TUYỂN TẬP BÀI TẬP PHỔ THÔNG, ĐẠI HỌC, SAU ĐẠI HỌC
LUẬN VĂN-KHOÁ LUẬN-TIỂU LUẬN
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
BÀI TẬP HOÁ HOÁ LÝ DÀNH CHO SINH VIÊN ĐẠI HỌC,
CAO ĐẲNG CÓ HƯỚNG DẪN CHI TIẾT
-1-
I. Mở đầu
Trong quá trình giảng dạy ở trờng phổ thông nhiệm vụ phát triển t duy cho học sinh
là nhiệm vụ rất quan trọng, đòi hỏi tiến hành đồng bộ ở các môn, trong đó Hóa học là môn
khoa học thực nghiệm đề cập đến nhiều vấn đề của khoa học, sẽ góp phần rèn luyện t duy
cho học sinh ở mọi góc độ đặc biệt là qua phần bài tập hóa học. Bài tập hóa học không
những có tác dụng rèn luyện kỹ năng vận dụng, đào sâu và mở rộng kiến thức đã học một
cách sinh động, phong phú mà còn thông qua đó để ôn tập, rèn luyện một số kỹ năng cần
thiết về hóa học, rèn luyện tính tích cực, tự lực, trí thông minh sáng tạo cho học sinh, giúp
học sinh hứng thú trong học tập. Qua bài tập hóa học giáo viên kiểm tra, đánh giá việc nắm
vững kiến thức và kỹ năng hóa học của học sinh.
Để giáo viên bồi dỡng học sinh khá, giỏi ở trờng chuyên dự thi học sinh giỏi cấp
Tỉnh và cấp Quốc gia đợc tốt thì nhu cầu cấp thiết là cần có một hệ thông câu hỏi và bài tập
cho tất cả các chuyên đề nh : cấu tạo chất, nhiệt hoá học, động hoá học, cân bằng hoá
học,....
Vì vậy , trong quá trình giảng dạy đội tuyển học sinh giỏi Tỉnh và Quốc gia tôi đã su
tầm và tập hợp lại một số câu hỏi và bài tập theo một số chuyên đề , trong đó có phần dùng
để luyện tập cho học sinh phần Nhiệt hoá học
II. Mục đích của đề tài
Xây dựng hệ thống câu hỏi và bài tập phần Nhiệt hoá họcdùng cho học sinh lớp
chuyên Hoá học ở bậc THPT giúp học trò học tốt hơn và chuẩn bị tốt hơn cho các kỳ thi
học sinh giỏi Hóa học cả về lý thuyết bài tập phơng pháp giải, góp phần nâng cao
chất lợng giảng dạy và học tập môn Hóa học.
III. Nội dung
A- Cơ sở Lí thuyết :
Trớc khi đa ra hệ thống bài tập cho học trò luyện tập thì giáo viên cần phải yêu cầu
học trò nhớ lại một số khái niệm và nội dung lí thuyết cơ bản của phần Nhiệt hoá học nh
sau:
1) Khí lí tởng:
* Khí lí tởng là chất khí mà khoảng cách giữa các phân tử khí xa nhau, có thể bỏ qua t ơng
tác giữa chúng.
* Với khí lí tởng thì có thể áp dụng :
-2-
- Phơng trình trạng thái:
P.V = nRT
(R = 8,314 J/mol.K = 0,082 l.atm/mol.K)
- Trong bình có hỗn hợp khí thì: P = Pi =
còn
Pi = Ni .P =
ni
ni
ni .RT
V
.P
2) Hệ và môi trờng:
- Hệ mở: hệ trao đổi chất và năng lợng với môi trờng.
- Hệ kín: Hệ chỉ trao đổi năng lợng với môi trờng.
- Hệ đoạn nhiệt: Hệ không trao đổi nhiệt với môi trờng.
* Quy ớc:
năng lợng mang dấu +
Hệ nhận năng lợng của môi trờng
Hệ nhờng năng lợng cho môi trờng năng lợng mang dấu 3) Biến đổi thuận nghịch:
Nếu hệ chuyển từ trạng thái cân bằng này sang trạng thái cân bằng khác một cách vô cùng
chậm qua liên tiếp các trạng thái cân bằng thì sự biến đổi này đợc gọi là thuận nghịch. Đây
là sự biến đổi lí tởng không có trong thực tế.
4) Sự biến đổi bất thuận nghịch: là sự biến đổi đợc tiến hành với vận tốc đáng
kể. Những phản ứng trong thực tế đều là biến đổi bất thuận nghịch.
5) Hàm trạng thái: là hàm mà giá trị của nó chỉ phụ thuộc vào các thông số trạng
thái của hệ, không phụ thuộc vào những sự biến đổi trớc đó.
Ví dụ: P.V = hàm trạng thái
P1.V1 = n.RT1 ; P2.V2 = n.R.T2
6) Công (W) và nhiệt (Q)
- Là 2 hình thức trao đổi năng lợng.
- W, Q không phải là hàm trạng thái vì giá trị của chúng phụ thuộc vào cách biến đổi.
Ví dụ: Công của sự giãn nở khí lí tởng từ thể tích V1 đến V2 ở to = const trong 1 xilanh kín
nhờ 1 pittông đợc tính bằng công thức:
2
W = - Pn .dV
(Pn : áp suất bên ngoài)
1
* Nếu sự biến đổi là BTN thì Pn = Pkq = const
2
WBTN = - Pkq .
dV = - Pkq . V = - Pkq .(V2 - V1)
1
-3-
* Nếu sự biến đổi là thuận nghịch: Giảm Pn những lợng vô cùng bé để thể tích khí tăng
những lợng vô cùng bé. Khi đó Pn mỗi lúc thực tế = P ở bên trong xi lanh = Pk
Pn = Pk = n.RT/V
2
WTN = - Pn .dV = - nRT .
1
V2
dV
=
nRT
.ln
1 V
V1
2
WBTN WTN
* Các quá trình thuận nghịch sinh công lớn nhất khi hệ biến đổi từ trạng thái 1 sang trạng
thái 2. Lợng công này đúng bằng lợng công cần thiết đa hệ về trạng thái ban đầu một cách
thuận nghịch.
7) Nội năng U:
- U của một chất hay một hệ gồm động năng của các phần tử và thế năng tơng tác giữa các
phần tử trong hệ đó.
- U là đại lợng dung độ và là hàm trạng thái
- U của n mol khí lí tởng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ.
8) Nguyên lí I của nhiệt động học: (Sự biến đổi nội năng của hệ).
U = U2 - U1 = W + Q
- Đối với sự biến đổi vô cùng nhỏ: dU = W + Q
(: Chỉ những hàm không phải là hàm trạng thái)
- Thờng gặp công đợc thực hiện chỉ do sự biến đổi thể tích nên:
2
dU = Q -
dU = Q = P .dV
P.dV
1
W = -P.dV
2
U = Q - P.dV
1
* Nhiệt đẳng tích: Nếu hệ biến đổi ở V = const dV = 0
U = QV QV là 1 hàm trạng thái.
* Nhiệt đẳng áp: Nếu hệ biến đổi ở P = const thì:
2
P.dV = P .
