Bài tập nhiệt hóa học có lời giải

Câu 1. Phản nghịch ứng nhị đúng theo NO2 : 2NO2 (k)  N2O4 (k)Biết H0S (kcal/mol) : 8,091 2,309 S0 (cal.mol–1.K–1) : 57,2 ...

Bạn đang xem: Bài tập nhiệt hóa học có lời giải


BÀI TẬP NHIỆT ĐỘNG HÓA HỌC-2Câu 1. Phản nghịch ứng nhị hợp NO2 : 2NO2 (k) → N2O4 (k) Biết ∆H0S (kcal/mol) : 8,091 2,309 0 –1 –1 S (cal.mol .K ) : 57,2 72,2– Tính trở nên thiên tích điện tự vì chưng của pư sinh hoạt 00C với 1000C. Cho thấy thêm chiều tự cốt truyện tại đa số nhiệt độđó.– Xđ ở nhiệt độ nào thì ∆G = 0 ? khẳng định chiều của phản bội ứng sống nhiệt độ cao hơn nữa và thấp rộng nhiệt độđó.Giả thiết ∆H với S của các chất biến hóa theo ánh sáng không đáng kể.Câu 2: Cho: O2(k) Cl2(k) HCl(k) H2O(k) 0 S 298 (J/mol.K) 205,03 222,9 186,7 188,7 ∆H 298 (kJ/mol) 0 0 0 -92,31 -241,83 1. Tính hằng số cân đối của phản ứng sinh sống 2980K 4HCl(k) + O2(k) ﾀ 2Cl2(k + 2H2O(k) 2. Mang thiết ∆H với ∆S không phụ thuộc vào vào nhiệt độ độ, tính hằng số cân đối của bội phản ứng ở6980K. 3. Hy vọng tăng hiệu suất phản ứng lão hóa HCl thì nên thực hiện phản ứng ở những đk nào?Caâu 3: tại 25oC, ∆G o chế tác thành những chất như sau: (theo kJ.mol-1) H2O(k) CO2(k) CO(k) H2O(l) -228,374 -394,007 -137,133 -236,964a. Tính Kp của làm phản ứng: CO( K ) + H2O ( l ) CO2( k) + CO2( K ) tại 25oCb. Tính áp suất hơi nước tại 25oCc. Các thành phần hỗn hợp gồm những khí CO, co 2, H2 nhưng mà mỗi khí đều sở hữu áp suất riêng rẽ phần là một trong những atm đ ược tr ộn v ới n ước(lỏng, dư). Tính áp suất riêng biệt phần từng khí tất cả trong h ỗn h ợp cân b ằng t ại 25 oC, biết quá trình xảy ra lúc V= const.Câu 4: Ở điều kiện chuẩn, entanpi phản ứng cùng entropi của các chất có mức giá trị như sau: Số trang bị tự phản ứng ∆ H0298(kJ) 1 2NH3 + 3N2O ⇔ 4N2 + 3H2O -1011 2 N2O + 3H2 ⇔ N2H4 + H2O -317 3 2NH3 + ½ O2 ⇔ N2H4 + H2O -143 4 H2 + ½ O2 ⇔ H2O -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. Ka) Tính entanpi tạo thành của ∆ H 298 của N2H4, N2O với NH3, S0298 0b) Viết phương trình của bội phản ứng cháy hiđrazin tạo thành nước cùng nitơc) Tính nhiệt phản ứng cháy đẳng áp ở 298K và tính ∆ G0298 với tính hằng số thăng bằng Kd) ví như hỗn hợp ban đầu gồm 2 mol NH3 cùng 0,5 mol O2 thì nhiệt độ pảhn ứng 3 sinh sống thể tích không thay đổi là baonhiêu?Câu 5 : 1./ cho biết sinh nhiệt chuẩn ( ∆Ho ) của ( O3 ) khí = +34Kcal/mol ,( ∆Ho ) của ( CO2 ) khí = -94,05 Kcal/mol, ( ∆Ho ) của ( NH3 ) khí = -11,04 Kcal/mol ( ∆H ) của ( HI ) khí = + 6,2Kcal/mol o a./ thu xếp