Đang tải... (xem toàn văn)
Bài 5.2. Phản ứng: A → B + C tuân theo phương trình động học bậc 0 có hằng số tốc độ là 5.102 mol L1 tại 298 K với nồng độ đầu của chất A là 103 mol L1 . a Viết phương trình động học dạng tích phân và biểu thức tốc độ phản ứng của phản ứng trên. b Tính thời gian bán hủy của phản ứng trên. c Xác định nồng độ của sản phẩm B sau thời gian 5.103 s. Giả sử nồng độ ban đầu của B bằng 0. Bài 5.3. Lượng chất phóng xạ Poloni sau 14 ngày giảm đi 6,85% so với ban đầu. Xác định hằng số tốc độ phóng xạ và chu kỳ bán hủy của Poloni. Cho biết phản ứng là bậc 1. Bài 5.4. Cho phản ứng: CH3COCH3 → C2H4 + CO + H2 Áp suất tổng biến đổi như sau: Áp suất tổng biến đổi như sau: Thời gian (phút) 0 6,5 13 19,9 Ptổng (Nm2 ) 41589,6 54386,6 65050,4 74914,6 Xác định bậc phản ứng và tính giá trị hằng số tốc độ phản ứng. Bài 5.5. Trong 10 phút, phản ứng giữa hai chất A và B xảy ra hết 25% lượng ban đầu. Tính chu kỳ bán hủy của phản ứng nếu nồng độ ban đầu hai chất trong phản ứng bậc hai là như nhau. Bài 5.6. Cho phản ứng: A + B → AB, thu được tốc độ theo nồng độ đầu các chất là: (M) 1,0 0,1 1,0 (M) 1,0 1,0 0,1 vo (Ms) 0,025 0,0025 0,00025 Hãy viết phương trình động học biểu diễn tốc độ của phản ứng trên. Bài 5.7. Người ta đo tốc độ đầu hình thành Z đối với phản ứng:
ƠN TẬP HỌC PHẦN CƠ SỞ LÍ THUYẾT HỐ HỌC BÀI TẬP CHƯƠNG NHIỆT HOÁ HỌC Bài 4.1 Cho giá trị enthalpy phản ứng sau: Tính biến thiên enthalpy phản ứng: Bài 4.2 Cho giá trị enthalpy phản ứng sau: Tính biến thiên enthalpy phản ứng: Bài 4.3 Cho giá trị enthalpy phản ứng sau: Tính biến thiên enthalpy phản ứng: Bài 4.4 Tên lửa đẩy tàu thoi tái sử dụng cách sử dụng nhiệt sinh từ phản ứng aluminium ammonium perchlorate để làm nhiên liệu Phản ứng xảy sau: Dựa vào liệu nhiệt động bảng bên 298 K áp suất bar: NH4ClO4(s) Al2O3(l) AlCl3(g) NO(g) H2O(g) Δ f H o (kJ/mol) - 295 -1676 -704 90 -242 So (J/mol.K) 186 51 111 211 189 a/ Hãy tính biến thiên enthalpy chuẩn phản ứng 298 K Từ cho biết phản ứng tỏa nhiệt hay thu nhiệt? b/ Tính biến thiên lượng tự Gibbs phản ứng dự đoán mặt nhiệt động phản ứng xảy xa điều kiện nhiệt độ 298 K hay không? Bài 4.5 Tàu thoi hệ thống tàu vũ trụ nằm vị trí quỹ đạo thấp Trái Đất Chúng hoạt động sức đẩy tạo từ q trình oxi hố nhiên liệu Methyl hydrazine (N2H3CH3) Dinitrogen tetroxide (N2O4) theo phản ứng sau: 5N2O4(l) + 4N2H3CH3(l) → 9N2(g) + 4CO2(g) + 12H2O(g) Dựa vào liệu nhiệt động bảng bên 298 K áp suất bar: N2O4(l) N2H3CH3(l) CO2(g) H2O(g) N2(g) Δ f H o (kJ/mol) - 19,6 54,1 -393,5 - 241,8 So (J/mol.K) 209,2 166,2 213,7 188,7 191,6 a/ Hãy tính biến thiên enthalpy chuẩn phản ứng 298 K Từ cho biết phản ứng