Đang tải... (xem toàn văn)
Bài tập Hóa lý chương 3
1 BÀI TẬP HÓA LÝ CHƯƠNG 3 Bài 1 Đun nóng tới 445 o 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 . Bài 2 Cho phản ứng: 2CO (k) + O 2 (k) = 2CO 2 (k) và các số liệu tra trong sổ tay hóa lý: o 298 ∆Η -26416 0 -94052 cal/mol o S 298 47,3 49,0 51,0 cal/mol.K Tính o 298 ∆Η (pứ), o S 298 ∆ (pứ), o G 298 ∆ (pứ), K p 298 . Xét chiều phản ứng trong điều kiện tiêu chuẩn. Bài 3 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 o C, biết rằng ở nhiệt độ đó và áp suất 1 atm, khi cho một mol HCl tác dụng với 0,50 mol O 2 thì khi cân bằng sẽ được 0,40 mol Cl 2 . Bài 4 2 Ở 500 o K, HSCB của phản ứng: PCl 3 (k) + Cl 2 (k) = PCl 5 (k) là K p = 3 atm -1 a./ Tính độ phân ly α của PCl 5 ở 1 atm và 8 atm. b./ Tính áp suất mà ở đó có độ phân ly α = 10%. c./ Phải thêm bao nhiêu mol Cl 2 vào 1 mol PCl 5 để độ phân ly của PCl 5 ở 8 atm là α = 10%. Bài 5 Tại 50 o C và dưới áp suất 0.344 atm độ phân ly của N 2 O 4 thành NO 2 bằng 63%. Xác định K P và K C . Bài 6 Cho phản ứng : FeO (r ) + CO ( k) = CO 2(k) + Fe (r) có các số liệu: S 0 298 ( Cal/mol.K) 1,36 47,3 51,06 6,49 H 0 298 tt (Kcal/mol) -63,7 -26,42 -94,052 0 a. Tính G của phản ứng ở 298 0 K. Xét chiều phản ứng ở ĐKTC. b. Tính hằng số cân bằng K p của phản ứng ở 298 0 K. Bài 7 3 Đun nóng tới 445 o 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 4 mol H 2 . Bài 8 Hằng số cân bằng của phản ứng: PCl 3 (k) + Cl 2 (k) = PCl 5 (k) ở 500 o K là K P = 3 atm -1 a. Tính độ phân ly của PCl 5 ở 2 atm và 20 atm b. Ở áp suất nào, độ phân ly là 15% Bài 9 Ở 1000 0 K hằng số cân bằng của phản ứng: C (r) + CO 2 (k) = 2CO Là K p =1,85 atm và hiệu ứng trung bình là 41130 cal. Xác định thành phần pha khí ở cân bằng tại 1000 0 K và 1200 0 K biết áp suất tổng cộng là 1atm. Bài 10 Hằng số cân bằng K p ở 25 o C và 50 o C của phản ứng: 4 CuSO 4 .3H 2 O (r) = CuSO 4 (r) + 3 H 2 O (h) lần lượt là 10 -6 và 10 -4 atm 3 ; a. / Tính nhiệt trung bình trong khoảng nhiệt độ trên. b. / Tính lượng hơi nước tối thiểu phải thêm vào một bình có thể tích 2 lit ở 25 o C để chuyển hoàn toàn 0, 01 mol CuSO 4 thành CuSO 4 .3H 2 O. Bài 11 Ở 40 o C, hằng số cân bằng của phản ứng: LiCl.3NH 3 (r) = LiCl.NH 3 (r) + 2NH 3 (k) Là K p = 9 atm 2 ; ở nhiệt độ này phải thêm bao nhiêu mol NH 3 vào một bình có thể tích 5 lit chứa 0, 1 mol LiCl.NH 3 để tất cả LiCl.NH 3 chuyển thành LiCl.3NH 3 . Bài 12 Cho các dữ kiện sau: CO CO 2 Pb PbO )/( 298, molJ o ht Κ∆Η -110,43 -393,13 0 -219,03 )/( 298, molJG o ht Κ∆ -137,14 -394,00 0 -189,14 C p (J/mol.K) 