Bài tập Hóa lý chương 3

Chia sẻ: Tuấn Tài | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:37

Thêm vào BST

Báo xấu

485
lượt xem 112
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu Bài tập Hóa lý chương 3 tập hợp 18 bài tập Hóa lý có hướng dẫn giải cụ thể, chi tiết giúp sinh viên có thể tự ôn tập, kiểm tra kiến thức và học tốt môn Hóa lý.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài tập Hóa lý chương 3

BÀI T P HÓA LÝ CHƯƠNG 3 Bài 1 un nóng t i 445oC m t bình kín ch a 8 mol I2 và 5,3 mol H2 thì t o ra 9,5 mol HI lúc cân b ng. Xác nh lư ng HI thu ư c khi xu t phát t 8 mol I2 và 3 mol H2. Bài 2 Cho ph n ng: 2CO (k) + O2 (k) = 2CO2 (k) và các s li u tra trong s tay hóa lý: ∆Η o 298 -26416 0 -94052 cal/mol o S 298 47,3 49,0 51,0 cal/mol.K Tính ∆Η o (p 298 ), o ∆S 298 (p ), o ∆G 298 (p ), Kp 298. Xét chi u ph n ng trong i u ki n tiêu chu n. Bài 3 Có th i u ch Cl2 b ng ph n ng: 4HCl (k) + O2 = 2H2O (h) + 2Cl2 Xác nh HSCB KP c a ph n ng 386oC, bi t r ng nhi t ó và áp su t 1 atm, khi cho m t mol HCl tác d ng v i 0,50 mol O2 thì khi cân b ng s ư c 0,40 mol Cl2. Bài 4 1
500oK, HSCB c a ph n ng: PCl3 (k) + Cl2 (k) = PCl5 (k) là Kp = 3 atm-1 a./ Tính phân ly α c a PCl5 1 atm và 8 atm. b./ Tính áp su t mà ó có phân ly α = 10%. c./ Ph i thêm bao nhiêu mol Cl2 vào 1 mol PCl5 phân ly c a PCl5 8 atm là α = 10%. Bài 5 T i 50oC và dư i áp su t 0.344 atm phân ly c a N2O4 thành NO2 b ng 63%. Xác nh KP và KC. Bài 6 Cho ph n ng : FeO(r ) + CO( k) = CO2(k) + Fe(r) có các s li u: S0298( Cal/mol.K) 1,36 47,3 51,06 6,49 H0298 tt(Kcal/mol) -63,7 -26,42 -94,052 0 a. Tính G c a ph n ng 2980K. Xét chi u ph n ng KTC. b. Tính h ng s cân b ng Kp c a ph n ng 2980K. Bài 7 2
un nóng t i 445oC m t bình kín ch a 8 mol I2 và 5,3 mol H2 thì t o ra 9,5 mol HI lúc cân b ng. Xác nh lư ng HI thu ư c khi xu t phát t 8 mol I2 và 4 mol H2. Bài 8 H ng s cân b ng c a ph n ng: PCl3 (k) + Cl2 (k) = PCl5 (k) 500oK là KP= 3 atm-1 a. Tính phân ly c a PCl5 2 atm và 20 atm b. áp su t nào, phân ly là 15% Bài 9 10000K h ng s cân b ng c a ph n ng: C (r) + CO2 (k) = 2CO Là Kp =1,85 atm và hi u ng trung bình là 41130 cal. Xác nh thành ph n pha khí cân b ng t i 10000K và 12000K bi t áp su t t ng c ng là 1atm. Bài 10 H ng s cân b ng Kp 25oC và 50oC c a ph n ng: 3
