Bài tập tự luận Hóa đại cương – Bổ sung CBGD: ThS. Nguyễn Minh Kha
NHIỆT ĐỘNG HÓA HỌC
Bài 1: Tính nhiệt độ ngọn lửa CO cháy trong không khí (20% O2 và 80% N2 theo thể
tích) . Lượng oxy vừa đủ cho phản ứng :
CO(k) + 1/2O2(k) = CO2(k) ∆H0298 = -283 kJ
Nhiệt độ ban đầu là 250C. Nhiệt dung mol của các chất [J/molK] Cp(CO2)=30; Cp(N2)=
27,2.
Hướng dẫn: Qmtr = -Qpư = 283 = (30.1 + 27,2.2) ( Tc – 298) →Tc = 3651K
Bài 2: Tính độ biến thiên entropi của sự hình thành 1 mol hỗn hợp khí lý tưởng gồm
20% N2 , 50% H2 và 30% NH3 theo thể tích. Hỗn hợp này được hình thành do sự khuếch
tán ba khí vào nhau ở cùng nhiệt độ và áp suất. Hệ được xem là cô lập. (R= 8,314 J/mol
K)
Hướng dẫn: ∆S= 8,314[0,2.ln(100/20)+ 0,5.ln(100/50) + 0,3.ln(100/30)= 8,56J/K
Chú ý: Tính ∆S của quá trình đằng nhiệt có sự thay đổi thể tích hay áp suất
Xác suât nhiệt động tỉ lệ thuận với thể tích và tỉ lệ nghịch với áp suất:
W V ; W1/p nên ta có : → = =
Mà = =
Ví dụ: tính ∆S của quá trình giản nở đẳng nhiệt 2 mol khí He giảm áp suất từ 1 atm đến
0,001 atm
∆S = = 2.8,314.ln [J]
Bài 3: Hãy so sánh độ bền giữa các oxyt sắt: FeO; Fe2O3 ; Fe3O4 . Cho biết thế đẳng áp
tạo thành tiêu chuẩn (∆G0298)tt [kcal/mol] của các oxit trên theo thứ tự lần lượt là: -58,6; -
145,0; -243,4.
Đáp án độ bền giảm dần : FeO; Fe2O3 ; Fe3O4
Hướng dẫn: 3Fe2O3 = 2 Fe3O4 + 1/2O2
∆G0298 = 2.(-243,4) – ( 3.(-145,0) < 0 nên Fe3O4 bền hơn Fe2O3
Tương tự như trên, ta có Fe2O3 bền hơn FeO
Bài 4: Cho 18,4g khí N2O4 vào bình chân không dung tích 5,904 lit ở 270C .Trong bình
xảy ra phản ứng : N2O4(k) ↔ 2NO2 (k)
Tính áp suất riêng phần của NO2 và N2O4 lúc cân bằng. Biết áp suất của hỗn hợp khí lúc
cân bằng là 1atm.
Hướng dẫn : dùng pt trạng thái khí lý tưởng ta có P (N2O4) ban đầu là 5/6atm
N2O4(k) ↔ 2NO2 (k)
Ban đầu 5/6atm 0
Phản ứng x 2x
Cân bằng 5/6 –x 2x
Khi cân bằng 5/6-x +2x = 1 → x= 1/6 atm
Đáp số : P(N2O4)cb = 2/3 atm P(NO2)cb= 1/3atm
Bài 5: Tính ∆G0298 của phản ứng :Cu (r ) + Cl2(k)= CuCl2(r)
Cho biết: Cu(r) + ½ Cl2(k) = CuCl(r) ; ∆G0298 = -137000+58,42.T [J]
2CuCl(r) + Cl2(k) = 2CuCl2(k); ∆G0298 = -77400+179,20.T [J]
Bài 6: Cho phản ứng: C6H6(?) + 15/2O2(k) = 6CO2(k) +3H2O(?)
Diễn ra ở 300K và có Qp - Qv = 1245J. Trong phản ứng trên C6H6 và H2O ở trạng thái
lỏng hay hơi ?
Bài tập tự luận Hóa đại cương – Bổ sung CBGD: ThS. Nguyễn Minh Kha
Bài 7: Cho phản ứng hóa học : Zn (r ) + CuSO4 (dd) = ZnSO4(dd) + Cu(r )
Khi phản ứng tự diễn ra trong ống nghiệm ở áp suất khí quyển , 250C thì tỏa ra một nhiệt
lượng là 230kJ.Khi thực hiện phản ứng trên trong nguyên tố ganvanic ở cùng nhiệt độ và
áp suât như trên trong điều kiện thuận nghịch nhiệt động thì lượng nhiệt tỏa ra là
20kJ.Hãy tính công điện của pin.
