BÀI T P NHI T Đ NG HÓA H C-2Ậ Ệ Ộ Ọ
Câu 1. Ph n ng nh h p NOả ứ ị ợ 2 : 2NO2 (k) → N2O4 (k)
Bi t ế∆H0S (kcal/mol) : 8,091 2,309
S0 (cal.mol–1.K–1) : 57,2 72,2
– Tính bi n thiên năng l ng t do c a p 0ế ượ ự ủ ư ở 0C và 1000C. Cho bi t chi u t di n bi n t i nh ng nhi t đế ề ự ễ ế ạ ữ ệ ộ
đó.
– Xđ nhi t đ nào thì ở ệ ộ ∆G = 0 ? Xác đ nh chi u c a ph n ng nhi t đ cao h n và th p h n nhi t đị ề ủ ả ứ ở ệ ộ ơ ấ ơ ệ ộ
đó.
Gi thi t ả ế ∆H và S c a các ch t thay đ i theo nhi t đ không đáng k .ủ ấ ổ ệ ộ ể
Câu 2: Cho:
O2(k) Cl2(k) HCl(k) H2O(k)
0
298
S
(J/mol.K) 205,03 222,9 186,7 188,7
0
298
H∆
(kJ/mol) 0 0 -92,31 -241,83
1. Tính h ng s cân b ng c a ph n ng 298ằ ố ằ ủ ả ứ ở 0K 4HCl(k) + O2(k)
ﾀ
2Cl2(k + 2H2O(k)
2. Gi thi t ả ế
H∆
và
S∆
không ph thu c vào nhi t đ , tính h ng s cân b ng c a ph n ng ụ ộ ệ ộ ằ ố ằ ủ ả ứ ở
6980K.
3. Mu n tăng hi u su t ph n ng oxi hóa HCl thì nên ti n hành ph n ng nh ng đi u ki n nào?ố ệ ấ ả ứ ế ả ứ ở ữ ề ệ
Caâu 3 : T i 25ạoC,
o
G∆
t o thành các ch t nh sau: (theo kJ.molạ ấ ư -1)
H2O(k) CO2(k) CO(k) H2O(l)
-228,374 -394,007 -137,133 -236,964
a. Tính Kp c a ph n ng: ủ ả ứ
( )
( )
( ) ( )
+ +
2
K 2 k 2 K
CO H O l CO CO
t i 25ạoC
b. Tính áp su t h i n c t i 25ấ ơ ướ ạ oC
c. H n h p g m các khí CO, COỗ ợ ồ 2, H2 mà m i khí đ u có áp su t riêng ph n là 1 atm đ c tr n v i n cỗ ề ấ ầ ượ ộ ớ ướ
(l ng, d ). Tính áp su t riêng ph n m i khí có trong h n h p cân b ng t i 25ỏ ư ấ ầ ỗ ỗ ợ ằ ạ oC, bi t quá trình x y ra khi Vế ả
= const.
Câu 4: đi u ki n chu n, entanpi ph n ng và entropi c a các ch t có giá tr nh sau: Ở ề ệ ẩ ả ứ ủ ấ ị ư
S th tố ứ ự Ph n ngả ứ
∆
H0298(kJ)
1
2
3
4
2NH3 + 3N2O
⇔
4N2 + 3H2O
N2O + 3H2
⇔
N2H4 + H2O
2NH3 + ½ O2
⇔
N2H4 + H2O
H2 + ½ O2
⇔
H2O
-1011
-317
-143
-286
S0298(N2H4) = 240 J/mol. K S0298(H2O) = 66,6 J/mol. K
S0298(N2) = 191 J/mol. K S0298(O2) = 205 J/mol. K
a) Tính entanpi t o thành c a ạ ủ
∆
H0298 c a Nủ2H4, N2O và NH3, S0298
b) Vi t ph ng trình c a ph n ng cháy hiđrazin t o thành n c và nitế ươ ủ ả ứ ạ ướ ơ
c) Tính nhi t ph n ng cháy đ ng áp 298K và tính ệ ả ứ ẳ ở
∆
G0298 và tính h ng s cân b ng Kằ ố ằ
d) N u h n h p ban đ u g m 2 mol NHế ỗ ợ ầ ồ 3 và 0,5 mol O2 thì nhi t p hn ng 3 th tích không đ i là baoệ ả ứ ở ể ổ
nhiêu?
