BÀI TẬP ĐỘI TUYỂN MÁY TÍNH BỎ TÚI
Phần 1: Động hoá học
Bài 1: Ở 3260C , Buta-1,3-đien đime hoá theo phương trình:
2C4H6 (k) → C8H12(k)
Trong một thí nghiệm, áp suất ban đầu của C4H6 là 632 torr ở 3260C. Xác định bậc của
phản ứng và hằng số tốc độ của phản ứng đó theo số liệu sau:
t(ph) 0 3,25 12,18 24,55 42,5 68,05
P(torr) 632 618,5 584,2 546,8 509,3 474,6
ĐS: Phản ứng bậc 2
K = 2,306.10-5 (phút-1.torr-1)
Bài 2: Sự phân huỷ etan ở nhiệt độ cao xảy ra theo phương trình:
C2H6 → C2H4 + H2
Và tuân theo phương trình động học một chiều bậc nhất
1) Tại 5070C, 11/2 = 3000 (s). Khi C2H6 phân huỷ hết Phệ = 1000 mmHg. Tính kp và
P0C2H6 ?
2) Nhiệt độ phản ứng tăng thêm 200C , tốc độ phản ứng tăng gấp đôi. Tính t1/2 của phản
ứng ở nhiệt độ này và E0a của phản ứng.
ĐS: 1) kP = 2,31.10-4 (s-1) ; P0 = 500 (mmHg)
2) t1/2 = 1500 s; E0a = 179,8 (kJ/mol)
Bài 3: Sự thuỷ phân 1 este trong môi trường kiềm ở 250C xảy ra theo phương trình phản
ứng:
RCOO R’ + NaOH → RCOONa + R’OH
thực nghiệm cho thấy tốc độ phản ứng tăng gấp đôi khi nồng độ NaOH tăng 2 lần. Đối với
sự tăng gấp đôi nồng độ este cũng thu được kết quả như vậy.
a) Cho biết bậc riêng phần đối với mỗi chất và bậc toàn phần của phản ứng
b) Tan 0,01 mol xút và 0,01 mol este vào 1 lit nước (bỏ qua sự biến thiên thể tích khi
pha chế) Sau 200 phút có 60% este bị thuỷ phân. Tính k, t1/2, E0a của phản ứng. Biết
hệ số nhiệt độ của phản ứng
ĐS: a) phản ứng bậc 2
b) k = 0,75 l.mol-1. phút-1
t1/2 = 133,33 phút
E0a = 1,2128 (kJ/mol)
Bài 4: Phản ứng phân huỷ axeton ở 3000C xảy ra theo sơ đồ
CH3COCH3 → CH4 + CO + H2
Nồng độ CH3COCH3 thay đổi theo thời gian như sau
t(phút) 0 6,5 13,0 19,9
C (M) 8,31 7,04 5,97 4,93
1) Hãy chứng tỏ đó là phản ứng bậc nhất, tính hằng số tốc độ của phản ứng
2) Tính thời gian nửa phản ứng
3) Ở 3430C hằng số tốc độ phản ứng bằng 2,15 phút-1. Hãy tính hệ số nhiệt độ và năng
lượng hoạt hoá của phản ứng. Cho biết ý nghĩa của năng lượng hoạt hoá đó
ĐS: k = 0,0257 phút-1
t1/2 = 26,96 phút
hệ số nhiệt độ: 2,8 ; Ea0 = 302,1065 kJ/mol
Bài 5 : Cho phản ứng 2N2O5 → 4NO2 + O2 có hằng số tốc độ k = 1,8.10-5(s-1). Tại thời
điểm khảo sát áp suất riêng phần của N2O5 đo được bằng 0,5 atm
1. Tính v của phản ứng trên tại thời điểm khảo sát
2. Tính tốc độ tiêu thụ N2O5, hình thành NO2, O2
ĐS: 1) Phản ứng bậc nhất; v = 9.10-6 (atm.s-1)
2)vN2O5 = 2 vp/u; vNO2 = 4 vp/u; vO2 = vp/u