theo sản phẩm tự tính bền tăng dần của các đơn hóa học hợp chất : O3 , CO2 ,NH3 ,và HI giảithích ?. B./ Tính tích điện liên kết E N-N ,biết EH-H = 104Kcal/mol với EN-H = 93 Kcal/mol 2./Cho phản bội ứng : H2O ( k ) + co ( k ) ⇄ H2 ( k ) + CO2 ( k ) Tính ∆ Ho298oK với ∆ Eo 298oK hiểu được ∆ H o 298oK cuả CO2 ( k ); H2O ( k ) , co ( k ) theo thứ tự là -94,05 ,- 57,79 ; - 26,41 Kcal/ molCâu 6: cho các số liệu nhiệt rượu cồn của một vài phản ứng sau nghỉ ngơi 298oK.2NH3 + 3N2O ⇄ 4N2 + 3H2O H1= -1011KJ/mol N2O + 3H2 ⇄ N2H4 + H2O H2= -317KJ/mol2NH3 + 0,5O2 ⇄ N2H4 + H2O H3= -143KJ/mol H2 + 0,5O2 ⇄ H2O H4= -286KJ/molHãy tính nhiệt chế tạo ra thành của N2H4, N2O cùng NH3.Câu 7 :Chất lỏng N2H4 hoàn toàn có thể dùng làm nhiên liệu đẩy thương hiệu lửa 1. Tính nhiệt tạo thành của N2H4 lúc biết: 1 N 2( k ) +O2 ( k ) NO2( k ) ∆ 1 = 33,18 kJ H 2 1 H 2( k ) + O2( k ) H 2O( k ) ∆ 2 =−241, 6 kJ H 2 N 2 H 4( k ) +3 O2( k ) 2 NO2( k ) +2 H 2O( k ) ∆ 3 =− 467, 44 kJ H 2. Trong nhiên liệu đẩy tên lửa, hidrazin lỏng bội phản ứng với hidropeoxit lỏng tạo ra nitơ cùng hơinước. Viết pư cùng tính nhiệt toả ra khi 1m3(đktc) khí N2H4 phản nghịch ứng, biết nhiệt chế tạo thành của H2O2(l) là :-187,8kJ/ mol. 0Câu 8 : Butadien – 1,3 sống trạng thái khí trong đk 25 C cùng 100 kPa. 0 0 −1a) Tính Nhiệt tạo thành chuẩn chỉnh của nó nghỉ ngơi 25 C lúc biết: ∆H sống 298 K theo kJ.mol : 0 0 ∆H đốt cháy C4H6 = − 2552,73 ; ∆H sinh H2O (l) = − 285,83; 0 0 ∆H sinh CO2 (k) = − 393,51; ∆H thú vui C(r) = 716,7 0b) Tính Nhiệt chế tạo ra thành chuẩn của nó nghỉ ngơi 25 C khi biết những trị số tích điện liên kết: H–H C–C C=C C–H −1 436 345 615 415 kJ. Molc) So sánh hiệu quả của 2 phần trên và giải thích.Câu 9 Một nồi hơi bằng vật liệu thép có khối lượng 900 kg. Nồi tương đối ch ứa 400 kg n ước. Gi ả s ử hiêu su ất s ử d ụngnhiệt của nồi tương đối là 70 %. Cần từng nào calo nhiệt đ ể nâng nhi ệt đ ộ c ủa n ồi h ơi t ừ 10 oC lên 100oC ?Nhiệt dung riêng của thép là 0,46 kJ/mol, nhiệt độ dung riêng của nước là 4,184 kJ/mol.Câu 10 : Độ tan của Mg(OH)2 vào nước sinh sống 180C là 9.10-3 g/ℓ ; còn sinh sống 1000C là 4.10-2 g/ℓ. A/ Tính tích số tung của Mg(OH)2 ở cả 2 nhiệt độ trên. B/ Tính các đại lượng ∆H0, ∆G0 với ∆S0 của phản ứng hòa tan, trả sử ∆H 0, ∆S0 không biến hóa theonhiệt độ. Biết R = 8,314 J.mol.k-1.Câu 11:1. A/ Khi trung hòa - nhân chính 1mol axit mạnh bởi 1 mol bazơ m ạnh trong dd loãng , nhi ệt t ỏa ra ∆ H=-57,32kJ .Entanpi tạo ra thành nước lỏng là -285,81kJ/mol; Entanpi chế