Bài t p Ch ng 4: ậ ươ
HI U NG NHI T C A CÁC QUÁ TRÌNH HÓAỆ Ứ Ệ Ủ
H CỌ
4.1: Đun nóng m t cylinder ch a oxy áp su t không đ iộ ứ ở ấ ổ
1atm t th tich 1,2 lít đ n th tích 1,5 lít b ng m t l ngừ ể ế ể ằ ộ ượ
nhi t 1kcal. Tính bi n thiên n i năng c a quá trình. (Choệ ế ộ ủ
1lit.atm = 24,21cal) (ĐS : 993 cal.)
4.2 : Ph n ng c a cyanamide r n , NHả ứ ủ ắ 2CN v i oxy đ cớ ượ
th c hi n trong m t bom nhi t l ng k . Bi n thiên n iự ệ ộ ệ ượ ế ế ộ
năng c a NHủ2CN (r) là – 742,7 kj/mol 298K. Tính ΔHở298
c a ph n ng sau :ủ ả ứ
NH2CN(r) + 3/2 O2(k) → N2(k) + CO2(k) + H2O(l)
(ĐS = -741,5kJ )
4.3 : Tính nhi t l ng c n thi t đ nâng 60 gam nhôm tệ ượ ầ ế ể ừ
35oC lên 55oC. Cho nhi t dung mol c a nhôm là: 5,8ệ ủ
cal/moloC. (ĐS : 258 cal)
4.4 : Xác đinh nhi t đ cu i cùng c a h th ng g m 100ệ ộ ố ủ ệ ố ồ
gam k m 95ẽ ở oC nhúng vào 50 gam n c 15ướ ở oC. Cho
nhi t dung mol c a Zn là 6,06 cal/ molệ ủ oC , c a n c là 18ủ ướ
cal/moloC. (ĐS : 28oC )
4.5 : M t nhi t l ng k có ch a 45 gam n c 23ộ ệ ượ ế ứ ướ ở oC,
sau khi đ c h p th 2,00 kJ nhi t thì nhiêt đ lên đ nượ ấ ụ ệ ộ ế
32oC. Tính ph n kh i l ng c a nhi t l ng k t ngầ ố ượ ủ ệ ượ ế ươ
đ ng v i n c đã tham gia vào quá trình trao đ i nhi t. ươ ớ ướ ổ ệ
(ĐS : 8 gam )
4.6: Tính bi n thiên enthalpy khi 1,00 gam n c đông đ cế ướ ặ
0ởoC và 1atm. Cho bi t nhi t nóng ch y c a n c làế ệ ả ủ ướ
ΔH298(nc) = 1,435 kcal/mol.
(Đ
S : -79,7 cal/g )
4.7 : Tính nhi t l ng c n thi t đ chuy n 100 gam n cệ ượ ầ ế ể ể ướ
đá 0ởoC thành h i n c 100ơ ướ ở oC. Cho nhi t nóng ch y,ệ ả
nhi t bay h i và nhi t dung c a n c là: ΔHệ ơ ệ ủ ướ 298(nc) = 80
kcal/kg . ΔH298(bh) = 540 kcal/kg . Cp = 1 kcal/kg.K
(ĐS : ΔHtotal =
72,00 kcal )
4.8 : Tính hi u ng nhi t c a quá trình đông đ c 1molệ ứ ệ ủ ặ
n c l ng -10ướ ỏ ở 0C thành n c đá -10ướ ở 0C. Cho nhi t nóngệ
ch y c a n c đá 0ả ủ ướ ở 0C: ΔH298(nc) = 1,435kcal/mol và
nhi t dung c a n c: Cệ ủ ướ p = 1 cal/g.K. (ĐS: - 1343cal)
4.9 : Nhi t đ t cháy c a khí etan Cệ ố ủ 2H6 là 368 kcal/mol .