Câu 5 :
1./ Cho bi t sinh nhi t chu n ( ế ệ ẩ ∆Ho ) c a ( Oủ3 ) khí = +34Kcal/mol ,
( ∆Ho ) c a ( COủ2 ) khí = -94,05 Kcal/mol, ( ∆Ho ) c a ( NHủ3 ) khí = -11,04 Kcal/mol
( ∆Ho ) c a ( HI ) khí = + 6,2Kcal/molủ
a./ S p x p theo th t tính b n tăng d n c a các đ n ch t h p ch t : Oắ ế ứ ự ề ầ ủ ơ ấ ợ ấ 3 , CO2 ,NH3 ,và HI gi iả
thích ?.
b./ Tính năng l ng liên k t E ượ ế N-N ,bi t EếH-H = 104Kcal/mol và EN-H = 93 Kcal/mol
2./Cho ph n ng : Hả ứ 2O ( k ) + CO ( k ) ⇄ H2 ( k ) + CO2 ( k )
Tính
∆
Ho298oK và
∆
Eo 298oK bi t r ng ế ằ
∆
H o 298oK cu COả2 ( k ); H2O ( k ) , CO ( k ) l n l t là -94,05 ,ầ ượ
- 57,79 ; - 26,41 Kcal/ mol
Câu 6: Cho các s li u nhi t đ ng c a m t s ph n ng sau 298ố ệ ệ ộ ủ ộ ố ả ứ ở oK.
2NH3 + 3N2O ⇄ 4N2 + 3H2O H1= -1011KJ/mol N2O + 3H2 ⇄ N2H4 + H2O H2= -317KJ/mol
2NH3 + 0,5O2 ⇄ N2H4 + H2O H3= -143KJ/mol H2 + 0,5O2 ⇄ H2O H4= -286KJ/mol
Hãy tính nhi t t o thành c a Nệ ạ ủ 2H4, N2O và NH3.
Câu 7 : Ch t l ng Nấ ỏ 2H4 có th dùng làm nhiên li u đ y tên l aể ệ ẩ ử
1. Tính nhi t t o thành c a Nệ ạ ủ 2H4 khi bi t:ế
2. Trong nhiên li u đ y tên l a, hidrazin l ng ph n ng v i hidropeoxit l ng t o ra nit và h iệ ẩ ử ỏ ả ứ ớ ỏ ạ ơ ơ
n c. Vi t p và tính nhi t to ra khi 1mướ ế ư ệ ả 3(đktc) khí N2H4 ph n ng, bi t nhi t t o thành c a Hả ứ ế ệ ạ ủ 2O2(l) là :-
187,8kJ/ mol.
Câu 8 : Butadien – 1,3 tr ng thái khí trong đi u ki n 25ở ạ ề ệ 0C và 100 kPa.
a) Tính Nhi t t o thành chu n c a nó 25ệ ạ ẩ ủ ở 0C khi bi t: ế∆H0 298 K theo kJ.mol ở−1:
∆H0 đ t cháy Cố4H6 = − 2552,73 ; ∆H0 sinh H2O (l) = − 285,83;
∆H0 sinh CO2 (k) = − 393,51; ∆H0 thăng hoa C(r) = 716,7
b) Tính Nhi t t o thành chu n c a nó 25ệ ạ ẩ ủ ở 0C khi bi t các tr s năng l ng liênế ị ố ượ k t: ế
H – H C – C C = C C – H
kJ. mol−1436 345 615 415
c) So sánh k t qu c a 2 ph n trên và gi i thích.ế ả ủ ầ ả
Câu 9 M t n i h i b ng thép có kh i l ng 900 kg. N i h i ch a 400 kg n c. Gi s hiêu su t s d ngộ ồ ơ ằ ố ượ ồ ơ ứ ướ ả ử ấ ử ụ
nhi t c a n i h i là 70 %. C n bao nhiêu calo nhi t đ nâng nhi t đ c a n i h i t 10ệ ủ ồ ơ ầ ệ ể ệ ộ ủ ồ ơ ừ oC lên 100oC ?