tạo thành H +=0. Hãy khẳng định Entanpi chế tạo ra thành OH-(aq) b/ Khi trung hòa - nhân chính 1mol HCN bằng kiềm mạnh khỏe , thấy hóa giải ra 12,13kJ nhi ệt. Tính ∆ H của làm phản ứngđiện li HCN2. A/ Với bội phản ứng tổng đúng theo NH3, nghỉ ngơi 673K gồm hằng số cân bằng K 1= 1,3.10-2 ; sinh hoạt 773K có hằng số cân bằngK2= 3,8.10-3. Xác định ∆ H vào khỏang ánh nắng mặt trời đó.b/ mong muốn tăng công suất phản ứng tổng hợp NH 3, nên thực hiện pư ngơi nghỉ những điều kiện nào về sức nóng độ, ápsuất ?Câu 12: mang đến phản ứng aA + bB dD + eE d e CD .C Biết ∆G = ∆G + RTln a E cùng với C là nồng độ tại thời điểm đang xét. 0 b CA .CB π Cd .Ce 1) chứng tỏ rằng: ∆G = RTln c cùng với πc = a E với Kc là hằng số cân bằng của làm phản ứng. D Kc b CA .CB 4250 C 2) với phản nghịch ứng: H2(k) + I 2(k) 2HI (k) K C = 50 Hỏi những hỗn hợp gồm thành phần tiếp sau đây sẽ bội phản ứng theo hướng nào? a) CH2 = 2,5mol / l; CI 2 = 4mol / l; đưa ra = 10mol / l b) CH2 = 0,2mol / l; CI 2 = 0,8mol / l; bỏ ra = 5mol / l c) CH2 = 0,25mol / l; CI 2 = 2mol / l; chi = 5mol / l HẾTGIẢI1) Theo đề bài, ta tất cả ∆G = ∆G + RTlnπc (1 0 ) lúc hệ đạt tới cân bởi thì ∆G = 0 � ∆G0 = −RTlnπC thời gian đó πc thay đổi Kc cần ∆G0 = − RTlnK C πc Vậy cầm cố ∆G0 vào (1) ta có: ∆G = − RTlnK c + RTlnπc = RTln (0,25ñ) Kc2) Ta thấy với phản nghịch ứng: 4250 C H2(k) + I 2(k) 2HI (k) K C = 50 πc Xét tỉ số : Kc πcnếu 1 πc > K c thì ∆G > 0 : phản bội ứng xảy ra theo chiều nghịch; Kc πcnếu =1 πc = K c th� ∆G = 0 : bội phản ứng đạt tới trạng thái cân nặng bằng. Kc (10)2Từ a) � πc = = 10 50 ne� n ∆G > 0 bội phản ứng xảy ra theo chiều nghịch 0,2.0,8 (5)2Từ c) � πc = = 50 = K c ne� n ∆G = 0 hệ vẫn ở trạng thái cân đối 0,25.2 GIẢI1. A/ phản bội ứng trung hòa - nhân chính : H+(aq) + OH-(aq) → H2O(l) ∆ H = -57,32kJ ∆Η ttOH − = ∆Η ttH 2O − ∆Η ttH + − ∆Η = −285,81 − 0 + 57,32 = −228, 49kJ / mol b/ phản nghịch ứng th-nc HCN bởi kiềm mạnh mẽ : (1) HCN(dd) + OH- → H2O(l) + CN-(aq) ∆ H1= -12,13 kJ (2) H (aq) + OH (aq) → H2O(l) + - ∆ H2 = -57,32kJLấy (1) - (2) HCN(dd) → H (aq) + cn (aq) ∆ H3 =-12,13-(-57,32)= 45,19kJ + -2.a/ Áp dụng phương trình : K ∆Η � 0 1 1� log 2 = − � − � K1 2,303R �2 T1 � T 3,8.10−3 ∆Η 0 � 1 1 � log −2 = � − � 1,3.10 2,303.R � 673 773 � 0, 47.2,303.8.314 � ∆Η 0 = − −4 = −4, 68.104 J 1,932.10 b/ N2(K) + 3H2(K) ﾀ 2NH3(K) ∆H ks trường đoản cú ln -11 = 0,4781 ⇒ k s = 2,41.10 −11 1,495.10 trường đoản cú 0 ∆G = - RTℓnks ⇒ ∆G 0 = −8,314.298 ln 2,41.10 -11 ∆G 0 = 60.573,7J.mol -1 = 