1
2
dV = P. V2 - P. V1
1
U = U2 - U1 = QP - P. V2 + P .V1
QP = (U2 + P.V2) - (U1 + P .V1)
Đặt U + P.V = H = entanpi = hàm trạng thái
QP = H2 - H1 = H = sự biến thiên entanpi của hệ.
* Nhiệt phản ứng:
Xét 1 hệ kín trong đó có phản ứng: aA + bB cC + dD
-4-
Nhiệt phản ứng của phản ứng này là nhiệt lợng trao đổi với môi trờng khi a mol A phản ứng
với b mol B tạo ra c mol C và d mol D ở T = const.
- Nếu phản ứng đợc thực hiện ở P = const thì nhiệt phản ứng đợc gọi là nhiệt phản ứng đẳng
áp QP = H
- Nếu phản ứng đợc thực hiện ở V = const thì nhiệt phản ứng đợc gọi là nhiệt phản ứng
đẳng tích QV=U
* Quan hệ giữa QP và QV
QP = H = (U + PV)P = U + P. V
QP = QV + n .RT
H = U + P . V = U + n .RT
( n = n khí sp - n khí p )
Khi n = 0 QP = QV hay H = U
U = QV = n .CV . T
H = QP = n .CP . T
* Nhiệt dung mol đẳng áp (CP) là nhiệt lợng cần cung cấp để làm 1 mol chất nóng thêm 1 o
trong điều kiện đẳng áp (mà trong quá trình không có sự biến đổi trạng thái).
T2
T2
T1
T1
* Tơng tự với CV: H = C P .dT ; U = CT .dT
CP, CV là hàm của nhiệt độ.
Với 1 mol khí lí tởng: CP =
Mà U = H - P. V
H
U
; CV =
T
T
CP =
H
U
P.V
=
+
= CV + R
T
T
T
Q, W: Không phải là hàm trạng thái
QV = U; QP = H QV, QP là hàm trạng thái chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và
trạng thái cuối của hệ mà không phụ thuộc vào quá trình biến đổi là thuận nghịch hay
không thuận nghịch.
9) Định luật Hess: H (U) của 1 quá trình chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và trạng
thái cuối của hệ mà không phụ thuộc vào đờng đi.
Hp = Hs (sản phẩm) - Hs (chất đầu) = Hc (chất đầu) - Hc (sản phẩm)
10) Định luật Kirchhoff:
-5-
n1 A + n2 B
H2
n3C + n4 D
T2
Hb
Ha
n1 A + n2 B
H1
n3C + n4 D
T1
Theo định luật Hess: H2 = Ha + H1 + Hb
Mà:
T2
T2
T1
T1
Ha = (n1.C PA +n2 .C Pb ).dT = T2
Hb =
(n .C
3
PC
(n .C
1
PA
+n2 .C PB ).dT
+n4 .C PD ).dT
T1
T2
T2
H2 = H1 + [(n3 .C P +n4 .C P ) (n1C P + n2 C P )].dT = H1 + C P .dT
C
D
A
B
T1
T1
T
- H1 thờng đợc xác định ở điều kiện chuẩn:
H T = H 298 +
o
o
C
o
P
.dT
298
Với CoP = CoP(sp) - CoP(tham gia)
CoP là nhiệt dung mol đẳng áp ở điều kiện chuẩn (1atm).
- Trong khoảng hẹp của nhiệt độ có thể coi CoP = const
Thì: H2 = H1 + CP.(T2 -T1)
HoT = Ho298 + CoP (T - 298)
11) Entropi (S)
- Trong sự biến đổi thuận nghịch vô cùng nhỏ ở T = const hệ trao đổi với môi trờng một lợng nhiệt QTN thì sự biến thiên entropi trong quá trình này là: dS =
QTN
T
S là hàm trạng thái (J/mol.K)
- Nếu sự biến đổi là bất thuận nghịch thì dS >
QTN
T
- Vì là hàm trạng thái nên khi chuyên từ trạng thái 1 sang trạng thái 2 bằng biến thiên thuận
QTN
T
1
2
nghịch hay bất thuận nghịch thì S2 - S1 = S =
(STN = SBTN)
12) Nguyên lí II của nhiệt động học:
-6-
dS
Q
T
- Trong hệ cô lập Q = 0. nên:
+ dS = 0: trong hệ cô lập entropi của hệ không đổi nếu xảy ra quá trình thuận nghịch.
+ dS > 0 : trong hệ cô lập, quá trình tự xảy ra (BTN) theo chiều tăng entropi của hệ và tăng
cho tới khi đạt giá trị max thì hệ sẽ đạt trạng thái cân bằng.
* Entropi là thớc đo độ hỗn độn của hệ: Độ hỗn độn của 1 hệ hay 1 chất càng lớn khi hệ
hay chất đó gồm những hạt và sự dao động của các hạt càng mạnh (khi liên kết giữa các hạt
càng yếu).
VD: S
H2O(r)
< S H O (l) < S
2
S H (k) < S O (k)< SO
2
2
3
H2O (h)
(k)
S là 1 đại lợng dung độ.
13) Sự biến thiên S trong quá trình biến đổi trạng thái của
chất:
Khi chất nguyên chất nóng chảy hoặc sôi ở P = const thì:
2
T = const S =
Q
T
1
=
H
T
H = nhiệt biến thiên trạng thái = Ln/c hoặc Lh
14) S trong quá trình giãn nở đẳng nhiệt khí lí tởng:
Xét n mol khí lí tởng giãn nở thể tích từ V1 V2 ở to = const. Vì nội năng của khí lí tởng
chỉ phụ thuộc nhiệt độ nên trong sự biến đổi này:
U = QTN + WTN = QBTN + WBTN = 0
QTN = - WTN = nRT. ln
T = const S =
V2
V1
2
( = -(- P. V) =
1
nRT
.dV ).
V
V2
P1
QTN
= nRln = n.R.ln
V1
P2
T
15) Sự biến thiên entropi của chất nguyên chất theo nhiệt độ.
- Quá trình P = const: Đun nóng 1 chất nguyên chất từ T1 T2, không có sự chuyển pha:
T2
S =
QTN
T
T1
Với Q = QP = dH = n.CP.dT
-7-
T2
S = n.C P .
T1
dT
T
* Trong khoảng nhiệt độ hẹp, coi CP = const S = n.CP.ln
- Quá trình: V = const S = n .CV.ln
T2
T1
T2
T1
16) Entropi tuyệt đối
* Nguyên lí III của nhiệt động học:
- Entropi của chất nguyên chất dới dạng tinh thể hoàn chỉnh ở 0(K) bằng 0: S(T = 0) = 0
* Xuất phát từ tiên đề trên ta có thể tính đợc entropi tuyệt đối của các chất ở các nhiệt độ
khác nhau.
VD: Tính S của 1 chất ở nhiệt độ T nào đó, ta hình dung chất đó đợc đun nóng từ 0(K)
T(K) xét ở P=const. Nếu trong quá trình đun nóng có sự chuyển pha thì:
S = ST - S(T = 0) = ST =
Tnc
ST = n.C P ( r ) .