CuSO4.3H2O (r) = CuSO4 (r) + 3 H2O (h) l n lư t là 10-6 và 10-4 atm3; a. / Tính nhi t trung bình trong kho ng nhi t trên. b. / Tính lư ng hơi nư c t i thi u ph i thêm vào m t bình có th tích 2 lit 25oC chuy n hoàn toàn 0, 01 mol CuSO4 thành CuSO4.3H2O. Bài 11 40oC, h ng s cân b ng c a ph n ng: LiCl.3NH3 (r) = LiCl.NH3 (r) + 2NH3 (k) Là Kp = 9 atm2; nhi t này ph i thêm bao nhiêu mol NH3 vào m t bình có th tích 5 lit ch a 0, 1 mol LiCl.NH3 t t c LiCl.NH3 chuy n thành LiCl.3NH3. Bài 12 Cho các d ki n sau: CO CO2 Pb PbO ∆Η o , 298 (ΚJ / mol ) ht -110,43 -393,13 0 -219,03 o ∆Ght , 298 (ΚJ / mol ) -137,14 -394,00 0 -189,14 Cp (J/mol.K) 29,05 36,61 26,50 46,27 Ch p nh n nhi t dung không thay i trong kho ng nhi t 25 –127oC. 4
a./Tìm ∆G o , ∆Η o , Κ Ρ 25oC v i ph n ng: PbO(r) + CO = Pb + CO2 b./ Bi u th ∆Η o Τ dư i d ng m t hàm c a T. c./ Tính Kp 127oC. Bài 13 Có th i u ch Clo b ng ph n ng: 4HCl (k) + O2 = 2H2O (h) + 2Cl2 Xác nh h ng s cân b ng Kp c a ph n ng 386oC, bi t r ng nhi t ó và áp su t 1 atm, khi cho 1 mol HCl tác d ng v i 0, 48 mol O2 thì khi cân b ng s thu ư c 0,402 mol Cl2. Bài 14 800oK h ng s cân b ng c a ph n ng là 4, 12: CO + H2O = CO2 + H2 5
un h n h p ch a 20% kh i lư ng CO và 80% H2O n 800oK. Xác nh thành ph n c a h n h p cân b ng và lư ng H2 sinh ra n u dùng 1 kg nư c. Bài 15 Xét ph n ng th y phân Este axetat etyl. CH 3COOC 2 H 5 + H 2 O → CH 3COOH + C 2 H 5 OH N u lúc u s mol Este b ng s mol nư c khi cân b ng có 1/3 lư ng Este b phân hu . 1) Xác nh h ng s cân b ng c a ph n ng thu phân. 2) Tính ph n Este b thu phân khi s mol nư c l n g p 10 l n s mol Este. 3) Tính t l mol gi a nư c và Este khi cân b ng 99% Este b thu phân. Bài 16 Cho ph n ng: C2H4 (k) + H2 (k) = C2H6 (k) L p công th c tính s mol c a C2H6 trong h n h p cân b ng theo s mol ban uc a C2H4 là a, c a H2 là b, h ng s cân b ng Kp và áp su t cân b ng P. 6
Bài 17 Phương trình mô t s ph thu c c a Kp vào nhi t K c a ph n ng: CO + Cl2 = COCl2 (h khí lí tư ng) có d ng: lg Kp (atm) = 5020/T – 1,75lgT –1,158 a./ Tìm phương trình mô t s ph thu c nhi t : Ο ∆G Τ = f(T) và ∆Η Ο = Τ g(T) b./ Tính ∆G700 , ∆Η 700 , ∆S 700 , Ο Ο Ο HSCB Κ Ρ , 700 , Κ C , 700 ôû 700oK. c./ H n h p sau s ph n ng theo chi u nào 1 atm và 700oK: H n h p 1: 2 mol CO; 5 mol Cl2 và mol COCl2; H n h p 2: 0,4 mol CO; 1,6 mol Cl2 và 8 mol COCl2. Bài 18: Tính h ng s cân b ng Kp 298oK i v i ph n ng: 2 NO + O2 ⇔ 2 NO2 D a vào các d ki n sau: o S 298 [ J/mol.oK] ∆Η o 298 [ kJ/mol ] NO 210,6 90,37 7
O2 205,0 0 NO2 240,5 33,85 Xác nh HSCB Kp 373oK. 8
