Bài tập về Nhiệt động học - Hóa đại cương 1 | Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh

1. Tính năng lượng liên kết trung bình CH và CC từ các kết quả thực nghiệm sau:
- Nhiệt đốt cháy CH4 = - 801,7 kJ/mol
- Nhiệt đốt cháy C2H6 = - 1412,7 kJ/mol
- Nhiệt đốt cháy Hidrro = -241,5 kJ/mol
- Nhiệt đốt cháy than chì = -393,4 kJ/mol
- Nhiệt hóa hơi than chì = 715 kJ/mol
- Năng lượng liên kết HH = 431,5 kJ/mol.
Các kết quả đều đo được ở 298K và 1atm.

Tài liệu được sưu tầm giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao trong kì thi sắp tới. Mời bạn đọc đón xem !

Thông tin:
13 trang 3 tháng trước
Tác giả:
Student
Phạm Thị Huyền
docx.com.vn

Bình luận

Vui lòng đăng nhập hoặc đăng ký để gửi bình luận.

Bài tập về Nhiệt động học - Hóa đại cương 1 | Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh

1. Tính năng lượng liên kết trung bình CH và CC từ các kết quả thực nghiệm sau:
- Nhiệt đốt cháy CH4 = - 801,7 kJ/mol
- Nhiệt đốt cháy C2H6 = - 1412,7 kJ/mol
- Nhiệt đốt cháy Hidrro = -241,5 kJ/mol
- Nhiệt đốt cháy than chì = -393,4 kJ/mol
- Nhiệt hóa hơi than chì = 715 kJ/mol
- Năng lượng liên kết HH = 431,5 kJ/mol.
Các kết quả đều đo được ở 298K và 1atm.

Tài liệu được sưu tầm giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao trong kì thi sắp tới. Mời bạn đọc đón xem !

111 56 lượt tải Tải xuống

Môn: Hóa đại cương 1 (CHEM001) 28 tài liệu

Trường: Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh 290 tài liệu

Thông tin:

13 trang 3 tháng trước

Tác giả:

