Bài t p Ch ng 4: ậ ươ
HI U NG NHI T C A CÁC QUÁ TRÌNH HÓA H CỆ Ứ Ệ Ủ Ọ
4.1: Đun nóng m t cylinder ch a oxy áp su t không đ i 1atm t thộ ứ ở ấ ổ ừ ể
tich 1,2 lít đ n th tích 1,5 lít b ng m t l ng nhi t 1kcal. Tính bi nế ể ằ ộ ượ ệ ế
thiên n i năng c a quá trình. (Cho 1lit.atm = 24,21cal) ộ ủ (ĐS :
993 cal.)
4.2 : Ph n ng c a cyanamide r n , NHả ứ ủ ắ 2CN v i oxy đ c th c hi nớ ượ ự ệ
trong m t bom nhi t l ng k . Bi n thiên n i năng c a NHộ ệ ượ ế ế ộ ủ 2CN (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 t 35ệ ượ ầ ế ể ừ oC lên 55oC.
Cho nhi t dung mol c a nhôm là: 5,8 cal/molệ ủ oC. (ĐS : 258 cal)
4.4 : Xác đinh nhi t đ cu i cùng c a h th ng g m 100 gam k m ệ ộ ố ủ ệ ố ồ ẽ ở
95oC nhúng vào 50 gam n c 15ướ ở oC. Cho nhi t dung mol c a Zn là 6,06ệ ủ
cal/ moloC , c a n c là 18 cal/molủ ướ oC. (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 pượ ấ
th 2,00 kJ nhi t thì nhiêt đ lên đ n 32ụ ệ ộ ế oC. Tính ph n kh i l ng c aầ ố ượ ủ
nhi t l ng k t ng đ ng v i n c đã tham gia vào quá trình trao đ iệ ượ ế ươ ươ ớ ướ ổ
nhi t. ệ
(ĐS : 8 gam )
4.6: Tính bi n thiên enthalpy khi 1,00 gam n c đông đ c 0ế ướ ặ ở oC và 1atm.
Cho bi t nhi t nóng ch y c a n c là ΔHế ệ ả ủ ướ 298(nc) = 1,435 kcal/mol.
(ĐS : -79,7 cal/g )
4.7 : Tính nhi t l ng c n thi t đ chuy n 100 gam n c đá 0ệ ượ ầ ế ể ể ướ ở oC thành
h i n c 100ơ ướ ở oC. Cho nhi t nóng ch y, nhi t bay h i và nhi t dung c aệ ả ệ ơ ệ ủ
n c là: ΔHướ 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 1mol n c l ng -10ệ ứ ệ ủ ặ ướ ỏ ở 0C
thành n c đá -10ướ ở 0C. Cho nhi t nóng ch y c a n c đá 0ệ ả 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 cóả ử ỉ
60% nhi t có ích. H i c n đ t cháy bao nhiêu mệ ỏ ầ ố 3 khí etan đktc đ đở ủ ể
làm 50kg n c 10ướ ở 0C bay h i 100ơ ở 0C. (Dùng các s li u c n thi t bàiố ệ ầ ế ở
4.7).
(ĐS : 3,21 m3)
4.10:Cho nhi t t o thành tiêu chu n c a các ch t t ng ng trongệ ạ ẩ ủ ấ ươ ứ
ph ng trình nhi t hóa. Tính hi u ng nhi t c a ph n ng sau;ươ ệ ệ ứ ệ 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: -210,8; -368,4;ệ ố ủ ầ ượ
-526,3 kcal/mol. Hãy c tính đ tăng ΔHướ ộ 0298 đc trung bình m i khi thêmỗ
m t nhóm (-CHộ2-) vào m t hydrocacbon. Trên c s đó d đoán nhi tộ ơ ở ự ệ
đ t cháy c a octan ( Cố ủ 8H18 ) và so sánh v i giá tr thông th ng nh nớ ị ườ ậ
đ c là (-1302,7 kcal/mol) . ượ (ĐS: -157,75 ; -1310
kcal/mol)
4.15: Đ t cháy 12,0g cacbon b ng oxy t o thành CO và COố ằ ạ 2 25ở0C và áp
su t không đ i, l ng nhi t t a ra là 75 kcal và không có cacbon còn d .ấ ổ ượ ệ ỏ ư
Tính kh i l ng oxy tham gia ph n ng theo các ph ng trình sau:ố ượ 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 tiêu chu n c aự ả ượ ở ệ ạ ẩ ủ