Gi s ch có 60% nhi t có ích. H i c n đ t cháy baoả ử ỉ ệ ỏ ầ ố
nhiêu m3 khí etan đktc đ đ làm 50kg n c 10ở ủ ể ướ ở 0C bay
h i 100ơ ở 0C. (Dùng các s li u c n thi t bài 4.7).ố ệ ầ ế ở
(Đ
S : 3,21 m3)
4.10:Cho nhi t t o thành tiêu chu n c a các ch t t ngệ ạ ẩ ủ ấ ươ
ng trong ph ng trình nhi t hóa. Tính hi u ng nhi tứ ươ ệ ệ ứ ệ
c a ph n ng sau;ủ ả ứ
N2O4(k) + 3CO(k) → N2O(k) +
3CO2(k) , ΔH0298 = ?
ΔH0298 tt (kJ/mol) 9,7 -110 81 -393,5
( ĐS: ΔH0298
= -778kJ )
4.11: Tính ΔH0298 tt C6H12O6(r) t các d ki n sau:ừ ữ ệ
ΔH0298 đc C6H12O6(r) = -2816 kJ/mol, ΔH0298 tt CO2(k) =
-393,5 kJ/mol,
ΔH0298 tt H2O(l) = -285,9 kJ/mol. (ĐS: ΔH0298 ttC6H12O6(r) = -
1260 kJ/mol)
4.12 : Tính hi u ng nhi t c a ph n ng sau: Cệ ứ ệ ủ ả ứ 2H4(k) +
H2(k) → C2H6(k).
Cho ΔH0298 đc C2H4(k) = -337,2 kcal/mol, ΔH0298 đc C2H6(k) =
-368,4 kcal/mol, ΔH0298 tt H2O(l) = -68,32 kcal/mol. (ĐS:
ΔH0298 = -37,1 kcal)
4.13: Tính hi u ng nhi t c a ph n ng sau: 2CHệ ứ ệ ủ ả ứ 4(k) →
C2H2(k)+3H2(k).
Cho ΔH0298 đc CH4(k) = -210,8 kcal/mol, ΔH0298 đc C2H2(k) =
-310,4 kcal/mol . ΔH0298 tt H2O(l) = -68,32 kcal/mol. (ĐS:
ΔH0298 = 93,76 kcal)
4.14 : Nhi t đ t cháy c a metan, etan, propan l n l t là:ệ ố ủ ầ ượ
-210,8; -368,4; -526,3 kcal/mol. Hãy c tính đ tăngướ ộ
ΔH0298 đc trung bình m i khi thêm m t nhóm (-CHỗ ộ 2-) vào
m t hydrocacbon. Trên c s đó d đoán nhi t đ t cháyộ ơ ở ự ệ ố
c a octan ( Củ8H18 ) và so sánh v i giá tr thông th ngớ ị ườ
nh n đ c là (-1302,7 kcal/mol) .ậ ượ
(ĐS: -157,75 ; -1310 kcal/mol)
4.15: Đ t cháy 12,0g cacbon b ng oxy t o thành CO vàố ằ ạ
CO2 25ở0C và áp su t không đ i, l ng nhi t t a ra là 75ấ ổ ượ ệ ỏ
kcal và không có cacbon còn d . Tính kh i l ng oxyư ố ượ
tham gia ph n ng theo các ph ng trình sau:ả ứ ươ
C(r) + O2(k) → CO2(k) , ΔH0298 = -94,05 kcal.
C(r) + ½O2(k) → CO(k) , ΔH0298 = -26,41 kcal.
( ĐS:
27,5 g O2 )
4.16:
Năng l ng Ng.tượ ử
hóa
t đ n ch từ ơ ấ (kJ/mol)
Năng l ng liên k t trung bình(kJ/mol)ượ ế
H─ C─ C═ C≡ N─ N═ N≡ O─ O═
H 218,0 436 413 391 463
C 716,7 413 348 615 812 292 615 891 351 728
N 472,7 391 292 615 891 161 418 945
O 249,2 463 351 728 139 498
S 278,8 339 259 477
F 79,0 563 441 270 185
Cl 121,7 432 328 200 203
Br 111,9 366 276
I 106,8 299 240
D a vào b ng năng l ng trên tính nhi t t o thành tiêuự ả ượ ở ệ ạ
chu n c a CClẩ ủ 2F2(k) ( dicloro difluorometan hay còn g i làọ
Freon-1,2, dùng làm tác nhân làm l nh vì đ c tính d bayạ ặ ễ
h i và kh năng ph n ng kém; đã ng ng s d ng vì pháơ ả ả ứ ư ử ụ
h y t ng ozon). ủ ầ
H ng d nướ ẫ : Phân tích quá trình t o thành Freon-1,2 tạ ừ
đ n ch t b n thành 2 giai đo n:ơ ấ ề ạ
C(graphit) + Cl2(k) + F2(k) → CCl2F2(k) ;
ΔH0298 tt = ?