Profile Phạm Thị Huyền
BÀI TẬP VỀ NHIỆT ĐỘNG HỌC
1.
Tính năng lượng liên kết trung bình CH và CC từ các kết quả thực nghiệm sau:
-
Nhiệt đốt cháy CH
4
= - 801,7 kJ/mol
-
Nhiệt đốt cháy C
2
H
6
= - 1412,7 kJ/mol
-
Nhiệt đốt cháy Hidrro
= -241,5 kJ/mol
-
Nhiệt đốt cháy than chì = -393,4 kJ/mol
-
Nhiệt hóa hơi than chì = 715 kJ/mol
-
Năng lượng liên kết HH = 431,5 kJ/mol.
Các kết quả đều đo được ở 298K và 1atm.
Bài giải: Ta sắp xếp các phương trình (kèm theo ký hiệu nhiệt) sao cho các chất ở 2 vế triệt tiêu
bớt để còn lại phương trình CH
4
C (r)+ 4H
CH
4
+ 2O
2
CO
2
+ 2H
2
O
H
1
2H
2
O
O
2
+ 2H
2
- H
2
CO
2
O
2
+ C (r)
- H
3
C (r)
C (k)
H
4
2H
2
4H
2H
5
Tổ hợp các phương trình này ta được CH
4
C(r) + 4H
0
C H
= H
1
- H
2
- H
3
+ H
4
+ 2H
5
= - 801,5 + 483 + 393,4 + 715 + 2(431,5) = 1652,7 kJ/mol
và Năng lượng liên kết CH = 1652,7 : 4 = 413,715 kJ/mol
Bằng cách tương tự tính được Năng lượng liên kết CC = 345,7 kJ/mol
2.
Từ thực nghiệm thu được trị số H (theo Kcal.mol
-1
) phân ly từng liên kết ở 25
0
C như sau:
Liên kết
H – H
O – O
O – H
C – H
C – C
H
104
33
111
99
83
Hãy giải thích cách tính và cho biết kết quả tính H (cũng ở điều liện như trên) của sự đồng
phân hóa: CH
3
CH
2
OH (hơi) CH
3
-O-CH
3
(hơi)
Nêu sự liên hệ giữa dấu của H với độ bền liên kết trong phản ứng trên.
CH
3
CH
2
OH có 1 liên kết C C ; 5 liên kết C H ; 1 liên kết C O và 1 liên kết O H
Năng lượng cần thiết phá vỡ các liên kết này = (83) + (995) + (84) + (111) = 773 Kcal/mol
CH
3
O CH
3
có 6 liên kết C H và 2 liên kết C O
Năng lượng tỏa ra khi hình thành các liên kết này = (99 6) + (84 2) = 762 Kcal/mol
Vậy phản ứng trên là thu nhiệt, H = 773 762 = 11 Kcal/mol
H mang dấu + chứng tỏ độ bền liên kết của CH
3
CH
2
OH > CH
3
OCH
3
.
3.
Trong công nghệ hoá dầu , các ankan được loại hiđro để chuyển thành hiđrocacbon không no
có nhiều ứng dụng hơn. Hãy tính nhiệt của mỗi phản ứng sau:
C
4
H
10
→ C
4
H
6
+ H
2
; H
o
CH
4
→ C
6
H
6
+ H
2
; H
o
(1)
(2)
Biết năng lượng liên kết , E theo kJ.mol
-1
, của các liên kết như sau :
Liên kết
H-H
C-H
C-C
C=C
E , theo kJ.mol
-1
435,9
416,3
409,1
587,3
( Với các liên kết C-H , C-C , các trị số ở trên là trung bình trong các hợp chất hiđrocacbon
khác nhau ) .
2) Tính nhiệt của phản ứng :
* Tìm hệ số cho các chất
4H
1
2
1
2
1
298
t.h
298
298
C
4
H
10
C
4
H
6
+ H
2
; H
o
(1)
hay H
3
C - CH
2
- CH
2
-CH
3
CH
2
=CH-CH=CH
2
+ 2H
2
6 CH
4
C
6
H
6
+ 9 H
2
; H
o
(2)
m n Trong đó E
i
, E
j
là năng lượng liên kết
o
phản ứng
=
i
E
i
_
j
E
j
ở vế đầu và cuối (tham gia , tạo thành)
i = 1 j = 1 trong phản ứng .
i
,
j
số liên kết thứ i , thứ j .
Do đó H
o
= ( 10 E
C-H
+ 3E
C-C
) - (6 E
C-H
+ 2 E
C=C
+ E
C-C + 2 E H-H
)
Thay số , tính được H
o
=
+ 437,0 kJ.mol
-1
Tương tự , ta có
H
o
= 24 E
C-H
- ( 3E
C-C
+ 3 E
C=C
+ 6 E
C-H
+ 9 E
H-H
)
Thay số , tính được H
o
=
+ 581,1 kJ.mol
-1
. (H
o
> 0 , phản ứng thu nhiệt ) .
ĐS: ΔH
0
= + 437,0 kJ/mol và ΔH
0
= + 581,1 kJ/mol
1 2
4.
Xác định năng lượng liên kết trung bình một liên kết C – H trong metan. Biết nhiệt hình thành
chuẩn của metan = –74,8 kJ/mol; nhiệt thăng hoa của than chì = 716,7 kJ/mol; năng lượng phân
ly phân tử H
2
= 436 kJ/mol
Theo định nghĩa: năng lượng liên kết trong CH
4
CH
4
(k) C (k) + 4H (k)
là H
0
của quá trình:
Theo giả thiết: C (r) + 2H
2
(k) CH
4
0
h.t
= 74,8 kJ/mol
C (r) C (k) H
0
= 716,7 kJ/mol
H (k)
2H (k) H
0
= 436 kJ/mol
2 p.l
Tổ hợp 3 quá trình này cho: H
0
= 74,8 + 716,7 + (2 436) = 1663,5 kJ/mol
Vậy năng lượng liên kết trung bình của 1 liên kết C H = 1663,5 : 4 = 416 kJ/mol
5.
Tính năng lượng liên kết O – H trong phân tử nước, biết:
H
2
O (l) = H
2
O (k)
H = 40,6 kJ/mol
(1)
2H (k) = H
2
(k)
H = – 435 kJ/mol
(2)
O
2
(k) = 2O (k)
H = 489,6 kJ/mol
(3)
2H
2
(k) + O
2
(k) = 2H
2
O (l
H = – 571,6 kJ/mol
(4)
(– 462,5 kJ/mol)
6.
Hãy xác định năng lượng nguyên tử hóa của NaF (E
NaF
), biết:
-
Năng lượng phân ly NaF (E
i
) = 6,686 eV
-
Thế ion hóa của Na (I
Na
) = 5,139 eV
-
Aí lực electron của F (E
F
) = -3,447 eV
Bài giải: Ta lập các quá trình kèm theo các ký hiệu năng lượng:
NaF Na
+
+ F
E
i
Na
+
+ e
Na - I
Na
F
-
e F - E
F
Tổ hợp 3 quá trình này ta được:
NaF Na + F E
NaF
= E
i
- I
Na
- E
F
=
= 6,686 - 5,139 + 3,447 = 4,994 eV
7.
Hãy so sánh H
0
của phản ứng khử Fe
2
O
3
bằng các chất khử khác nhau: H
2
,C và CO. Qua đó
cho biết để khử sắt oxit thì dùng chất nào tốt nhất. Biết :
Fe
2
O
3
H
2
O(h)
CO
CO
2
H
0
(kJ/mol)
298
- 822,200
- 241,8
- 110,5
- 393,5
* Từ H
1
2
2
2
H
298
298
298
298
298
298
298
298
298
298
298
a
ĐS: ΔH
H2
= + 96,8 kJ ; ΔH
C
= + 231,95 kJ ; ΔH
CO
= – 26,8 kJ
8.
Khử Fe
2
O
3
bằng nhôm đến tạo Fe. Tính:
a)
H
0
của phản ứng biết dưới áp suất 1 atm và 25
0
C cứ khử được 47,87 g Fe
2
O
3
thì thoát ra
254,08kJ.
b)
H
0
sinh của Fe
2
O
3
. Biết H
0
sinh(Al
2
O
3
) = - 1669,79 kJ/mol
ĐS: a) – 847,59 kJ/mol b) – 822,20 kJ/mol
9.
Khi đốt cháy amoniac tạo ra nitơ và H
2
O (l) . Biết ở 25
0
C và 1atm cứ tạo được 4,89lít N
2
thì
thoát ra 153,06 kJ và H
0
sinh (H
2
O lỏng) = - 285,84 kJ/mol. Tính:
a)
H
0
b)
H
0
của phản ứng?
sinh của NH
3
(k)
ĐS: a) – 1530,60 kJ/mol b) – 46,11 kJ/mol
10.
Khi đốt cháy 0,532 g hơi benzen ở 25
0
C và thể tích không đổi với một lượng oxi dư toả ra
22475,746 J sản phẩm là CO
2
(k) và H
2
O(l). Tính :
a)
Nhiệt cháy của benzen?
b)
H
0
của phản ứng khi đốt cháy 1 mol benzen.
ĐS: a) – 3295,316 kJ/mol b) H = – 3301,509 kJ/mol
11.
ở 25
0
C và 1atm nhiệt cháy của xiclopropan khí, của graphit, của hidro lần lượt bằng
– 2091,372; – 393,513 và – 285,838 kJ/mol. Cũng ở điều kiện đó nhiệt tạo thành của propen
khí bằng 20,414 kJ/mol. Tính:
a)
Nhiệt tạo thành của xiclopropan khí ở 25
0
C ?
b)
Hiệu ứng nhiệt của phản ứng đồng phân hoá xiclopropan (k) □ propen (k)?
ĐS: a) 53,319 kJ/mol b) H = – 32,905 kJ/mol
12.
H
0
phá vỡ liên kết của H
2
(k) và N
2
(k) lần lượt bằng 436 kJ/mol và 945kJ/mol. Tính:
0
298
của phản ứng.
ĐS: 1173 kJ/mol
13.
ở 25
0
C và 101,325 kPa H tạo thành cuả axêtonitryl CH
3
CN ở trạng thái khí = 88,0 kJ/mol.
Tính năng lượng liên kết C N trong phân tử này từ các nguyên tử? Biết năng lượng cuả các
liên kết C – H và C – C lần lượt bằng – 413 kJ/mol và – 348 kJ/mol.
Cho: C
graphit
C
hơi
H
0
thăng hoa = 718,4 kJ/mol
H(k)
1
H
2
(k) H
0
= – 218,0 kJ/mol.
2
298
2N (k) N
2
(k) H
0
= – 946,0 kJ/mol
ĐS: – 888,8 kJ/mol
14.
Tính năng lượng mạng lưới của KBr . Biết H