Đáp số: A’= +210kJ
CÂN BẰNG HÓA HỌC & MỨC ĐỘ DIỄN RA CỦA CÁC
QUÁ TRÌNH HÓA HỌC
Bài 1: Viết biểu thức hằng số cân bằng của các cân bằng hóa học sau :
(a) 2NOCl(k) ⇄ 2NO(k) + Cl2(k). (b) CO(k) + ½O2(k) ⇄ CO2(k).
(c) 2CH3COOH(k) ⇄ (CH3COOH)2(k) (d) CO2(k) + C(r) ⇄ 2CO(k).
(e) CaCl2.2H2O(r) ⇄ CaCl2(r) + 2H2O(k). (f) 2NO2(k) ⇄ N2O4(k).
(g) [HgI4]2-(dd) ⇄ Hg2+(dd) + 4I-(dd). (h) ½N2(k) + 3/2H2(k) ⇄ NH3(k).
(i) 3Fe(r) + 4H2O(k) ⇄ Fe3O4(r) + 4H2(k). (j) NH4HS(r) ⇄ NH3(k)+H2S(k).
(k) SnO2(r) + 2H2(k) ⇄ Sn(l) + 2H2O(k). (l) CaCO3(r) ⇄ Ca(r) + CO2(k).
Bài 2: Trong hệ cân bằng: A(k) + 2B(k) ⇄ D(k) có nồng độ cân bằng các chất là: [A] =
0,06M; [B] = 0,12M; [C] = 0,216M. Tính hằng số cân bằng và nồng độ ban đầu của A và
B nếu phản ứng xuất phát chỉ có A và B.
(ĐS: KC = 250; [A]0 =0,276M; [B]0 = 0,552M.)
Bài 3: Ở một nhiệt độ nhất định, phản ứng phân ly của HI sinh ra các đơn chất tương ứng
có hằng số cân bằng là 6,2510-2. Tính % HI phân ly ở nhiệt độ này.
(ĐS:33,33%)
Bài 4: Cho phản ứng và các dữ kiện:
C(graphit) + H2O(k) ⇄ CO(k) + H2(k)
S0298 (J/mol.K) 5,7 188,7 197,5 130,5
ΔH0298 tt (kJ/mol) 0 -241,8 -110,5 0
Tính giá trị nhiệt độ của phản ứng tại đó hằng số cân bằng bằng 1. Xem ΔH0 và ΔS0
không phụ thuộc nhiệt độ. (ĐS: T = 983 K)
Bài 5: Ở một nhiệt độ thích hợp cân bằng sau đây được thiết lập trong bình kín :
CO2(k) + H2(k) ⇄ CO(k) + H2O(k) có hằng số cân bằng là 1.
a) Xác định % CO2 đã chuyển thành CO ở nhiệt độ đã cho nếu ban đầu có 1 mol CO2 và
5 mol H2 trộn lẫn với nhau.
b) Xác định tỉ lệ thể tích trộn lẫn giữa CO2và H2 ban đầu nếu khi cân bằng thiết lập có
90% lượng H2 ban đầu tham gia phản ứng.
(ĐS: (a): 83,33% ; (b): 9:1)
Bài 6: Xét hệ cân bằng: N2(k) + 3H2(k) ⇄ 2NH3(k) ΔH0 = - 92,4 kJ
Khi hệ cân bằng, nồng độ các chất là: [N2] = 3M; [H2] = 9M; [NH3] = 4M.
a) Xác định nồng độ ban đầu của N2 và H2 nếu ban đầu chỉ có N2 và H2.
b) Xác định chiều chuyển dịch cân bằng khi tăng nhiệt độ.
c) Xác định chiều chuyển dịch cân bằng khi giảm thể tích bình phản ứng.
(ĐS:(a):[N2]0 = 5M và [H2]0 = 15M;(b): chiều nghịch;(c): chiều thuận)
Bài 7: Hằng số cân bằng của phản ứng FeO(r) + CO(k) ⇄ Fe(r) + CO2(k) ở một nhiệt độ
xác định là 0,5. Tìm nồng độ cân bằng của các chất CO và CO2 nếu nồng độ ban đầu của
chúng lần lượt là 0,05M và 0,01M.
(ĐS: [CO] = 0,04M; [CO2] = 0,02M)
Bài tập tự luận Hóa đại cương – Bổ sung CBGD: ThS. Nguyễn Minh Kha
Bài 8: Ở một nhiệt độ xác định hằng số cân bằng của phản ứng (1) là 100. Hãy viết biểu
thức và tính hằng số cân bằng của các phản ứng (2) và (3).