BÀI GI I HÓA LÝ CHƯƠNG 3 Bài 1: un nóng t i 445oC m t bình kín ch a 8 mol I2 và 5,3 mol H2 thì t o ra 9,5 mol HI lúc cân b ng. Xác nh lư ng HI thu ư c khi xu t phát t 8 mol I2 và 3 mol H2. Bài gi i: H2 + I2 = 2HI Ban u: 5,3 8 0 mol Ph n ng: y y 2y mol Cân b ng: 5,3-y8-y 9,5 mol V y ta có: 2y = 9,5 mol, y = 4,75 mol n=2–1–1=0 Kn = (nHI)2/[nH2*nI] = =(2*4,75)2/[(5,3-4,75)*(8-4,75)] = 50,49 M t khác ta có: H2 + I2 = 2HI Ban u: 3 8 0 mol 9
Ph n ng: y y 2y mol Cân b ng: 3-y 8-y 2y mol = ? Cho Kn = 50,49 = (nHI)2/[nH2*nI] = =(2y)2/[(3-y)*(8-y)] Tính ư c: y = 2,873 mol S mol HI lúc cân b ng là: 2 * 2,873 = 5,746 mol Bài 2: Cho ph n ng: 2CO (k) + O2 (k) = 2CO2 (k) và các s li u tra trong s tay hóa lý: ∆Η o 298 -26416 0 -94052 cal/mol o S 298 47,3 49,0 51,0 cal/mol.K Tính ∆Η o (p 298 ), o ∆S 298 (p ), o ∆G 298 (p ), Kp 298. Xét chi u ph n ng trong i u ki n tiêu chu n. Bài gi i: ∆Η o (p 298 )= -135.272 cal = -135,3 kcal ∆S 298 (p o ) = -41,16 cal/K o ∆G 298 (p ) = -123.006 cal = -123 kcal
0 ∆G 298 = − RT . ln K p 298 0 123006 − ∆G298 K p 298 = e RT =e 1, 987 x 298 = e 207 , 73 Bài 3: Có th i u ch Cl2 b ng ph n ng: 4HCl (k) + O2 = 2H2O (h) + 2Cl2 Xác nh HSCB KP c a ph n ng 386oC, bi t r ng nhi t ó và áp su t 1 atm, khi cho m t mol HCl tác d ng v i 0,50 mol O2 thì khi cân b ng s ư c 0,40 mol Cl2. Gi i: 4HCl (k) + O2 = 2H2O (h) + 2Cl2 Ban u: 1mol 0,5mol 0 mol 0 mol Ph n ng: 2x mol x/2 mol x mol x mol Cân b ng: 1-2x mol 0, 5 – x/2 mol x mol x mol ∆n   Ta có: Κ Ρ = Κ n . Ρ  ∑n    i  cb ∆n = 2 + 2 − 4 − 1 = −1 11
Khi cân b ng: s mol Cl2 = x = 0,40 mol x ∑n i = 1 − 2 x + 0,5 − 2 + 2 x = 1,3 mol Suy ra: (0,40)4  1  −1 = 69,3 atm-1 ΚΡ =   (0,2)4 .(0,3)  1,3  Bài 4: 500oK, HSCB c a ph n ng: PCl3 (k) + Cl2 (k) = PCl5 (k) là Kp = 3 atm-1 a./ Tính phân ly α c a PCl5 1 atm và 8 atm. PCl5 (k) = PCl3 (k) + Cl2 (k) có Kp = 1/3 atm B 1 0 0 mol P y y y mol Cb 1-y y y mol n = 1+1-1=1 ( ∑ n i ) cb = y + 1 Trư ng h p P = 1 atm 12
∆n Kp = Kn.  P  =y2/(1-y) .(1/(y+1)=1/3 atm  ∑    ni  cb → y = 0,5 phân ly α = y/1 = 50% Trư ng h p P = 8 atm ∆n Kp = Kn.  P  =y2/(1-y) .(8/(y+1)=1/3  ∑    ni  cb → y = 0,2 phân ly α = y/1 = 0,2 = 20% b./ Cho y = 0,1. Tính P = ? ∆n  P  y2 P K p = Kn   = . = 1 / 3atm  n  ∑ i  1− y y +1 ∆n  P  0,12 P K p = Kn   = . = 1 / 3atm  n  ∑ i  0,9 1,1 ⇒ P = 33atm c./ Ph i thêm bao nhiêu mol Cl2 vào 1 mol PCl5 phân ly c a PCl5 8 atm là α = 10%. PCl5 (k) = PCl3 (k) + Cl2 (k) có Kp = 1/3 atm 13
B 1 0 n mol P y y y mol Cb 1-y y n+y mol n = 1+1-1=1 ( ∑ n i ) cb = y + 1 +n ∆n  P  y ( y + n) P K p = Kn   = . = 1 / 3atm  n  ∑ i  1− y y +1+ n ∆n  P  0,12 + 0,1n 8 K p = Kn   = . = 1 / 3atm  n  ∑ i  0,9 1,1 + n ⇒ n = 0.5mol Bài 5: T i 50oC và dư i áp su t 0.344 atm phân ly c a N2O4 thành NO2 b ng 63%. Xác nh KP và KC. Gi i: i v i ph n ng: N2O4 ↔ 2NO2 2 PNO2 H ng s cân b ng Kp có d ng: Kp = PN 2O4 14