Bài 6: Phản ứng HCHO + H2O2 → HCOOH + H2O có bậc động học bằng 2
1. Nếu trộn các thể tích bằng nhau của dd H2O2 và HCHO cùng nồng độ 1M ở 333,2K
thì sau 2 h nồng độ axit HCOOH bằng 0,215M. Tính hằng số tốc độ của phản ứng
2. Nếu trộn 1 thể tích dd HCHO với 2 thể tích dung dịch H2O2 có cùng nồng độ 1M tại
nhiệt độ trên thì sau bao lâu HCHO phản ứng hết 90%
3. Để xác định năng lượng hoạt hoá của phản ứng đã cho, người ta tiến hành thí
nghiệm như ở 1, tại 343,2K. Sau 1,33 giờ nồng độ HCHO giảm 1 nửa. Hãy tính
năng lượng hoạt hoá của phản ứng theo kJ/mol
ĐS: 1) k = 0,754 (M-1.h-1)
2) t = 6,783 h
3) Ea = 65,3946 kJ/mol
Phần 2: Nhiệt hoá học
Bài 1: Đối với phản ứng PCl3(k) + Cl2(k) → PCl5(k)
Ở 250C có ∆G 0 = -37,2 kJ/mol
∆H0 = -87,9 kJ/mol
S0298 của PCl3 và Cl2 tương ứng bằng 311,7 và 222 J/mol.K
Tính entropi tiêu chuẩn tuyệt đối của PCl5
ĐS: S0PCl5 = 363,57 (J/mol.K)
Bài 2: Cho
Chất CO2(k) H2O(k) CO(k)
∆ G0298 kcal/mol -93,4 -54,63 -32,78
1) Tính ∆ G0 của phản ứng : H2(k) + CO2 (k) ⇋ CO (k) + H2O(k) ở 250C
2) Nếu ở 250C áp suất riêng phần của H2, CO2, H2O, Co tương ứng bằng 10; 20; 0,02
và 0,01 atm thì ∆ G của phản ứng bằng bao nhiêu? Trong điều kiện này phản ứng
xảy ra theo chiều nào?
ĐS: 1) ∆ G0 = 5,99 kcal/mol
2) ∆ G = -2,19 kcal/mol → phản ứng xảy ra theo chiều thuận
Bài 3: Xác định nhiệt độ tại đó áp suất phân li của NH4Cl là 1 atm biết ở 250C có các dữ
kiện:
NH4Cl ( r ) HCl(k) NH3 (k)
∆ H0ht (kJ/mol) -315,4 -92,3 -46,2
∆ G0ht (kJ/mol) -203.9 -95,3 -16,6
ĐS: T = 597K
Bài 4: Tính ∆ S0298, ∆H0298 và ∆G0298 đối với phản ứng phân huỷ nhiệt CaCO3, biết:
CaCO3CaO CO2
S0298 (J.K-1.mol-1) +92,9 +38,1 +213,7
∆ H0ht (kJ/mol) -1206,9 -635,1 -393,5
Nhận xét về khả năng xảy ra phản ứng phân huỷ CaCO3 ở 250C. Ở nhiệt độ nào thì phản
ứng đó có thể xảy ra được? Coi ∆ S0298, ∆H0298 của phản ứng không thay đổi theo nhịêt độ
ĐS: ∆ S0298 = 158,9 J/K; ∆H0298 = 178,3 kJ; ∆G0298 = 130,9 kJ
Bài 5: Tính ∆ G0373 của phản ứng:
CH4 + H2O (k) = CO + H2O(k)
Biết nhiệt hình thành chuẩn ∆H0ht 298 của CH4, H2O (k) và CO lần lượt bằng – 74,8; -241,8
và -110,5 kJ/mol
Entropi chuẩn của CH4, H2O (k) và CO bằng 186,2; 188,7 và 197,6 J/K.mol (Trong tính
toán giả thiết rằng ∆ H0 và ∆ S0 không phụ thuộc T)
a) Từ các giá trị ∆ G0 tìm được có thể kết luận gì về khả năng tự diễn biến của phản
ứng ở 373K
b) Tại nhiệt độ nào thì phản ứng đã cho tự xảy ra ?