(1) N2(k) + 2O2(k) ⇄ 2NO2(k). K1 = 100.
(2) 2NO2(k) ⇄ N2(k) + 2O2(k). K2 = ?
(3) NO2(k) ⇄ ½N2(k) + O2(k). K3 = ?
(ĐS: K2 = 0,01; K3 = 0,1)
Bài 9: Tính giá trị của hằng số cân bằng cho cân bằng dưới đây ở một nhiệt độ xác định
trong bình dung tích 1,5 lít có 5 mol N2, 7 mol O2 và 0,1 mol NO2 :
N2(k) + 2O2(k) ⇄ 2NO2(k) ; ΔH < 0 . Nếu tăng nhiệt độ giá trị của hằng số cân bằng sẽ
thay đổi như thế nào? (ĐS: K = 6,1
10-5 ; K giảm)
Bài 10: Xác định nồng độ cân bằng của mỗi chất trong hỗn hợp cân bằng sau:
A(k) + B(k) ⇄ C(k) + 2D(k) có KC = 1,810-6 ( ở một nhiệt độ xác định). Biết rằng ban
đầu chỉ có 1 mol C và 1 mol D cho vào bình dung tích 1 lít.
(ĐS:[D] = x = 9,5
10 -4M; [A] = [B] = [C] = 0,5M)
Bài 11: Ở 900C cân bằng sau đây được thiết lập: H2(k) + S(r) ⇄ H2S(k) có KC = 6,810-2
. Nếu đun nóng 0,2 mol H2 và 1,0 mol lưu huỳnh trong bình dung tích 1 lít đến 900C thì
áp suất riêng phần của H2S ở trạng thái cân bằng là bao nhiêu? (ĐS:P(H2S) = 0,42 atm)
Bài 12: Hằng số cân bằng tính theo lý thuyết của phản ứng polyme hóa formaldehyde
(HCHO) thành glucose (C6H12O6) trong dung dịch nước là 6HCHO ⇄ C6H12O6 ;
KC = 6,01022 . Nếu trong dung dịch glucose 1,0 M đạt đến trang thái cân bằng phân ly
thì nồng độ của formaldehyde trong dung dịch là bao nhiêu?
(ĐS:[HCHO] = 1,6
10-4 M)
Bài 13: Cân bằng sau CaCO3(r) ⇄ Ca(r) + CO2(k) có KP = 1,16 atm ở 8000C. Cho 20,0 g
CaCO3 vào bình chứa dung tích 10,0 lít đun đến 8000C. Tính % CaCO3 còn lại không bị
phân hủy? (ĐS: 34%)
Bài 14: Xét cân bằng: N2O4(k) ⇄ 2NO2(k) ;ở 270C và 1,0 atm có 20% N2O4 bị phân hủy
thành NO2.
a) Tính KP ở 270C ?
b) Tính % phân hủy của N2O4 ở 270C và áp suất tổng cộng là 0,1 atm.
c) Nếu ban đầu cho 69 g N2O4 (duy nhất) vào bình chứa dung tích 20 lít ở
270C thì độ phân hủy tối đa của N2O4 là bao nhiêu ?
(ĐS: (a):KP = 0,17; (b): 55%; (c): 19%)
Bài 15: Quá trình khử oxit thiếc (IV) bằng H2:
SnO2(r) + 2H2(k) ⇄ Sn(l) + 2H2O(k). Tính KP ở hai nhiệt độ:
a) Ở 900 K , hỗn hợp khí và hơi cân bằng có 45% H2 về thể tích.
b) Ở 1100 K, hỗn hợp khí và hơi cân bằng có 24% H2 về thể tích.
c) Hãy cho biết ở nhiệt độ cao hơn hay thấp hơn thì hiệu suất khử cao hơn ? Phản ứng
có dấu của ΔH như thế nào ?
( ĐS: KP (900) = 1,5 ; KP (1100) = 10 ; T cao ; ΔH > 0 )
Bài 16: Tính ΔG và ΔG0 của phản ứng sau ở trạng thái cân bằng:
A + B ⇄ C + D , có K = 10 ở 270C. ( ĐS: ΔG = 0 và ΔG0 = - 5,73 kJ)
Bài 17: Cho phản ứng ở 298 K có ΔH0 = -29,8 kcal và ΔS0 = - 0,1 kcal/K.