0
0
298
sinh tinh thể KBr = – 392,0 kJ/mol
bay hơi của brom = 30,7 kJ/mol
0
298
nguyên tử hoá của kali = 90,0 kJ/mol
0
298
tạo thành Br – Br = – 193,0 kJ/mol
ái lực electron của Br = – 333,0 kJ/mol
Năng lượng ion hóa của K = 419,0 kJ/mol
ĐS: – 697,85 kJ/mol
15.
Tính năng lượng mạng lưới ion của CaCl
2
,biết rằng:
-
H
0
298,s
của tinh thể CaCl
2
= - 795 kJ/mol
-
Nhiệt nguyên tử hóa H
0
của
Ca(r) Ca(k) = 192 kJ/mol
H
H
H
H
1
a
298,s
a
1
a
-
Năng lượng ion hóa: Ca(k) 2e Ca
2+
(k) I + I
2
= 1745 kJ/mol
-
Năng lượng liên kết (E
lk
) ClCl trong Cl
2
= 243 kJ/mol
-
ái lực electron (E) của Cl(k) = -364 kJ/mol
Có thể thiết lập chu trình Born-Haber để tính toán theo định luật Hess:
Ca(r) + Cl
2
(k) CaCl
2
(r)
0
298, s
H
0
E
ClCl
-U
(I
1
+ I
2
)
Ca
CaCl
2
Ca(k) + 2Cl(k) Ca
2+
(k) + 2Cl
-
(k)
2E
Cl
Hoặc sử dụng phương pháp tổ hợp cân bằng ta có:
Ca(r) + Cl
2
(k) CaCl
2
(r) H
0
Ca(k) Ca(r) - H
0
2Cl (k)
Cl
2
(k) - E
lk
Ca
2+
(k) + 2e
Ca(k) -(I + I
2
)
2 Cl
-1
(k) e
Cl (k) -2E
Cộng các phương trình ta được Ca
2+
(k) + 2Cl
-
(k) CaCl
2
(r)
Năng lượng của quá trình này là năng lượng mạng lưới ion của CaCl
2
0
298,s
H
0
E
lk
(I + I
2
) 2E
= (-795) 192 243 1745 2(-364) = -2247 kJ/mol
16.
Tính ái lực electron(E) của oxi từ các dữ kiện thực nghiệm sau:
-
Thế ion hóa thứ nhất và thứ hai của Mg là I
1
= 7,7eV và I
2
= 15eV.
-
Năng lượng liên kết của O
2
là: H
0
= 493 kJ/mol
-
Nhiệt thăng hoa của Mg là: H
th
= 150 kJ/mol
-
Nhiệt hình thành MgO là : H
s
= - 610 kJ/mol
-
Năng lượng mạng lưới ion của MgO là: U
0
= -4054,89 kJ/mol.
Bằng cách tính tương tự thu được E = - 861,926 kJ/mol.
(Chú ý: tính I
1
và I
2
ra đơn vị kJ/mol = 22,7.1,6.10
-19
. 6,02.10
23
.10
-3
)
17.
Từ thực nghiệm,biết năng lượng ion hóa thứ nhất(I
1
) của Li = 5,390 eV.
Quá trình Li - 2e
Li
2+
có E = 81,009 eV. Hãy tính:
Năng lượng ion hóa I
2
và Năng lượng kèm theo quá trình Li - 3e Li
3+
Bài giải: Do Li - 1e Li
+
có I
1
= 5,390 eV nên
Li
+
+ 1e Li E
0
= - I
1
= - 5,390eV
Li - 2e Li
2+
E
2
= 81,009 eV
Tổ hợp 2 quá trình này ta được năng lượng ion hóa I
2
Li
+
- e Li
2+
I
2
= E
1
+ E
2
= 81,009 - 5,390 = 75,619 eV
Muốn tính năng lượng kèm theo quá trình Li - 3e
Li
3+
ta cần tổ hợp 2 quá trình:
Li - 2e Li
2+
(đã cho) và Li
2+
- 1e Li
3+
(I
3
)
Li
2+
là hệ 1e một hạt nhân, nên năng lượng của electron được tính theo công thức
E
3
(Li
3+
) = - 13,6.
Z
n
2
ở đây
Z 3
n 1
E
3
(Li
3+
) =-13,6.
3
1
2
= -122,4 (eV)
Li
2+
- 1e Li
3+
I
3
= - E
3
= 122,4 eV
Li - 2e Li
2+
E
2
= 81,009 eV
H
và = H
1
1
2
2
Li - 3e Li
3+
E = I
3
+ E
2
= 203,41 eV
18.
Xác định nhiệt hình thành 1 mol AlCl
3
khi biết:
Al
2
O
3
+ 3COCl
2
(k) 3CO
2
+ 2 AlCl
3
H
1
= -232,24 kJ
CO + Cl
2
COCl
2
H
2
= -112,40 kJ
2Al + 1,5 O
2
Al
2
O
3
H
3
= -1668,20 kJ
Nhiệt hình thành của CO = -110,40 kJ/mol
Nhiệt hình thành của CO
2
= -393,13 kJ/mol.
Nhiệt hình thành 1 mol AlCl
3
là nhiệt của quá trình
Al + 1,5 Cl
2
AlCl
3
Để có quá trình này ta sắp xếp các phương trình như sau:
Al
2
O
3
+ 3COCl
2
(k)
3CO
2
+ 2 AlCl
3
H
1
3CO + 3Cl
2
3COCl
2
3H
2
2Al + 1,5 O
2
Al
2
O
3
H
3
3C + 1,5 O
2
3CO 3H
4
và 3 CO
2
3C + 3 O
2
3(-H
5
)
Sau khi tổ hợp có kết quả là: 2Al + 3 Cl
2
2AlCl
3
H
x
và H
x
= H
1
+ 3H
2
+ H
3
+ 3H
4
+ 3(-H
5
)
= (-232,24) + 3(-112,40) + (-1668,20) + 3(-110,40) + 3(393,13) = - 1389,45 kJ
Vậy, nhiệt hình thành 1 mol AlCl
3
= -1389,45 : 2 = - 694,725 kJ/mol
19.
Cho các số liệu nhiệt động của một số phản ứng sau ở 298K
Số phản ứng
Phản ứng
H
o
(kJ)
298
(1)
2NH + 3N O 4N + 3H O
3 2 2 2
1011
(2)
N
2
O + 3H
2
N
2
H
4
+ H
2
O
317
(3)
2NH + 0,5O N H
+ H O
3 2 2 4 2
143
(4)
H + 0,5 O
H O
2 2 2
286
S
0
(N H ) = 240 J/K.mol ; S
0
(H O) = 66,6 J/K.mol
298 2 4 298 2
S
0
(N ) = 191 J/K.mol ; S
0
(O ) = 205 J/K.mol
298 2 298 2
a)
Tính nhiệt tạo thành H
o
của N H ; N O và NH .
298
2 4 2 3
b)
Viết phương trình của phản ứng cháy Hidrazin và tính H
o
o
298
và hằng số cân bằng K
của phản ứng này.
c)
Nếu hỗn hợp ban đầu gồm 2mol NH
3
và 0,5mol O
2
thì nhiệt của phản ứng (3) ở thể tích không
đổi là bao nhiêu?
a) Ta sắp xếp lại 4 phương trình lúc đầu để khi cộng triệt tiêu các chất và được
N
2
+ H
2
N
2
H
4
. Đó là:
4N
2
+ 3H
2
O 2NH
3
+ 3N
2
O -H
1
3N
2
O + 9H
2
3N
2
H
4
+ 3H
2
O 3H
2
2NH
3
+ 0,5 O
2
N
2
H
4
+ H
2
O H
3
H
2
O H
2
+ 0,5 O
2
-H
4
Sau khi cộng ta được: 4N
2
+ 8H
2
4N
2
H
4
có 4H
5
Suy ra H
5
= (-H
1
+ 3H
2
+ H
3
- H
4
) : 4
= (1011 - 3 . 317 - 143 + 286) : 4 = 50,75 kJ/mol
298
, G
2
3
Từ H
5
và H
4
và H
2
tính được H
N O
= H
5
+ H
4
- H
2
= 50,75 - 286 + 317 = 81,75 kJ/mol
Từ H
5
và H
4
và H
3
tính được H
NH
= H
5
+ H
4
- H
3
= ( 50,75 - 286 + 143 ) : 2 = 46,125 kJ/mol
b)
N
2
H
4
+ O
2
฀ N
2
+ 2H
2
O
0
298
= 2 ( 286) 50,75 = − 622,75 kJ/mol
0
298
G
0
= 191 + (2 66,6) 205 240 = 120,8 J/K
= 622,75 ( 120,8. 10
3
298) = − 586,75 kJ/mol
298
G 586, 75.10
3
103
ln K = =
RT
8, 314 298
= 236,8 ; K = 10 .
c)
H = U + PV = U + nRT U = H nRT
Với n = 1 2,5 = 1,5 cho U = 143.10
3
( 1,5) 8,314 298 = − 139 kJ
20.
Tính nhiệt phản ứng ở 25
0
C của phản ứng sau:
CO(NH
2
)
2
(r) + H
2
O(l) CO
2
(k) + 2NH
3
(k)
Biết trong cùng điều kiện có các đại lượng nhiệt sau đây:
CO (k) + H
2
O (h) CO
2
(k) + H
2
(k)
H
1
= -41,13 kJ/mol
CO (k) + Cl
2
(k) COCl
2
(k)
H
2
= -112,5 kJ/mol
COCl
2
(k) + 2NH
3
(k)
CO(NH
2
)
2
(r) + 2HCl(k)
H
3
= -201,0 kJ/mol
Nhiệt tạo thành HCl (k)
H
4
= -92,3 kJ/mol
Nhiệt hóa hơi của H
2
O(l)
H
5
= 44,01 kJ/mol
Để có phương trình theo giả thiết, ta sắp xếp lại các quá trình đã cho kèm theo các đại lượng
nhiệt tương ứng rồi tiến hành cộng các phương trình như sau:
CO (k) + H
2
O (h) CO
2
(k) + H
2
(k) H
1
COCl
2
(k) CO (k) + Cl
2
(k) -H
2
CO(NH
2
)
2
(r) + 2HCl(k) COCl
2
(k) + 2NH
3
(k) -H
3
H
2
(k) + Cl
2
(k) 2HCl(k) 2H
4
H
2
O(l) H
2
O (h) H
5
Sau khi cộng ta được phương trình như giả thiết ta được:
H
x
= H
1
- H
2
- H
3
+ 2H
4
+ H
5
= -41,13 + 112,5 + 201 - 184,6 + 44,01 = 131,78 kJ/mol
21.
Cho Xiclopropan Propen có H
1
= - 32,9 kJ/mol
Nhiệt đốt cháy than chì = -394,1 kJ/mol (H
2
)
Nhiệt đốt cháy Hidrro = -286,3 kJ/mol (H
3
)
Nhiệt đốt cháy Xiclopropan = - 2094,4 kJ/mol. (H
4
)
Hãy tính:
Nhiệt đốt cháy Propen, Nhiệt tạo thành Xiclopropan và nhiệt tạo thành Propen?
Có thể thiết lập chu trình Born-Haber để tính toán. ở đây nếu dùng phương pháp tổ hợp cân
bằng nói trên thì dễ hiểu hơn:
a/ Ta có: Phương trình cần tính là
