 10-14.

<span class='text_page_counter'>(6)</span> Bài tập cân bằng hóa học. => Ta có Ka của dung dịch .. C [ ]. HCN H+ + CNKa= 10-9,3 >> Kw => cân bằng của HCN sẽ quyết định pH. H+ + CN-. HCN 0,1 0,1 - x. x. [ H + ] [ CN− ]. =. Ka= 10-9,3. x x2 = 10−9,3 0,1 − x. [ HCN ] Ka = => [H+] = 10-5,15(M) => pH = 5,15 b, Khi cho AgNO3 vào dung dịch X. AgNO3 à Ag+ + NO-3 0,01 0,01 0,01. (giả thiết x << 0,1). Ag+ + IAgI ¯ (1) K1 = 1016 Ag+ + HCN AgCN¯ + H+ (2) K2 = 10+6,7 Ag+ + 2HCN Ag(CN)2- + 2H+ (3) K3 = 102,5 Nhận xét : K1 >> K2 >> K3 => Do vậy kết tủa AgI sẽ tạo ra trước Ag+ + IAgI¯ (1) K1 = 1016 K rất lớn, phản ứng coi như xảy ra hoàn toàn và số mol AgI trong 1 lít dung dịch A là 0,01mol . Quá trình hoà tan AgI AgI + 2HCN Ag(CN)-2 + I- + 2H+ K = K-11 . K32 = 10-13,5 C 0,1 0 0= 0 [ ] 0,1 -x x x 2x −. −. + 2. [ Ag(CN )2 ] [ I ] [ H ]. Ta có :. K=. 2. [ HCN ]. 0,1 x. =. x 2 (2 x )2 2. (0,1 − 2 x ). 4 x2 = 10−13,5 2 0,1. = 10−13 , 5. -3. Giả thiết x << => => x = 9,43.10 << -5 => [Ag(CN) 2] = [I ] = 9,43.10 (M) Bùi Ngọc Sơn. Page 6. 0,1 2.

<span class='text_page_counter'>(7)</span> Bài tập cân bằng hóa học [H+] = 2x = 1,886 . 10-4(M) => pH = 3,72 => [HCN] = 0,1(M) Ka. *. + => [CN-] = [HCN] . [ H ]. = 0,1.. 10−9,3 = 2,63. 10−7 ( M ) −3 ,72 10. Ks. 10−16 = −4 , 03 = 1,1 . 10−12 (M ) − [ I ] 10. [Ag+] = => [Ag+] [CN-]= 2,9.10-19 < Ks = 10-16 => không có kết tủa AgCN 3. Khi cho NaOH vào dung dịch : NaOH à Na+ + OHPhản ứng : AgI + 2HCN + 2OHAg(CN)-2 + I- + 2H2O K = K1-1.K32.K-2w = 1014,5 K rất lớn, phản ứng coi như xảy ra hoàn toàn. Khi hoà tan vừa hết : ỬAg(CN)-2Ứ = ỬI-Ứ = 10-2(M) [HCN] = 0,1 - 2.10-2 = 8.10-2 (M) Ks − [Ag+] = ( I ). -. √. =. 10−16 = 10−14 ( M ) −2 10. − −1 [ Ag(CN )2 ] β +. −5. = 2 ,82 . 10. (M). [ Ag ] [CN ] = [Ag+] [CN-] = 2,82 . 10-19 << 10-16 => không có kết tủa AgCN Tính pH : HCN H+ + CNKa = 10-9,3. [ H + ] [CN − ] [ HCN ] => Ka = −2 [ HCN ] 2 . 10 −9,3 = 10 . = 10−5 ,85 ( M ) − −5 + 2 ,82 . 10 => [H ] = Ka [ CN ]. => pH = 5,85 Số mol OH- đã dùng = nAgI = 0,01 (mol) Ví dụ 6 : Cho cân bằng sau : CO(k) + 2H2 (k) CH3OH(k) ∆H0pư = - 90kJ.mol-1 , giả thiết là không đổi khi nhiệt độ thay đổi. KP (573K) = 2,5.10-3. Bùi Ngọc Sơn. Page 7.

