Giải bài tập về nhiệt động hóa học năm 2024

Uploaded by

Hien Phan Nguyen

100% found this document useful [4 votes]

16K views

95 pages

Original Title

BÀI-TẬP-NHIỆT-HÓA-HỌC

Copyright

© © All Rights Reserved

Available Formats

DOCX, PDF, TXT or read online from Scribd

Share this document

Did you find this document useful?

Is this content inappropriate?

100% found this document useful [4 votes]

16K views95 pages

BÀI TẬP NHIỆT HÓA HỌC

Uploaded by

Hien Phan Nguyen

Bài giải: Ta sắp xếp các phương trình [kèm theo ký hiệu nhiệt] sao cho các chất ở 2 vế triệt tiêu bớt để còn lại phương trình CH 4  C [r]+ 4H

CH 4 + 2O 2  CO 2 + 2H 2 O H 1

2H 2 O  O 2 + 2H 2 - H 2

CO 2  O 2 + C [r] - H 3

C [r]  C [k] H 4

2H 2  4H 2 H 5

Tổ hợp các phương trình này ta được CH 4  C[r] + 4H

4 H 0 C  H = H 1 - H 2 - H 3 + H 4 + 2H 5 = - 801,5 + 483 + 393,4 + 715 + 2[431,5] = 1652,7 kJ/mol và Năng lượng liên kết CH = 1652,7 : 4 = 413,715 kJ/mol Bằng cách tương tự tính được Năng lượng liên kết CC = 345,7 kJ/mol 2. Từ thực nghiệm thu được trị số  H [theo Kcal-1] phân ly từng liên kết ở 250 C như sau:

Liên kết H – H O – O O – H C – H C – O C – C  H 104 33 111 99 84 83 Hãy giải thích cách tính và cho biết kết quả tính  H [cũng ở điều liện như trên] của sự đồng phân hóa: CH 3 CH 2 OH [hơi]  CH 3 -O-CH 3 [hơi] Nêu sự liên hệ giữa dấu của H với độ bền liên kết trong phản ứng trên.  CH 3 CH 2 OH có 1 liên kết C  C ; 5 liên kết C  H ; 1 liên kết C  O và 1 liên kết O  H

Năng lượng cần thiết phá vỡ các liên kết này = [83] + [995] + [84] + [111] = 773 Kcal/mol CH 3  O  CH 3 có 6 liên kết C  H và 2 liên kết C  O Năng lượng tỏa ra khi hình thành các liên kết này = [99  6] + [84  2] = 762 Kcal/mol Vậy phản ứng trên là thu nhiệt, H = 773  762 = 11 Kcal/mol H mang dấu + chứng tỏ độ bền liên kết của CH 3 CH 2 OH > CH 3 OCH 3.

1. Trong công nghệ hoá dầu , các ankan được loại hiđro để chuyển thành hiđrocacbon không no có nhiều ứng dụng hơn. Hãy tính nhiệt của mỗi phản ứng sau: C 4 H 10  C 4 H 6 + H 2 ; Ho1 [1] CH 4  C 6 H 6 + H 2 ; Ho2 [2] Biết năng lượng liên kết , E theo kJ-1 , của các liên kết như sau : Liên kết H-H C-H C-C C=C E , theo kJ-1 435,9 416,3 409,1 587, [ Với các liên kết C-H , C-C , các trị số ở trên là trung bình trong các hợp chất hiđrocacbon khác nhau ].  2] Tính nhiệt của phản ứng :
2. Tìm hệ số cho các chất

C 4 H 10  C 4 H 6 + H 2 ; Ho1 [1] hay H 3 C - CH 2 - CH 2 -CH 3  CH 2 =CH-CH=CH 2 + 2H 2 6 CH 4  C 6 H 6 + 9 H 2 ; Ho2 [2] m n Trong đó Ei , Ej là năng lượng liên kết

• Từ Hophản ứng =  i Ei _  j Ej ở vế đầu và cuối [tham gia , tạo thành] i = 1 j = 1 trong phản ứng. i , j số liên kết thứ i , thứ j. Do đó Ho1 = [ 10 EC-H + 3EC-C ] - [6 EC-H + 2 EC=C + EC-C + 2 EH-H ] Thay số , tính được Ho1 = + 437,0 kJ- Tương tự , ta có Ho2 = 24 EC-H - [ 3EC-C + 3 EC=C + 6 EC-H + 9 EH-H ] Thay số , tính được Ho2 = + 581,1 kJ-1. [Ho2 > 0 , phản ứng thu nhiệt ].