A(k) + B(k) ⇄ C(k) + D(k). Tính hằng số cân bằng K ? (ĐS: K = 1,0)
Bài 18: Tính tỉ lệ nồng độ cân bằng của C và A khi nồng độ ban đầu của A và B là bằng
nhau và hệ đạt cân bằng ở 300 K: A + B ⇄ C + D , có ΔG0 = 460 cal.
(ĐS: [C]/[A] = 0,679)
Bài tập tự luận Hóa đại cương – Bổ sung CBGD: ThS. Nguyễn Minh Kha
Bài 19: Khi trộn 1 mol rượu êtylic nguyên chất với 1 mol axit axetic có xúc tác H+ ở
nhiệt độ phòng, hỗn hợp cân bằng có chứa mol mỗi chất este và nước. Tính hằng số
cân bằng và ΔG0 của phản ứng. Nếu ban đầu trộn 3 mol rượu với 1 mol axit thì thu được
bao nhiêu mol este ở trạng thái cân bằng.
(ĐS: K = 4,0 ; ΔG0 = -3,44 kJ ; 0,90 mol este)
Bài 20: Cho phản ứng : 2A(k) + B(k) ⇄ A2B(k). Ở 300 K có K = 1,010-10 . Cho ΔS0 =
5,0 J/K. Tính ΔU0 ? (ĐS: ΔU0 = 63,8 kJ)
Bài 21: Cho phản ứng: A(k) + B(k) ⇄ C(k) + D(k) + E(k) có ΔS0 = 0,1 kcal/K
và ΔU0 = -90,0 kcal. Tính hằng số cân bằng của phản ứng ở 300 K và áp suất không đổi.
(ĐS: K = 3
10 86 )
Bài 22: Ở 454 K, có cân bằng sau: 3Al2Cl6(k) ⇄ 2Al3Cl9(k) .
PCB riêng phần (atm): 1,00 1,0210-2
Tính hằng số cân bằng của phản ứng ở nhiệt độ trên (ĐS: K = 1,04
10 -4)
Bài 23: Cho:(1): CS2((k) + 3O2(k) ⇄ CO2(k) + 2SO2(k) (K1)
Tính (cùng T)(2): ½CO2(k) + SO2(k) ⇄ ½CS2((k) + O2(k) (K2 theo K1)
(ĐS: K2 = K1- ½ )
Bài 24: Cho: (1): XeF6(k) + H2O(k) ⇄ XeOF4(k) + 2HF(k) (K1)
(2): XeO4(k) + XeF6(k) ⇄ XeOF4(k) + XeO3F2(k) (K2)
Tính: (3): XeO4(k) + 2HF(k) ⇄ XeO3F2(k) + H2O(k) (K3 theo K1 và K2)
(ĐS: K3 = K2 /K1)
Bài 25: Cân bằng: 2NO2(k) ⇄ N2O4(k) có hằng số cân bằng K(250C) = 6,8 và K(2000C)
= 1,2110 -3. Tính biến thiên enthalpy ΔH của phản ứng. Giả thiết rằng ΔH và ΔS là hằng
số ở khoảng nhiệt độ khảo sát. (ĐS: ΔH = -58 kJ)
DUNG DỊCH LỎNG
Bài 1: Áp suất hơi của NH3 trên dd 1% bằng 4,0 mmHg. Hãy tính áp suất của nó trên dd
2,5% tại cùng một nhiệt độ. ĐS: 10 mmHg
Hướng dẫn:
Theo đl Henry : Hằng số cân bằng K:
=K → = →P=10[mmHg]
Bài 2: Ở 400C và 600C , KNO3 có độ hòa tan trong nước lần lượt là C1=63,9 g/100g
nước, C2=109,9 g/100g nước. Hãy tính nhiệt hòa tan ∆H trong nước của KNO3. ĐS :
25,5 kJ/mol
Hướng dẫn
= - ( - ) →∆H= 23498,9J/mol = 23,5 kJ/mol
Bài 3: Biết rằng áp suất hơi bão hòa của benzene (M=78g/mol) ở 250C bằng 95,0mmHg(
=P0) . Khi hòa tan 0,155 g hợp chất [Al(CH3)3]x không bay hơi vào trong 10,00g
benzene, áp suất hơi bây giờ chỉ bằng 94,2 mmHg (P1). Hãy xác định phân tử khối của
hợp chất đó và xác định x trong công thức
ĐS: M= 143,5 g/mol ; x=2
Hướng dẫn:
Sử dụng công thức : = Nchat tan
Bài tập tự luận Hóa đại cương – Bổ sung CBGD: ThS. Nguyễn Minh Kha