01
5
S
i =1
i
T
T
S
L
L
dT
dT
dT
+n. nc + n.C P ( l ) .
+n. S + n.C P ( h ) .
T
Tnc Tnc
T
TS TS
T
Giá trị entropi đợc xác định ở P = 1 atm = const và ở nhiệt độ T nào đó đợc
gọi là giá trị entropi chuẩn, kí hiệu là S0T, thờng T = 298K S0298
17) Sự biến thiên entropi trong phản ứng hoá học:
+ Khi phản ứng thực hiện ở P = const, T = const thì:
+ Nếu ở điều kiện chuẩn và 250C thì:
S = S(sp) - S(t/g)
S0298= S0298(sp) - S0298(t/g)
+ Vì S của chất khí >> chất rắn, lỏng nên nếu số mol khí sản phẩm (sp) > số mol
khí tham gia thì S > 0 và ngợc lại. Còn trong trờng hợp số mol khí ở 2 vế
bằng nhau hoặc phản ứng không có chất khí thì S có giá trị nhỏ.
18) Thế nhiệt động
Scô lập = S hệ + S mt 0
a)Thế đẳng áp G:
Xét hệ xảy ra sự biến đổi ở P, T đều không đổi trong quá trình này môi trờng nhận của hệ
một nhiệt lợng Hmt do hệ toả ra Hmt = - H hệ = - H
S mt = -
H
T
-8-
+ Điều kiện tự diễn biến của hệ:
S cô lập = S hệ -
H
> 0 H T. S < 0
T
+ Hệ ở trạng thái cân bằng khi H T. S = 0
+ Đặt G = H TS ở nhiệt độ, P không đổi thì quá trình xảy ra theo chiều có
G = H T. S < 0
Và đạt tới trạng thái cân bằng khi G = 0.
b) Thế đẳng tích: (Năng lợng Helmholtz)
Nếu hệ biến đổi ở điều kiện T, V không đổi nhiệt đẳng tích mà môi trờng nhận của các
hệ là Umt
Smt = -
U mt
T
điều kiện tự diến biến của hệ trong quá trình đẳng nhiệt, đẳng tích là
F = U T. S < 0
Và đạt trạng thái cân bằng khi F = 0
Trong đó : F = U TS
Vì H = U + PV G = H TS = U TS + PV
G = F + PV
+ Đối với quá trình T,P = const G = Wmax
+ Đối với quá trình T, V = const S = Wmax
Tóm lại :
* Quá trình đẳng áp: P = const
- Công: WP = - P.dV = -n.R.dT
WP = - P. V = - nRT
T2
QP = H = n. C P .dT
- Nhiệt: QP = dH = n. C P .dT
T1
- Nội năng: dU = Q + W
- Entropi:
U = H P. V = H n.R. T
2
Q
QTN
dS
S TN
T
T
1
Nếu C P = const STN = n. C P .ln
T2
STN =
n.C P .
T1
dT
=
T
T2
T1
* Quá trình đẳng tích:
- Công:
WV = - P.dV = 0
WV = 0
T2
- Nhiệt: QV = dUV = n. CV .dT
QV = UV = CV .n.dT
T1
-9-
T2
n.C
T1
P
.d ln T
Nếu CV = const QV = n. CV .T
UV = QV + W
- Nội năng:
- Entropi:
Q
S V =
T
T2
n.CV .
T1
- Entanpi: H = U + PV
T
2
dT
= n.CV .d ln T
T
T1
S n. CV .ln
T2
( CV = const)
T1
dH = dU + P.dV + V.dP = dU + V.dP
H = U + V . P
* Quá trình đẳng nhiệt:
- Công: WT = - PdV = V2
WT = - n.RT .
V1
nRT
.dV
V
V
V
P
dV
= nRT ln 2 = nRT ln 1 = nRT ln 2
V
V1
V2
P1
- Nhiệt: UT = QT + WT = 0
QT = - WT = nRT ln
V2
V1
- Nội năng: UT = 0
- Entanpi: HT = UT + (PV)T = UT + nR. T = 0
Q
L
L
TN
nc
h
- Entropi: S TN = T = T hoặc =
TS
nc
* Với quá trình dãn nở khí lí tởng thuận nghịch
QTN U W T2
dT
= n.CV .
+
S = T =
T
T
T1
Nếu CV = const
Vì T = const
V2
nRT
dV
V
V1
S = n. CV ln
S = nRT ln
T2
V2
+ nRT ln
T1
V1
V2
P1
= nRT.ln
V1
P2
* Quá trình đoạn nhiệt:
- Nhiệt: Q = 0
T2
- Nội năng và công:
dU = Q + W = W = -PdV = n.CV .
T1
+Quá trình bất thuận nghịch:
dUBTN = WBTN = -Png .dV = -P2.dV
UBTN = WBTN = -Png.(V2 V1) = n.CV. T
* PT Poisson: (Dùng cho quá trình thuận nghịch)
- 10 -
dT
T
(dV = 0)
T . V 1 = const
P.V = const
=
CP
CV
* WBTN = -P2(V2 V1) = - P2.(
nRT2 nRT1
) = nCV (T2 T1 )
P2
P1
T2 U = W = .... V2
* Quá trình thuận nghịch: W = U = n.CV(T2- T1)
T1. V 1 1 = T2 . V 2 1 T2 = T1.(
V1 -1
)
V2
- Entanpi: H = n .CP(T2 T1)
- Entropi: STN =
QTN
=0
T
* G = H TS = U + PV TS
G
G
= - S ;
= - V
T P
P T
Với phản ứng oxi hoá khử có thể diễn ra trong pin điện:
dG
dE
= - nF.
= - S
dT
dT
H = G + T. S = nF( T.
S = nF.
G = - nEF
dE
dT
dE
- E)
dT
19) ý nghĩa vật lí của G:
G = H TS = U + PV TS
dG = dU + P.dV + V.dP T.dS SdT = (W + Q) + PdV + VdP T.dS SdT
Vì W = W + (-PdV)
Q T.dS
dG W + VdP SdT
Dấu = ứng với quá trình thuận nghịch và công lớn nhất.
dG = Wmax + VdP SdT
* Đối với quá trình đẳng nhiệt, đẳng áp dP = dT = 0
dGT,P = W max G = W max
* Đối với quá trình BTN: W giảm; Q tăng khi hoàn toàn BTN W = 0
20) Một số tính chất của hàm G:
dG = V.dP SdT ( coi W = 0)
a) Sự phụ thuộc của G vào T:
- 11 -
G
G
=-S
= - S
T P
T P
- Khi P = const
G
T P
G = H T. S = H + T.
G
- G = -H
T.
T P
GT 2
T2
G
T .
G
H
T P
= 2
2
T
T
GT2
T
2
G
H
= 2 .dT
d.