CH
2
=CH-CH
3
+ 4,5O
2
3CO
2
+ 3H
2
O H
5
= ?
phương trình này được tổ hợp từ các quá trình sau:
CH
2
=CH-CH
3
C
3
H
6
xiclo (-H
1
)
H
S
C
3
H
6
xiclo + 4,5O
2
3CO
2
+ 3H
2
O H
4
Cộng 2 phương trình này ta được phương trình cần tính H
5
=H
4
-H
1
Vậy, nhiệt đốt cháy propen = - 2094,4 -(-32,9) = - 2061,5 kJ/mol
b/ Tương tự: 3 ( C + O
2
CO
2
H
2
)
3 ( H
2
+
1
O
2
H
2
O H
3
)
2
3CO
2
+ 3H
2
O C
3
H
6
xiclo + 4,5O
2
(-H
4
)
Tổ hợp được 3C + 3H
2
C
3
H
6
xiclo H
6
= 3H
2
+ 3H
3
- H
4
H
6
= 3(-394,1) + 3(-286,3) - (-2094,4) = 53,2 kJ/mol
c/ Tương tự nhiệt tạo thành propen là:
H
7
= 3H
2
+ 3H
3
- H
5
= 20,3 kJ/mol
21.
Đối với quá trình đồng phân hoá Xiclopropan thành Propen có H = 32,9 kJ/mol
Hãy bổ sung vào bảng sau:
Chất
Nhiệt cháy H
o
cháy (kJ/mol)
298
Nhiệt sinh H
o
(kJ/mol)
298
C (than chì)
394,1
H
2
286,3
Xiclopropan
2094,4
Propen
22.
Đốt cháy 1 mol benzen lỏng ở 25
0
C, 1atm để tạo ra khí CO
2
và H
2
O lỏng toả ra một nhiệt
lượng bằng 3267kJ. Xác định nhiệt tạo thành của benzen lỏng ở điều kiện trên; biết nhiệt tạo
thành chuẩn của CO
2
(k) và H
2
O (l) tương ứng bằng – 393,5 và – 285,8 kJ/mol. (49 kJ/mol)
23.
Tính hiệu ứng nhiệt của 2 phản ứng sau:
2NH
3
+ 3/2 O
2
N
2
+ 3 H
2
O (1)
2NH
3
+ 5/2 O
2
2NO + 3H
2
O
(2)
So sánh khả năng của 2 phản ứng, giải thích vì sao phản ứng (2) cần có xúc tác.
Cho năng lượng liên kết của:
NH
3
O
2
N
2
H
2
O
NO
kJ/mol
1161
493
942
919
627
Tính hiệu ứng nhiệt:
E
1
= (2ENH
3
+ 3/2EO
2
) – (EN
2
+ 3 EH
2
O) = 2. 1161 + 3/2. 493 – 942 – 3. 919 = - 637,5 kJ.
E
2
= 2ENH
3
+ 5/2EO
2
– 2ENO – 3EH
2
O = 2. 1161 + 5/2. 493 – 2. 627 – 3. 919 = - 456,5 kJ.
-
Phản ứng (1) có H âm hơn nên pư (1) dễ xảy ra hơn.
-
Nếu có xúc tác thì năng lượng hoạt hoá sẽ giảm và tốc độ phản ứng sẽ tăng, do đó để thực hiện
phản ứng (2) cần có xúc tác.
24.
Phản ứng CaO(r) + CO
2
(k) CaCO
3
(r) xảy ra như thế nào ở 25
0
C và 927
0
C? Biết:
CaO
CO
2
CaCO
3
S
0
(J/mol.K)
298
39,7
213,77
88,7
H
0
(kJ/mol)
298
- 635,5
- 393,5
- 1027,0
25.
Nhôm oxit có thể bị khử thành kim loại bởi khí hidro không (ở 427
0
C) ? Biết:
Al
2
O
3
H
2
Al
H
2
O(h)
S
0
(J/mol.K)
298
50,9
130,5
6,755
188,7
H
0
(kJ/mol)
298
- 1676,0
- 241,8
26.
Nhiệt độ sôi của nước biến thiên như thế nào khi áp suất khí quyển dao động 1mmHg? Biết ở
100
0
C và áp suất khí quyển = 1atm nhiệt hoá hơi của nước là 539,7 cal/g; thể tích nước lỏng là
18,78ml/mol còn hơi nước là 30,199 lít/mol.
Giải:
dP
=
dT
H
bh
T
S
.V
dT =
dP.T
S
.V
H
bh
với dP =
1, 013.10
5
760
= 133,2 N/m
2
.
T = 373
0
K ; H
bh
= 40477,5 J/mol;
V= (30,199 – 0,01878). 10
–3
m
3
/mol 30,18. 10
–3
m
3
/mol
133, 2.373.30,18.10
3
dT
S
=
40477, 5
= 0,037 độ/ mmHg
27.
Tính dao động áp suất để nhiệt độ đông đặc của H
2
O biến thiên một độ. Biết ở 0
0
C nhiệt nóng
chảy của nước là 79,7 cal/g ; khối lượng riêng của nước lỏng là 0,998 g/cm
3
, của nước rắn là
0,9168 g/cm
3
.
dP
=
dT
H
bh
T
S
.V
với 1cal/g = 41,3 cm
3
.at/g và H
nc
= 79,7 cal/g = 79,7 . 41,3 cm
3
.at/g
T
nc
= 273
0
K nên
V = V
l
– V
r
=
1
0, 998
–
1
0, 9168
= – 0,088 cm
3
/g
dP
=
79, 7.41, 3
= – 137 at/độ
dT 273(0, 088)
28.
Tại nhiệt độ nào sự chuyển 1 mol nước lỏng thành hơi nước ở áp suất khí quyển 1atm là một
quá trình tự xảy ra. Biết nhiệt hoá hơi 1 mol nước lỏng bằng 40587,80 J và biến thiên entropi
của sự chuyển trạng thái này bằng 108,68 J/K.
G = H TS = 40587,80 T. 108,68
Tại cân bằng H
2
O (l) ฀ H
2
O (h) thì G = 0 nên 40587,80 = 108,68.T T = 373,46 K
Vậy muốn quá trình tự xảy ra thì T > 373,46 K
30.
Nitrosyl clorua là một chất rất độc, khi đun nóng sẽ phân huỷ thành nitơ monoxit và clo.
a)
Hãy viết phương trình cho phản ứng này
b)
Tính Kp của phản ứng ở 298K(theo atm và theo Pa). Cho:
Nitrosyl clorua
Nitơ monoxit
Cl
2
H
o
(kJ/mol)
298
51,71
90,25
?
S
0
298
(J/K.mol)
264
211
223
c)
Tính gần đúng Kp của phản ứng ở 475K
a) 2NOCl ฀ 2NO + Cl
2
.
b)
Hằng số cân bằng nhiệt động lực học được tính theo phương trình G = RTlnK
Trong đó G = H T. S
H = [(2 90,25. 10
3
) + 0 (2 51,71. 10
3
) = 77080 J/mol
S = [(2 211) + 233 (2 264) = 117 J/mol
G = 77080 298 117 = 42214 J/mol
và ln K =
42214
8, 314 298
= 17 Kp = 3,98. 10
−8
atm và Kp = 4,04. 10
−3
Pa
c)
Tính gần đúng:
ln
Kp(T
2
)
=
H
1
1
lnKp(475K) =
77080
1
1
+ lnKp(298)
Kp(T )
R
T T
8, 314 298 475
1
1 2
ln Kp (475) = 5,545 Kp = 4,32. 10
−3
atm hay Kp = 437Pa
3 3 4
4
4
2
3
31.
Cho thêm một lượng dư axit clohiđric loãng vào một dung dịch loãng chứa 0,00210 mol
KOH. Trong phản ứng xảy ra có một lượng nhiệt 117,3 J được giải phóng ra.
a)
Hãy tính nhiệt phản ứng đối với quá trình tự phân ly của nước.
b)
Thí nghiệm được lặp lại với dung dịch amoniăc. Người ta cho một lượng dư axit clohidric
loãng vào 200 ml dung dịch amoniac 0,0100 mol/L. phản ứng giải phóng 83,4 J.
Hãy tính nhiệt phản ứng của quá trình
NH + H O NH
+ OH
.
3(nước) 2 (nước)
4
(nước) (nước)
trong đó giả thiết rằng ở thí nghiệm này toàn bộ mẫu thử amoniac tồn tại dưới dạng NH
3
.
c)
Hãy tính nhiệt phản ứng đối với quá trình:
NH + H O
NH
+ OH
.
3(nước) 2 (nước)
4
(nước) (nước)
trong đó lưu ý rằng ở thí nghiệm trên một phần amoniac đã tự phân ly. K
b
= 1,77. 10
5
mol/L
a) Đối với phản ứng OH
+ H
3
O
+
□ 2H
2
O có H =
117, 3.10
3
0, 00210
= 55,9 kJ/mol
Vậy Nhiệt phản ứng của quá trình tự phân ly của H
2
O = 55,9 kJ/mol
b)
Ta có NH
+ H O NH
+ OH
. H = x (1)
3 2
4
OH
+ H
3
O
+
฀ 2H
2
O H = 55,9 kJ/mol (2)
Tổ hợp được: NH + H O
+
NH
+ H
2
O H =
83, 4.10
3
0, 2 0, 01
= 41,7 kJ/mol
Vậy : x + ( 55,9) = 41,7
ΔH = x = 14,2 kJ/mol
c)
Theo (1): K
b
=
c
2
(NH
)
= 1,77. 10
5
. c(NH
) = 4,12. 10
4
mol/L
0, 01 c(NH
4
)
4,12.10
4
Vậy phần tự phân ly =
0, 01
= 0,0412 mol tồn tại dưới dạng NH
và còn 0,9588 mol vẫn tồn
tại dưới dạng NH
3
. Tương tự phần (b) tính được 0,9588y + ( 55,9) = 41,7
y = 14,8 kJ/mol
32.
Hằng số cân bằng (K
c
) của một phản ứng kết hợp A (k) + B (k) ฀ AB (k)
ở 25
0
C là 1,8. 10
3
L/mol và ở 40
0
C là 3,45.10
3
L/mol .
a)
Giả sử H
o
không phụ thuộc nhiệt độ, hãy tính H
o
và S
o
.
b)
Hãy tính các hằng số cân bằng Kp và Kx tại 298,15 K; áp suất toàn phần là 1 atm
Kp(T )
H
1 1
3, 45.10
3
H 1 1 
a)
Với ln
2
=
ln =
Kp(T )
R T T 1, 8.10
3
8, 314 298,15 313,15
1
1 2
Tính được ΔH = 33,67 kJ/mol
Với G = H T. S = RTlnK
(33,67 10
3
) T
2
. S = 8,314 T
2
. ln 3,45. 10
3
.
S =
(33, 67.10
3
) 8, 314 313,15ln 3, 45.10
3
313,15
= 175,25 J/K.mol