<span class='text_page_counter'>(8)</span> Bài tập cân bằng hóa học a, Trong 1 bình kín, ban đầu lấy CO và H2 theo tỷ lệ mol 1 : 2 tại nhiệt độ 573K . Xác định áp suất toàn phần của hệ để hiệu suất phản ứng đạt 70%. b, Xác định phương trình của sự phụ thuộc giữa lnKP vào T c, Tại 200bar, xác định nhiệt độ mà tại đó hiệu suất phản ứng đạt 70%. Bài giải : CO(k) + 2H2 (k) CH3OH(k) Ban đầu 1 2 0 nT = 3 Cuối phản ứng 1-x 2 - 2x x nT = 3 -2x Hiệu suất đạt 70% -> x = 0,7 =>. PH = 2. 1−x . P = 0,1875PT 3 − 2x T. PCO = 2 P H = 0 , 375 PT. ;. 2. PCH. KP =. 3. OH. PCO . P. 2 h2. PCH OH = 3. => 2,5 . 10−3 =. x . P =0 , 4357 PT 3 − 2x T. 0 , 4375 1 . 2 2 0 , 1875.( 0 , 375 ) PT. => PT = 1,23.10-2(bar) K P (T ). b, Ta có :. 0. ΔH pu 1 1 ln =− − R T 573 K P (573 K ). (. ). 10.825 − 24 ,88 T. => lnKP(T) = c, Tại PT = 200bar và hiệu suất 70% => KP(T) =. 0 , 4375 1 . = 4 ,15 . 10−4 (bar− 2 ) 2 2 0 ,1875 .(0 , 375) 200 10825 − 24 , 88 T. => lnKP(T) = -7,79 = => T = 633K Ví dụ 7 . Nghiên cứu phản ứng : C6H5C2H5 (k) + 3H2 (k) C6H11C2H5 (k) (X) (Y) (Z) Tiến hành trong khoảng 132 ¸ 2920C được phương trình : Bùi Ngọc Sơn. Page 8.

<span class='text_page_counter'>(9)</span> Bài tập cân bằng hóa học 9620 − 18 ,041 T. lnKP = a, Xác định ∆H0, ∆S0 và ∆G0 phản ứng tại 2500C b, Xác định nhiệt độ mà tại đó tiến hành được nếu thành phần hỗn hợp đầu là 10% etylbenzen, 50% hiđrô và 40% etyxiclohexan và P = 1atm . Bài làm : Ta có : =>. lnKP = ΔH 0pu − RT. ΔS R. ΔH 0pu ΔS0pu − + RT R. = 9620 => ∆H0pư = -79,98 (kJ). 0. = - 18,041 => ∆S0 = - 150 (J/mol.K) ∆G0 = -RTlnKP = - 8,314(250 + 273)ln.KP − 18 , 041 ) (9620 523. b,. = - 8,314 . 523 . = - 1534,4 (J/mol) < 0 => tại điều kiện chuẩn phản ứng tự diễn ra theo chiều thuận. Px = 0,1 (atm) ; PY = 0,5 (atm) ; PZ = 0,4 (atm) QP =. PZ P X . P3Y. =. 0,4 = 32 0,1 . (0,5 )3. Để phản ứng tự diễn ra . 0. ∆G = ∆G + RTlnQP < 0 ó - RT => - 79980 + 150.T + 288T < 0. (9620T − 18 , 041 ) + RT lnQp. 79980 = 447 K => T < 178 ,8. Ví dụ 8 . Biết áp suất phân ly của MgCO3 ở 813K là 747mmHg ; ở 8430K là 1340 mmHg a, Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng : MgCO3 (k) = MgO(r) + CO2(k) b, Tính ∆G0pưYtại 8130K và 8430K. Bùi Ngọc Sơn. Page 9.

<span class='text_page_counter'>(10)</span> Bài tập cân bằng hóa học c, Xác định nhiệt độ T mà tại đó áp suất phân ly của MgCO3 là 1 atm. d, cho 1 mol MgCO3 vào 1 bình kín dung tích 22,4 lit và được duy trì ở nhiệt độ T. Xác định số mol MgCO3 đã phân huỷ . e, Để MgCO3 phân huỷ hết cần tăng thể tích bình lên bao nhiêu? Bài giải. a, KP(8130K) = 747 mmHg = 0,983 (atm) KP (8430K) = 1340 mmHg = 1,763 (atm) 0. 0. K P (843 K ). ΔH pu 1 1 ln = − . − 0 R 843 813 K P (813 K ). (. ). => ∆H0pư = 110,95(kJ) b, ∆G0pư = - RTlnKP = -8,314.T.lnKP ∆G0pư(8130K) = - 8,314.813.lm.0,983 = 115,9 (J.mol-1) DG0pư (8430K) = - 8,314.843.lm.1,763 = - 3974 (J.mol-1) c, Gọi nhiệt độ T 0. => =>. K (843 K ) 110950 1 1 ln P =− . − 8 , 314 843 T K P (T ). (. ). T = 813,85(0K) PCO = 1 atm => nCO 2 = 2. d, đã phân huỷ = 0,335 (mol). 1 .22 , 4 0 ,335 (mol ) 22 , 4 .813 , 85 273. => Số mol MgCO3. e, PCO = 1 atm => nCO = 1 (mol ) => V = 1 . 813 , 85 = 66 , 78(lit ) Ví dụ 9 .Xét phản ứng chuyển hoá CH4 bằng hơi nước ở 900K, dưới áp suất toàn phần P xuất phát từ hỗn hợp đầu chứa 4,0mol nước và 1 mol metan. Hệ là trung tâm của 2 cân bằng. CH4(k) + H2O(k) CO(k) + 3H2 (k) K1 = 1,30 CO + H2O CO2(k) + H2 (k) K1 = 2,2 2. 2. n. Xác định áp suất toàn phần P ở cân bằng để cho CO = 0,50 mol từ đó suy ra thành phần của hệ. Bài giải. Ta có CH4 + H2O CO + 3H2 Bùi Ngọc Sơn. Page 10. 2.