ĐS: H 10 = + 437,0 kJ/mol và H 02 = + 581,1 kJ/mol

1. Xác định năng lượng liên kết trung bình một liên kết C – H trong metan. Biết nhiệt hình thành chuẩn của metan = –74,8 kJ/mol; nhiệt thăng hoa của than chì = 716,7 kJ/mol; năng lượng phân ly phân tử H 2 = 436 kJ/mol

 Theo định nghĩa: năng lượng liên kết trong CH 4 là H 0298 của quá trình:

CH 4 [k]  C [k] + 4H [k]

Theo giả thiết: C [r] + 2H 2 [k]  CH 4 H 0 h t. =  74,8 kJ/mol

C [r]  C [k] H 0 t h. = 716,7 kJ/mol H 2 [k]  2H [k] H 0 p l. = 436 kJ/mol

Tổ hợp 3 quá trình này cho: H 0298 = 74,8 + 716,7 + [2  436] = 1663,5 kJ/mol

Vậy năng lượng liên kết trung bình của 1 liên kết C  H = 1663,5 : 4 = 416 kJ/mol 5. Tính năng lượng liên kết O – H trong phân tử nước, biết:

H 2 O [l] = H 2 O [k] H = 40,6 kJ/mol [1] 2H [k] = H 2 [k] H = – 435 kJ/mol [2] O 2 [k] = 2O [k] H = 489,6 kJ/mol [3] 2H 2 [k] + O 2 [k] = 2H 2 O [l H = – 571,6 kJ/mol [4] [– 462,5 kJ/mol]

1. Hãy xác định năng lượng nguyên tử hóa của NaF [ENaF], biết:
   • Năng lượng phân ly NaF [Ei] = 6,686 eV
   • Thế ion hóa của Na [INa] = 5,139 eV
   • Aí lực electron của F [EF] = -3,447 eV

Bài giải: Ta lập các quá trình kèm theo các ký hiệu năng lượng: NaF Na+ + F  Ei Na+ + e Na - INa F-  e F - EF Tổ hợp 3 quá trình này ta được: NaF Na + F ENaF = Ei - INa - EF = = 6,686 - 5,139 + 3,447 = 4,994 eV

1. Hãy so sánh H 0298 của phản ứng khử Fe 2 O 3 bằng các chất khử khác nhau: H 2 ,C và CO. Qua đó

cho biết để khử sắt oxit thì dùng chất nào tốt nhất. Biết :

Fe 2 O 3 H 2 O[h] CO CO 2  H 0298 [kJ/mol] - 822,200 - 241,8 - 110,5 - 393,

• Năng lượng ion hóa: Ca[k]  2e  Ca2+ [k] I 1 + I 2 = 1745 kJ/mol
• Năng lượng liên kết [Elk] ClCl trong Cl 2 = 243 kJ/mol
• ái lực electron [E] của Cl[k] = -364 kJ/mol

 Có thể thiết lập chu trình Born-Haber để tính toán theo định luật Hess: Ca[r] + Cl 2 [k] CaCl 2 [r] H 0298 , s H 0 a EClCl -U CaCl 2 [I 1 + I 2 ] Ca Ca[k] + 2Cl[k] Ca2+[k] + 2Cl-[k] 2ECl Hoặc sử dụng phương pháp tổ hợp cân bằng ta có:

Ca[r] + Cl 2 [k] CaCl 2 [r] H 0298 , s Ca[k] Ca[r] - H 0 a 2Cl [k] Cl 2 [k] - Elk Ca2+[k] + 2e Ca[k] -[I 1 + I 2 ] 2  Cl-1[k]  e Cl [k]  -2E Cộng các phương trình ta được Ca2+[k] + 2Cl-[k] CaCl 2 [r] Năng lượng của quá trình này là năng lượng mạng lưới ion của CaCl 2

và = H 0298 ,s  H 0 a  Elk  [I 1 + I 2 ]  2E

\= [-795]  192  243  1745  2[-364] = -2247 kJ/mol

1. Tính ái lực electron[E] của oxi từ các dữ kiện thực nghiệm sau:
   • Thế ion hóa thứ nhất và thứ hai của Mg là I 1 = 7,7eV và I 2 = 15eV.
   • Năng lượng liên kết của O 2 là: H 0 = 493 kJ/mol
   • Nhiệt thăng hoa của Mg là: Hth = 150 kJ/mol
   • Nhiệt hình thành MgO là : Hs = - 610 kJ/mol
   • Năng lượng mạng lưới ion của MgO là: U 0 = -4054,89 kJ/mol.