1,8.10
3
n __________________________________________________________ −1
b)
Vì Kp = Kc.(RT)
n
với n = 1 nên Kp =
8, 314 298,15
= 0,726 atm
.
Kp = Kx. (P) với n = 1 nên Kx = 0,726 1 = 0,726
33.
Mặc dù iod không dễ tan trong nước nguyên chất, nó có thể hoà tan trong nước có chứa ion I
(dd):
I (dd) + I
(dd) ฀ I
(dd)
Hằng số cân bằng của phản ứng này được đo như là một hàm nhiệt độ với các kết quả sau:
Nhiệt độ (
0
C )
15,2
25,0
34,9
Hằng số cân bằng
840
690
530
4
2 (k)
2
2
Hãy ước lượng H
o
của phản ứng này.
Với ln
Kp(T
2
)
=
H
1 1
; chọn 2 giá trị bất kỳ của K tại 2 nhiệt độ khác nhau.
Kp(T ) R
T T
1
1 2
Ví dụ: 15,2
0
C (288,4 K) và 34,9
0
C (308,1 K)
Với ln
530
=
840
H 1 1
8, 314
288, 4 308,1
H = 1,72. 10
4
J = − 17,2 kJ
34.
Diliti là một chất thiết yếu cho hệ thống đẩy của tàu không gian “ Enterprise”. Diliti được tạo
thành do sự kết nối 2 nguyên tử Liti ở pha khí: Li
(k)
+ Li
(k)
฀ Li
2 (k)
(1)
Cho biết: H
o
hóa hơi (Li
(k)
) = 159,4 kJ/mol ; Năng lượng liên kết (Li
) = 129,8 kJ/mol
Năng lượng ion hóa (Li
(k)
) = 5,392 eV; Năng lượng ion hoá (Li
2 (k)
) = 5,113 eV
( 1eV = 96,486 kJ/mol )
a)
Hãy tính H
o
hóa hơi (Li
2 (k)
) và Năng lượng liên kết (Li
2 (k)
)
b)
Nhà hóa học chỉ huy lò plasma xoắn trên tàu Enterprise đang thử nghiệm hoạt động của hệ
thống. ông ta nạp 122,045 g Liti nguyên chất vào buồng phản ứng trống. Buồng phản ứng có
thể tích 5,9474 x 10
5
m
3
, và được duy trì tại nhiệt độ hoạt động là 610,25 K. Một thiết bị đo áp
suất rất nhạy cho thấy áp suất trong buồng ổn định tại 9,462 x 10
4
Toor (1Toor = 0,133322
kPa); phân tích bằng phương pháp quang phổ của mặt trong của buồng phản ứng cho thấy toàn
bộ Liti đã hoá hơi. (Buồng phản ứng làm bằng hợp kim durani có áp suất hơi bằng không tại
610,25 K.) Tính áp suất riêng của hơi Liti và diLiti trong buồng phản ứng . Tính hằng số cân
bằng, Kc của phản ứng (1) tại nhiệt độ này? NTK của Li = 6,941 g/mol.
* Nạp 122,045 gam Li vào buồng (có áp suất hơi bằng 0) có thể tích 5,9474. 10
5
m
3
ở 610,25 K;
toàn bộ Li trong buồng đã hóa hơi cho thấy áp suất trong buồng là 1,26. 10
4
kPa .
a) Theo giả thiết: Li (r) Li (k) H
hh
(Li) = 159,4
Li
+
(k) + Li (k) Li
(k) E (Li
) = 129,8
2 2
Li (k) e Li
+
(k) I = 5,932 96,486
Li
2
(k) e Li
(k) I’ = 5,113 96,486
Để tìm năng lượng của quá trình 2Li (r) Li
2
(k) H
hh
(Li
2
)
ta tổ hợp: 2Li (r) 2Li (k)
Li
+
(k) + Li (k) Li
(k)
Li (k) e
Li
+
(k)
Li
(k) + e Li
(k)
2 2
Khi đó : H
hh
(Li
2
) = 2H
hh
(Li) E + I I’ = (2 159,4) 129,8 + (5,392 5,113) 96,486
= 216,0 kJ/mol
Để tìm năng lượng của quá trình Li
2
(k) 2Li (k) E’ (Li
2
)
ta tổ hợp Li
2
(k) 2Li (r)
2Li (r) 2Li (k)
Khi đó : E’ (Li
2
) = H
hh
(Li
2
) + 2H
hh
(Li) = (2 159,4) 216,0 = 102,8 kJ/mol
b) Số mol Li =
122, 045
= 17,583 mol
6, 941
298
298
298 298 298
Theo PV = nRT ta có P dự đoán =
17, 583 8, 314 610, 25
5, 9474.10
5
= 0,15 Pa
Theo cân bằng Li
(k)
+ Li
(k)
฀ Li
2 (k)
. P riêng phần của Li
2
= P dự đoán P đo được
P riêng phần của Li
2
= 0,15 0,126 = 0,024 Pa
và P riêng phần của Li = 0,126 0,024 = 0,102 Pa
* Do nồng độ =
n
=
P
V RT
nên [Li
2
] =
và [Li] =
0, 024
8, 314 610, 2510
3
0,102
8, 314 610, 2510
3
= 4,73. 10
9
mol/L
= 2,01. 10
8
mol/L
Kc =
Li
2
Li
2
=
4, 73.10
9
(2, 01.10
8
)
2
= 1,156. 10
7
.
35.
Amoni hidrosunfua là một chất không bền, dễ phân huỷ thành NH
3
(k) và H
2
S (k). Cho biết:
Hợp chất
H
0
(kJ/mol)
S
0
(J/K.mol)
NH
4
HS (r)
156,9
113,4
NH
3
(k)
45.9
192,6
H
2
S (k)
20,4
205,6
a)
Hãy tính H
o
,S
o
và G
o
của phản ứng trên
b)
Hãy tính hằng số cân bằng Kp tại 25
0
C của phản ứng trên
c)
Hãy tính hằng số cân bằng Kp tại 35
0
C của phản ứng trên, giả thiết H
0
và S
0
không phụ
thuộc nhiệt độ.
d)
Giả sử cho 1,00 mol NH
4
HS (r) vào một bình trống 25,00 L. Hãy tính áp suất toàn phần trong
bình chứa nếu phản ứng phân huỷ đạt cân bằng tại 25
0
C. Bỏ qua thể tích của NH
4
HS (r). Nếu
dung tích bình chứa là 100,00L, hãy tính lại áp suất toàn phần trong thí nghiệm trên.
a) H
0
= 45,9 20,4 ( 156,9 ) = 90,6 kJ/mol
S
0
= 192,6 + 205,6 113,4 = 284,8 J/K.mol
G
0
= H
0
T. S
0
= 90600 298,15 284,8 = 5687 J/mol hay 5,687 kJ/mol
b)
G
0
= RT.ln K
a
5687 = 8,314 298,15 ln K
a
. K
a
= 0,1008
Kp = Ka = 0,1008 atm
2
.
c)
Tương tự tại 35
0
C, G
0
= H
0
T. S
0
= 2839 J/mol nên Ka = 0,3302 và Kp = 0,3302 atm
2
.
d)
Do P (toàn phần) = P (NH
3
) + P (H
2
S) P (NH
3
) = P (H
2
S) = 0,5P (toàn phần)
Kp = [0,5P (toàn phần)]
2
= 0,1008 P (toàn phần) = 0,635 atm
số mol khí =
PV
=
RT
0, 635 25
0, 08314 298,15
= 0,64 mol số mol NH
4
HS = 1 0,50,64= 0,68
0, 635100
* Nếu dung tích bình 100 L thì số mol khí =
0, 08314 298,15
= 2,56 mol
số mol NH
4
HS = 1 0,5 2,56 = 0,28 không còn chất rắn
Khi đó 1 mol chất rắn chuyển hết thành 2 mol chất khí nên
P (toàn phần) =
nRT
=
V
2 0, 08314 298,15
100
= 0,5 atm
36.
Cho các số liệu sau:
H
3
PO
4
(dd)
H PO
(dd)
2 4
HPO
2
(dd)
4
PO
3
(dd)
4
H
2
O (lỏng)
H
0
(kJ/mol)
1288
1296
1292
1277
56
H O
1
2
2
H O
298
298
298
S
0
(J/K.mol)
158
90
33
220
81
a)
Tính H
0
và G
0
của các phản ứng trung hoà từng nấc H
3
PO
4
bằng kiềm
H PO
n3
+ OH
H
PO
n4
+ H O
n 4 n1 4 2
b)
Tính hằng số điện ly của H
3
PO
4
ở 25
0
C theo các số liệu trên
c)
Tính thể tích của những dung dịch 0,1 mol/L của axit và của kiềm mà khi trộn chúng với nhau
thì thu được 25 ml dung dịch và phát ra một lượng nhiệt là 90 J.
a) H
0
và S
0
của H
+
đều bằng 0: H
0
2
0
OH
= 56 kJ/mol
H
0
= H
0
H
0
56 ; S
0
= S
0
S
0
+ 81
n 3 n 3n1 3 3 n 4n
Theo G
0
= H
0
T. S
0
có
* H
0
= 1296 + ( 56) ( 1288) = − 64 kJ/mol ; S
0
= 90 + 81 158 = 13 J/mol.K
1 1
G
0
= 64 298,15 13. 10
3
= − 67,9 kJ/mol
* H
0
= 1292 + ( 56) ( 1296) = − 52 kJ/mol ; S
0
= 33 + 81 90 = 42 J/mol.K
2 2
G
0
= 52 298,15 ( 42. 10
3
) = − 39,5 kJ/mol
* H
0
= 1277 + ( 56) ( 1292) = − 41 kJ/mol ; S
0
= 220 + 81 ( 33) = 106 J/mol.K
3 3
G
0
= 41 298,15 ( 106. 10
3
) = − 9,4 kJ/mol
b)
G
0
2
= 56 298,15 (81.10
3
) = 80,15 kJ/mol
G
0
Theo G
0
= RT.ln K ln K =
RT
Tổ hợp H PO
+ OH
฀ H PO
+ H O G
0
3 4 2 4 2 1
H O ฀ OH
+ H
+
H
0
2 H
2
O
Cho H PO
฀ H
+
+ H PO
G
0
= G
0
H
0
= 67,9 ( 80,15)= 12,25 kJ/mol
3 4 2 4
a1 1
H
2
O
ln K
a1
=
12, 25.10
3
8, 314 298
= 4,944 K
a1
= 7,9. 10
−
3
.
Tương tự H PO
฀ H
+
+ HPO
2
G
0
= 40,5 kJ/mol ; K
= 8,0. 10
−8
.
2 4 4 a 2 a2
HPO
2
฀ H
+
+ PO
3
G
0
= 70,5 kJ/mol ; K
= 4,4. 10
−13
.
4 4 a3 a3
c)
Số mol H
3
PO
4
= 0,1V
1
; OH
= 0,1V
2
.
* Nếu tạo hỗn hợp 2 muối axit : 64 0,1V
1
+ (0,1V
2
0,1V
1
) 52 = 0,09 và V
1
+ V
2
= 0,025
Giải pt cho V
2
= 0,015 L ; V
1
= 0,01 L
* Nếu tạo hỗn hợp muối axit và muối trung hòa:
52 0,1V
1
+ (0,1V
2
0,1V
1
) 41 = 0,09
V
2
= 0,0175 L ; V
1
= 0,0071 L
37.
Cho các số liệu sau:
C
2
H
5
OH (h)
C
2
H
4
(k)
H
2
O (h)
G
0
(kJ/mol)
298,s
168,6
68,12
228,59
S
0
(J/mol. K)
298
282,0
219,45
188,72
Với phản ứng : C
2
H
4
(k) + H
2
O (h) ฀ C
2
H
5
OH (h)
a)
Hỏi ở điều kiện chuẩn và 25
0
C phản ứng xảy ra theo chiều nào?
b)
Phản ứng tỏa nhiệt hay thu nhiệt?
a) G
0
= 168,6 [68,2 + ( 228,9)] = 8,13 kJ < 0 nên phản ứng theo chiều thuận.
b) H
0
0
298
+ T. S
0
0
298
= 282,0 (188,72 + 219,45) = 126,17 J/ K
H
= G
S
300
300
300
0
0
298
= 8,13. 10
3
+ (126,17 298) = 45728,66 J < 0 phản ứng tỏa nhiệt.
38.
Cho các số liệu sau ở 27
0
C:
NH
4
COONH
2
(r)
CO
2
(k)
NH
3
(k)
H
0
(kJ/mol)
300,s
645,2
393,5
46,20
G
0
(kJ/mol)
300
458,0
394,4
16,64
Với phản ứng : NH
4
COONH
2
(r) ฀ CO
2
(k) + 2 NH
3
(k)
a)
Hỏi ở điều kiện chuẩn và 27
0
C phản ứng xảy ra theo chiều nào?
b)
Nếu coi H
0
và S
0
không đổi đối với T thì bắt đầu ở nhiệt độ nào phản ứng ở điều kiện chuẩn
xảy ra theo chiều ngược với chiều phản ứng ở 27
0
C ?
a) G
0
= ( 394,4) + ( 16,64 2) ( 458,0) = 30,32 kJ > 0
Theo G = A + PV hay G = A + PV = A + n.RT với n = 3
thì A
0
b) H
0
= 30,32. 10
3
3 8,314 300 = 22837,4 J > 0 nên phản ứng xảy ra theo chiều nghịch.
= ( 393,5) + ( 46,2 2) ( 645,2) = 159,3 kJ
300
=
H
0
G
0
=
300
159300 30320
300
= 429,93 J/K mà U
0
= H
0
nRT
0
300
= 159300 3 8,314 300 = 151817,4 J
Để phản ứng xảy ra theo chiều ngược với chiều ở 27
0
C thì
A
0
= U
0
TS
0
phải < 0
A
0
= 151817,4 T 429,93 < 0
T > 353,12 K tức là ở 80
0
C thì phản ứng đổi chiều.
H
S
U
| 1/13