tỏa nhiệt hay thu nhiệt? b/ Tính biến thiên lượng tự Gibbs phản ứng dự đoán mặt nhiệt động phản ứng xảy xa điều kiện nhiệt độ 298 K hay không? Bài 4.6 Hãy xác định biến thiên enthalpy phản ứng sau: N2H4(l) + O2(g) → N2(g) + 2H2O(l) Biết Bài 4.7 Mặt trời cung cấp lượng tổng cộng với tốc độ khoảng kW mét vng diện tích bề mặt (biết W = J/s) Một loại trồng tạo 20 kg đường sucrose (C12H22O11) hecta đất trồng (1 = 10.000 m2) Giả sử đường sucrose tạo theo phản ứng sau: 12CO2(g) + 11H2O(l) → C12H22O11(s) + 12O2(g) ΔH = 5640 kJ Hãy tính phần trăm lượng ánh sáng mặt trời dùng cho trình tạo đường sucrose Bài 4.8 Hãy xác định biến thiên enthalpy chuẩn phản ứng sau: FeO(s) + CO(g) → Fe(s) + CO2(g) Biết Bài 4.9 Trong công nghiệp, Ammonia (NH3) sản suất theo chu trình Harber: 3H2(g) + N2(g) 2NH3(g) Dựa vào bảng số liệu sau 298 K áp suất bar: H2 N2 NH3 ΔfHo298 (kJ/mol) 0 -46 So298 (J/mol.K) 131 192 193 - Hãy tính biến thiến lượng tự Gibbs chuẩn phản ứng Cho biết phản ứng có tự phát xảy điều kiện chuẩn hay không? - Tại nhiệt độ phản ứng tự phát xảy điều kiện chuẩn Biết ΔrHo ΔrSo không phụ thuộc vào nhiệt độ Bài 4.10 Xét phản ứng sau: C6F6(g) 3C2F2(g) Sử dụng bảng số liệu sau 298 K: Hãy tính: a/ Tính biến thiên entropy chuẩn phản ứng 298 K b/ Tính số cân phản ứng 298 K c/ Giả sử biến thiên enthalpy chuẩn entropy chuẩn phản ứng không phụ thuộc vào nhiệt độ, tính số cân phản ứng 3000 K o Bài 4.11 Xác định biến thiên enthalpy ( r H 298 ) phản ứng đốt cháy butane theo sơ đồ sau: C4H10(g) + O2(g) ⎯⎯ → CO2(g) + H2O(g) Biết lượng liên kết hợp chất cho bảng sau: Liên kết Phân tử Eb (kJ/mol) Liên kết Phân tử Eb (kJ/mol) C–C C4H10 346 C=O CO2 799 C–H C4H10 418 O–H H2 O 467 O=O O2 495 Bài 4.12 Thực nghiệm cho biết lượng liên kết, kí hiệu Eb (theo kJ.mol-1) số liên kết sau: Liên kết O – H (alcohol) C = O (RCHO) C – H (alkane) C – C (alkane) Eb 437,6 705,2 412,6 331,5 Liên kết C – O (alcohol) C – C (RCHO) C – H (RCHO) H–H Eb 332,8 350,3 415,5 430,5 o Tính r H298 phản ứng: CH2(CHO)2 + 2H2 → CH2(CH2OH)2 Bài 4.13 Tính biến thiên entropy chuẩn 298 K phản ứng sau: Biết: Bài 4.15 Xét phản ứng: 4Fe(s) + 3O2(g) Sử dụng bảng số liệu sau, 298 K p = bar: 2Fe2O3(s) Hãy tính: a/ Hằng số cân phản ứng 298 K b/ Giả sử biến thiên enthalpy chuẩn entropy chuẩn phản ứng khơng phụ thuộc vào nhiệt độ, tính số cân phản ứng 350 K Bài 4.16 Tế bào sử dụng nguồn lượng từ trình thủy phân Adenosine Triphosphate, viết tắt ATP Phản ứng biểu diễn sau: Ở đây, ADP viết tắt hợp chất Adenosine Diphosphate Biết biến thiên lượng tự Gibbs chuẩn phản ứng -30,5 kJ/mol a/ Tính số cân phản ứng 25 oC b/ Giả sử tất lượng tự Gibbs sinh từ phản ứng: dùng