N u α là phân ly thì t ng s mol lúc cân b ng s là: (1 – α ) + 2α = 1 + α, n u xu t phát t 1 mol N2O4. Áp su t riêng ph n c a m i ch t th i i m cân b ng là: 2α 1−α PNO2 = .P PN 2O4 = .P 1+α 1+α Khi thay các h th c này vào phương trình Kp, ta ư c: 2 PNO2 4α 2 4.(0,63) 2 Kp = = .P = .0,344 = 0,867atm PN 2O4 1−α 2 1 − (0,63) 2 0,867 K C = K p . /( RT ) ∆n = = 0,034(mol / lit ) (0,082.323)1 Bài 6 : Cho ph n ng : FeO(r ) + CO( k) = CO2(k) + Fe(r) có các s li u: S0298( Cal/mol.K) 1,36 47,3 51,06 6,49 H0298 tt(Kcal/mol) -63,7 -26,42 -94,052 0 a. Tính G c a ph n ng 2980K. Xét chi u ph n ng KTC. b. Tính h ng s cân b ng Kp c a ph n ng 2980K. Gi i: a. Tính G c a ph n ng 2980K. Xét chi u ph n ng KTC. 15
∆Η o (p 298 )=-3,932kcal = - 3932 cal ∆S 298 (p o ) = 8,89 cal/K o ∆G 298 (p ) =- 3932 -298 x 8,89=-6581 cal
n=2–1–1=0 Kn = (nHI)2/[nH2*nI] = =(2*4,75)2/[(5,3-4,75)*(8-4,75)] = 50,49 M t khác ta có: H2 + I2 = 2HI Ban u: 4 8 0 mol Ph n ng: y y 2y mol Cân b ng: 4-y 8-y 2y mol = ? Cho Kn = 50,49 = (nHI)2/[nH2*nI] = =(2y)2/[(4-y)*(8-y)] y = 3,739 mol S mol HI lúc cân b ng là: 2 * 3,739 = 7,478 mol Bài 8 : H ng s cân b ng c a ph n ng: PCl3 (k) + Cl2 (k) = PCl5 (k) 500oK là KP= 3 atm-1 a. Tính phân ly c a PCl5 2 atm và 20 atm 17
b. áp su t nào, phân ly là 15% Gi i: a. Tính phân ly c a PCl5 2 atm và 20 atm PCl5 (k) = PCl3 (k) + Cl2 (k) có Kp = 1/3 atm B 1 0 0 mol P y y y mol Cb 1-y y y mol n = 1+1-1=1 (∑ ni )cb = y + 1 P = 2 atm ∆n Kp = Kn.  P  =y2/(1-y) .(2/(y+1)=1/3  ∑    ni  cb y = 0,447 α = y/1 = 44,7% P = 20 atm 18
∆n Kp = Kn.  P  =y2/(1-y) .(20/(y+1)=1/3  ∑    ni  cb y = 0,13 α = y/1 = 13% b. áp su t nào, phân ly là 15% y = 0,15 ∆n Kp = Kn.  P  =0,152/(1-0,15) .(P/(0,15+1)=1/3  ∑    ni  cb P =14,48 atm Bài 9: 10000K h ng s cân b ng c a ph n ng: C (r) + CO2 (k) = 2CO Là Kp =1,85 atm và hi u ng trung bình là 41130 cal. Xác nh thành ph n pha khí cân b ng t i 10000K và 12000K bi t áp su t t ng c ng là 1atm. 19
Gi i: 10000K: g i xCO và xCO2 là ph n phân t c a các khí cân b ng, ta áp d ng phương trình: K Ρ = K Χ .Ρ ∆n 2 ∆n = 2 − 1 = 1 xCO 1 KΡ = .1 xCO2 Mà xCO + xCO2 = 1; xCO2 = 1 − xCO 2 xCO Và KΡ = 1 − xCO V y: 2 xCO + K Ρ .xCO − K Ρ = 0 V i Kp=1,85 atm: 2 xCO + 1,85.xCO − 1,85 = 0 Gi i phương trình và lo i nghi m âm ,ta ư c: xCO= 0,72 và xCO2 =1 – 0,72 = 0,28 12000K: Xác nh giá tr c a KP 12000K: 20