Tài liệu khác của Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh

Preview text:

BÀI TẬP VỀ NHIỆT ĐỘNG HỌC
1. Tính năng lượng liên kết trung bình CH và CC từ các kết quả thực nghiệm sau:
- Nhiệt đốt cháy CH4 = - 801,7 kJ/mol
- Nhiệt đốt cháy C2H6 = - 1412,7 kJ/mol
- Nhiệt đốt cháy Hidrro = -241,5 kJ/mol
- Nhiệt đốt cháy than chì = -393,4 kJ/mol
- Nhiệt hóa hơi than chì = 715 kJ/mol
- Năng lượng liên kết HH = 431,5 kJ/mol.
Các kết quả đều đo được ở 298K và 1atm.
Bài giải: Ta sắp xếp các phương trình (kèm theo ký hiệu nhiệt) sao cho các chất ở 2 vế triệt tiêu
bớt để còn lại phương trình CH  4 C (r)+ 4H CH4 + 2O2  CO2 + 2H2O H1 2H2O  O2 + 2H2 - H2 CO2  O2 + C (r) - H3 C (r)  C (k) H4 2H2  4H 2H5
Tổ hợp các phương trình này ta được CH  4 C(r) + 4H 0 4H = H C H
1 - H2 - H3 + H4 + 2H5
= - 801,5 + 483 + 393,4 + 715 + 2(431,5) = 1652,7 kJ/mol
và Năng lượng liên kết CH = 1652,7 : 4 = 413,715 kJ/mol
Bằng cách tương tự tính được Năng lượng liên kết CC = 345,7 kJ/mol
2. Từ thực nghiệm thu được trị số  H (theo Kcal.mol-1) phân ly từng liên kết ở 250C như sau: Liên kết H – H O – O O – H C – H C – O C – C  H 104 33 111 99 84 83
Hãy giải thích cách tính và cho biết kết quả tính  H (cũng ở điều liện như trên) của sự đồng phân hóa:
CH3CH2OH (hơi)  CH3-O-CH3 (hơi)
Nêu sự liên hệ giữa dấu của H với độ bền liên kết trong phản ứng trên.
 CH3CH2OH có 1 liên kết C  C ; 5 liên kết C  H ; 1 liên kết C  O và 1 liên kết O  H
Năng lượng cần thiết phá vỡ các liên kết này = (83) + (995) + (84) + (111) = 773 Kcal/mol CH  có 6 liên kết C  3 O  CH3 H và 2 liên kết C  O
Năng lượng tỏa ra khi hình thành các liên kết này = (99  6) + (84  2) = 762 Kcal/mol
Vậy phản ứng trên là thu nhiệt, H = 773  762 = 11 Kcal/mol
H mang dấu + chứng tỏ độ bền liên kết của CH3CH2OH > CH3OCH3.
3. Trong công nghệ hoá dầu , các ankan được loại hiđro để chuyển thành hiđrocacbon không no
có nhiều ứng dụng hơn. Hãy tính nhiệt của mỗi phản ứng sau: C4H10 → C4H6 + H2 ; Ho 1 (1) CH4 → C6H6 + H2 ; Ho 2 (2)
Biết năng lượng liên kết , E theo kJ.mol-1 , của các liên kết như sau : Liên kết H-H C-H C-C C=C E , theo kJ.mol-1 435,9 416,3 409,1 587,3
( Với các liên kết C-H , C-C , các trị số ở trên là trung bình trong các hợp chất hiđrocacbon khác nhau ) . 
2) Tính nhiệt của phản ứng :
* Tìm hệ số cho các chất C4H10  C4H6 + H2 ; Ho1 (1) hay H3C - CH2- CH2-CH3  CH2=CH-CH=CH2 + 2H2 6 CH4  C6H6 + 9 H2 ; Ho2 (2) m n
Trong đó Ei , Ej là năng lượng liên kết o
* Từ H phản ứng =  i Ei _  j Ej
ở vế đầu và cuối (tham gia , tạo thành) i = 1 j = 1 trong phản ứng .
i , j số liên kết thứ i , thứ j . Do đó
Ho 1 = ( 10 E C-H + 3E C-C ) - (6 E C-H + 2 E C=C + EC-C + 2 E H-H )
Thay số , tính được Ho 1 = + 437,0 kJ.mol-1 Tương tự , ta có 
Ho 2 = 24 E C-H - ( 3E C-C + 3 E C=C + 6 E C-H + 9 E H-H )
Thay số , tính được Ho 2 = + 581,1 kJ.mol-1. (Ho 2 > 0 , phản ứng thu nhiệt ) .
ĐS: ΔH 0 = + 437,0 kJ/mol và ΔH 0 = + 581,1 kJ/mol 1 2
4. Xác định năng lượng liên kết trung bình một liên kết C – H trong metan. Biết nhiệt hình thành
chuẩn của metan = –74,8 kJ/mol; nhiệt thăng hoa của than chì = 716,7 kJ/mol; năng lượng phân ly phân tử H2 = 436 kJ/mol
 Theo định nghĩa: năng lượng liên kết trong CH4 là H 0 của quá trình: 298
CH4(k)  C (k) + 4H (k)
Theo giả thiết: C (r) + 2H2 (k)  CH4 0 H =  74,8 kJ/mol h.t C (r)  C (k) H 0 = 716,7 kJ/mol t.h H (k)  2H (k) H 0 = 436 kJ/mol 2 p.l
Tổ hợp 3 quá trình này cho: H 0 = 74,8 + 716,7 + (2  436) = 1663,5 kJ/mol 298
Vậy năng lượng liên kết trung bình của 1 liên kết C  H = 1663,5 : 4 = 416 kJ/mol
5. Tính năng lượng liên kết O – H trong phân tử nước, biết: H2O (l) = H2O (k) H = 40,6 kJ/mol (1) 2H (k) = H2 (k) H = – 435 kJ/mol (2) O2 (k) = 2O (k) H = 489,6 kJ/mol (3)
2H2 (k) + O2 (k) = 2H2O (l H = – 571,6 kJ/mol (4) (– 462,5 kJ/mol)
6. Hãy xác định năng lượng nguyên tử hóa của NaF (ENaF), biết:
- Năng lượng phân ly NaF (Ei) = 6,686 eV
- Thế ion hóa của Na (INa) = 5,139 eV
- Aí lực electron của F (EF) = -3,447 eV
Bài giải: Ta lập các quá trình kèm theo các ký hiệu năng lượng: NaF Na+ + F  Ei Na+ + e Na - INa F-  e F - EF
Tổ hợp 3 quá trình này ta được: NaF Na + F ENaF = Ei - INa - EF =
= 6,686 - 5,139 + 3,447 = 4,994 eV
7. Hãy so sánh H 0 của phản ứng khử Fe 298
2O3 bằng các chất khử khác nhau: H2,C và CO. Qua đó
cho biết để khử sắt oxit thì dùng chất nào tốt nhất. Biết : Fe2O3 H2O(h) CO CO2  H 0 (kJ/mol) - 822,200 - 241,8 - 110,5 - 393,5 298
ĐS: ΔHH2 = + 96,8 kJ ; ΔHC = + 231,95 kJ ; ΔHCO = – 26,8 kJ
8. Khử Fe2O3 bằng nhôm đến tạo Fe. Tính:
a)  H 0 của phản ứng biết dưới áp suất 1 atm và 250C cứ khử được 47,87 g Fe 298 2O3 thì thoát ra 254,08kJ. b)  H 0 sinh của Fe 298 2O3 . Biết  H 0 sinh(Al 298 2O3) = - 1669,79 kJ/mol
ĐS: a) – 847,59 kJ/mol b) – 822,20 kJ/mol
9. Khi đốt cháy amoniac tạo ra nitơ và H2O (l) . Biết ở 250C và 1atm cứ tạo được 4,89lít N2 thì
thoát ra 153,06 kJ và  H 0 sinh (H 298
2O lỏng) = - 285,84 kJ/mol. Tính:
a)  H 0 của phản ứng? 298 b)  H 0 sinh của NH 298 3(k)
ĐS: a) – 1530,60 kJ/mol b) – 46,11 kJ/mol
10. Khi đốt cháy 0,532 g hơi benzen ở 250C và thể tích không đổi với một lượng oxi dư toả ra
22475,746 J sản phẩm là CO2(k) và H2O(l). Tính :
a) Nhiệt cháy của benzen?
b)  H 0 của phản ứng khi đốt cháy 1 mol benzen. 298
ĐS: a) – 3295,316 kJ/mol b) H = – 3301,509 kJ/mol
11. ở 250C và 1atm nhiệt cháy của xiclopropan khí, của graphit, của hidro lần lượt bằng
– 2091,372; – 393,513 và – 285,838 kJ/mol. Cũng ở điều kiện đó nhiệt tạo thành của propen
khí bằng 20,414 kJ/mol. Tính:
a) Nhiệt tạo thành của xiclopropan khí ở 250C ?
b) Hiệu ứng nhiệt của phản ứng đồng phân hoá xiclopropan (k) □ propen (k)?
ĐS: a) 53,319 kJ/mol b) H = – 32,905 kJ/mol
12.  H 0 phá vỡ liên kết của H 298
2(k) và N2(k) lần lượt bằng 436 kJ/mol và 945kJ/mol. Tính: 0  H của phản ứng. 298 ĐS: 1173 kJ/mol
13. ở 250C và 101,325 kPa  H tạo thành cuả axêtonitryl CH3CN ở trạng thái khí = 88,0 kJ/mol.
Tính năng lượng liên kết C  N trong phân tử này từ các nguyên tử? Biết năng lượng cuả các
liên kết C – H và C – C lần lượt bằng – 413 kJ/mol và – 348 kJ/mol. Cho: Cgraphit  Chơi  H 0 thăng hoa = 718,4 kJ/mol 298 1 H(k)  H2 (k)  H 0 = – 218,0 kJ/mol. 2 298 2N (k)  N2(k)  H 0 = – 946,0 kJ/mol 298 ĐS: – 888,8 kJ/mol
14. Tính năng lượng mạng lưới của KBr . Biết  H 0
sinh tinh thể KBr = – 392,0 kJ/mol 298 0
 H bay hơi của brom = 30,7 kJ/mol 298 0
 H nguyên tử hoá của kali = 90,0 kJ/mol 298 0
 H tạo thành Br – Br = – 193,0 kJ/mol 298
ái lực electron của Br = – 333,0 kJ/mol
Năng lượng ion hóa của K = 419,0 kJ/mol ĐS: – 697,85 kJ/mol
15. Tính năng lượng mạng lưới ion của CaCl2 ,biết rằng:
- H0298,s của tinh thể CaCl2 = - 795 kJ/mol
- Nhiệt nguyên tử hóa H 0 của Ca(r)  Ca(k) = 192 kJ/mol a
- Năng lượng ion hóa: Ca(k)  2e  Ca2+ (k) I + I 1 2 = 1745 kJ/mol
- Năng lượng liên kết (Elk) ClCl trong Cl2 = 243 kJ/mol
- ái lực electron (E) của Cl(k) = -364 kJ/mol
 Có thể thiết lập chu trình Born-Haber để tính toán theo định luật Hess: Ca(r) + Cl2 (k) CaCl2(r) 0 H 298, s H 0 E a ClCl -U CaCl 2 (I1 + I2) Ca Ca(k) + 2Cl(k) Ca2+(k) + 2Cl-(k) 2ECl
Hoặc sử dụng phương pháp tổ hợp cân bằng ta có: Ca(r) + Cl2(k) CaCl2(r) H 0 298,s Ca(k) Ca(r) - H 0 a 2Cl (k) Cl2(k) - Elk Ca2+(k) + 2e Ca(k) -(I + I 1 2) 2 Cl-1(k)  e Cl (k)  -2E
Cộng các phương trình ta được Ca2+(k) + 2Cl-(k) CaCl2(r)
Năng lượng của quá trình này là năng lượng mạng lưới ion của CaCl2 0 và = H  H 0  E 298,s a lk  (I + I2)  2E 1
= (-795)  192  243 1745  2(-364) = -2247 kJ/mol
16. Tính ái lực electron(E) của oxi từ các dữ kiện thực nghiệm sau:
- Thế ion hóa thứ nhất và thứ hai của Mg là I1= 7,7eV và I2= 15eV.
- Năng lượng liên kết của O2 là: H0 = 493 kJ/mol
- Nhiệt thăng hoa của Mg là: Hth = 150 kJ/mol
- Nhiệt hình thành MgO là : Hs = - 610 kJ/mol
- Năng lượng mạng lưới ion của MgO là: U0 = -4054,89 kJ/mol.
Bằng cách tính tương tự thu được E = - 861,926 kJ/mol.
(Chú ý: tính I1 và I2 ra đơn vị kJ/mol = 22,7.1,6.10-19. 6,02.1023.10-3 )
17. Từ thực nghiệm,biết năng lượng ion hóa thứ nhất(I1) của Li = 5,390 eV. Quá trình Li - 2e
Li2+ có E = 81,009 eV. Hãy tính:
Năng lượng ion hóa I2 và Năng lượng kèm theo quá trình Li - 3e  Li3+ Bài giải: Do Li - 1e  Li+ có I1 = 5,390 eV nên Li+ + 1e  Li E0 1 = - I1 = - 5,390eV Li - 2e  Li2+ E2 = 81,009 eV
Tổ hợp 2 quá trình này ta được năng lượng ion hóa I2 Li+ - e  Li2+
I2= E1 + E2 = 81,009 - 5,390 = 75,619 eV
Muốn tính năng lượng kèm theo quá trình Li - 3e  Li3+ ta cần tổ hợp 2 quá trình: Li - 2e  Li2+ (đã cho) và Li 2+ - 1e  Li3+ (I3)
Li2+ là hệ 1e một hạt nhân, nên năng lượng của electron được tính theo công thức Z 2 Z  3 3 2 E  3 (Li3+ ) = - 13,6. ở đây E = -122,4 (eV) 3 (Li3+ ) =-13,6. n2 n  1 12 Li 2+ - 1e  Li3+ I3 = - E3 = 122,4 eV Li - 2e  Li2+ E2 = 81,009 eV Li - 3e  Li3+
E = I3 + E2 = 203,41 eV
18. Xác định nhiệt hình thành 1 mol AlCl3 khi biết: Al2O3 + 3COCl2(k)  3CO2 + 2 AlCl3 H1 = -232,24 kJ CO + Cl2  COCl2 H2 = -112,40 kJ 2Al + 1,5 O2  Al2O3 H3 = -1668,20 kJ