Đs: ∆ G0 = 1,26.105 J/mol; T > 961K
Phần 3: Cân bằng hoá học
Bài 1: Người ta cho NO và Br2 có áp suất ban đầu tương ứng bằng 98,4 và 41,3 torr tương
ứng với nhau ở 300K. Lúc cân bằng áp suất chung của hỗn hợp bằng 110,5 torr. Tính giá
trị của hằng số cân bằng Kp và ∆ G0 tại 300K của phản ứng :
2 NO (k) + Br2 (k) ⇋ 2NOBr (k)
ĐS: Kp = 133,47 (atm-1)
∆ G0 = -12,208 kJ
Bài 2: Xét phản ứng trong pha hơi ở nhiệt độ T dưới áp suất 1 atm
N2O4 (k) ⇋ 2 NO2 (k)
Giả thiết các khí đều là lí tưởng, hãy:
1) Biểu thị hằng số cân bằng Kp dưới dạng 1 hàm của độ phân tích α và áp suất chung
P
2) Tính các hằng số Kp, KC, Kx và ∆ G0 tại T = 333K, α = 0,525
3) Tại 373K hằng số Kp = 14,97, hãy tính ∆ H; ∆ S của phản ứng ở 333K
ĐS: 1) Kp = 4 α2P/(1-α2)
2)KP1 = 1,522 (atm); KC1 = 0,0557 (M)
3) ∆ H = 50,018 (kJ/mol)
∆ S = 153,69 (J/mol.K)
Bài 3: Tại 300K , dưới áp suất p = 1atm, phản ứng N2O4 (k) ⇋ 2 NO2 (k) có hằng số cân bằng
KP = 0,166
a) Tính % phân li của N2O4
b) Tính % phân li của N2O4 khi áp suất tăng tới 10 atm. Kết quả này có phù hợp với
nguyên lí chuyển dịch cân bằng không? Lý giải
c) Cũng với điều kiện nhiệt độ và áp suất như ở a, lượng ban đầu của N2O4 là n mol ;
của N2 là n mol thì % phân li là bao nhiêu? Với kết quả này so với câu a có thể kết
luận gì về nguyên lí chuyển dịch cân bằng?
ĐS: a) α = 0,1996 = 19,96%
b) α 1 = 6,4%
c) α 3 = 26,3%
Bài 4: Ở 8200C hằng số cân bằng của 2 phản ứng:
CaCO3 ( r) ⇋ CaO (r ) + CO2 (k) là k1 = 0,2
Và C( r ) + CO2 (k) ⇋ 2CO (k) là k2 = 2
Người ta cho 1 mol CaCO3 và 1 mol C vào bình chân không 22,4 lit được giữ ở
8200C. Hãy tính thành phần của hệ ở trạng thái cân bằng. Ở nhiệt độ 8200C sự phân huỷ
của CaCO3 sẽ hoàn toàn khi thể tích bình bằng bao nhiêu?
ĐS: Thành phần hệ ở trạng thái cân bằng: nCaCO3 = 0,87; nCaO = 0,13; nC = 0,92
V = 174 lit
Bài 5: Tiến hành 3 thí nghiệm sau:
a) Cho 1 mol PCl5 vào 1 bình đã rút bỏ không khí, thể tích là V. Đưa nhiệt độ của bình
lên 525K, cân bằng:
PCl5 (k) ⇋ PCl3 (k) + Cl2 (k)
được thiết lập với hằng số cân bằng Kp = 1,85 atm. Áp suất trong bình đo được bằng 2 atm.
Tính số mol của từng chất trong hỗn hợp cân bằng.
b) Cho 1 mol PCl5 và 1 mol Ar vào bình như thí nghiệm a rồi đưa nhiệt độ lên 525K để
cân bằng phản ứng được thiết lập. Tính số mol của PCl5, PCl3 và Cl2 lúc cân bằng.
Nguyên lí chuyển dịch cân bằng Lơ Satơlie có vai trò gì ở không ? Vì sao?
c) Lặp lại thí nghiệm b. Khi cân bằng được thiết lập, giữ nguyên nhiệt độ ở 525K, đồng
thời tăng thể tích của bình lên để kéo áp suất trở về 2 atm. Tính số mol lúc cân bằng
của PCl5, PCl3 và Cl2. Nguyên lí Lo Satơlie có đóng vai trò gì trong trường hợp này
không?
ĐS: a) α = 0,693 → nPCl5 = 0,307; nPCl3 = nCl2
b) Giống a
c) α = 0,796 → nPCl5 = 0,231; nPC3 = nCl2 = 0,769
Phần 4: Cấu tạo nguyên tử
B i 1à:Mét nguyªn tö X cã b¸n kÝnh b»ng 1,44
0
A
, khèi lîng riªng thùc lµ 19,36 g/cm3 .