60,5737 kJ.mol -1 tự ∆G0 = - ∆H0 – T. ∆S0 ∆H 0 − ∆G 0 49243,8 − 60573,7 ⇒ ∆S =0 = T 298 ∆S0 = - 38,02 J.mol -1. K -1ĐÁP SỐ sức nóng lượng là 268405,7 kJGIẢIa) C4H6 + 5,5 O2 → 4CO2 + 3H2O 0 0 0 0 ∆H (cháyC4H6) = 4∆H (sinhCO2) + 3∆H (sinh H2O) − ∆H (sinhC4H6) 0 → ∆H (sinhC4H6) = 4 (−393,51) + 3(− 285,83) − (− 2552,73) = 121,2 kJ/mol 0 0b) ∆H (sinhC4H6) = 4∆H (thăng hoaCrắn) + 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/molc) năng lượng liên kết theo giám sát không phù hợp với tác dụng thực nghiệm (lệch tới 10%), lớn hơn thông thường xuyên do bao gồm sự không định vị của mây π tạo cho phân tử chắc chắn hơn so với quy mô liên kết cùng hoá trị định vị. CH2 CH CH CH2 −1 Sự không giống nhau giữa 2 nhiệt chế tạo ra thành được hotline là năng lượng cộng hưởng trọn của phân tử = 11,4 kJ. Mol .GIẢIa/ Phương trình buộc phải tìm:N2 + 2H2⇄ N2H4-Xếp các phản ứng4N2 + 3H2O⇄ 2NH3 + 3N2O -H13N2O + 3.3H2⇄ 3.N2H4 + 3H2O 3.H22NH3 + 0,5O2⇄ N2H4 + H2O H3H2O⇄ H2+ 0,5O2 -H4 4N2 + 8H2⇄ 4N2H4 H H= -H1+3H3+H3-H4 = 1011-3.317-143+286 =203KJ.- Nhiệt chế tạo thành N2H4: HN2H4 = 203/4 = 50,75KJ.mol-1b/ N2O + 3H2⇄ N2H4 + H2O H2= -317H2= HN2H4 + HH2O – HN2OHN2O= HN2H4 + HH2O –H2 = 50,75 – 286 + 317 = 81,75KJ.mol-1c/2HN3 + 0,5O2 ⇄ N2H4 + H2O H3H3=HN2H4 + HH2O – 2.HNH3=> HNH3=(HN2H4 + HH2O – H3)/2 HNH3=(50,75-286+143)/2 =-46,125KJ.mol-1.GIẢI 1.Nhiệt tạo thành thành của N2H4 là Ta có: ∆H 3 = 2 ∆H NO + 2 ∆ H H O − ∆H N H − 3∆H O 2( k ) 2 (k) 2 4( k ) 2( k ) � ∆H N H = (2 ∆H NO + 2∆H H O ) + 3∆H O − ∆H 3 2 4( k ) 2( k ) 2 (k) 2( k ) = <(2.33,18) + 2.( −241, 6)> + 0 − ( −467, 44) = 50, 6 kJ / mol 2. N2H4(k) + H2O2(k) N2(k) + 2H2O(k) ∆H pu = 2∆H H O ( k ) − <(∆H H O (k ) + ∆H N H )> 2 2 2 2 4( k ) = 2(−241, 6) − <(−187,8) + 50, 6> = − 346 kJ khi 1 mol khí N2H4 phản nghịch ứng toả ra 346 kJ. Vậy sức nóng lượng toả ra khi đốt cháy 1m3 khí N2H4(đktc) là: 1000.( −346) = 15.44, 43 kJ 22, 4GIẢIa./ bởi sinh nhiệt độ càng âm tức năng lượng càng tỏa nhiệt độ ra các thì hợp chất càng bền . Vì thế thứ từ độbền tăng đột biến là : O3 → ∆ H0298 (NH3) = -45,6 kJ / molb) N2H4 + O2 ⇔ N2 + 2H2Oc) ∆ H0298 = -2.286 -50,8 = -623 kJ∆ S0298 = 191 + 2.66,6 – 205 – 240 = 121 J/K∆ G0298 = ∆ H0298 + T. ∆ S0298 = -623 + 298.121 = -587kJ 587000K = e 8,314.298 = e 237 = 10103d) ∆ H = ∆ U + phường ∆ v = ∆ U + ∆nRT∆ U = ∆ H - ∆ nRT trong số đó ∆ n = 1 – 2,5 = -1,5∆ U = -143000 + 1,5. 8,314. 298 = -139kJGIẢIa/ CO( k ) + H 2O(l ) H 2( k ) + CO2( k )∆G298 pu = ∆GH 2( k ) + ∆GCO2( k ) − ∆GCO( k ) − ∆GH 2O( l ) o o o o o = 0 + (-394,007) + 137,133 + 236,964 = -19,91 kJ.mol-1..