<span class='text_page_counter'>(11)</span> Bài tập cân bằng hóa học 1- y 4-y-x CO + H2O y-x 4-y-x Theo đầu bài : x = 0,50 mol nT = nCH + n H 4. 2. O. CO2 x. + n CO +nCO + n H 2. y-x + H2 3y + x. 3y + x. 2. = 1 - y + y - y -x + y - x + x + 3y + x = 5 + 2y K2 =. ( x ) (3 y + x) 0,5 (3 y + 0,5 ) = 2,2 ⇔ = 2,2 ( y − x) (4 − y − x ) ( y − 0,5) (3,5 − y). Ta có : (y < 1) 3y + 0,5 = 4,8(4y - 17,5 - y2) = 19,2y - 8,4 - 4,8y2 4,8y2 = 16,2y + 8,9 = 0 => y1 = 2,68 > 1 (loại) y2 = 0,69 => y = 0,69 3. K P( 1) =. PCO PH. 2. PCH .P H 4. = 2. O. y−x nT. =. 3. ( )( ) . P 1−y 4− y−x ( n ) (n ) T. 2. 3y + x nT. 2 T. T. 2 PT. 0 ,19 . (2 , 57 ) . = 1,3 2 0 ,31 . 2, 81 (6 ,38 ). => PT = 3,78 (atm) Ví dụ 10 1. Sunfuryl điclorua SO2Cl2 là hoá chất phổ biến trong phản ứng clo hoá. Tại 350oC, 2 atm phản ứng SO2Cl2 (khí) = SO2 (khí) + Cl2 (khí) (1)Có Kp = 50 . a) Hãy cho biết đơn vị của trị số đó và giải thích: hằng số cân bằng Kp này phải có đơn vị như vậy. b) Tính phần trăm theo thể tích SO 2Cl2(khí) còn lại khi (1) đạt tới cân bằng ở điều kiện đã cho. c) Ban đầu dùng 150 mol SO2Cl2(khí), tính số mol Cl 2(khí) thu được khi (1) đạt tới cân bằng. Các khí được coi là khí ly tưởng. 2. a) Tính độ điện li của dung dịch CH3NH2 0,010M. Bùi Ngọc Sơn. Page 11.

<span class='text_page_counter'>(12)</span> Bài tập cân bằng hóa học b) Độ điện li thay đổi ra sao khi - Pha loãng dung dịch ra 50 lần. - Khi có mặt NaOH 0,0010M. - Khi có mặt CH3COOH 0,0010M. - Khi có mặt HCOONa 1,00M. Biết: CH3NH2 + H+ CH3NH3. ;. K = 1010,64. CH3COOH CH3COO- + H+ ; K = 10-4,76 Cách giải: 1. a) Gọi số mol SO2Cl2 ban đầu là 1, độ phân li là a , ta có: SO2Cl2 (khí) SO2 (khí) + Cl2 (khí) (1) Ban đầu 1 0 0 Phân li a. Cân bằng (2) b)Vì các (3). (1 - a). a a pSO2 (atm) ´ pCl2(atm) Kp = pSO2Cl2(atm) khí đều là khí lí tưởng nên. = 50 atm pi=.xi. ni mà xi =. (4). Σ nj. ở đây : nSO2 = nCl2 = a ; nSO2Cl2 = (1 - a) ; còn Σ nj = 1 +a (5) b) Tổ hợp (5) và (4) , (3) và (2) ta có: . Bùi Ngọc Sơn. Page 12. Kp 50  P  Kp 2  50. 0,9806.

<span class='text_page_counter'>(13)</span> Bài tập cân bằng hóa học. Bùi Ngọc Sơn. Page 13.

<span class='text_page_counter'>(14)</span>