cho trình tạo thành ATP từ ADP Hãy cho biết có phân tử ATP tạo thành từ phản ứng oxi hoá phân tử glucose Biết Δ f G o (kJ/mol) C6H12O6(s) O2(g) CO2(g) H2O(g) - 911 -394 - 229 BÀI TẬP CHƯƠNG ĐỘNG HOÁ HỌC Bài 5.1 Xét phản ứng phân hủy Sulfuryl chloride (SO2Cl2) 373 K: SO2Cl2(g) → SO2(g) + Cl2(g) Áp suất chung hệ phản ứng đo lường theo thời gian thể rõ bảng bên dưới: Thời gian (phút) 180 360 540 720 Pchung (Pa) 11070 15790 17260 18900 19000 a/ Hãy chứng minh phản ứng bậc 1? Viết phương trình động học phản ứng b/ Tính số tốc độ trung bình phản ứng với đơn vị thời gian giây Bài 5.2 Phản ứng: A → B + C tuân theo phương trình động học bậc có số tốc độ 5.10-2 mol L-1 298 K với nồng độ đầu chất A 10-3 mol L-1 a/ Viết phương trình động học dạng tích phân biểu thức tốc độ phản ứng phản ứng b/ Tính thời gian bán hủy phản ứng c/ Xác định nồng độ sản phẩm B sau thời gian 5.10-3 s Giả sử nồng độ ban đầu B Bài 5.3 Lượng chất phóng xạ Poloni sau 14 ngày giảm 6,85% so với ban đầu Xác định số tốc độ phóng xạ chu kỳ bán hủy Poloni Cho biết phản ứng bậc Bài 5.4 Cho phản ứng: CH3COCH3 → C2H4 + CO + H2 Áp suất tổng biến đổi sau: Thời gian (phút) 6,5 13 19,9 Ptổng (N/m2) 41589,6 54386,6 65050,4 74914,6 Xác định bậc phản ứng tính giá trị số tốc độ phản ứng Bài 5.5 Trong 10 phút, phản ứng hai chất A B xảy hết 25% lượng ban đầu Tính chu kỳ bán hủy phản ứng nồng độ ban đầu hai chất phản ứng bậc hai Bài 5.6 Cho phản ứng: A + B → AB, thu tốc độ theo nồng độ đầu chất là: CoA (M) CoB (M) 1,0 1,0 0,1 1,0 1,0 0,1 vo (M/s) 0,025 0,0025 0,00025 Hãy viết phương trình động học biểu diễn tốc độ phản ứng Bài 5.7 Người ta đo tốc độ đầu hình thành Z phản ứng: X + Y → Z thu kết sau: vo (M.phút-1) CoX (M) CoY (M) 0,1 0,1 2,0.10-3 0,2 0,2 8,0.10-3 0,1 0,2 8,0.10-3 a/ Xác định bậc phản ứng riêng phần X, Y bậc phản ứng tổng cộng Số TN b/ Tính số tốc độ phản ứng c/ Tính vo nồng độ đầu X Y 0,5M Bài 5.8 Xét phản ứng sau: Dựa vào bảng liệu thực nghiệm với nồng độ đầu tác chất tương ứng với tốc độ đầu thí nghiệm: Hãy xác định bậc riêng phần tác chất, bậc phản ứng tổng cộng, số tốc độ viết biểu thức tốc độ phản ứng trên? Bài 5.9 Xét phản ứng sau: Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nồng độ ion OH- Dựa vào bảng liệu thực nghiệm với nồng độ đầu tác chất tương ứng với tốc độ đầu thí nghiệm: Hãy xác định bậc riêng phần tác chất, bậc phản ứng tổng cộng, số tốc độ viết biểu thức tốc độ phản ứng trên? Bài 5.10 Xét phản ứng sau: Dựa vào bảng liệu thực nghiệm với nồng độ đầu tác chất tương ứng với tốc độ đầu thí nghiệm: a/ Hãy xác định bậc riêng phần tác chất, bậc phản ứng tổng cộng, số tốc độ viết biểu thức tốc độ phản