Nguyªn tö nµy chØ chiÕm 74% thÓ tÝch cña tinh thÓ, phÇn cßn l¹i lµ c¸c khe rçng.
a) X¸c ®Þnh khèi lîng riªng trung b×nh cña toµn nguyªn tö råi suy ra khèi lîng mol nguyªn tö
cña X.
b) BiÕt nguyªn tö X cã 118 n¬tron vµ khèi lîng mol nguyªn tö b»ng tæng sè khèi lîng proton
vµ n¬tron. TÝnh sè electron cã trong X3+ .
ĐS: a) Khèi lîng riªng trung b×nh cña nguyªn tö X lµ: d =
' 19,36
0,74 0,74
d=
g/cm3.
MÆt kh¸c, m = V.d =
4
3
π
r3.d =
4
3
×
3,14
×
(1,44. 10
−
8)3
×
19,36
0,74
= 32,7. 10
−
23.
VËy khèi lîng mol nguyªn tö X = 6,023. 1023
×
32,7. 10
−
23
≈
197 g/mol
b) Theo gi¶ thiÕt: p + 118 = 197
→
p = 79
→
sè e = 76
Bài 2:
Chu k× b¸n r· cña ch× cã sè khèi 210 lµ 19,7 n¨m. Sau khi ®iÒu chÕ ®îc mét mÉu cña
®ång vÞ ®ã th× sau bao l©u n÷a trong mÈu ®ã cßn l¹i 1/10 khèi lîng ban ®Çu?
S: ĐTheo t =
0
1ln N
k N
vµ k =
12
ln 2
t
tÝnh ®îc t=
1210
ln
ln 2 1
t
=
19,7
0,693
×
2,303
t = 65,46 n¨m
Bài 3:Mét mÉu than lÊy tõ hang ®éng ë vïng nói ®¸ v«i tØnh Hoµ B×nh cã 9,4 ph©n huû 14C.
h·y cho biÕt ngêi ViÖt cæ ®¹i ®· t¹o ra mÉu than ®ã c¸ch ®©y bao nhiªu n¨m ? BiÕt chu kú
b¸n huû cña 14C lµ 5730 n¨m, trong khÝ quyÓn cã 15,3 ph©n huû 14C (tÝnh víi 1 gam C x¶y
ra trong 1 gi©y).
ĐS:
Theo t =
0
1ln N
k N
vµ k =
12
ln 2
t
tÝnh ®îc
t=
1215,3
ln
ln 2 9,4
t
=
= 4028 n¨m
Bài 4: Cho d·y phãng x¹ sau:
234
92
U
α
×
→
5
2,67 10 nam
230
90
Th
α
×
→
4
8 10 nam
226
88
Ra
ViÕt ph¬ng tr×nh ph¶n øng ph©n r· phãng x¹ vµ tÝnh hµm lîng quÆng sau 1000 n¨m, nÕu t¹i
thêi ®iÓm gèc cø 100 gam quÆng cã 0,1 mol U.
ĐS:
234
92
U
→
230
90
Th +
4
2
He vµ
230
90
Th
→
226
88
Ra +
4
2
He
víi k1 =
()
121
ln2
t
=
×
5
0,693
2,67 10
= 2,596. 10
−
6 (n¨m
−
1)
vµ k2 =
()
122
ln2
t
=
×4
0,693
8 10
= 8,663. 10
−
6 (n¨m
−
1)
Theo N = N0. e
−
kt ta cã: [
234
92
U] = 0,1. 234. e
−
− × ×
6 3
2,596 10 10
= 23,339 gam
[
230
90
Th] =
×
−
0 1
2 1
N k
k k
(e
− ×
1
k t
−
e
− ×
2
k t
)
=
−
− −
× × ×
× − ×
6
6 6
0,1 234 2,596 10
8,663 10 2,596 10
( e
−
− × ×
6 3
2,596 10 10
−
e
−
− × ×
6 3
8,663 10 10
) = 0,0594 gam
[
226
88
Ra] = N0
1 2
2 1
2 1 2 1
1k t k t
k k
e e
k k k k
− −
− × + ×
÷
− −
=