Nhi t dung riêng c a thép là 0,46 kJ/mol, nhi t dung riêng c a n c là 4,184 kJ/mol.ệ ủ ệ ủ ướ
Câu 10 : Đ tan c a Mg(OH)ộ ủ 2 trong n c 18ướ ở 0C là 9.10-3 g/ℓ ; còn 100ở0C là 4.10-2 g/ℓ.
a/ Tính tích s tan c a Mg(OH)ố ủ 2 2 nhi t đ trên.ở ệ ộ
b/ Tính các đ i l ng ∆Hạ ượ 0, ∆G0 và ∆S0 c a ph n ng hòa tan, gi s ∆Hủ ả ứ ả ử 0, ∆S0 không thay đ i theoổ
nhi t đ . ệ ộ Bi t R = 8,314 J.mol.kế-1.
Câu 11 :
1. a/ Khi trung hòa 1mol axit m nh b ng 1 mol baz m nh trong dd loãng , nhi t t a ra ạ ằ ơ ạ ệ ỏ
∆
H=-57,32kJ .
Entanpi t o thành n c l ng là -285,81kJ/mol; Entanpi t o thành Hạ ướ ỏ ạ +=0. Hãy xác đ nh Entanpi t o thành OHị ạ -
(aq)
b/ Khi trung hòa 1mol HCN b ng ki m m nh , th y gi i phóng ra 12,13kJ nhi t. Tính ằ ề ạ ấ ả ệ
∆
H c a ph n ngủ ả ứ
đi n li HCNệ
2. a/ V i ph n ng t ng h p NHớ ả ứ ổ ợ 3, 673K có h ng s cân b ng Kở ằ ố ằ 1= 1,3.10-2 ; 773K có h ng s cân b ngở ằ ố ằ
K2= 3,8.10-3. Xác đ nh ị
∆
H trong kh ang nhi t đ đó.ỏ ệ ộ
b/ Mu n tăng hi u su t ph n ng t ng h p NHố ệ ấ ả ứ ổ ợ 3, nên ti n hành p nh ng đi u ki n nào v nhi t đ , ápế ư ở ữ ề ệ ề ệ ộ
su tấ ?
Câu 12 : Cho ph n ng aA + bBả ứ dD + eE
Bi t ế
d e
0D E
a b
A B
C .C
G G RTlnC .C
∆ = ∆ +
V i C là n ng đ t i th i đi m đang xét.ớ ồ ộ ạ ờ ể
1) Ch ng minh r ng: ứ ằ
V i ớ
d e
D E
ca b
A B
C .C
C .C
π =
và Kc là h ng s cân b ng c a ph n ng.ằ ố ằ ủ ả ứ
2) v i ph n ng: ớ ả ứ
0
425 C
2(k) 2(k) (k) C
H I 2HI K 50
+ =
2( ) 2( ) 2( ) 1
2( ) 2( ) 2 ( ) 2
2 4( ) 2( ) 2( ) 2 ( ) 3
133,18
2
1241,6
2
3 2 2 467,44
k k k
k k k
k k k k
N O NO H kJ
H O H O H kJ
N H O NO H O H kJ
+ ∆ =
+ ∆ =−
+ + ∆ =−
H i các h n h p có thành ph n sau đây s ph n ng theo chi u nào?ỏ ỗ ợ ầ ẽ ả ứ ề
2 2
2 2
2 2
H I HI
H I HI
H I HI
a) C 2,5mol/ ; C 4mol/ ; C 10mol/
b) C 0,2mol / ; C 0,8mol/ ; C 5mol/
c) C 0,25mol/ ; C 2mol/ ; C 5mol /
= = =
= = =
= = =
l l l
l l l
l l l
H TẾ
GI IẢ
1) Theo đ bài, ta có ề
0c