ứng trên? b/ Xác định tốc độ đầu phản ứng nồng độ đầu ClO2 OH- 0,175 M 0,0844 M Bài 5.11 DDT (M = 354,49 g/mol) loại thuốc trừ sâu sử dụng rộng rãi bị cấm sử dụng Hoa Kỳ vào năm 1973 Lệnh cấm đưa tồn dai dẳng DDT hệ sinh thái khác nhau, dẫn đến tích tụ cao chất nhiều lồi chim săn mồi Thuốc trừ sâu làm mỏng vỏ trứng làm tiệc chủng nhiều loài chim Nếu thùng DDT với thể tích 20 L bị phun hết vào ao với nồng độ DDT 8,75.10-5 M, để DDT có nồng độ 1,41.10-7 M (mức giả định an toàn với loài động vật)? Giả sử phân hủy DDT bậc với chu kỳ bán rã 56 ngày Bài 5.12 Xét phản ứng sau: A → 2B + C Dựa vào đồ thị bên Hãy xác định bậc phản ứng nồng độ ban đầu chất A? BÀI TẬP CHƯƠNG CÂN BẰNG HOÁ HỌC VÀ CÂN BẰNG TRONG DUNG DỊCH Bài 6.1 Phản ứng thuận nghịch sau có số cân Kc = 278 Tính giá trị số cân trường hợp a, b c Bài 6.2 Ở 298 K, phản ứng thuận nghịch sau có số cân Kc = 0.09 Cho biết chiều hướng phản ứng trường hợp sau: Bài 6.3 Formalin dung dịch chứa aldehyde formic có nồng độ khoảng 40% nước Formalin sử dụng để ngâm xác động vật, diệt trùng, tẩy uế,… Dung dịch aldehyde formic (HCHO) tạo từ phản ứng phân hủy methanol (CH3OH) với có mặt xúc tác Cu nhiệt độ 700 oC: Cu ⎯⎯⎯ → HCHO(aq) + H2(aq) CH3OH(aq) ⎯⎯ ⎯ 700o C KC = 3,2.10-10 a/ Hãy tính nồng độ mol/l chất trạng thái cân Biết nồng độ ban đầu methanol 1,4 M b/ Cân phản ứng chuyển dịch theo chiều nào? Khi: - Thêm xúc tác Cu vào hệ - Thêm methanol vào hệ - Lấy bớt aldehyde formic khỏi hệ - Thành phần hệ: [CH3OH] = 0,5 M; [HCHO] = 0,01 M [H2] = 0,01 M Bài 6.4 Hydrogen sử dụng cho trình tổng hợp NH3 điều chế phản ứng sau: CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) Hãy cho biết cân chuyển dịch theo chiều nào, khi: - H2O(g) cho thêm vào phản ứng - Nhiệt độ hệ giảm xuống Biết phản ứng phản ứng thu nhiệt - Giảm áp suất hệ - CO lấy khỏi phản ứng Bài 6.5 Hằng số cân phản ứng: PCl3(g) + Cl2(g) PCl5(g) 500K KP = a Tính độ phân ly PCl5 1atm atm b Ở áp suất nào, độ phân ly 10% c Phải thêm mol Cl2 vào 1mol PCl5 để độ phân ly PCl5 atm 10% Bài 6.6 Ở 200 0C số cân Kp phản ứng dehydrogen alcohol isopropylic pha khí: CH3CH(OH)CH3(g) H3CCOCH3(g) + H2(g) 6,92.104 Tính độ phân ly alcohol 200 oC áp suất 9,7.104 Pa (Khi tính chấp nhận hỗn hợp khí tuân theo định luật khí lý tưởng) Bài 6.7 Có thể điều chế khí Cl2 phản ứng: 4HCl(g) + O2(g) 2H2O(g) + 2Cl2(g) Xác định HSCB KP phản ứng 386 oC, biết nhiệt độ áp suất atm, cho mol HCl tác dụng với 0,48 mol O2 phản ứng đạt trạng thái cân thu 0,402 mol Cl2 Bài 6.8 Ở 1000K số cân phản ứng: C(graphite, s) + CO2(g) 2CO(g) Kp =1,85 hiệu ứng nhiệt (biến thiên enthalpy) trung bình 41130 cal Xác định thành phần pha khí