T
GT 1
T1 T
T2
=
GT1
T1
G
H
T P
= 2
T
T
T2
G
.dT
2
T
T1
=
T1
Nếu coi H không phụ thuộc vào nhiệt độ thì:
o
o
GT G298
1
1
=
H o
T
298
T 298
b) Sự phụ thuộc vào P:
G
Khi T = const = V
P T
2
P2
1
P1
P2
dG = V .dP GT ( P ) GT ( P ) = V .dP
2
1
P1
- Với chất rắn, lỏng coi V = const khi P biến thiên (trừ miền áp suất lớn) thì:
GT ( P2 ) = GT ( P1 ) +V ( P2 P 1 )
- Với chất khí lí tởng V =
nRT
P
GT ( P2 ) = GT ( P1 ) +nRT . ln
P2
P1
Nếu áp suất bình thờng: P1 = Po = 1bar (1 atm) GT(P) = GoT + nRT.lnP
(P tính bằng bar (atm)).
21) Tính G của một số quá trình:
a) Giãn nén đẳng nhiệt khí lí tởng
G = nRT.ln
P2
V1
= nRT.ln
P1
V2
b) Trộn lẫn đẳng nhiệt, đẳng áp 2 khí lí tởng:
G = nA.RTlnxA + nB.RTlnxB
c) Quá trình chuyển pha thuận nghịch (tại nhiệt độ chuyển pha): Gcf = 0
d) Quá trình chuyển pha thuận nghịch ở T Tcf
Nguyên tắc: áp dụng chu trình nhiệt động. Vì G là hàm trạng thái nên G chỉ phụ thuộc
trạng thái đầu, trạng thái cuối, không phụ thuộc vào quá trình biến thiên.
e) G của phản ứng hoá học:
Gop = GoS(sản phẩm) - GoS(tham gia)
- 12 -
CHƯƠNG 1: NGUYÊN LÝ THỨ NHẤT CỦA
NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC VÀ NHIỆT HOÁ HỌC
Bài 1. Một lượng 0,85 mol khí lý tưởng ở 300 oK dưới áp suất 15 atm, được dãn nở đẳng
nhiệt tới áp suất 1 atm. Tính công thực hiện trong các trường hợp sau:
a.
Trong chân không
b.
Trong áp suất ngoài không đổi bằng 1 atm.
c.
Và một cách thuận nghịch nhiệt động.
ĐS: 0, -1980J, -5741J
Bài 2. Tính biến thiên nội năng khi làm bay hơi 10g nước ở 20 oC. Chấp nhận hơi nước như
là khí lý tưởng và bỏ qua thể tích nước lỏng. Nhiệt bay hơi của nước ở 20 oC bằng 2451,824
J/g.
ĐS: 23165 J
Bài 3. Cho 450g hơi nước ngưng tụ ở 100oC dưới áp suất không đổi 1 atm. Nhiệt hóa hơi
của nước ở nhiệt độ này bằng 539 Cal/g. Tính A, Q và ΔU của quá trình.
ĐS: - 18519, -242550, -224021 cal
Bài 4. Nhiệt hòa tan của BaCl2 trong nước bằng 8652,6 J. Nhiệt hydrat của BaCl 2 để tạo ra
BaCl2.2H2O bằng - 29134,6 J. Xác định nhiệt hòa tan của BaCl2.2H2O.
ĐS: 20482 J
Bài 5. Đối với phản ứng xảy ra ở áp suất không đổi:
2H2 + CO → CH3OH (k)
nhiệt sinh chuẩn ở 298oK của CO và CH3OH bằng -110,5 và -201,2 KJ/mol. Nhiệt dung
mol đẳng áp của các chất là một hàm của nhiệt độ:
Cp,H2 = 27,28 + 3,26.10-3T + 0,502.105T-2
J/K
Cp,CO = 28,41 + 4,1.10-3T - 0,46.105T-2
J/K
Cp,CH3OH = 15,28 + 105,2.10-3T + 3,104.105T-2
J/K
Tính ΔHo của phản ứng ở 298 và 5000K ?
ĐS:-96403J
Bài 6. Đối với phản ứng xảy ra ở áp suất không đổi:
2H2 + CO → CH3OH (k)
Nhiệt dung mol đẳng áp của các chất là một hàm của nhiệt độ:
Cp,H2 = 27,28 + 3,26.10-3T + 0,502.105T-2
J/K
Cp,CO = 28,41 + 4,1.10-3T - 0,46.105T-2
J/K
Cp,CH3OH = 15,28 + 105,2.10-3T + 3,104.105T-2
J/K
Và ΔHo của phản ứng bằng -74540 J. Tính ΔH của phản ứng ở 500oK.
- 13 -
ĐS: -97750 J
Bài 7. 100g khí CO2 (được xem như là khí lý tưởng) ở 0oC và 1,013.105 Pa. Xác định Q, A,
ΔU, ΔH trong các quá trình sau. Biết nhiệt dung đẳng áp Cp = 7 cal/ mol.K.
a.
Dãn nở đẳng nhiệt tới thể tích 0,2 m3;
b.
Dãn đẳng áp tới 0,2 m3;
c.
Đun nóng đẳng tích tới khi áp suất bằng 2,026.105 Pa;
ĐS: a: Q=A=7,049 kJ; ΔU=ΔH=0
b: Q= 53,2 kJ; A= - 15,116 kJ; ΔU= 38,084 kJ
c: Q=ΔU=13,046 kJ; A=0; ΔH=23,1 kJ.
Bài 8. Xác định biến thiên nội năng khi làm bay hơi 20g etanol tới nhiệt độ sôi nếu nhiệt
bay hơi riêng của etanol bằng 857,7 J/g; thể tích hơi tại nhiệt độ sôi bằng 607 cm 3/g (bỏ
qua thể tích pha lỏng).
ĐS: 1231 kJ
Bài 9. Tính ΔH và ΔU cho các quá trình sau đây:
a.
Một mol nước đông đặc ở 0oC và 1 atm;
b.
Một mol nước sôi ở 100oC và 1 atm.
Biết rằng nhiệt đông đặc và nhiệt bay hơi của 1 mol nước bằng -6,01 kJ và 40,79 kJ; thể
tích mol của nước đá và nước lỏng bằng 0,0195 và 0,0180 l. Chấp nhận hơi nước là khí lý
tưởng.
ĐS: a. ΔH = ΔU = -6,01 kJ; b. ΔU = 37,7 kJ ΔH = 40,79 kJ
Bài 10. Nhiệt tạo thành của nước lỏng và của CO 2 bằng -285,8 và -393,5 kJ/mol ở 25 oC, 1
atm. Cũng ở điều kiện này, nhiệt đốt cháy của CH 4 bằng -890,3 kJ/mol. Tính nhiệt hình
thành của CH4 từ các nguyên tố ở điều kiện đẳng áp và đẳng tích.