G G RTln (1)∆ = ∆ + π
Khi h đ t t i cân b ng thì ệ ạ ớ ằ
0C
G 0 G RTln∆ = ∆ = − π�
Lúc đó
c
π
tr thành Kởc nên
0C
G RTlnK∆ = −
V y thay ậ
0
G∆
vào (1) ta có:
c
c c
c
G RTlnK RTln RTln (0,25ñ)
K
π
∆ = − + π =
2) Ta th y v i ph n ng:ấ ớ ả ứ
0
425 C
2(k) 2(k) (k) C
H I 2HI K 50
+ =
Xét t s ỉ ố
c
c
K
π
:
n u ế
c
c
K
π
<1
c c
K th� G 0π < ∆ <
: ph n ng x y ra theo chi u thu n; ả ứ ả ề ậ
n u ế
c
c
K
π
>1
c c
K thì G 0π > ∆ >
: ph n ng x y ra theo chi u ngh ch;ả ứ ả ề ị
n u ế
c
c
K
π
=1
c c
K th� G 0π = ∆ =
: ph n ng đ t t i tr ng thái cân b ng. ả ứ ạ ớ ạ ằ
T a) ừ
2
c
(10) 10 50 ne�n G 0
2,5.4
π = = < ∆ <�
ph n ng x y ra theo chi u thu n ả ứ ả ề ậ
T b) ừ
2
c
(5) 156,25 50 ne�n G 0
0,2.0,8
π = = > ∆ >�
ph n ng x y ra theo chi u ngh ch ả ứ ả ề ị
T c) ừ
2
c c
(5) 50 K ne�n G 0
0,25.2
π = = = ∆ =�
h đang tr ng thái cân b ng ệ ở ạ ằ
GI IẢ
1. a/ Ph n ng trung hòaả ứ : H+(aq) + OH-(aq) → H2O(l)
∆
H = -57,32kJ
2285,81 0 57,32 228,49 /
ttH O
ttOH ttH kJ mol
− +
∆Η = ∆Η − ∆Η − ∆Η = − − + = −
b/ Ph n ng trung hòaả ứ HCN b ng ki m m nhằ ề ạ :
(1) HCN(dd) + OH- → H2O(l) + CN-(aq)
∆
H1= -12,13 kJ
(2) H+(aq) + OH-(aq) → H2O(l)
∆
H2 = -57,32kJ
L y (1) - (2) HCNấ(dd) → H+(aq) + CN-(aq)
∆
H3 =-12,13-(-57,32)= 45,19kJ
2.a/ Áp d ng ph ng trìnhụ ươ :
0
2
1 2 1
3 0
2
0 4
4
1 1
log 2,303
3,8.10 1 1
log 1,3.10 2,303. 673 773
0,47.2,303.8.314 4,68.10
1,932.10
K
K R T T
R
J
−
−
−
� �
∆Η
= − −
� �
� �
∆Η � �
= −
� �
� �
∆Η = − = −�
b/ N2(K) + 3H2(K)
ﾀ
2NH3(K)
∆
H < 0
Mu n tăng hi u su t t ng h p NHố ệ ấ ổ ợ 3 c n ph iầ ả :
-Tăng áp su t c a hấ ủ ệ
-Gi m nhi t đ c a h ả ệ ộ ủ ệ
GI IẢ
Trong dung d ch : ị
( )
( )
[ ][ ]
( )
3
2
2
-2
s
s
2
2
4 2. OHMgk
2s s s
k OH2Mg OHMg
sss
R
===
+
+
−
- 18Ở0C hay 291k :
11
3
3
s
3
10.495,1
58
10.9
k
mol/
58
10.9
1
−
−
−
=
=
=ls
- 100Ở0C hay 372k :
9
3
2
s
2
31210,1
58
10.4
k
mol/
58
10.4
2
−
−
−
=
=
=ls
b/ T ∆Gừ0 = ∆H0 – T. ∆S0
và ∆G0 = - RT ℓnks