CCl2F2(k) ( dicloro difluorometan hay còn g i là Freon-1,2, dùng làm tácọ
nhân làm l nh vì đ c tính d bay h i và kh năng ph n ng kém; đãạ ặ ễ ơ ả ả ứ
ng ng s d ng vì phá h y t ng ozon). ư ử ụ ủ ầ
H ng d nướ ẫ : Phân tích quá trình t o thành Freon-1,2 t đ n ch t b nạ ừ ơ ấ ề
thành 2 giai đo n: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 n c a CClươ ự ệ ạ ẩ ủ 3F(k) và
CF3CHCl2(k). (ĐS: - 264 kJ/mol ; )
4.18: Dùng năng l ng liên k t trung bình b ng 4.16 tính hi u ngượ ế ở ả ệ ứ
nhi t c a các ph n ng sau: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 i sao?ẽ ấ ủ ợ ấ ả ạ
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 đệ ộ
cu i cùng c a dung d ch , gi s dung d ch là lý t ng, có nhi tố ủ ị ả ử ị ưở ệ
dung g n gi ng 100 g n c nguyên ch t (= 418 J/K)ầ ố 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 axit m nh là 13,4ệ ỏ ằ ấ ả ạ
kcal/mol. Nhi t t a ra khi trung hòa CsOH b ng axit y u HF là 16,4 kcal/ệ ỏ ằ ế
mol. Tính hi u ng nhi t c a quá trình ion hóa HF trong n cệ ứ ệ ủ ướ (đi n lyệ
HF). (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 vàoệ
khi hòa tan CuSO4.5H2O là 1,3 kcal/mol. Tính hi u ng nhi t c a ph nệ ứ ệ ủ ả
ng chuy n hóa: 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) t nhi t t o thànhệ ứ ệ ủ ả ứ ừ ệ ạ
tiêu chu n, sau đó k t h p l i đ suy ra hi u ng nhi t c a ph n ng (3)ẩ ế ợ ạ ể ệ ứ ệ ủ ả ứ
và so sánh k t qu v i bài 4.21:ế ả ớ
(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 ng v a đ khôngố ằ ộ ượ ừ ủ
khí có th tích 25,0 lít 25ể ở 0C và 5,50 atm(không khí ch a 19% th tích làứ ể
oxy)
Thu đ c s n ph m là COượ ả ẩ 2 và CO. Tính l ng nhi t t a ra đi u ki nượ ệ ỏ ở ề ệ
đ ng áp?ẳ Cho nhi t t o thành tiêu chu n c a COệ ạ ẩ ủ 2 và CO l n l t là (-ầ ượ
94,05 kcal/mol và -26,41 kcal/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) → Clự ấ ủ ủ ả ứ 2(k).
5.2: Không dùng s li u tính toán, hãy d đoán d u c a ΔS c a các quáố ệ ự ấ ủ ủ
trình sau:
(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 t n c bi n.ế ố ừ ướ ể
(g) Th y tinh k t kh i. (h) N u chín qu tr ng.ủ ế ố ấ ả 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 thiênế
entropy c a quá trình nóng ch y 1kg n c đá 0ủ ả ướ ở 0C. (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 n thiên entropyế
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 không đ i theo nhi tả ử ổ ệ
đ , h i nhi t đ nào ph n ng có th x y ra đ c ? ộ ỏ ở ệ ộ ả ứ ể ả ượ (ĐS:
2000K)
5.6: Xem ph n ng 298K: A(k) + B(k) → C(k). Ph n ng có bi nả ứ ở ả ứ ế
thiên n i năng ΔU = -3,00 kcal và bi n thiên entropy ΔS = -10,0 cal/K.ộ ế
Tính ΔG và d đoán chi u x y ra c a ph n ng. Cho R = 1,987ự ề ả ủ ả ứ
cal/mol.K.