ĐS: -74,8 kJ/mol; - 72,32 kJ/mol
Bài 11. Tính nhiệt hình thành chuẩn của CS2 lỏng dựa vào các dữ liệu sau:
S (mon) + O2 = SO2
ΔH= -296,9 kJ
CS2 (l) + 3O2 = CO2 + 2SO2
ΔH= -1109 kJ
C (grap) + O2 = CO2
ΔH= -393,5 kJ
ĐS: 121,7 kJ/mol
Bài 12.Trên cơ sở các dữ liệu sau, hãy tính nhiệt hình thành của Al 2Cl6 ® khan:
2Al + 6HCl.aq = Al2Cl6.aq + 3H2 ΔHo298= -1003,2 kJ
H2 + Cl2 = 2HCl (k)
ΔHo298= -184,1 kJ
HCl (k) + aq = HCl.aq
ΔHo298= -72,45 kJ
Al2Cl6 ® +aq = Al2Cl6.aq
ΔHo298= -643,1 kJ
ĐS: 1347,1 kJ
Bài 13. Tính nhiệt phản ứng:
- 14 -
H2 (k) + S ® + 2O2 (k) + 5H2O (l) = H2SO4.5H2O (dd)
Biết nhiệt sinh của H2SO4 (l) là -193,75 Kcal/mol, nhiệt hòa tan H2SO4 (l) với 5 mol nước
là -13,6 Kcal.
ĐS: -207,35 Kcal.
o
Bài 14. Tính nhiệt cháy của CO ở 100 C theo 2 cách:
a.
Xem nhiệt dung phụ thuộc nhiệt độ. Cp = 27,5 + 4.10-3T (cal/mol.K)
b.
Xem Cp = Cp,298 = 7,35 trong khoảng từ 25 đến 100oC không phụ thuộc nhiệt độ.
Bài 15. Tính Q, A, ∆U của quá trình nén đẳng nhiệt, thuận nghịch 3 mol khí He từ 1atm
đến 5 atm ở 400oK.
ĐS: A= 1,61.104 J; Q= 1,61.104 J
Bài 16. So sánh sự khác nhau giữa ∆H và ∆U đối với các biến đổI vật lý sau:
a.
1mol nước đá → 1mol nước đá ở 273oK và 1 atm.
b.
1mol nước đá → 1 mol hơi nước ở 373oK và 1 atm. Cho biết ở 273oK, thể tích
mol của nước đá và nước lỏng bằng 0,0196 l/mol và 0,0180 l/mol và ở 373 oK
thể tích mol của nước lỏng và hơi nước tương ứng bằng 0,0188 l/mol và 30,61
l/mol.
ĐS: a. ∆H – ∆U = -0,16 J/mol; b. ∆H – ∆U = 3100 J/mol
o
Bài 17: Chiếc bât lửa gas chứa butan lỏng có ∆Hht. bu tan = 127 KJ / mol . Xác định nhiệt tỏa
ra khi 1g butan lỏng trong bật lửa bị đốt cháy. Giả sử rằng sản phẩm cháy là CO 2 (k) và
H2O(h)
ĐS: - 45,7 KJ
Bài 18: Một khí lý tưởng nào đó có nhiệt dung mol đẳng tích ở mọi nhiệt độ có C v=2,5R,
(R: hằng số khí). Tính Q, A, ∆U, ∆H khi một mol khí này thực hiện các quá trình sau đây:
a. Giãn nở thuận nghịch đẳng áp ở áp suất 1atm từ 20 dm3 đến 40 dm3.
b. Biến đổi thuận nghịch đẳng tích từ trạng thái (1 atm; 40 dm 3) đến (0,5 atm; 40
dm3).
c. Nén thuận nghịch đẳng nhiệt từ 0,5 atm đến 1 atm.
ĐS: a. Q= 7,09 Kj; ∆U = 5,06 K
b. A= 0; Q= -5,07 KJ; ∆U= -5,07 KJ; ∆H= 7,09 KJ/mol
- 15 -
CHƯƠNG 2: CHIỀU VÀ DIỄN BIẾN CỦA QUÁ TRÌNH
Bài 1: Tính biến thiên Entropy khi đun nóng thuận nghịch 16 kg O 2 từ 273oK đến 373oK
trong các điều kiện sau:
a.
Đẳng áp
b.
Đẳng tích
Coi O2 là khí lý tưởng và nhiệt dung mol Cv = 3R/2.
ĐS: 775 cal/K; 465 cal/K.
Bài 2. Tính biến thiên Entropy của quá trình đun nóng đẳng áp 1 mol KBr từ 298 đến
500oK, biết rằng trong khoảng nhiệt độ đó:
Cp(KBr) = 11,56 + 3,32.10-3T Cal/mol
ĐS: 6,65 Cal/mol.K
Bài 3. Tính biến thiên Entropy của quá trình đông đặc (BTN) Benzen lỏng chậm đông ở
-5oC, biết rằng ở nhiệt độ 5oC nhiệt đông đặc của benzen là -2360 cal/mol, biết nhiệt dung
của benzen lỏng và của benzen rắn lần lượt là 30,3 và 29,3 cal/mol.K.
ĐS: -8,48 cal/mol.K
Bài 4. Tính biến thiên Entropy của quá trình đun nóng 2 mol Nitơ (được xem là lý tưởng)
từ 300K đến 600K dưới áp suất khí quyển trong 2 trường hợp:
a.
Đẳng áp
b.
Đẳng tích
Biết rằng nhiệt dung Cp của Nitơ trong khoảng nhiệt độ 300 - 600K được cho bằng phương
Cp = 27 + 6.10-3T
trình:
(J/mol.K)
ĐS: 41 J/K; 29,5 J/K
Bài 5. Xác định nhiệt độ lúc cân bằng nhiệt và biến thiên Entropy khi trộn 1g nước đá ở
0oC với 10g nước ở 100oC. Cho biết nhiệt nóng chảy của đá bằng 334,4 J/g và nhiệt dung
của nước bằng 4,18 J/g.K.
ĐS: 83,64oC; 0,465 J/K.
Bài 7. Tính biến thiên entopi của quá trình trộn 10g nước đá ở 0 oC với 50g nước lỏng ở
40oC trong hệ cô lập. Cho biết nhiệt nóng chảy của nước đá bằng 334,4 J/g, nhiệt dung
riêng của nước lỏng bằng 4,18 J/kg.
Bài 8. Tính ΔS của quá trình nén đẳng nhiệt thuận nghịch:
a.
1 mol oxy từ P1 = 0.001atm đến P2 = 0.01atm.
- 16 -
b.
1 mol methal từ P1 = 0.1 atm đến P2 = 1 atm.
Trong hai trường hợp trên khí được xem là lý tưởng.
Bài 9. Xác định biến thiên entropi trong sự chuyển 2g nước thành hơi tại áp suất 1,013.10 5
N/m2 và nhiệt độ biến thiên từ 0 oC đến 150oC, biết nhiệt bay hơi của nước là 2,255 kJ/g và
nhiệt dung của hơi nước Cp,h = 30,13 + 11,3 . 10-3 T J/mol.K, nhiệt dung của nước lỏng C p,l
= 75, 30 J/mol K.
ĐS:
15,18 (J/K)
Bài 10. Một bình kín hai ngăn, ngăn thứ nhất có thể tích 0,1 m 3 chứa oxi, ngăn thứ hai có
thể tích 0.4 m3 chứa Nitơ. Hai ngăn đều ở cùng một điều kiện về nhiệt độ 17 oC và áp suất
1,013.105 N/m2. Tính biến thiên entropi khi hai khí khuếch tán vào nhau.