{C(graphit) + Cl2(k) + F2(k) → C(k) + 2Cl(k) + 2F(k) ;
ΔH01
C(k) + 2Cl(k) + 2F(k) → CCl2F2(k) ; ΔH02 }
(ĐS: -
420 kJ/mol )
4.17: T ng t bài 4.16 , tính nhi t t o thành tiêu chu nươ ự ệ ạ ẩ
c a CClủ3F(k) và CF3CHCl2(k). (ĐS: - 264 kJ/mol ;
)
4.18: Dùng năng l ng liên k t trung bình b ng 4.16ượ ế ở ả
tính hi u ng nhi t c a các ph n ng sau:ệ ứ ệ ủ ả ứ
a) C3H8(k) + 5O2(k) → 3CO2(k) + 4H2O(k). (ĐS: -
1580 kJ/mol)
b) C2H4(k) + H2(k) → C2H6(k).
c) N2(k) + 3H2(k) → 2NH3(k).
4.19: Ph n ng sau đây có ΔH ≈ 0 :ả ứ
BBr3(k) + BCl3(k) → BBr2Cl(k) + BCl2Br(k).
Hãy v c u trúc Lewis c a các h p ch t và gi i thích t iẽ ấ ủ ợ ấ ả ạ
sao?
4.20: Quá trình hòa tan canxi clorua trong n c:ướ
CaCl2(r) → Ca2+(dd) + 2Cl-(dd) ;
ΔH0298 = ?
ΔH0298 tt(kJ/mol): - 795,8 -542,83 -167,16
a) Tính hi u ng nhi t c a quá trình ?ệ ứ ệ ủ
b) Hòa tan 20 gam CaCl2(r) vào 100 ml n c 20,0ướ ở 0C.
Tính nhi t đ cu i cùng c a dung d ch , gi s dungệ ộ ố ủ ị ả ử
d ch là lý t ng, có nhi t dung g n gi ng 100 gị ưở ệ ầ ố
n c nguyên ch t (= 418 J/K)ướ ấ
(ĐS : a) -81,4 kJ
b) 55,10C )
4.21: Tính hi u ng nhi t c a các ph n ng d i đây:ệ ứ ệ ủ ả ứ ướ
a) BaCO3(r) + 2HCl(dd) → BaCl2(dd) + CO2(k) + H2O(l).
(ĐS:- 0,2kcal)
b) AgNO3(dd) + NaCl(dd) → NaNO3(dd) + AgCl(r).
(ĐS:- 15,7kcal)
c) HNO3(dd) + NaOH(dd) → NaNO3(dd) + H2O(l).
(ĐS:- 13,36kcal)
d) HCl(dd) + KOH(dd) → KCl(dd) + H2O(l).
(ĐS:- 13,36kcal)
e) LiOH(dd) + HClO3(dd) → LiClO3(dd) + H2O(l).