Bằng cách tính tương tự thu được E = - 861,926 kJ/mol. [Chú ý: tính I 1 và I 2 ra đơn vị kJ/mol = 22,7,6-19. 6,02 23 .10-3 ]

1. Từ thực nghiệm,biết năng lượng ion hóa thứ nhất[I 1 ] của Li = 5,390 eV. Quá trình Li - 2e Li2+ có E = 81,009 eV. Hãy tính: Năng lượng ion hóa I 2 và Năng lượng kèm theo quá trình Li - 3e  Li3+

Bài giải: Do Li - 1e  Li+ có I 1 = 5,390 eV nên

Li+ + 1e  Li E 01 = - I 1 = - 5,390eV Li - 2e  Li2+ E 2 = 81,009 eV Tổ hợp 2 quá trình này ta được năng lượng ion hóa I 2 Li+ - e  Li2+ I 2 = E 1 + E 2 = 81,009 - 5,390 = 75,619 eV

Muốn tính năng lượng kèm theo quá trình Li - 3e  Li3+ ta cần tổ hợp 2 quá trình: Li - 2e  Li2+ [đã cho] và Li 2+ - 1e  Li3+ [I 3 ] Li2+ là hệ 1e một hạt nhân, nên năng lượng của electron được tính theo công thức

E 3 [Li3+ ] = - 13,6. 2

2

n

Z

ở đây 1

3





n

Z

 E 3 [Li3+ ] =-13,6. 2

2

1

3

\= -122,4 [eV]

Li 2+ - 1e  Li3+ I 3 = - E 3 = 122,4 eV Li - 2e  Li2+ E 2 = 81,009 eV

Li - 3e  Li3+ E = I 3 + E 2 = 203,41 eV

1. Xác định nhiệt hình thành 1 mol AlCl 3 khi biết:

Al 2 O 3 + 3COCl 2 [k]  3CO 2 + 2 AlCl 3 H 1 = -232,24 kJ

CO + Cl 2  COCl 2 H 2 = -112,40 kJ

2Al + 1,5 O 2  Al 2 O 3 H 3 = -1668,20 kJ

Nhiệt hình thành của CO = -110,40 kJ/mol Nhiệt hình thành của CO 2 = -393,13 kJ/mol.

 Nhiệt hình thành 1 mol AlCl 3 là nhiệt của quá trình

Al + 1,5 Cl 2  AlCl 3

Để có quá trình này ta sắp xếp các phương trình như sau:

Al 2 O 3 + 3COCl 2 [k]  3CO 2 + 2 AlCl 3 H 1

3CO + 3Cl 2  3COCl 2 3 H 2

2Al + 1,5 O 2  Al 2 O 3 H 3

3C + 1,5 O 2  3CO 3 H 4

và 3 CO 2  3C + 3 O 2 3[-H 5 ]

Sau khi tổ hợp có kết quả là: 2Al + 3 Cl 2  2AlCl 3 Hx

và Hx = H 1 + 3H 2 + H 3 + 3H 4 + 3[-H 5 ] = [-232,24] + 3[-112,40] + [-1668,20] + 3[-110,40] + 3[393,13] = - 1389,45 kJ Vậy, nhiệt hình thành 1 mol AlCl 3 = -1389,45 : 2 = - 694,725 kJ/mol 19. Cho các số liệu nhiệt động của một số phản ứng sau ở 298K

Số phản ứng Phản ứng Ho298 [kJ] [1] 2NH 3 + 3N 2 O  4N 2 + 3H 2 O  1011 [2] N 2 O + 3H 2  N 2 H 4 + H 2 O  317 [3] 2NH 3 + 0,5O 2  N 2 H 4 + H 2 O  143 [4] H 2 + 0,5 O 2  H 2 O  286

S 0298 [N 2 H 4 ] = 240 J/K ; S 0298 [H 2 O] = 66,6 J/K S 0298 [N 2 ] = 191 J/K ; S 0298 [O 2 ] = 205 J/K

1. Tính nhiệt tạo thành Ho298 của N 2 H 4 ; N 2 O và NH 3.

1. Viết phương trình của phản ứng cháy Hidrazin và tính Ho298 , Go298 và hằng số cân bằng K của phản ứng này. c] Nếu hỗn hợp ban đầu gồm 2mol NH 3 và 0,5mol O 2 thì nhiệt của phản ứng [3] ở thể tích không