29,05 36,61 26,50 46,27 Chấp nhận nhiệt dung không thay đổi trong khoảng nhiệt độ 25 –127 o C. 5 a./Tìm Ρ Κ∆Η∆ ,, oo G ở 25 o C với phản ứng: PbO(r) + CO = Pb + CO 2 b./ Biểu thị o Τ ∆Η dưới dạng một hàm của T. c./ Tính K p ở 127 o C. Bài 13 Có thể điều chế Clo bằng phản ứng: 4HCl (k) + O 2 = 2H 2 O (h) + 2Cl 2 Xác định hằng số cân bằng K p của phản ứng ở 386 o C, biết rằng ở nhiệt độ đó và áp suất 1 atm, khi cho 1 mol HCl tác dụng với 0, 48 mol O 2 thì khi cân bằng sẽ thu được 0,402 mol Cl 2 . Bài 14 Ở 800 o K hằng số cân bằng của phản ứng là 4, 12: CO + H 2 O = CO 2 + H 2 6 Đun hỗn hợp chứa 20% khối lượng CO và 80% H 2 O đến 800 o K. Xác định thành phần của hỗn hợp cân bằng và lượng H 2 sinh ra nếu dùng 1 kg nước. Bài 15 Xét phản ứng thủy phân Este axetat etyl. OHHCCOOHCHOHHCOOCCH 5232523 +→+ Nếu lúc đầu số mol Este bằng số mol nước khi cân bằng có 1/3 lượng Este bị phân huỷ. 1) Xác định hằng số cân bằng của phản ứng thuỷ phân. 2) Tính phần Este bị thuỷ phân khi số mol nước lớn gấp 10 lần số mol Este. 3) Tính tỷ lệ mol giửa nước và Este để khi cân bằng 99% Este bị thuỷ phân. Bài 16 Cho phản ứng: C 2 H 4 (k) + H 2 (k) = C 2 H 6 (k) Lập công thức tính số mol của C 2 H 6 trong hỗn hợp cân bằng theo số mol ban đầu của C 2 H 4 là a, của H 2 là b, hằng số cân bằng K p và áp suất cân bằng P. 7 Bài 17 Phương trình mô tả sự phụ thuộc của K p vào nhiệt độ K của phản ứng: CO + Cl 2 = COCl 2 (hệ khí lí tưởng) có dạng: lg K p (atm) = 5020/T – 1,75lgT –1,158 a./ Tìm phương trình mô tả sự phụ thuộc nhiệt độ: =∆ Ο Τ G f(T) và =∆Η Ο Τ g(T) b./ Tính ΟΟΟ ∆∆Η∆ 700700700 ,, SG , HSCB 700,700, , C ΚΚ Ρ ôû 700 o K. c./ Hỗn hợp sau sẽ phản ứng theo chiều nào ở 1 atm và 700 o K: Hỗn hợp 1: 2 mol CO; 5 mol Cl 2 và mol COCl 2 ; Hỗn hợp 2: 0,4 mol CO; 1,6 mol Cl 2 và 8 mol COCl 2 . Bài 18: Tính hằng số cân bằng K p ở 298 o K đối với phản ứng: 2 NO + O 2 ⇔ 2 NO 2 Dựa vào các dữ kiện sau: o S 298 [ J/mol. o K] o 298 ∆Η [ kJ/mol ] NO 210,6 90,37 8 O 2 205,0 0 NO 2 240,5 33,85 Xác định HSCB K p ở 373 o K. 9 BÀI GIẢI HÓA LÝ CHƯƠNG 3 Bài 1: Đun nóng tới 445 o 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 . Bài giải: H 2 + I 2 = 2HI Ban đầu: 5,3 8 0 mol Phản ứng: y y 2y mol Cân bằng: 5,3-y 8-y 9,5 mol Vậy ta có: 2y = 9,5 mol, y = 4,75 mol ∆n = 2 – 1 – 1 = 0 K n = (n HI ) 2 /[n H2 *n I ] = =(2*4,75) 2 /[(5,3-4,75)*(8-4,75)] = 50,49 Mặt khác ta có: H 2 + I 2 = 2HI Ban đầu: 3 8 0 mol 10 Phản ứng: y y 2y mol Cân bằng: 3-y 8-y 2y mol = ? Cho K n = 50,49 = (n HI ) 2 /[n H2 *n I ] = =(2y) 2 /[(3-y)*(8-y)] Tính