(ĐS: - 612 cal, thu n)ậ
5.7: M t ph n ng có ΔH = -40,0 kcal 400 K. Trên nhi t đ này ph nộ ả ứ ở ệ ộ ả
ng có th x y ra, d i nhi t đ này thì không. Tính ΔG và ΔS c a ph nứ ể ả ướ ệ ộ ủ ả
ng 400K. ứ ở (ĐS: ΔG = 0 và ΔS = -100 cal/K)
5.8: Tính ΔS0298 c a ph n ng x y ra gi a 100g Nủ ả ứ ả ữ 2 v i oxy theo ph ngớ ươ
trình sau: N2(k) + 2O2(k) → 2NO2(k). Cho ΔH0298 tt NO2(k) = 8,09
kcal/mol và ΔG0298 tt NO2(k) = 12,4 kcal/mol. (ĐS: - 100 cal/K)
5.9: Tính ΔH0298 tt C2H5OH(k) d a vào các d ki n sau:ự ữ ệ
2C(gr) + 3H2(k) + ½O2(k) → C2H5OH(k)
S0298 (J/mol.K) 5.74 130.57 205,04 274,2
ΔG0298 tt (kJ/mol) - - - - 168,57
(ĐS: -237,60 kJ/mol)
5.10: Xem ph n ng 298K: 2A(k) + B(k) → 2D(k). Ph n ng cóả ứ ở ả ứ
bi n thiên n i năng ΔU = -2,50 kcal và bi n thiên entropy ΔS = -10,5 cal/ế ộ ế
K.
Tính ΔG và d đoán chi u x y ra c a ph n ng. Cho R = 1,987ự ề ả ủ ả ứ
cal/mol.K.
(ĐS: 0,04kcal, p không th x yư ể ả
ra)
5.11: Cho các d ki n sau:ữ ệ
PCl3(l) ⇄ PCl3(k)
S0298 (J/mol.K) 217,1 311,7
ΔH0298 tt (kJ/mol) -319,7 -287,0
ΔG0298 tt (kJ/mol) -272,4 -267,8. Hãy c tính nhi t đ sôiướ ệ ộ
c a PClủ3 áp su t th ng và so sánh v i th c nghi m (75ở ấ ườ ớ ự ệ 0C). (ĐS:
740C)
5.12: Cho các d ki n sau: Sn(xám) ữ ệ ⇄ Sn(tr ng)ắ
S0298 (J/mol.K) 44,1 51,5
ΔG0298 tt (kJ/mol) 0,120 0
Hãy d đoán nhi t đ chuy n pha t thi c xám sang thi c tr ng và soự ệ ộ ể ừ ế ế ắ
v i nhi t đ quan sát đ c (13ớ ệ ộ ượ 0C). (ĐS:
90C)
5.13: Cho ph n ng: Hả ứ 2(k) + CO2(k) ⇄ H2O(k) + CO(k)
ΔG0298 tt (kJ/mol) 0 -394,37 -228,58 -137,15
(a) Tính ΔG0298 c a ph n ng ?ủ ả ứ
(b) Tính ΔG298 c a ph n ng đi u ki n áp su t riêng ph n c a Hủ ả ứ ở ề ệ ấ ầ ủ 2,
CO2,
H2O và CO l n l t là 10 ; 20 ; 0,02 ; 0,01 atm.ầ ượ
(ĐS: 28,64 kJ ; -5,61kJ)
5.14: Ph n ng t o thành HI t các đ n ch t: ả ứ ạ ừ ơ ấ
½ H2(k) + ½ I2(k) ⇄ HI(k) có ΔG0 = -10,10 kJ 500 K.ở
T ng ng v i áp su t riêng ph n c a HI là 10,0 atm ; Iươ ứ ớ ấ ầ ủ 2 là 0,001 atm.
H i áp su t riêng ph n c a Hỏ ấ ầ ủ 2 ph i là bao nhiêu nhi t đ này đ làmả ở ệ ộ ể
gi m ΔG xu ng đ n b ng 0. ả ố ế ằ (ĐS: 775
atm)
5.15: D i đi u ki n gì v áp su t thì ph n ng phân h y Agướ ề ệ ề ấ ả ứ ủ 2O(r) thành
Ag(r) và O2(k) có th x y ra đ c 25ể ả ượ ở 0C ?
Cho ΔG0298 tt Ag2O(r) = -11,21kJ/mol. (ĐS: P(O2) = 0,000116 atm)
5.16: Tính bi n thiên entropy khi 3,00 mol benzen bay h i thu n ngh ch ế ơ ậ ị ở
nhi t đ sôi thông th ng 80,1ệ ộ ườ 0C (=353,25 K). Bi t enthalpy mol bay h iế ơ
c a benzen nhi t đ này là 30,8 kJ/mol. ủ ở ệ ộ (ĐS: + 262 J/K)
5.17: Tính bi n thiên entropy c a quá trình dãn n thu n ngh ch 5,00 molế ủ ở ậ ị
khí argon nhi t đ không đ i 298 K t áp su t 10,0atm đ n 1,0 atm.ở ệ ộ ổ ừ ấ ế
(ĐS: + 95,7 J/K)