đổi là bao nhiêu?

 a] Ta sắp xếp lại 4 phương trình lúc đầu để khi cộng triệt tiêu các chất và được N 2 + H 2  N 2 H 4. Đó là:

4N 2 + 3H 2 O  2NH 3 + 3N 2 O - H 1

3N 2 O + 9H 2  3N 2 H 4 + 3H 2 O 3 H 2

2NH 3 + 0,5 O 2  N 2 H 4 + H 2 O H 3

H 2 O  H 2 + 0,5 O 2 - H 4

Sau khi cộng ta được: 4N 2 + 8H 2  4N 2 H 4 có 4 H 5 Suy ra H 5 = [-H 1 + 3H 2 + H 3 - H 4 ] : 4 = [1011 - 3. 317 - 143 + 286] : 4 = 50,75 kJ/mol

C 3 H 6 xiclo + 4,5O 2  3CO 2 + 3H 2 O H 4

Cộng 2 phương trình này ta được phương trình cần tính H 5 =H 4 - H 1 Vậy, nhiệt đốt cháy propen = - 2094,4 -[-32,9] = - 2061,5 kJ/mol

b/ Tương tự: 3 [ C + O 2  CO 2 H 2 ]

3 [ H 2 +

2

1

O 2  H 2 O H 3 ]

3CO 2 + 3H 2 O  C 3 H 6 xiclo + 4,5O 2 [-H 4 ]

Tổ hợp được 3C + 3H 2  C 3 H 6 xiclo H 6 = 3H 2 + 3H 3 - H 4

H 6 = 3[-394,1] + 3[-286,3] - [-2094,4] = 53,2 kJ/mol

c/ Tương tự nhiệt tạo thành propen là: H 7 = 3H 2 + 3H 3 - H 5 = 20,3 kJ/mol 21. Đối với quá trình đồng phân hoá Xiclopropan thành Propen có H =  32,9 kJ/mol Hãy bổ sung vào bảng sau: Chất Nhiệt cháy Ho298 cháy [kJ/mol] Nhiệt sinh Ho298 [kJ/mol] C [than chì]  394, H 2  286, Xiclopropan  2094, Propen

1. Đốt cháy 1 mol benzen lỏng ở 25 0 C, 1atm để tạo ra khí CO 2 và H 2 O lỏng toả ra một nhiệt lượng bằng 3267kJ. Xác định nhiệt tạo thành của benzen lỏng ở điều kiện trên; biết nhiệt tạo thành chuẩn của CO 2 [k] và H 2 O [l] tương ứng bằng – 393,5 và – 285,8 kJ/mol. [49 kJ/mol]
2. Tính hiệu ứng nhiệt của 2 phản ứng sau: 2NH 3 + 3/2 O 2  N 2 + 3 H 2 O [1] 2NH 3 + 5/2 O 2  2NO + 3H 2 O [2] So sánh khả năng của 2 phản ứng, giải thích vì sao phản ứng [2] cần có xúc tác. Cho năng lượng liên kết của: NH 3 O 2 N 2 H 2 O NO kJ/mol 1161 493 942 919 627  Tính hiệu ứng nhiệt: E 1 = [2ENH 3 + 3/2EO 2 ] – [EN 2 + 3 EH 2 O] = 2. 1161 + 3/2. 493 – 942 – 3. 919 = - 637,5 kJ. E 2 = 2ENH 3 + 5/2EO 2 – 2ENO – 3EH 2 O = 2. 1161 + 5/2. 493 – 2. 627 – 3. 919 = - 456,5 kJ.
3. Phản ứng [1] có H âm hơn nên pư [1] dễ xảy ra hơn.
4. Nếu có xúc tác thì năng lượng hoạt hoá sẽ giảm và tốc độ phản ứng sẽ tăng, do đó để thực hiện phản ứng [2] cần có xúc tác.
5. Phản ứng CaO[r] + CO 2 [k]  CaCO 3 [r] xảy ra như thế nào ở 25 0 C và 927 0 C? Biết:

CaO CO 2 CaCO 3 S 0298 [J/mol] 39,7 213,77 88,  H 0298 [kJ/mol] - 635,5 - 393,5 - 1027,