được: y = 2,873 mol Số mol HI lúc cân bằng là: 2 * 2,873 = 5,746 mol Bài 2: Cho phản ứng: 2CO (k) + O 2 (k) = 2CO 2 (k) và các số liệu tra trong sổ tay hóa lý: o 298 ∆Η -26416 0 -94052 cal/mol o S 298 47,3 49,0 51,0 cal/mol.K Tính o 298 ∆Η (pứ), o S 298 ∆ (pứ), o G 298 ∆ (pứ), K p 298 . Xét chiều phản ứng trong điều kiện tiêu chuẩn. Bài giải: o 298 ∆Η (pứ)= -135.272 cal = -135,3 kcal o S 298 ∆ (pứ) = -41,16 cal/K o G 298 ∆ (pứ) = -123.006 cal = -123 kcal <0 phản ứng xảy ra theo chiều thuận. [...]... ph n ng: LiCl.3NH3 (r) = LiCl.NH3 (r) + 2NH3 (k) Là Kp = 9 atm2; nhi t lit ch a 0, 1 mol LiCl.NH3 này ph i thêm bao nhiêu mol NH3 vào m t bình có th tích 5 t t c LiCl.NH3 chuy n thành LiCl.3NH3 Gi i: LiCl.3NH3 (r) = LiCl.NH3 (r) + 2NH3 (k) 0, 1 mol 0, 1 mol 0, 2 mol Theo phương trình ph n ng c 0, 1 mol LiCl.NH3 c n 0, 02 mol NH3 Ta l i có: ) ( 2 ΚΡ = Ρ =9→Ρ = 3atm Ν 3 Ν 3 ΡV 3 x5 nΝΗ 3 = = = 0,584mol... Κ Ρ = 2 ,30 3 lg Κ Ρ 5020 = − 1,75 lg Τ − 1,158 2 ,30 3 Τ 11561,06 = − 1,75 ln Τ − 2,67 Τ V y: Ο ∆GΤ = − RΤ ln Κ Ρ 11561,06 = − RΤ − 1,75 ln Τ − 2,67 Τ = −22971, 83 + 3, 477Τ ln Τ + 5 ,3 d ln Κ Ρ 5020 1,75 ∆Η =− 2 − = dΤ 2 ,30 3Τ 4,575Τ 2 Τ ⇔ ∆Η = −22966,5 − 3, 476Τcal b) Ο ∆G700 = −22971, 83 + 3, 477.700 ln 700 + 5 ,3. 700 = 33 17.2cal 33 ∆Η Ο = −22966,5 − 3, 476.700 = −2 539 9,7cal... ΡbΟ = 39 3, 13 + 0 + 110, 43 + 219, 03 = − 63, 67( KJ ) ∆G 0 = ∆GCΟ2 + ∆GΡb − ∆GCΟ − ∆GΡbΟ = 39 4,00 + 0 + 137 ,14 + 198,14 = −67,72( KJ ) ln Κ Ρ = − ∆G 67,72.1000 = = 27 ,33 RΤ 8 ,31 4.298 → Κ Ρ = e 27 ,33 = 7,4.1011 b./ Bi u th ∆Η o Τ dư i d ng m t hàm c a T ∆C Ρ = 36 ,61 + 26,50 − 29,05 − 46,27 = −12,21 Τ o ∆Η Τ = ∆Η 0 + 298 ∫ (−12,21)dΤ 298 298 = − 636 70 + ∫ (−12,21)dΤ = − 636 70 − 12,21(Τ − 298) Τ = −60 031 ,42... nΝΗ 3 = = = 0,584mol RΤ 0,082.(40 + 2 73) ∑ nΝΗ 3 = 0,2 + 0.584 = 0,784mol 23 V y t t c LiCl.NH3 chuy n thành LiCl.3NH3 thì c n 0,784 mol NH3 Bài 12: Cho các d ki n sau: CO CO2 Pb ∆Η o , 298 (ΚJ / mol ) ht -110, 43 -39 3, 13 0 -219, 03 o ∆Ght , 298 (ΚJ / mol ) - 137 ,14 -39 4,00 0 -189,14 Cp (J/mol.K) 29,05 PbO Ch p nh n nhi t dung không thay a./Tìm ∆G o , ∆Η o , Κ Ρ 36 ,61 26,50 i trong kho ng nhi t 46,27... 90 ,37 O2 205,0 0 NO2 Xác 210,6 240,5 33 ,85 nh HSCB Kp 37 3oK Gi i: 35 (p ) = 2.∆Η ΝΟ ∆Η − ∆Η 2 Ο2 − 2.∆Η ΝΟ =2 .33 850 – 0 – 2.9 037 0 = -1 130 40J ∆S (p ) = 2.∆S ΝΟ − ∆S 2 Ο2 − 2.∆S ΝΟ =2.240,5 – 205,0 – 2.210,6 = -145,2J/K ∆Η ∆S + RΤ R 1 130 40 145,2 = − = 28,16 8 ,31 4.298 8 ,31 4 ln Κ Ρ = − →Κ Κ ln Κ Ρ,298 Ρ, Τ 2 = e 28,16 = 1,698.1012 atm −1 =− Ρ, Τ1 = −9,17 → Κ ∆Η 1 1 1 130 40 1 1 − = Τ Τ 8 ,31 4... ⇔ 3, 12 Χ 2 − 265,67 Χ + 20 43, 64 = 0 ⇔ Χ = 8,55 ⇒ mΗ 2 = 2.