ĐS:
20,78 (cal/K)
Bài 11 : Tính ∆So của phản ứng: 4 Fe + 3 O2 = 2 Fe2O3. Biết So298 của Fe, O2 và Fe2O3
tương ứng bằng 27, 3; 205 và 87,4 J/Kmol.
o
ĐS: ΔS p.u = − 549,4 J/K
Bài 12: Hãy dự đoán dấu của ∆S trong các phản ứng sau:
a.
CaCO3 = CaO + CO2
b.
NH3 + HCl(k) = NH4Cl(r)
c.
BaO + CO2(k) = BaCO3(r)
ĐS: a. ∆S > 0; b. ∆S < 0; c. ∆S<0
o
Bài 13: Tính ∆G 298 khi tạo thành 1 mol nước lỏng biết các giá trị entropi tiêu chuẩn của
H2, O2 và H2O lần lượt bằng 130; 684; và 69,91 J/Kmol và ∆Ho tạo thành nước lỏng ở 25
0
C là – 285,83 KJ/mol.
o
ĐS: ∆G 298 = -237,154 KJ
o
o
o
Bài 14:Tính ∆S 298 , ∆H298 , ∆G 298 đối với phản ứng phân hủy nhiệt CaCO3 biết:
CaCO3
CaO
CO2
So (J/molK)
92,9
38,1
213,7
∆H ( KJ / mol)
-1206,90
-635,10
-393,50
o
h.t
o
o
o
ĐS: ∆S 298 = 158,9 J/K; ∆H298 = 178,30 KJ; ∆G 298 = 130,90 KJ
- 17 -
Bài 15: Đối với phản ứng: CO(k) + H 2O(k) = CO2(k)+ H2(K). Cho biết những giá trị biến
thiên entanpi và biến thiên entropi tiêu chuẩn ở 300oK và 1200oK như sau:
∆Ho300 = − 41,16 KJ / mol
o
∆H1200
= − 32,93 KJ / mol
∆S o300 = − 42,40 KJ / o K
o
∆S1200
= − 29,60 K J / o K
Hỏi phản ứng tự diễn biến xảy ra theo chiều nào ở 300oK và 1200oK.
o
o
ĐS: ∆G 300 = − 28,44 KJ; ∆G1200 = 2.590 J
Bài 16: Tính ∆U, ∆H và ∆S đối với quá trình chuyển 1 mol H2O lỏng ở 25o và 1 atm thành
1 mol hơi nước ở 100oC, 1 atm. Biết Cp(H2O) = 75,24 J/mol.K và nhiệt hóa hơi đối với 1
mol nước bằng 40.629,6 J/mol.
ĐS: ∆H = 46.272,6 J/mol; ∆S = 112,95J/K; ∆U = 43171 J/mol
Bài 17: Tính năng lượng tự do hình thành chuẩn của 1 mol H2O lỏng:
H2 + ½ O2= H2O (l).
Biết S
o
H2 O ( l )
= 69,91J / molK , S Ho 2 = 130,68 4 J / molK , S oO2 = 205,830 J / molK . Nhiệt hình
thành tiêu chuẩn ở 25oC của 1 mol H2O(l) bằng –285,830 KJ/mol.
ĐS : -237,129 KJ/mol
o
Bài 18: Tính ∆G 373 của phản ứng: CH4 (k)+ H2O(k) =CO(k) + 3H2(k). Biết nhiệt hình thành
o
chuẩn ∆Hh.t.298 của CH4, H2O(k) và CO(k) lần lượt là –74,8; -241,8; -110,5 KJ/mol. Entropi
tiêu chuẩn của CH4(k), H2O(k) và CO(k) là 186,2; 188,7 và 197,6 J/molK. (Trong tính toán
giả sử ∆Ho và ∆So không phụ thuộc T).
a.
Từ giá trị ∆Go tìm được có thể kết luận gì về khả năng tự diễn biến của phản
ứng ở 373oK.
b.
Tại nhiệt độ nào thì phản ứng đã cho xảy ra ở 1atm.
ÐS: a. ∆Go= 1,26.105J/mol; b. T> 961K
- 18 -
CHƯƠNG 3: CÂN BẰNG HÓA HỌC
Bài 1: Hằng số cân bằng của phản ứng:
CO + H2O = CO2 + H2
o
ở 800 K là 4,12.
a.
Tính HSCB ở 1000oK của phản ứng trên
b.
Đun hỗn hợp chứa 20% CO, 80% H2O, (% khối lượng) đến 800oK. Xác định
thành phần của hổn hợp cân bằng và lượng hydro sinh ra nếu dùng 1 kg nước.
ĐS: a.Tra sổ tay hóa lý Tính ∆Ho298 , tính Kcb;
b. 1,23%CO, 67%H2O; 29,5% CO2 ;1,34% H2 ; 17,1g H2
Bài 2: Ở 200oC HSCB Kp của phản ứng dehydro hóa rượu Isopropylic trong pha khí
CH3CHOHCH3 (k)
H3CCOCH3 (k) + H2
4
bằng 6,92.10 Pa. Tính độ phân ly của rượu này ở 200 oC và dưới áp suất 9,7 104Pa. Khi
tính chấp nhận hỗn hợp khí tuân theo định luật khí lý tưởng.
ĐS: α = 0,65
o
Bài 3: Đun nóng tới 445 C một bình kín chứa 8 mol I2 và 5,3 mol H2 thì tạo ra 9,5 mol HI
lúc cân bằng. Xác định lượng HI thu được khi xuất phát từ 8 mol I2 và 3 mol H2.
ĐS: 5,75 Mol HI
Bài 4: Tại 50oC và dưới áp suất 0,344 atm độ phân ly của N 2O4 thành NO2 bằng 63%. Xác
định KP và KC.
ĐS: Kp = 0,867; KC= 0,034
o
Bài 5: Ở 63 C HSCB KP của phản ứng
N2 O4
2NO2
bằng 1,27. Xác định thành phần hỗn hợp cân bằng khi:
a.
Áp suất chung bằng 1atm.
b.
Áp suất chung bằng 10 atm.
ĐS: a. 65,8% NO2; 34,2% N2O4;
b. 29,8% NO2; 70,2% N2O4.
Bài 6: HSCB của phản ứng PCl3 (k) + Cl2 (k) = PCl5 (k) ở 500oK là KP= 3 atm-1
a.
Tính độ phân ly của PCl5 ở 1atm và 8 atm
b.
Ở áp suất nào, độ phân ly là 10%
c.
Phải thêm bao nhiêu mol Cl2 và 1mol PCl5 để độ phân ly của PCl5 ở 8 atm là
10%
ĐS:a. α = 0.5; α= 0,2; b. 33 atm; c. 0,5 mol.
- 19 -
Bài 7: Đun 746g I2 với 16,2g H2 trong một bình kín có thể tích 1000 lit đến 420 oC thì cân
bằng thu được 721g HI. Nếu thêm vào hỗn hợp đầu 1000g I 2 và 5g H2 thì lượng HI tạo
thành là bao nhiêu?