1. Nhôm oxit có thể bị khử thành kim loại bởi khí hidro không [ở 427 0 C]? Biết:

Al 2 O 3 H 2 Al H 2 O[h] S 0298 [J/mol] 50,9 130,5 6,755 188,  H 0298 [kJ/mol] - 1676,0 - 241,

1. Nhiệt độ sôi của nước biến thiên như thế nào khi áp suất khí quyển dao động 1mmHg? Biết ở 1000 C và áp suất khí quyển = 1atm nhiệt hoá hơi của nước là 539,7 cal/g; thể tích nước lỏng là 18,78ml/mol còn hơi nước là 30,199 lít/mol.

Giải:

dP dT

\=

.

bh S

H

T V





 dT =

. S.

bh

dP T V H





với dP =

1, 013 5

760

\= 133,2 N/m 2.

T = 373 0 K ;  Hbh = 40477,5 J/mol;  V= [30,199 – 0,01878]. 10 –3m 3 /mol  30,18. 10 –3m 3 /mol

dTS =

133, 2.373,18 3

40477,

 = 0,037 độ/ mmHg

1. Tính dao động áp suất để nhiệt độ đông đặc của H 2 O biến thiên một độ. Biết ở 0 0 C nhiệt nóng chảy của nước là 79,7 cal/g ; khối lượng riêng của nước lỏng là 0,998 g/cm 3 , của nước rắn là 0,9168 g/cm 3.

 dP dT

\=

.

bh S

H

T V





với 1cal/g = 41,3 cm 3 .at/g và  Hnc = 79,7 cal/g = 79,7. 41,3 cm 3 .at/g

Tnc = 273 0 K nên  V = Vl – Vr =

1

0, 998

–

1

0, 9168

\= – 0,088 cm 3 /g

dP dT

\=

79, 7,

273[ 0, 088]

\= – 137 at/độ

1. Tại nhiệt độ nào sự chuyển 1 mol nước lỏng thành hơi nước ở áp suất khí quyển 1atm là một quá trình tự xảy ra. Biết nhiệt hoá hơi 1 mol nước lỏng bằng 40587,80 J và biến thiên entropi của sự chuyển trạng thái này bằng 108,68 J/K.

 G = H  TS = 40587,80  T. 108, Tại cân bằng H 2 O [l] ฀ H 2 O [h] thì G = 0 nên 40587,80 = 108,68  T = 373,46 K Vậy muốn quá trình tự xảy ra thì T > 373,46 K 30. Nitrosyl clorua là một chất rất độc, khi đun nóng sẽ phân huỷ thành nitơ monoxit và clo. a] Hãy viết phương trình cho phản ứng này b] Tính Kp của phản ứng ở 298K[theo atm và theo Pa]. Cho:

Nitrosyl clorua Nitơ monoxit Cl 2 Ho298 [kJ/mol] 51,71 90,25 ? S 0298 [J/K] 264 211 223

1. Tính gần đúng Kp của phản ứng ở 475K  a] 2NOCl ฀ 2NO + Cl 2.

1. Hằng số cân bằng nhiệt động lực học được tính theo phương trình G =  RTlnK Trong đó G = H  T. S

H = [[2  90,25. 10 3 ] + 0  [2  51,71. 10 3 ] = 77080 J/mol S = [[2  211] + 233  [2  264] = 117 J/mol G = 77080  298  117 = 42214 J/mol

và ln K = 

42214

8,314  298

\=  17  Kp = 3,98. 10 8 atm và Kp = 4,04. 10 3 Pa

1. Tính gần đúng:

ln 2 1

[ ]

[ ]

Kp T Kp T

\=

1 2

H 1 1

R T T

  

  

 

 lnKp[475K] =

77080 1 1

8, 314 298 475

  

 

 

• lnKp[298]

ln Kp [475] =  5,545  Kp = 4,32. 10  3 atm hay Kp = 437Pa

Hãy ước lượng Ho của phản ứng này.

 Với ln 2 1

[ ]

[ ]

Kp T Kp T

\=

1 2

H 1 1

R T T

  

  

 

; chọn 2 giá trị bất kỳ của K tại 2 nhiệt độ khác nhau.