cân 1000K 1200K biết áp suất tổng cộng hệ cân 1atm Bài 6.9 Tính pH dung dịch sau: a/ Sau trộn 50 mL dung dịch HBr 0,05M với 150 mL dung dịch HCl 0,1M b/ Dung dịch gồm HF 1M C6H5OH 1M Biết Ka acid HF C6H5OH 7,2.10-4 1,6.10-10 c/ Sau trộn 50 mL dung dịch CH3COOH 0,2M với 50 mL dung dịch HCl 10-3M Biết Ka (hằng số phân li acid) CH3COOH 1,8.10-5 10 Bài 6.10 Trichloroacetic acid (CCl3CO2H) acid ăn mòn dùng để kết tủa protein Giá trị pH dung dịch 0,050 M trichloroacetic acid với pH dung dịch 0,040 M HClO4 Tính Ka trichloroacetic acid Bài 6.11 a/ Tính pH dung dịch 0,1 M H2SO4 (dung dịch A) (pKa = 2.00) b/ Dung dịch B tạo thành thêm 10 mL dung dịch 0,15 M NaOH vào 10 mL dung dịch A Tính pH dung dịch B độ điện ly sulfuric acid dung dịch B Bài 6.12 a/ Tính pH dung dịch 0,1 M CH3COONa + 0,1 M CH3COOH (dung dịch X) (pKa = 4.76) b/ Dung dịch Y tạo thành thêm 10 mL dung dịch 0,1 M HCl vào 10 mL dung dịch X Tính pH dung dịch Y Bài 6.13 a/ Tính độ tan (mol/l) Fe(OH)3 (Ksp = 2.10-39) nước b/ Tính độ tan SrF2 nước, bỏ qua tính base ion F- (biết Ksp = 7,9.10-10) + Độ tan SrF2 thực tế lớn hay nhỏ giá trị tính câu a? Giải thích + Tính độ tan SrF2 dung dịch đệm có pH = 2,00 (Ka HF 7,2.10-4) Bài 6.14 Một dung dịch chứa 10-4 M muối NaF, Na2S, and Na3PO4 Dự đoán thứ tự kết tủa Pb2+ thêm từ từ vào dung dịch? Biết Ksp(PbF2) = 4.10-8, Ksp(PbS) = 7.10-29, and Ksp[Pb3(PO4)2] = 1.10-54 Bài 6.15 Tính độ tan (mol/l) chất sau đây: a/ Ag3PO4 (Ksp = 1,8.10-18); b/ CaCO3 (Ksp = 8,7.10-9); c/ Hg2Cl2 (Ksp = 1,1,.10-18) (Biết dạng cation Hg22+) Giả sử bỏ qua phản ứng thuỷ phân ion nước Bài 6.16 Tính tích số tan (Ksp) dung dịch bão hoà sau: a/ Dung dịch bão hoà PbBr2 với nồng độ Pb2+ 2,14.10-2 M b/ Dung dịch bão hoà Ag2C2O4 với nồng độ Ag+ 2,2.10-4 M c/ Một dung dịch bão hoà chứa hợp chất ion M2X3 (M = 288 g/mol) có độ tan 3,6.10-7 g/L Bài 6.17 Cream of tartar tên gọi khác Kali bitartrat (KBT) với cơng thức hóa học KC4H5O6 Trong làm bánh, cream of tartar (KBT) thường dùng để giúp lòng trắng trứng đánh dễ đông cứng giúp bọt khí khơng bị vỡ Ngồi ra, KBT loại bột có màu trắng, mịn, sản phẩm phụ trình sản xuất rượu vang hợp chất kim loại potassium kết hợp với acid tartaric tạo nên Do đó, nhìn thấy kết tinh 11 cream of tartar hầm rượu vang, chai rượu lâu năm thùng đựng rượu Hãy tính khối lượng tối đa KBT hịa tan 250 mL dung dịch để tạo thành dung dịch bão hòa Biết Ksp KBT 3,8.10-4 Bài 6.18 Hãy tính độ tan PbI2 (Ksp = 1,4.10-8) trường hợp sau: a/ Trong nước b/ Trong dung dịch Pb(NO3)2 0,1 M c/ Trong dung dịch NaI 0,01 M Bài 6.19 a/ Kết tủa PbF2(s) có xuất hay không? Sau trộn 100 mL dung dịch Pb(NO3)2 0,01 M với 100 mL dung