Χ = 2.8,55 = 17,102( g ) 17,102.100 = 1 ,37 % 1250 mCΟ 2 = 44.Χ = 44.8,55 = 37 6,244( g ) ⇒ %Η 2 = 37 6,24 *100 = 30 ,1% 1250 500 − 8,55 *18 = 845,992( g ) mH 2 O = 9 845,992 * 100 ⇒ %H 2O = = 67,68% 1250 %CO = 100 − 1 ,37 − 30 ,1 − 67,68 = 0,85% ⇒ %CO2 = Bài 15: Xét ph n ng th y phân Este axetat etyl CH 3COOC 2 H 5 + H 2 O → CH 3COOH... a /3 mol a /3 mol Cân b ng: 2a /3 mol 2a /3 mol Kn = K X = KC = 2) N u h n h p → (a / 3) 2 (2a / 3) 2 0 mol a /3 mol 0 mol a /3 mol a /3 mol C2H5OH a /3 mol = 0,25 u g m 1 mol Este và n mol nư c 29 CH3COOC2H5 + H2O Ban u: → CH3COOH + C2H5OH 1 mol n mol 0 mol 0 mol Ph n ng: y mol y mol y mol y mol Cân b ng: 1 - y mol n – y mol Kn = y mol y mol y2 = 0,025 (1 − y )(n − y ) 3 y 2 + (n + 1) y − n = 0 N u n =10; thì... − ΚΡ = x + 2 x = 1 ,3 2 mol (0,40)4 1 −1 = 69 ,3 atm-1 (0,2)4 (0 ,3) 1 ,3 Bài 4: 500oK, HSCB c a ph n ng: PCl3 (k) + Cl2 (k) = PCl5 (k) là Kp = 3 atm-1 a./ Tính phân ly α c a PCl5 1 atm và 8 atm PCl5 (k) = PCl3 (k) + Cl2 (k) có Kp = 1 /3 atm B 1 0 0 mol P y y y mol y y mol Cb 1-y n = 1+1-1=1 ( ∑ n i ) cb = y + 1 Trư ng h p P = 1 atm 12 ∆n Kp = Kn P =y2/(1-y) (1/(y+1)=1 /3 atm ∑ ni... P 1+α Khi thay các h th c này vào phương trình Kp, ta ư c: Kp = 2 PNO2 PN 2O4 = 4α 2 4.(0, 63) 2 P = 0 ,34 4 = 0,867atm 1−α 2 1 − (0, 63) 2 K C = K p /( RT ) ∆n = Bài 6 0,867 = 0, 034 (mol / lit ) (0,082 .32 3)1 : Cho ph n ng : FeO(r ) S0298( Cal/mol.K) + 1 ,36 H0298 tt(Kcal/mol) - 63, 7 a Tính G c a ph n ng CO( k) = 47 ,3 CO2(k) 51,06 -26,42 + Fe(r) có các s li u: 6,49 -94,052 2980K Xét chi u ph n ng b Tính h... + (n + 1) y − n = 0 N u n =10; thì y = 0,759, nghĩa là có 75, 9% Este b thu phân 3) N u mu n 99% Este b thu phân thì y= 0, 99 Thay y vào phương trình: 3y2 + (n + 1) y – n = 0 ⇔ 3 (0,99)2 + (n + 1)0,99 − n = 0 ⇒ n = 39 3; Nghĩa là s mol nư c ph i g p 39 3 l n s mol Este Bài 16 : Cho ph n ng: C2H4 (k) + H2 (k) = C2H6 (k) 30 L p công th c tính s mol c a C2H6 trong h n h p cân b ng theo s mol ban uc a C2H4 . LiCl.NH 3 để tất cả LiCl.NH 3 chuyển thành LiCl.3NH 3 . Bài 12 Cho các dữ kiện sau: CO CO 2 Pb PbO )/( 298, molJ o ht Κ∆Η -110, 43 -39 3, 13 0 -219, 03 )/( 298, molJG o ht Κ∆ - 137 ,14 -39 4,00. 8 O 2 205,0 0 NO 2 240,5 33 ,85 Xác định HSCB K p ở 37 3 o K. 9 BÀI GIẢI HÓA LÝ CHƯƠNG 3 Bài 1: Đun nóng tới 445 o C một bình kín chứa 8 mol I 2 và 5 ,3 mol H 2 thì tạo ra 9,5 mol. 1 BÀI TẬP HÓA LÝ CHƯƠNG 3 Bài 1 Đun nóng tới 445 o 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