(ĐS:- 13,36kcal)
4.22: Nhi t t a ra khi trung hòa CsOH b ng t t c các axitệ ỏ ằ ấ ả
m nh là 13,4 kcal/mol. Nhi t t a ra khi trung hòa CsOHạ ệ ỏ
b ng axit y u HF là 16,4 kcal/mol. Tính hi u ng nhi tằ ế ệ ứ ệ
c a quá trình ion hóa HF trong n củ ướ (đi n ly HF).ệ
(ĐS: -3,0 kcal/mol)
4.23: Nhi t t a ra khi hòa tan CuSOệ ỏ 4 khan là 17,9
kcal/mol. Nhi t thu vào khi hòa tan CuSOệ4.5H2O là 1,3
kcal/mol. Tính hi u ng nhi t c a ph n ng chuy n hóa: ệ ứ ệ ủ ả ứ ể
CuSO4(r) + 5H2O(l) → CuSO4.5H2O(r) (ĐS: -
19,2 kcal)
4.24: Tính hi u ng nhi t c a các ph n ng (1) và (2) tệ ứ ệ ủ ả ứ ừ
nhi t t o thành tiêu chu n, sau đó k t h p l i đ suy raệ ạ ẩ ế ợ ạ ể
hi u ng nhi t c a ph n ng (3) và so sánh k t qu v iệ ứ ệ ủ ả ứ ế ả ớ
bài 4.21:
(1) HS-(dd) → H+(dd) + S2-(dd)
(ĐS: +14,22 kcal)
(2) OH-(dd) + HS-(dd) → S2-(dd) + H2O(l)
(ĐS: +0,86 kcal)
(3) H+(dd) + OH-(dd) → H2O(l)
(ĐS: -13,36 kcal)
4.25: Đ t cháy hoàn toàn 15,50 g cacbon b ng m t l ngố ằ ộ ượ
v a đ không khí có th tích 25,0 lít 25ừ ủ ể ở 0C và 5,50
atm(không khí ch a 19% th tích là oxy) ứ ể
Thu đ c s n ph m là COượ ả ẩ 2 và CO. Tính l ng nhi t t aượ ệ ỏ
ra đi u ki n đ ng áp?ở ề ệ ẳ Cho nhi t t o thành tiêu chu nệ ạ ẩ
c a COủ2 và CO l n l t là (-94,05 kcal/mol và -26,41 kcal/ầ ượ
mol) (ĐS: - 91,2 kcal)
Bài t p Ch ng 5: ậ ươ
CHI U C A CÁC QUÁ TRÌNH HÓA H CỀ Ủ Ọ
5.1: D đoán d u c a ΔH và ΔS c a ph n ng sau: 2Cl(k)ự ấ ủ ủ ả ứ
→ Cl2(k).
5.2: Không dùng s li u tính toán, hãy d đoán d u c aố ệ ự ấ ủ
ΔS c a các quá trình sau:ủ
(a) O2(k) → 2O(k). (b) N2(k) + 3H2(k)
→ 2NH3(k).
(c) C(r) + H2O(k) → CO(k) + H2(k). (d) Br(l) → Br(k).
(e) N2(k, 10atm) → N2(k, 1atm). (f) K t tinh mu i tế ố ừ
n c bi n.ướ ể
(g) Th y tinh k t kh i. (h) N u chín quủ ế ố ấ ả
tr ng.ứ
(i) C(r, graphit) → C(r, kim c ng). (j) n Cươ 2H4(k) →
─(CH2─CH2)n─ .
5.3: Nhi t nóng ch y c a n c đá 0ệ ả ủ ướ ở 0C là 1435cal/mol.
Tính bi n thiên entropy c a quá trình nóng ch y 1kg n cế ủ ả ướ
đá 0ở0C. (ĐS: 292,22 cal/K)
5.4: Nhi t bay h i n c 100ệ ơ ướ ở 0C là 40,7 kJ/mol. Tính bi nế
thiên entropy mol c a quá trình.ủ
(ĐS: 109,1 J/mol.K)
5.5: Xem ph n ng 298K: 2A + B → C. ả ứ ở
ΔH = 100 kcal và ΔS = 50 cal/K. Gi s ΔH và ΔS khôngả ử
đ i theo nhi t đ , h i nhi t đ nào ph n ng có thổ ệ ộ ỏ ở ệ ộ ả ứ ể
x y ra đ c ? ả ượ (ĐS: 2000K)
5.6: Xem ph n ng 298K: A(k) + B(k) → C(k).ả ứ ở
Ph n ng có bi n thiên n i năng ΔU = -3,00 kcal và bi nả ứ ế ộ ế
thiên entropy ΔS = -10,0 cal/K.
Tính ΔG và d đoán chi u x y ra c a ph n ng. Cho R =ự ề ả ủ ả ứ
1,987 cal/mol.K.
(ĐS: -
612 cal, thu n)ậ
5.7: M t ph n ng có ΔH = -40,0 kcal 400 K. Trênộ ả ứ ở
nhi t đ này ph n ng có th x y ra, d i nhi t đ nàyệ ộ ả ứ ể ả ướ ệ ộ