vì ∆H0, ∆S0 không thay đ i theo nhi t đ , nên : ổ ệ ộ
1-0
1-
11
9
0
s
s
21
21
0
12
0
s
s
1
0
2
0
ss
0
2
0
2
0
s
0
1
0
1
0
s
kJ.mol2438,49H
J.mol8,49243
10.495,1
10.312,1
ln
291373
373.291
.314,8H
k
k
ln
T-T
.TT
.H
T
1
T
1
R
H
k
k
n
RT
H
RT
H
nknk
S
RT
H
RT
G
nk
S
RT
H
RT
G
nk
2
2
2
2
12
2
1
=∆
=
−
=∆
=∆⇒
−
∆
−==⇒
∆
−−
∆
−=−⇒
∆
+
∆
−=
∆
−=
∆
+
∆
−=
∆
−=
−
−
R
l
R
R
ll
l
l
Mu n tính ∆Gố0 ph i tính tích s tan kả ố s 298k (25ở0C)
T ừ
4781,0
291
1
298
1
314,8
8,49243
T
1
T
1
R
H
ks
k
n
1
0
1
s=
−−=
−
∆
−=l
T ừ
11
s
11-
s10.41,2k4781,0
1,495.10
k
n−
=⇒=l
T ừ∆G0 = - RTℓnks
1-1-0
-110
kJ.mol 5737,60J.mol7,573.60G
2,41.10n 298.314,8G
==∆
−=∆⇒ l
T ừ∆G0 = - ∆H0 – T. ∆S0
298
7,605738,49243
T
GH 00
0−
=
∆−∆
=∆⇒ S
∆S0 = - 38,02 J.mol -1. k -1
ĐÁP SỐ
Nhiệt l ng là 268405,7 kJượ
GI IẢ
a) C4H6 + 5,5 O2 → 4CO2 + 3H2O
∆H0 (cháyC4H6) = 4∆H0 (sinhCO2) + 3∆H0 (sinh H2O) − ∆H0 (sinhC4H6)
→ ∆H0(sinhC4H6) = 4 (−393,51) + 3(− 285,83) − (− 2552,73) = 121,2 kJ/mol
b) ∆H0(sinhC4H6) = 4∆H0(thăng hoaCr nắ) + 3E(H−H) − 6 E(C−H) − E(C−C) − 2E(C=C )
= (4 ×2866,8) + (3 ×436) − (6 ×415) − (345) − (2 ×615) = 109,8 kJ/mol
c) Năng l ng liên k t theo tính toán không phù h p v i k t qu th c nghi m (l ch ượ ế ợ ớ ế ả ự ệ ệ t i 10%), l n h n thôngớ ớ ơ
th ng do có s không đ nh v c a mây ườ ự ị ị ủ π làm cho phân t ửb n v ng h n so v i mô hình liên k t c ng hoá trề ữ ơ ớ ế ộ ị
đ nh v . ị ị
CH2CH CH CH2
S khác nhau gi a 2ự ữ nhi t t o thành đ c g i là năng l ng c ng h ng c a phân t = 11,4 kJ. molệ ạ ượ ọ ượ ộ ưở ủ ử −1.
GI IẢ
a/ Ph ng trình c n tìm:ươ ầ
N2 + 2H2⇄ N2H4
-X p các ph n ngế ả ứ
4N2 + 3H2O⇄ 2NH3 + 3N2O -H1
3N2O + 3.3H2⇄ 3.N2H4 + 3H2O 3.H2
2NH3 + 0,5O2⇄ N2H4 + H2O H3
H2O⇄ H2+ 0,5O2 -H4
4N2 + 8H2⇄ 4N2H4 H
H= -H1+3H3+H3-H4
= 1011-3.317-143+286
=203KJ.
- Nhi t t o thành Nệ ạ 2H4:
HN2H4 = 203/4 = 50,75KJ.mol-1
b/
N2O + 3H2⇄ N2H4 + H2O H2= -317
H2= HN2H4 + HH2O – HN2O