Nhiệt hình thành của CO = -110,40 kJ/mol
Nhiệt hình thành của CO2 = -393,13 kJ/mol.
 Nhiệt hình thành 1 mol AlCl3 là nhiệt của quá trình Al + 1,5 Cl2  AlCl3
Để có quá trình này ta sắp xếp các phương trình như sau:
Al2O3 + 3COCl2(k)  3CO2 + 2 AlCl3 H1 3CO + 3Cl2  3COCl2 3H2 2Al + 1,5 O2  Al2O3 H3 3C + 1,5 O2  3CO 3H4 và 3 CO2  3C + 3 O2 3(-H5 )
Sau khi tổ hợp có kết quả là: 2Al + 3 Cl2  2AlCl3 Hx
và Hx = H1 + 3H2 + H3+ 3H4+ 3(-H5 )
= (-232,24) + 3(-112,40) + (-1668,20) + 3(-110,40) + 3(393,13) = - 1389,45 kJ
Vậy, nhiệt hình thành 1 mol AlCl3 = -1389,45 : 2 = - 694,725 kJ/mol
19. Cho các số liệu nhiệt động của một số phản ứng sau ở 298K Số phản ứng Phản ứng Ho (kJ) 298 (1) 2NH + 3N O  4N + 3H O  1011 3 2 2 2 (2) N O + 3H  N H + H O  317 2 2 2 4 2 (3) 2NH + 0,5O  N H + H O  143 3 2 2 4 2 (4) H + 0,5 O  H O  286 2 2 2 S0 (N H ) = 240 J/K.mol ; S0 (H O) = 66,6 J/K.mol 298 2 4 298 2 S0 (N ) = 191 J/K.mol ; S0 (O ) = 205 J/K.mol 298 2 298 2
a) Tính nhiệt tạo thành Ho của N H ; N O và NH . 298 2 4 2 3
b) Viết phương trình của phản ứng cháy Hidrazin và tính Ho o
298 , G 298 và hằng số cân bằng K của phản ứng này.
c) Nếu hỗn hợp ban đầu gồm 2mol NH và 0,5mol O thì nhiệt của phản ứng (3) ở thể tích không 3 2 đổi là bao nhiêu?
 a) Ta sắp xếp lại 4 phương trình lúc đầu để khi cộng triệt tiêu các chất và được N2 + H2  N2H4 . Đó là: 4N2 + 3H2O  2NH3 + 3N2O -H1 3N2O + 9H2  3N2H4 + 3H2O 3H2 2NH3 + 0,5 O2  N2H4 + H2O H3 H2O  H2 + 0,5 O2 -H4
Sau khi cộng ta được: 4N2 + 8H2  4N2H4 có 4H5
Suy ra H5 = (-H1 + 3H2 + H3 - H4) : 4
= (1011 - 3 . 317 - 143 + 286) : 4 = 50,75 kJ/mol
Từ H5 và H4 và H2 tính được H = H N O 5 + H4 - H2 2
= 50,75 - 286 + 317 = 81,75 kJ/mol
Từ H5 và H4 và H3 tính được H = H NH 5 + H4 - H3 3
= ( 50,75 - 286 + 143 ) : 2 = 46,125 kJ/mol b) N ฀ 2H4 + O2 N2 + 2H2O 0
H = 2  ( 286)  50,75 = − 622,75 kJ/mol 298 0
S = 191 + (2  66,6)  205  240 =  120,8 J/K 298
G 0 =  622,75  ( 120,8. 10 3  298) = − 586,75 kJ/mol 298 G 586, 75.103 103 ln K =  =  = 236,8 ; K = 10 . RT 8, 314 298
c) H = U + PV = U + nRT  U = H  nRT
Với n = 1  2,5 =  1,5 cho U =  143.103  (  1,5)  8,314  298 = − 139 kJ
20. Tính nhiệt phản ứng ở 250C của phản ứng sau:
CO(NH2)2(r) + H2O(l)  CO2(k) + 2NH3(k)
Biết trong cùng điều kiện có các đại lượng nhiệt sau đây: CO (k) + H2O (h)  CO2 (k) + H2 (k) H1 = -41,13 kJ/mol CO (k) + Cl2 (k)  COCl2 (k) H2 = -112,5 kJ/mol
COCl2 (k) + 2NH3 (k)  CO(NH2)2(r) + 2HCl(k) H3 = -201,0 kJ/mol Nhiệt tạo thành HCl (k) H4 = -92,3 kJ/mol
Nhiệt hóa hơi của H2O(l) H5 = 44,01 kJ/mol
 Để có phương trình theo giả thiết, ta sắp xếp lại các quá trình đã cho kèm theo các đại lượng
nhiệt tương ứng rồi tiến hành cộng các phương trình như sau:
CO (k) + H2O (h)  CO2 (k) + H2 (k) H1
COCl2 (k)  CO (k) + Cl2 (k) -H2
CO(NH2)2(r) + 2HCl(k)  COCl2 (k) + 2NH3 (k) -H3 H2 (k) + Cl2 (k)  2HCl(k) 2H4 H2O(l)  H2O (h) H5
Sau khi cộng ta được phương trình như giả thiết ta được:
Hx = H1 - H2 - H3 + 2H4 + H5
= -41,13 + 112,5 + 201 - 184,6 + 44,01 = 131,78 kJ/mol
21. Cho Xiclopropan  Propen có H1 = - 32,9 kJ/mol
Nhiệt đốt cháy than chì = -394,1 kJ/mol (H2)
Nhiệt đốt cháy Hidrro = -286,3 kJ/mol (H3)
Nhiệt đốt cháy Xiclopropan = - 2094,4 kJ/mol. (H4)
Hãy tính: Nhiệt đốt cháy Propen, Nhiệt tạo thành Xiclopropan và nhiệt tạo thành Propen?
 Có thể thiết lập chu trình Born-Haber để tính toán. ở đây nếu dùng phương pháp tổ hợp cân
bằng nói trên thì dễ hiểu hơn:
a/ Ta có: Phương trình cần tính là
CH2=CH-CH3 + 4,5O2  3CO2 + 3H2O H5 = ?
phương trình này được tổ hợp từ các quá trình sau: CH2=CH-CH3  C3H6 xiclo (-H1) C3H6 xiclo + 4,5O2  3CO2 + 3H2O H4
Cộng 2 phương trình này ta được phương trình cần tính H5 =H4-H1
Vậy, nhiệt đốt cháy propen = - 2094,4 -(-32,9) = - 2061,5 kJ/mol
b/ Tương tự: 3 ( C + O2  CO2 H2 ) 1 3 ( H O 2 + 2  H2O H3 ) 2 3CO2 + 3H2O  C3H6 xiclo + 4,5O2 (-H4 )
Tổ hợp được 3C + 3H2  C3H6 xiclo
H6 = 3H2 + 3H3 - H4
H6 = 3(-394,1) + 3(-286,3) - (-2094,4) = 53,2 kJ/mol
c/ Tương tự nhiệt tạo thành propen là:
H7 = 3H2 + 3H3 - H5 = 20,3 kJ/mol
21. Đối với quá trình đồng phân hoá Xiclopropan thành Propen có H =  32,9 kJ/mol
Hãy bổ sung vào bảng sau: Chất Nhiệt cháy Ho cháy (kJ/mol) Nhiệt sinh Ho (kJ/mol) 298 298 C (than chì)  394,1 H  286,3 2 Xiclopropan  2094,4 Propen
22. Đốt cháy 1 mol benzen lỏng ở 250C, 1atm để tạo ra khí CO2 và H2O lỏng toả ra một nhiệt
lượng bằng 3267kJ. Xác định nhiệt tạo thành của benzen lỏng ở điều kiện trên; biết nhiệt tạo
thành chuẩn của CO2(k) và H2O (l) tương ứng bằng – 393,5 và – 285,8 kJ/mol. (49 kJ/mol)
23. Tính hiệu ứng nhiệt của 2 phản ứng sau:
2NH3 + 3/2 O2  N2 + 3 H2O (1)
2NH3 + 5/2 O2  2NO + 3H2O (2)
So sánh khả năng của 2 phản ứng, giải thích vì sao phản ứng (2) cần có xúc tác.
Cho năng lượng liên kết của: NH3 O2 N2 H2O NO kJ/mol 1161 493 942 919 627
 Tính hiệu ứng nhiệt: E1 = (2ENH ) – (E 3 + 3/2EO2 N2 + 3 EH2O)
= 2. 1161 + 3/2. 493 – 942 – 3. 919 = - 637,5 kJ.
E2 = 2ENH3 + 5/2EO2 – 2ENO – 3EH2O
= 2. 1161 + 5/2. 493 – 2. 627 – 3. 919 = - 456,5 kJ.
- Phản ứng (1) có H âm hơn nên pư (1) dễ xảy ra hơn.
- Nếu có xúc tác thì năng lượng hoạt hoá sẽ giảm và tốc độ phản ứng sẽ tăng, do đó để thực hiện
phản ứng (2) cần có xúc tác.
24. Phản ứng CaO(r) + CO2(k)  CaCO3 (r) xảy ra như thế nào ở 250C và 9270C? Biết: CaO CO2 CaCO3 S 0 (J/mol.K) 39,7 213,77 88,7 298  H 0 (kJ/mol) - 635,5 - 393,5 - 1027,0 298
25. Nhôm oxit có thể bị khử thành kim loại bởi khí hidro không (ở 4270C) ? Biết: Al2O3 H2 Al H2O(h) S 0 (J/mol.K) 50,9 130,5 6,755 188,7 298  H 0 (kJ/mol) - 1676,0 - 241,8 298
26. Nhiệt độ sôi của nước biến thiên như thế nào khi áp suất khí quyển dao động 1mmHg? Biết ở
1000C và áp suất khí quyển = 1atm nhiệt hoá hơi của nước là 539,7 cal/g; thể tích nước lỏng là
18,78ml/mol còn hơi nước là 30,199 lít/mol.  Giải: dP H
dP.T .V 1, 013.105 = bh  dT = S với dP = = 133,2 N/m2. dT T .V  760 S Hbh
T = 3730K ;  Hbh = 40477,5 J/mol;  V= (30,199 – 0,01878). 10 –3m3/mol  30,18. 10 –3m3/mol 133, 2.373.30,18.103 dTS = = 0,037 độ/ mmHg 40477, 5
27. Tính dao động áp suất để nhiệt độ đông đặc của H2O biến thiên một độ. Biết ở 00C nhiệt nóng
chảy của nước là 79,7 cal/g ; khối lượng riêng của nước lỏng là 0,998 g/cm3, của nước rắn là 0,9168 g/cm3.  dP H = bh
với 1cal/g = 41,3 cm3.at/g và  Hnc = 79,7 cal/g = 79,7 . 41,3 cm3.at/g dT T .V S 1 1
Tnc = 2730K nên  V = Vl – Vr = – = – 0,088 cm3/g 0, 998 0, 9168 dP
79, 7.41, 3 = – 137 at/độ = dT 273(0, 088)
28. Tại nhiệt độ nào sự chuyển 1 mol nước lỏng thành hơi nước ở áp suất khí quyển 1atm là một
quá trình tự xảy ra. Biết nhiệt hoá hơi 1 mol nước lỏng bằng 40587,80 J và biến thiên entropi
của sự chuyển trạng thái này bằng 108,68 J/K.
 G = H  TS = 40587,80  T. 108,68
Tại cân bằng H2O (l) ฀ H2O (h) thì G = 0 nên 40587,80 = 108,68.T  T = 373,46 K
Vậy muốn quá trình tự xảy ra thì T > 373,46 K
30. Nitrosyl clorua là một chất rất độc, khi đun nóng sẽ phân huỷ thành nitơ monoxit và clo.
a) Hãy viết phương trình cho phản ứng này
b) Tính Kp của phản ứng ở 298K(theo atm và theo Pa). Cho: Nitrosyl clorua Nitơ monoxit Cl2 Ho (kJ/mol) 298 51,71 90,25 ? S0 (J/K.mol) 264 211 223 298
c) Tính gần đúng Kp của phản ứng ở 475K  a) 2NOCl ฀ 2NO + Cl2.
b) Hằng số cân bằng nhiệt động lực học được tính theo phương trình G =  RTlnK
Trong đó G = H  T. S
H = [(2  90,25. 103) + 0  (2  51,71. 103 ) = 77080 J/mol
S = [(2  211) + 233  (2  264) = 117 J/mol
G = 77080  298  117 = 42214 J/mol 42214 và ln K = 
=  17  Kp = 3,98. 10−8 atm và Kp = 4,04. 10−3 Pa 8, 314  298 c) Tính gần đúng: 77080  1 1 
Kp(T ) H
 1 1   lnKp(475K) =  + lnKp(298) ln 2 Kp(T ) R T T    =  8, 314 298 475 1  1 2   
ln Kp (475) =  5,545  Kp = 4,32. 10 −3 atm hay Kp = 437Pa
31. Cho thêm một lượng dư axit clohiđric loãng vào một dung dịch loãng chứa 0,00210 mol
KOH. Trong phản ứng xảy ra có một lượng nhiệt 117,3 J được giải phóng ra.
a) Hãy tính nhiệt phản ứng đối với quá trình tự phân ly của nước.
b) Thí nghiệm được lặp lại với dung dịch amoniăc. Người ta cho một lượng dư axit clohidric
loãng vào 200 ml dung dịch amoniac 0,0100 mol/L. phản ứng giải phóng  83,4 J.
Hãy tính nhiệt phản ứng của quá trình NH + H O  NH  + OH  . 3(nước) 2 (nước) 4 (nước) (nước)
trong đó giả thiết rằng ở thí nghiệm này toàn bộ mẫu thử amoniac tồn tại dưới dạng NH . 3
c) Hãy tính nhiệt phản ứng đối với quá trình: NH + H O  NH  + OH  . 3(nước) 2 (nước) 4 (nước) (nước)
trong đó lưu ý rằng ở thí nghiệm trên một phần amoniac đã tự phân ly. Kb = 1,77. 105 mol/L   117, 3.103
a) Đối với phản ứng OH  + H3O+ □ 2H2O có H = =  55,9 kJ/mol 0, 00210
Vậy Nhiệt phản ứng của quá trình tự phân ly của H2O = 55,9 kJ/mol b) Ta có
NH + H O  NH  + OH  . H = x (1) 3 2 4 OH  + H3O+ ฀ 2H2O H =  55,9 kJ/mol (2)  Tổ 83, 4.103
hợp được: NH + H O+  NH  + H =  41,7 kJ/mol 3 3 4 2O H = 0, 2  0, 01
Vậy : x + (  55,9) =  41,7  ΔH = x = 14,2 kJ/mol c) Theo (1): K 4 b =
c2 (NH  )  = 1,77. 105.  c(NH  ) = 4,12. 104 mol/L 4
0, 01 c(NH4 )  4,12.104 Vậy phần tự phân ly =