Ví dụ: 15,2 0 C [288,4 K] và 34,9 0 C [308,1 K]

Với ln

530

840

\=

1 1

8,314 288, 4 308,

 H  

  

 

 H =  1,72. 10 4 J =  17,2 kJ

1. Diliti là một chất thiết yếu cho hệ thống đẩy của tàu không gian “ Enterprise”. Diliti được tạo thành do sự kết nối 2 nguyên tử Liti ở pha khí: Li [k] + Li [k] ฀ Li 2 [k] [1]

Cho biết: Ho298 hóa hơi [Li[k]] = 159,4 kJ/mol ; Năng lượng liên kết [Li 2  [k]] = 129,8 kJ/mol

Năng lượng ion hóa [Li[k]] = 5,392 eV; Năng lượng ion hoá [Li2 [k]] = 5,113 eV

[ 1eV = 96,486 kJ/mol ]

1. Hãy tính Ho298 hóa hơi [Li 2 [k]] và Năng lượng liên kết [Li2 [k]]

1. Nhà hóa học chỉ huy lò plasma xoắn trên tàu Enterprise đang thử nghiệm hoạt động của hệ thống. ông ta nạp 122,045 g Liti nguyên chất vào buồng phản ứng trống. Buồng phản ứng có thể tích 5,9474 x 105 m 3 , và được duy trì tại nhiệt độ hoạt động là 610,25 K. Một thiết bị đo áp suất rất nhạy cho thấy áp suất trong buồng ổn định tại 9,462 x 10 4 Toor [1Toor = 0, kPa]; phân tích bằng phương pháp quang phổ của mặt trong của buồng phản ứng cho thấy toàn bộ Liti đã hoá hơi. [Buồng phản ứng làm bằng hợp kim durani có áp suất hơi bằng không tại 610,25 K.] Tính áp suất riêng của hơi Liti và diLiti trong buồng phản ứng. Tính hằng số cân bằng, Kc của phản ứng [1] tại nhiệt độ này? NTK của Li = 6,941 g/mol.

• Nạp 122,045 gam Li vào buồng [có áp suất hơi bằng 0] có thể tích 5,9474. 10 5 m 3 ở 610,25 K; toàn bộ Li trong buồng đã hóa hơi cho thấy áp suất trong buồng là 1,26. 10 4 kPa.  a] Theo giả thiết: Li [r]  Li [k] Hhh [Li] = 159,

Li+ [k] + Li [k]  Li 2  [k]  E [Li 2  ] = 129, Li [k]  e  Li+ [k] I = 5,932  96, Li 2 [k]  e  Li 2  [k] I’ = 5,113  96, Để tìm năng lượng của quá trình 2Li [r]  Li 2 [k] Hhh [Li 2 ] ta tổ hợp: 2Li [r]  2Li [k] Li+ [k] + Li [k]  Li 2  [k] Li [k]  e  Li+ [k] Li 2  [k] + e  Li 2 [k]

Khi đó : Hhh [Li 2 ] = 2Hhh [Li]  E + I  I’ = [2  159,4]  129,8 + [5,392  5,113]  96,

\= 216,0 kJ/mol Để tìm năng lượng của quá trình Li 2 [k]  2Li [k] E’ [Li 2 ] ta tổ hợp Li 2 [k]  2Li [r] 2Li [r]  2Li [k] Khi đó : E’ [Li 2 ] =  Hhh [Li 2 ] + 2Hhh [Li] = [2  159,4]  216,0 = 102,8 kJ/mol

1. Số mol Li =

122, 045

6,

\= 17,583 mol

Theo PV = nRT ta có P dự đoán = 5

17, 583 8,314 610, 25

5,9474.

 

\= 0,15 Pa

Theo cân bằng Li [k] + Li [k] ฀ Li 2 [k]. P riêng phần của Li 2 = P dự đoán  P đo được

P riêng phần của Li 2 = 0,15  0,126 = 0,024 Pa

và P riêng phần của Li = 0,126  0,024 = 0,102 Pa

• Do nồng độ = n V

\=

P

RT

nên [Li 2 ] = 3

0,

8,314  610, 25  10

\= 4,73. 10 9 mol/L

và [Li] = 3

0,

8,314  610, 25  10

\= 2,01. 10 8 mol/L

Kc =

 

 

2 2

Li Li

\=

9 8 2

4, 73.

[2, 01 ]

  = 1,156. 10

7.