dịch NaF 0,001 M Biết Ksp PbF2 4.10-8 b/ Một dung dịch sau trộn chứa Ce3+ 2.10-3 M IO3- 10-2M có kết tủa Ce(IO3)3(s) xuất khơng? Biết Ksp Ce(IO3)3 3,2.10-10 Bài 6.20 Một dung dịch chứa 0,25 M Ni(NO3)2 0,25 M Cu(NO3)2 Có thể tách ion kim loại cách thêm từ từ Na2CO3 vào dung dịch không? Giả sử để tách thành công kim loại phải có 99% ion kim loại kết tủa trước ion kim loại lại bắt đầu kết tủa giả sử thể tích khơng thay đổi thêm Na2CO3 BÀI TẬP CHƯƠNG ĐIỆN HOÁ HỌC Bài 7.1 Cân phản ứng oxi hoá – khử sau theo phương pháp ion – electron: 7.1.1 Trong môi trường acid: 7.1.2 Trong môi trường base: 12 Bài 7.2 a/ Xét phản ứng xảy pin Galvani: Biết: Hãy cân phản ứng tổng cộng xảy pin Galvani tính sức điện động chuẩn pin b/ Xét phản ứng xảy pin Galvani: Biết: Hãy cân phản ứng tổng cộng xảy pin Galvani tính sức điện động chuẩn pin Bài 7.3 Xét phản ứng tổng cộng xảy pin sau: a/ Viết bán phản ứng xảy điện cực anode cathode pin Biết E oCu E o Fe 2+ / Fe 2+ / Cu = 0,34V = −0, 44V b/ Tính biến thiên lượng tự Gibbs chuẩn phản ứng nhận xét phản ứng có tự phát xảy điều kiện khơng? Bài 7.4 Hãy dự đốn dùng dung dịch HNO3 1M để hồ tan nhẫn vàng để tạo thành dung dịch chứa Au3+ với nồng độ M hay không? Eo = 0,96 V Biết: Au3+ + 3e → Au 13 Eo = 1,5 V Bài 7.5 Cho bán phản ứng sau: a/ Viết bán phản ứng xảy anode cathode phản ứng tổng cộng pin thiết lập từ bán phản ứng (1) (2) b/ Tính sức điện động pin điều kiện sau: Bài 7.6 Cho bán phản ứng sau: a/ Viết bán phản ứng xảy anode cathode phản ứng tổng cộng pin thiết lập từ bán phản ứng (1) (2) b/ Tính sức điện chuẩn pin số cân phản ứng tổng cộng 25 oC Bài 7.7 Pin Galvani thiết từ bán phản ứng bên dưới: Viết bán phản ứng xảy anode cathode phản ứng tổng cộng pin Từ xác định sức điện động chuẩn pin Galvani Bài 7.8 Biết phản ứng tổng cộng xảy pin chì sau: Hãy xác định sức điện động pin 25 oC Khi [HSO4-] = [H+] = 4,5 M; Eo = 2,04 V 25 oC Bài 7.9 Cho phản ứng tổng cộng xảy pin sau: a/ Viết bán phản ứng xảy cathode anode 14 b/ Tính pH dung dịch điện cực cathode Biết sức điện động pin 3,01 V; [Cr3+] = 0,15 M; [Al3+] = 0,3 M; [Cr2O72-] = 0,55 M Và: Eo = 1,33 V Al3+ + 3e → Al Eo = -1,66 V Bài 7.10 Cho bán phản ứng sau: a/ Viết phản ứng tổng cộng xảy pin Galvani tính sức điện chuẩn pin b/ Tính biến thiên lượng tự Gibbs số cân phản ứng tổng cộng xảy pin 25 oC c/ Tính sức điện động pin 25 oC, biết [Zn2+] = 0,1 M [Fe2+] = 10-5 M Bài 7.11 Cho bán phản ứng sau: a/ Viết phản ứng tổng cộng xảy pin Galvani tính sức điện động chuẩn pin b/ Tính biến thiên lượng tự Gibbs số cân phản ứng tổng cộng xảy pin 25 oC c/ Tính sức điện động pin 25 oC, biết [Au3+] = 0,01 M [Tl+] = 10-4 M 15