Bài 4: Hòa tan 0,98kg một chất tinh khiết vào trong 100g benzene, dung dịch có nhiệt độ
sôi ts= 80,30C, biết rằng bezen có nhiệt độ sôi 80,10C và ks= 2,65[độ/mol]. Tính khối
lượng mol của chất đó. ĐS: 130 g/mol
Hướng dẫn:
∆Ts = ks . Cm
Bài 5: Tính độ hòa tan của AgI ( TAgI = 10-16 )
a) Trong nước nguyên chất. ĐS : S= 10-8mol/l
b) Trong dd KI 0,1M ĐS: S’= 10-15mol/l
Bài 6: Ở 250C độ hòa tan của CaF2 bằng 2,15.10-4 mol/l. Hãy tính tích số tan của CaF2 tại
nhiệt độ đó. ĐS: 3,97.10-11
Hướng dẫn: T (CaF2)= [Ca2+].[F-]2 = S.4S2 = 4S3
Bài 7: PbI2 (M= 461g/mol) được rửa bằng 100cm3 nước (TPbI2=8.10-9).Hãy tính khối
lượng PbI2 bị hao khi rữa. ĐS: 58 mg PbI2
Hướng dẫn: Tính độ tan trong nước S= →m= S.461.100/1000
Bài 8: Áp suất hơi của CS2 ở 293K là 0,11367 atm. Nếu hòa tan 2,56 g Sn vào 76g CS2
thì áp suất hơi bão hòa của dd là 0,11254 atm. Hãy tính khối lượng mol của sunfua
hóa tan và cho biết số nguyên tữ n trong phân tử Sn .
ĐS: M=257,S8
Hướng dẫn: : = Nchat tan
Bài 9: So sánh độ tan trong dd NaIO3 0,1M của hợp chất : AgIO3(S1) ; Sr(IO3)2 (S2);
La(IO3)3(S3) và Ce(IO3)4 (S4) .
Cho biết : pT (AgIO3)=7,52 ; pT(Sr(IO3)2)=6,5 ; pTLa(IO3)3=11,2 ; pT(Ce(IO3)4)=9,5 .
Hướng dẫn : Dùng công thức tính độ tan từ tích số tan ta có :S 3 < S1 <S4 < S2
Bài 10: Sục đến bão hòa khí H2S( [H2S]= 0,1M) vào dd có chứa các ion Cd2+ , Ni2+ và Zn2+
có cùng nồng độ 0,01M. Hãy cho biết thứ tự xuất hiện kết tủa trong dd.
Cho biết: pT(CdS)=26,1; pT(ZnS)=23,8; pT(NiS)= 18,6.
ĐS : CdS , ZnS , NiS
Bài 11: Etylen glycol (EG) là chất chống đông trong bộ tản nhiệt của động cơ ô tô hoạt
động ở vùng bắc và nam cực trái đất. Tính thể tích EG cần thêm vào bộ tản nhiệt có 8
lit nước để có thể làm việc ở nhiệt độ thấp nhất là -200C . Cho biết khối lượng riêng
cũa EG là 1,11 g/cm3. Hằng số nghiệm đông của nước bằng 1,86 độ/mol . Cho biết
phân tử lượng của EG là 62.
Hướng dẫn: 20 = Cm .1,86 → v = 4,8 lit
Bài 12: Trên đỉnh Everest áp suất khí quyển là 0,31 atm. Tính nhiệt độ sôi của nước ở
đỉnh núi. Cho biết nhiệt bay hơi của nước là 40,656 kJ/mol.
Bài 13: Tính độ tan trong nước ở 250C của Ag2SO4 . Biết sức điện động của pin sau ở
250C là 0,109V
(-) Ag │dd Ag2SO4 bão hòa ││ AgNO3 2M│Ag(+)
Hướng dẫn: E = 0,059.lg(2/2S) → S = 1,42.10-2 M
Bài 14: Áp suất hơi của dd chứa 2,4g Ca(NO3)2 (M=164) trong 36g nước ở 1000C là
747mmHg. Tính độ điện ly biểu kiến của Ca(NO3)2
Bài 15: Tính pH của dd bão hòa Mg(OH)2 ở 250C .Biết T(Mg(OH)2)= 10-11.
Hướng dẫn: [OH-]3/2 = 10-11 → pH = 10,5
Bài 16: cho biết độ tan trong nước của Pb(IO3)2 là 4.10-5 mol/l ở 250C .Hãy tính tích số
tan của Pb(IO3)2 ở nhiệt độ trên.
Hướng dẫn: T = S.4S2 = 4S3