Áp dụng phương trình đẳng nhiệt Van Hoff, ta có:∆GT = − RT ln K p. = − RT .2,303.lg K phường o o ∆GT −19,91.103 − −� K phường = 10 2,303. RT = 10 2,303.8,314.298 = 3, 49b/ Để xét PH 2O ( h ) ngơi nghỉ 25oC ta xét thăng bằng ở 25oC.H 2O( l ) H 2O( h )∆G298 pu = ∆GH 2O( h ) − ∆GH 2O( l ) = −228,374 + 236,964 = 8,59 kJ .mol −1 o o o ∆GTo −8,59 − − 2,303.8,314.10 −3.298� K p = 10 2,303. RT = 10 = 0, 0312 = 0, 0312 Vì PH 2O ( l ) = const = 1atm PH 2O ( h ) = 0, 0312atm (ở 25oC)c/ vày ở điều kiện T; V = const  áp suất riêng phần phần trăm với số mol từng khí nên có thể tính áp suất riêngphần theo phản bội ứng: CO( k ) + H 2O( l ) (dư) H 2( k ) + CO2( k )Ban đầu: 1 1 1 (atm)Cân bằng: 1 – x 1+x 1+x . (1 + x ) 2Kp = = = 3, 49  x = 0,421 1− xVậy tại thời điểm thăng bằng ở 25oC: = 1 − x = 0,579 (atm)= = 1 + x = 1,579 (atm)GIẢI1. 4HCl + O2 2Cl2 + 2H2O 2 2 PCl2 .PH 2O KP = 4 PHCl .PO2 ∆H 0 phản bội ứng = 2∆H ( H 2O ) − 4∆H ( HCl ) = −114,42kJ 0 0 tất cả ∆S 0 phản nghịch ứng = 2S(Cl2 ) + 2S(H2O) − (4S(HCl) + S(O2 ) ) = −128,63(J / K ) 0 0 0 0 ∆G 0 = ∆H 0 − T .∆S 0 =-114420 + 298.128,63 = -76088,26(J) ∆G Vậy : lg K phường = − = 13,34 ⇒ K p. = 1013,34 2,3.K .T K 698 ∆H � 1 1 � K 698 2. Ln =− � − � ln � = −26,47 K 298 R � 698 298� K 298 xuất xắc KP(698) = 101,83. Phụ thuộc vào các số liệu bài bác toán, suy ra mong muốn tăng hiệu suất oxi hóa HCl cần: - hạ nhiệt độ. - Tăng áp suất - Tăng độ đậm đặc O2GiảiỞ điều kiện chuẩn (1 atm với 250C) : 0 0 ∆H0pư = ∆ HS( N 2O4 ) – 2∆ HS(NO2 ) = 2309 – 2.8091 = –13873 (cal/mol)……………….. 0 0 ∆S0pư = S( N2O4 ) – 2 S( NO2 ) = 72,7 – 2.57,5 = –42,2 (cal.mol–1.K–1) …………………….Áp dụng : ∆G0T = ∆H0pư – T∆S0pư để tính ∆G ở các nhiệt độ khác nhau. (Vì ∆H0 cùng ∆S0 biến chuyển thiên khôngđáng nói theo nhiệt độ độ, nên rất có thể sử dụng để tính ∆G ở những nhiệt độ khác nhau theo cách làm nêu ra.)a) Ở 00C, tức 273K : ∆G0273 = –13873 + 42,2.273 = –2352 (cal/mol) . ……………………………….∆G0273 0 …………………………..Vậy phản bội ứng bây giờ diễn ra theo chiều nghịch. ……………………………………….c) lúc phản ứng đạt trạng thái cân bằng ở ánh nắng mặt trời T nào kia thì ∆G0T = 0.Khi đó : –13873 + 42,2.T = 0 13873 T= = 329 (K) tốt 560C ………………………………………………..

Xem thêm: Giải Vở Bài Tập Ngữ Văn 6 Tập 2 ), Vở Bài Tập Ngữ Văn 6, Giải Vở Bài Tập Ngữ Văn 6 Hay Nhất

42, 2Ở nhiệt độ t > 560C (hay T > 329K) thì : ∆G0T = –13873 + 42,2T > 0, bội nghịch ứng ra mắt theo chiều nghịch. …………………Ở ánh sáng t