ĐS: 1582 g
Bài 8: Có thể điều chế Cl2 bằng phản ứng
4HCl (k) + O2 = 2H2O (h) + 2Cl2
Xác định HSCB KP của phản ứng ở 386oC, biết rằng ở nhiệt độ đó và áp suất 1 atm, khi cho
một mol HCl tác dụng với 0,48 mol O2 thì khi cân bằng sẽ được 0,402 mol Cl2.
ĐS: Kp = 81,2 atm-1
Bài 9: Xác định HSCB Kp của phản ứng sau ở 700oK
SO2 + ½ O2 = SO3
Biết rằng ở 500 K, Kp = 2,138 . 105 atm -1/2 và hiệu ứng nhiệt trong khoảng nhiệt độ 500 ÷
o
700 oK; ∆H = -23400 cal.
ĐS: 2,6.10+2 atm-1/2
Bài 10: Cho Fe dư tác dụng với hơi nước theo phản ứng
3Fe + 4H2O(h) = Fe3O4(r) + 4H2
o
Ở 200 C nếu áp suất ban đầu của hơi nước là 1,315 atm, thì khi cân bằng áp suất
phần của hydro là 1,255 atm. Xác định lượng hydro tạo thành khi cho hơi nước ở 3atm vào
bình 2 lit chứa sắt dư ở nhiệt độ đó.
ĐS: 0,295 g
Bài 11: Áp suất tổng cộng do phản ứng nhiệt phân
2FeSO4 (r) = Fe2O3 + SO2 + SO3
o
ở nhiệt độ 929 K là 0,9 atm.
a.
Tính HSCB KP ở 929oK của phản ứng
b.
Tính áp suất tổng cộng khi cân bằng nếu cho dư FeSO 4 vào bình có SO2 với áp
suất đầu là 0,6 atm ở 929oK.
ĐS: a. 0,2025 atm2; b. 1,08 atm.
Bài 12 : Tính HSCB KP ở 25oC đối với phản ứng
CO + 2H2 = CH3OH (k)
biết rằng năng lượng tự do chuẩn ∆Go đối với phản ứng
CO + 2H2 = CH3OH (l)
bằng -29,1 kJ/mol và áp suất hơi của metanol ở 25oC bằng 16200 Pa.
ĐS: 2,02.10+3 atm-2
Bài 13: HSCB ở 1000oK của phản ứng
2H2O = 2H2 + O2
là KP = 7,76.10-21 atm. Áp suất phân ly của FeO ở nhiệt độ đó là 3,1 . 10 -18 atm. Hãy xác
định HSCB KP 1000oK của phản ứng
- 20 -
FeO(r) + H2 = Fe(r) + H2O (h)
ĐS: KP = 0,725
o
o
Bài 14: HSCB KP ở 25 C và 50 C của phản ứng
CuSO4 . 3H2O (r) = CuSO4 (r) + 3H2O (h)
-6
Tương ứng là 10 và 10-4 atm3
a.
Tính nhiệt phản ứng trong khoảng nhiệt độ trên
b.
Tính lượng hơi nước tối thiểu phải thêm vào bình 2 lit ở 25 oC để chuyển hoàn
toàn 0,01 mol CuSO4 thành CuSO4 . 3H2O.
ĐS: a. 35,231 Kcal; b. 3,08.10-2 mol.
Bài 15: Cho khí COF2 qua xúc tác ở 1000oC sẽ xảy ra phản ứng
2COF2 (k) = CO2 + CF4 (k)
Làm lạnh nhanh hỗn hợp cân bằng rồi cho qua dung dịch Ba(OH) 2 để hấp thu COF2 và CO2
thì cứ 500 ml hổn hợp cân bằng sẽ còn lại 200ml không bị hấp thu.
a.
Tính HSCB KP của phản ứng
b.
Biết KP tăng 1% khi tăng 1oC ở lân cận 1000oC, tính ∆Ho, ∆So và ∆G của phản
ứng ở 1000oC.
ĐS: a. Kp = 4;
b. ∆Ho = 32,04 Kcal; ∆So = 27,92 cal.K-1;∆G= -3,509 Kcal
Bài 16: Ở 1000oK hằng số cân bằng của phản ứng:
SO3
2 SO2 + O2
Có hằng số cân bằng 3,5 atm-1. Tính áp suất riêng lúc cân bằng của SO2 và SO3 nếu áp suất
chung của hệ bằng 1 atm và áp suất cân bằng của O2 0,1 atm.
ĐS: PSO = 0,75 atm , PSO = 0,15 atm
2
3
Bài 17 : Tính ∆Go và hằng số cân bằng K của phản ứng sau:
NO + O3 = NO2 + O2 . Cho biết các dữ kiện sau:
∆G
∆H
ΔS
NO2
O2
NO
O3
(KJ / mol)
51,79
0
86,52
163,02
(KJ / mol)
33,81
0
90,25
142,12
(J/mol)
240,35
240,82
210,25
237,42
o
h. t.298
o
h.t.298
o
h.t.298
ĐS: Kp= 5.1034
Bài 18: Ở 25oC phản ứng: NO + ½O2 = NO2 . Có ∆Go = -34,82KJ và ∆Ho = -56,34 KJ. Xác
định hằng số cân bằng của phản ứng ở 298oK và 598oK.
ĐS: Kp= 1,3.106 ở 298oK và Kp= 12 ở 598oK
- 21 -
Bài 19: Ở 25oC và áp suất là 0,334 atm, độ phân lý của N 2O4(k) thành NO2 bằng 63%. Xác
định Kp, KC, Kx.
ĐS: Kp= 0,867 atm; Kc= 0,034; Kx =
2,52
Bài 20: Ở nhiệt độ T và áp suất P xác định, một hỗn hợp khí cân bằng gồm 3 mol N 2, 1 mol
H2 và 1 mol NH3.
a.
Xác định hằng số cân bằng Kx của phản ứng.
b.
Cân bằng sẽ dịch chuyển theo chiều nào, khi thêm 0,1 mol N 2 vào hỗn hợp phản
ứng ở T,P = const.
ĐS: a. Kx= 8,33; b. Kx = 8,39
- 22 -
CHƯƠNG 4: CÂN BẰNG PHA
Bài 1: Tính nhiệt nóng chảy của 1 mol diphenylamin nếu 1kg diphenylamin nóng chảy làm
tăng thể tích lên 9,58.10-5 m3 cho biết dT/dP = 2,67.10-7 Km2/N; nhiệt nóng chảy của
diphenylamin là 54oC, khối lượng mol của chất này là 169.
ĐS: ∆H= 19,84.103 J/mol.
Bài 2: Xác định nhiệt độ bay hơi của H 2O ở 2 atm nếu 100oC nhiệt bay hơi của nước bằng
2254,757 J/g.
ĐS: 401,5oK
Bài 3: Xác định nhiệt độ sôi của benzoatetyl C 9H10O2 ở P= 200mmHg biết rằng nhiệt độ sôi
chuẩn của benzoatetyl là 213oC và nbhiệt bay hơi bằng 44157,52J.
ĐS: T= 433,1oK
Bài 4: Vận dung qui tắc pha Gibbs, xác định số bậc tự do của hệ gồm hỗn hợp NH 4Cl, NH3
và HCl khi:
a.