1. Amoni hidrosunfua là một chất không bền, dễ phân huỷ thành NH 3 [k] và H 2 S [k]. Cho biết:

Hợp chất H 0 [kJ/mol] S 0 [J/K] NH 4 HS [r]  156,9 113, NH 3 [k]  45 192, H 2 S [k]  20,4 205,

1. Hãy tính Ho298 ,So298 và Go298 của phản ứng trên b] Hãy tính hằng số cân bằng Kp tại 25 0 C của phản ứng trên c] Hãy tính hằng số cân bằng Kp tại 35 0 C của phản ứng trên, giả thiết H 0 và S 0 không phụ thuộc nhiệt độ. d] Giả sử cho 1,00 mol NH 4 HS [r] vào một bình trống 25,00 L. Hãy tính áp suất toàn phần trong

bình chứa nếu phản ứng phân huỷ đạt cân bằng tại 25 0 C. Bỏ qua thể tích của NH 4 HS [r]. Nếu dung tích bình chứa là 100,00L, hãy tính lại áp suất toàn phần trong thí nghiệm trên.  a] H 0 =  45,9 20,4  [  156,9 ] = 90,6 kJ/mol S 0 = 192,6 + 205,6  113,4 = 284,8 J/K G 0 = H 0  T. S 0 = 90600  298,15  284,8 = 5687 J/mol hay 5,687 kJ/mol b] G 0 =  RT Ka   5687 =  8,314  298,15  ln Ka.  Ka = 0,

Kp = Ka = 0,1008 atm 2. c] Tương tự tại 35 0 C, G 0 = H 0  T. S 0 = 2839 J/mol nên Ka = 0,3302 và Kp = 0,3302 atm 2.

1. Do P [toàn phần] = P [NH 3 ] + P [H 2 S]  P [NH 3 ] = P [H 2 S] = 0,5P [toàn phần]

Kp = [0,5P [toàn phần]] 2 = 0,1008  P [toàn phần] = 0,635 atm

số mol khí =

PV

RT

\=

0, 635 25

0, 08314 298,





\= 0,64 mol  số mol NH 4 HS = 1  0,50,64= 0,

• Nếu dung tích bình 100 L thì số mol khí =

0, 635 100

0, 08314 298,





\= 2,56 mol

số mol NH 4 HS = 1  0,5  2,56 =  0,28  không còn chất rắn

Khi đó 1 mol chất rắn chuyển hết thành 2 mol chất khí nên

P [toàn phần] = nRT V

\=

2 0, 08314 298,

100

 

\= 0,5 atm

1. Cho các số liệu sau: H 3 PO 4 [dd] H 2 PO 4  [dd] HPO 24  [dd] PO 34  [dd] H 2 O [lỏng] H 0 [kJ/mol]  1288  1296  1292  1277  56

H 0298 =  8,13. 10 3 + [126,17  298] =  45728,66 J < 0  phản ứng tỏa nhiệt.

1. Cho các số liệu sau ở 27 0 C: NH 4 COONH 2 [r] CO 2 [k] NH 3 [k] H 0 300,s [kJ/mol]  645,2  393,5  46, G 0300 [kJ/mol]  458,0  394,4  16,

Với phản ứng : NH 4 COONH 2 [r] ฀ CO 2 [k] + 2 NH 3 [k]

1. Hỏi ở điều kiện chuẩn và 27 0 C phản ứng xảy ra theo chiều nào? b] Nếu coi H 0 và S 0 không đổi đối với T thì bắt đầu ở nhiệt độ nào phản ứng ở điều kiện chuẩn xảy ra theo chiều ngược với chiều phản ứng ở 27 0 C?

 a] G 0300 = [  394,4] + [  16,64  2]  [  458,0] = 30,32 kJ > 0

Theo G = A + PV hay G = A + PV = A + n với n = 3

thì A 0300 = 30,32. 10 3  3  8,314  300 = 22837,4 J > 0 nên phản ứng xảy ra theo chiều nghịch.

1. H 0300 = [  393,5] + [  46,2  2]  [  645,2] = 159,3 kJ

S 0300 =

0 0

300

 H  G

\=

159300 30320

300



\= 429,93 J/K mà U 0 = H 0  nRT

U 0300 = 159300  3  8,314  300 = 151817,4 J

Để phản ứng xảy ra theo chiều ngược với chiều ở 27 0 C thì A 0 = U 0  TS 0 phải < 0 A 0 = 151817,4  T  429,93 < 0  T > 353,12 K tức là ở 80 0 C thì phản ứng đổi chiều.