Nhiệt độ rất thấp.
b.
Khi nhiệt độ khá cao.
c.
Đun nóng.
Bài 5: Giải thích vì sao hệ KCl-NaCl-H2O là hệ 3 cấu tử trong khi hệ KCl-NaBr-H2O lại là
hệ 4 cấu tử.
Bài 6: Vẽ giản đồ pha của hệ Sb-Pb dựa vào các dữ kiện thực nghiệm sau:
Thành phần hỗn hợp lỏng,
Nhiệt độ bắt đầu
% khốI lượng
Kết tinh ( 0C)
Sb
Pb
100
0
632
80
20
580
60
40
520
40
60
433
20
80
300
10
90
273
0
100
326
a.
Xác định thành phần etecti.
b.
Có bao nhiêu Sb tách ra nếu 10kg hỗn hợp lỏng chứa 40% Pb được làm nguội
tới 433oC.
ĐS: a. 87% Pb và 13% Sb; b. mSb = 5kg.
- 23 -
Bài 7: Nhiệt độ nóng chảy chuẩn của Bi là 271 oC. Ở những điều kiện đó tỷ trọng của Bi rắn
và lỏng là 0,9673 và 10 g/cm 3. Mặt khác khi áp suất tăng lên 1 atm thì nhiệt độ nóng chảy
giảm đi 0,00354oK. Tính nhiệt nóng chảy của Bi.
ĐS: 14,536 kJ/mol.
Bài 8: Tại 127oC HgI2 bị chuyển dạng thù hình từ dạng đỏ sang dạng vàng. Nhiệt chuyển
hoá là 1250 J/mol; ∆V= 5,4 cm3/mol dạng đỏ có tỷ trọng lớn hơn dạng vàng. Xác định
dT/dP tạI 127oC.
ĐS: -1,73.10-6 K/Pa
Bài 9: Khi đun nóng lưu huỳnh rombic chuyển thành lưu huỳnh đơn ta kem theo biến thiên
thể tích ∆V= 0,0000138 m3/kg. Nhiệt độ chuyển hóa chuẩn bằng 96,7oC và dT/dP =
3,25.10-7 K/Pa. Xác định nhiệt chuyển pha này.
ĐS: ∆H = 15,698 kJ/kg.
Bài 10: Xác định thể tích riêng của thiếc lỏng tại nhiệt độ nóng chảy chuẩn 232 oC nếu nhiệt
nóng chảy riêng là 59,413 J/g; tỷ trọng của thiếc rắn là 7,18 g/cm 3 và dT/dP = 3,2567.10-8
K/Pa.
ĐS: 0,147 g/cm3
Bài 11: Ở 200 mmHg metanol sôi ở 34,7oC còn khi tăng áp suất lên gấp đôi thì nhiệt độ sôi
là 49,9oC. Tính nhiệt độ sôi chuẩn của metanol.
ĐS: 65,4oC
Bài 12: Xác định số pha cực đại trong hệ cân bằng gồm nước và đường.
ĐS: 4
Bài 13: Dung dịch chứa các ion Na+, K+, Cl-, NO3- . Xác định số hợp phần và số cấu tử.
Bài 14: Khi hoà tan NaCl và CaCl2 vào nước thì không xảy ra phản ứng nào, song khi hoà
tan Na2SO4 và CaCl2 vào nước thì có phản ứng:
CaCl2 + Na2SO4 = CaSO4 + 2NaCl
Xác định số cấu tử và số hợp phần trong hai trường hợp.
ĐS :Hợp phần : 3,5; cấu tử : 3,4
CHƯƠNG 5: DUNG DỊCH
Bài 1: Tính áp suất hơi của dung dịch đường C 12H22O11 5% ở 100oC và nồng độ % của
dung dịch glycerin trong nước để có áp suất hơi bằng áp suất hơi của dung dịch đường 5%.
ĐS: P = 757 mmHg; % glycerin = 1,42%
- 24 -
Bài 2: Acid acetic kỹ thuật đông đặc ở 16,4 oC. Băng điểm của acid acetic nguyên chất là
16.7oC. Hằng số nghiệm lạnh của acid nguyên chất là 3,9. Xác định nồng độ molan của tạp
chất trong acid kỷ thuật.
ĐS: 0,3oC; 0,08mol/1000g.
Bài 3: Băng điểm của dung dịch nước chứa một chất tan không bay hơi bằng –1,5 oC. Xác
định:
a.
Nhiệt độ sôi của dung dịch.
b.
Áp suất hơi của dung dịch ở 25oC.
Cho biết hằng số nghiệm lạnh của nước là 1,86, hằng số nghiệm sôi của là 0,513. Áp suất
hơi của nước nguyên chất ở 25oC bằng 23,76 mmHg.
ĐS: Ts dung dịch = 100,414oC; b. P= 23,43 mmHg.
Bài 4: Hệ số phân bố của etanol trong CCl 4 và nước là 0,0244. Tìm nồng độ mol của etanol
trong các dung dịch cân bằng nếu 0,1mol etanol được phân bố giữa 300 ml nước và 500 ml
CCl4.
ĐS: EtOH/ CCl4 = 0,0078 M; EtOH/ H 2O =
0,3203M.
Bài 5: Ở 20OC áp súat hơi nước là 17,54 mmHg, áp suất hơi của dung dịch chứa chất tan
không bay hơi là 17,22 mm Hg. Xác định áp suất thẩm thấu của dung dịch ở 40 oC nếu tỷ
trọng của dung dịch tại nhiệt độ này là 1,01 g/cm 3 và khốI lượng mol phân tử của chất tan
là 60.
ĐS: π = 25,73.10+5 N.m-2
Bài 6: Ở 123,3oC bromobenzen (1) và clorobenzen (2) có áp suất hơi bão hòa tương ứng
bằng 400 và 762 mmHg. Hai cấu tử này tạo vớI nhau một dung dịch lý tưởng. Xác định:
a.
Thành phần hỗn hợp ở 123,3oC dưới áp suất khí quyển 760mmHg.
b.
Tỷ số mol của clorobenzen và bromobenzen trong pha hơi trên dung dịch có
thành phần 10% mol clorobenzen.
Bài 7: Benzen đông đặc ở 5,42 oC và sôi ở 81,1oC. Nhiệt hóa hơi tại điểm sôi bằng 399 J/g.
Dung dịch chứa 12,8 g naphtalen trong 1 kg benzen đông đặc ở 4,91oC.
a.
Xác định nhiệt độ sôi của dung dịch này.
b.
Tính áp suất hơi của benzen trên dung dịch ở 80,1oC.
c.
Tính nhiệt nóng chảy riêng của benzen.
ĐS: a. 81,360C; b. 754,1 mmHg; c. 128,24 J/g.
Bài 8: Benzen và toluen tạo với nhau một dung dịch lý tưởng. Ở 30 oC áp suất hơi của
benzen bằng 120,2 mmHg, của toluen bằng 36,7 mmHg.
a.
Xác định áp suất hơi của dung dịch.
b.
Áp suất hơi riêng phần của từng cấu tử.
- 25 -