= 0,0412 mol tồn tại dưới dạng NH  và còn 0,9588 mol vẫn tồn 4 0, 01
tại dưới dạng NH3. Tương tự phần (b) tính được 0,9588y + (  55,9) =  41,7  y = 14,8 kJ/mol
32. Hằng số cân bằng (K ) của một phản ứng kết hợp A (k) + B (k) ฀ AB (k) c
ở 250C là 1,8. 103 L/mol và ở 400C là 3,45.103 L/mol .
a) Giả sử Ho không phụ thuộc nhiệt độ, hãy tính Ho và So.
b) Hãy tính các hằng số cân bằng Kp và Kx tại 298,15 K; áp suất toàn phần là 1 atm  Kp(T ) H  1 1  3, 45.103 H  1 1  a) Với ln 2 =     ln =  Kp(T ) R T T 1, 8.103   8, 314 298,15 313,15 1  1 2   
Tính được ΔH = 33,67 kJ/mol
Với G = H  T. S =  RTlnK  (33,67  103 )  T2. S =  8,314 T2. ln 3,45. 103. 
(33, 67.103)  8, 314  313,15ln 3, 45.103 S = = 175,25 J/K.mol 313,15  1,8.103
n __________________________________________________________ −1 b) Vì Kp = Kc.(RT) với n = 1 nên Kp = = 0,726 atm . 8, 314  298,15 n Kp = Kx. (P)
với n = 1 nên Kx = 0,726  1 = 0,726
33. Mặc dù iod không dễ tan trong nước nguyên chất, nó có thể hoà tan trong nước có chứa ion I  (dd):
I (dd) + I  (dd) ฀ I  (dd) 2 3
Hằng số cân bằng của phản ứng này được đo như là một hàm nhiệt độ với các kết quả sau: Nhiệt độ (0C ) 15,2 25,0 34,9 Hằng số cân bằng 840 690 530
Hãy ước lượng Ho của phản ứng này.
 Với ln Kp(T ) H  1 1  2    =
; chọn 2 giá trị bất kỳ của K tại 2 nhiệt độ khác nhau. Kp(T ) R T T  1  1 2 
Ví dụ: 15,20C (288,4 K) và 34,90C (308,1 K)  Với 530 H  1 1  ln =  
  H =  1,72. 104 J = − 17,2 kJ 840 8, 314  288, 4 308,1 
34. Diliti là một chất thiết yếu cho hệ thống đẩy của tàu không gian “ Enterprise”. Diliti được tạo
thành do sự kết nối 2 nguyên tử Liti ở pha khí: Li ฀ (k) + Li (k) Li2 (k) (1)
Cho biết: Ho 298 hóa hơi (Li(k) ) = 159,4 kJ/mol ; Năng lượng liên kết (Li  ) = 129,8 kJ/mol 2 (k)
Năng lượng ion hóa (Li(k)) = 5,392 eV; Năng lượng ion hoá (Li2 (k)) = 5,113 eV ( 1eV = 96,486 kJ/mol )
a) Hãy tính Ho 298 hóa hơi (Li2 (k) ) và Năng lượng liên kết (Li2 (k))
b) Nhà hóa học chỉ huy lò plasma xoắn trên tàu Enterprise đang thử nghiệm hoạt động của hệ
thống. ông ta nạp 122,045 g Liti nguyên chất vào buồng phản ứng trống. Buồng phản ứng có
thể tích 5,9474 x 105 m3, và được duy trì tại nhiệt độ hoạt động là 610,25 K. Một thiết bị đo áp
suất rất nhạy cho thấy áp suất trong buồng ổn định tại 9,462 x 104 Toor (1Toor = 0,133322
kPa); phân tích bằng phương pháp quang phổ của mặt trong của buồng phản ứng cho thấy toàn
bộ Liti đã hoá hơi. (Buồng phản ứng làm bằng hợp kim durani có áp suất hơi bằng không tại
610,25 K.) Tính áp suất riêng của hơi Liti và diLiti trong buồng phản ứng . Tính hằng số cân
bằng, Kc của phản ứng (1) tại nhiệt độ này? NTK của Li = 6,941 g/mol.
* Nạp 122,045 gam Li vào buồng (có áp suất hơi bằng 0) có thể tích 5,9474. 105 m3 ở 610,25 K;
toàn bộ Li trong buồng đã hóa hơi cho thấy áp suất trong buồng là 1,26. 104 kPa .  a) Theo giả thiết: Li (r)  Li (k) Hhh (Li) = 159,4
Li+ (k) + Li (k)  Li  (k)  E (Li  ) = 129,8 2 2 Li (k)  e  Li+ (k) I = 5,932  96,486  Li2 (k)  e  Li (k) I’ = 5,113  96,486 2
Để tìm năng lượng của quá trình 2Li (r)  Li2 (k) Hhh (Li2 )
ta tổ hợp: 2Li (r)  2Li (k)
Li+ (k) + Li (k)  Li  (k) 2
Li (k)  e  Li+ (k)
Li  (k) + e  Li (k) 2 2
Khi đó : Hhh (Li2) = 2Hhh (Li)  E + I  I’ = (2  159,4)  129,8 + (5,392  5,113)  96,486 = 216,0 kJ/mol
Để tìm năng lượng của quá trình Li2 (k)  2Li (k) E’ (Li2 )
ta tổ hợp Li2 (k)  2Li (r) 2Li (r)  2Li (k)
Khi đó : E’ (Li2 ) =  Hhh (Li2 ) + 2Hhh (Li) = (2  159,4)  216,0 = 102,8 kJ/mol 122, 045 b) Số mol Li = = 17,583 mol 6, 941 17, 583 8, 314  610, 25
Theo PV = nRT ta có P dự đoán = = 0,15 Pa 5, 9474.105 Theo cân bằng Li ฀ (k) + Li (k)
Li2 (k) . P riêng phần của Li2 = P dự đoán  P đo được
P riêng phần của Li2 = 0,15  0,126 = 0,024 Pa
và P riêng phần của Li = 0,126  0,024 = 0,102 Pa n P * Do nồng độ = = 0, 024 nên [Li2] = = 4,73. 109 mol/L V RT 8, 314  610, 25103 0,102 và [Li] = = 2,01. 108 mol/L 8, 314  610, 25103 Li  2 4, 73.109 Kc =  = = 1,156. 107.
Li2 (2, 01.108 )2
35. Amoni hidrosunfua là một chất không bền, dễ phân huỷ thành NH3 (k) và H2S (k). Cho biết: Hợp chất H0 (kJ/mol) S0 (J/K.mol) NH4HS (r)  156,9 113,4 NH3(k)  45.9 192,6 H2S (k)  20,4 205,6 a) Hãy tính Ho29 8 ,So 2 98 và Go 2 98 của phản ứng trên
b) Hãy tính hằng số cân bằng Kp tại 250C của phản ứng trên
c) Hãy tính hằng số cân bằng Kp tại 350C của phản ứng trên, giả thiết H0 và S0 không phụ thuộc nhiệt độ.
d) Giả sử cho 1,00 mol NH4HS (r) vào một bình trống 25,00 L. Hãy tính áp suất toàn phần trong
bình chứa nếu phản ứng phân huỷ đạt cân bằng tại 250C. Bỏ qua thể tích của NH4HS (r). Nếu
dung tích bình chứa là 100,00L, hãy tính lại áp suất toàn phần trong thí nghiệm trên.
 a) H0 =  45,9 20,4  (  156,9 ) = 90,6 kJ/mol
S0 = 192,6 + 205,6  113,4 = 284,8 J/K.mol
G0 = H0  T. S0 = 90600  298,15  284,8 = 5687 J/mol hay 5,687 kJ/mol
b) G0 =  RT.ln K  a
 5687 =  8,314  298,15  ln Ka.  Ka = 0,1008 Kp = Ka = 0,1008 atm2.
c) Tương tự tại 350C, G0 = H0  T. S0 = 2839 J/mol nên Ka = 0,3302 và Kp = 0,3302 atm2.
d) Do P (toàn phần) = P (NH3) + P (H2S)  P (NH3) = P (H2S) = 0,5P (toàn phần)
Kp = [0,5P (toàn phần)]2 = 0,1008  P (toàn phần) = 0,635 atm số PV 0, 635 25 mol khí = =
= 0,64 mol  số mol NH 4HS = 1  0,50,64= 0,68 RT 0, 08314  298,15 0, 635100
* Nếu dung tích bình 100 L thì số mol khí = = 2,56 mol 0, 08314  298,15
số mol NH4HS = 1  0,5  2,56 =  0,28  không còn chất rắn
Khi đó 1 mol chất rắn chuyển hết thành 2 mol chất khí nên
nRT 2 0, 08314  298,15 P (toàn phần) = = = 0,5 atm V 100
36. Cho các số liệu sau: H HPO 2 (dd) PO 3 (dd) H 3PO4(dd) H PO  (dd) 2O (lỏng) 2 4 4 4 H0 (kJ/mol)  1288  1296  1292  1277  56 S0 (J/K.mol) 158 90  33  220 81
a) Tính H0 và G0 của các phản ứng trung hoà từng nấc H bằng 3PO4 kiềm
H PO n3 + OH   H PO n4 + H O n 4 n1 4 2
b) Tính hằng số điện ly của H ở 3PO4
250C theo các số liệu trên
c) Tính thể tích của những dung dịch 0,1 mol/L của axit và của kiềm mà khi trộn chúng với nhau
thì thu được 25 ml dung dịch và phát ra một lượng nhiệt là 90 J.
 a) H0 và S0 của H+ đều bằng 0: H 0 0  H =  56 kJ/mol H O 2 OH  H 0 = H 0  H 0
 56 ; S 0 = S 0  S 0 + 81 n 3 n 3n1 3 3 n 4n
Theo G0 = H0  T. S0 có
* H 0 =  1296 + ( 56)  ( 1288) = − 64 kJ/mol ; S 0 = 90 + 81  158 = 13 J/mol.K 1 1
G 0 =  64  298,15  13. 10 3 = − 67,9 kJ/mol 1
* H 0 =  1292 + ( 56) ( 1296) = − 52 kJ/mol ; S 0 = 33 + 81  90 = 42 J/mol.K 2 2
G 0 =  52  298,15  ( 42. 10 3 ) = − 39,5 kJ/mol 2
* H 0 =  1277 + ( 56) ( 1292) = − 41 kJ/mol ; S 0 = 220 + 81  ( 33) = 106 J/mol.K 3 3
G 0 =  41  298,15  ( 106. 10 3 ) = − 9,4 kJ/mol 2 b) G 0
= 56  298,15  (81.10 3) = 80,15 kJ/mol H O 2 G0
Theo G0 =  RT.ln K  ln K =  RT
Tổ hợp H PO + OH  ฀ H PO  + H O G 0 3 4 2 4 2 1 H O ฀ OH  + H+  H 0 2 H2O
Cho H PO ฀ H+ + H PO  G 0 = G 0  H 0 =  67,9 ( 80,15)= 12,25 kJ/mol 3 4 2 4 a1 1 H2O
ln Ka1 =  12, 25.103 =  4,944 Ka1 = 7,9. 10 −3. 8, 314  298
Tương tự H PO  ฀ H+ + HPO 2 G 0 = 40,5 kJ/mol ; K = 8,0. 10 −8. 2 4 4 a 2 a2 HPO 2 ฀ H+ + PO 3 G 0 = 70,5 kJ/mol ; K = 4,4. 10 −13. 4 4 a3 a3
c) Số mol H3PO4 = 0,1V1 ; OH  = 0,1V2.
* Nếu tạo hỗn hợp 2 muối axit : 64  0,1V  1+ (0,1V2
0,1V1)  52 = 0,09 và V1 + V2 = 0,025
Giải pt cho V2 = 0,015 L ; V1 = 0,01 L
* Nếu tạo hỗn hợp muối axit và muối trung hòa: 52  0,1V  1 + (0,1V2
0,1V1)  41 = 0,09  V2 = 0,0175 L ; V1 = 0,0071 L
37. Cho các số liệu sau: C2H5OH (h) C2H4 (k) H2O (h) G 0 (kJ/mol)  168,6 68,12  228,59 298,s S 0 (J/mol. K) 282,0 219,45 188,72 298
Với phản ứng : C2H4 (k) + H2O (h) ฀ C2H5OH (h)
a) Hỏi ở điều kiện chuẩn và 250C phản ứng xảy ra theo chiều nào?
b) Phản ứng tỏa nhiệt hay thu nhiệt?
 a) G 0 =  168,6  [68,2 + (  228,9)] =  8,13 kJ < 0 nên phản ứng theo chiều thuận. 298 b) H 0 0 = G + T. S 0 298 298 298 0
S = 282,0  (188,72 + 219,45) = 126,17 J/ K 298 0
H =  8,13. 103 + (126,17  298) =  45728,66 J < 0  phản ứng tỏa nhiệt. 298
38. Cho các số liệu sau ở 270C: NH4COONH2 (r) CO2 (k) NH3 (k) H 0 (kJ/mol)  645,2  393,5  46,20 300,s G 0 (kJ/mol)  458,0  394,4  16,64 300
Với phản ứng : NH4COONH2 (r) ฀ CO2 (k) + 2 NH3 (k)
a) Hỏi ở điều kiện chuẩn và 270C phản ứng xảy ra theo chiều nào?
b) Nếu coi H0 và S0 không đổi đối với T thì bắt đầu ở nhiệt độ nào phản ứng ở điều kiện chuẩn
xảy ra theo chiều ngược với chiều phản ứng ở 270C ?
 a) G 0 = (  394,4) + (  16,64  2)  (  458,0) = 30,32 kJ > 0 300
Theo G = A + PV hay G = A + PV = A + n.RT với n = 3
thì A 0 = 30,32. 103  3  8,314  300 = 22837,4 J > 0 nên phản ứng xảy ra theo chiều nghịch. 300
b) H 0 = (  393,5) + (  46,2  2)  (  645,2) = 159,3 kJ 300
H 0  G0 159300  30320 0 S = = = 429,93 J/K mà U0 = H0  nRT 300 300 300 0
U = 159300  3  8,314  300 = 151817,4 J 300
Để phản ứng xảy ra theo chiều ngược với chiều ở 270C thì A0 = U0  TS0 phải < 0
A0 = 151817,4  T  429,93 < 0  T > 353,12 K tức là ở 800C thì phản ứng đổi chiều.
Document Outline

  • BÀI TẬP VỀ NHIỆT ĐỘNG HỌC
    • = H1 - H2 - H3 + H4 + 2H5
  • C4H10 → C4H6 + H2 ; Ho
    • = ( 10 E
    • + 3E
    • ) - (6 E
    • + 2 E
    • + 2 E (1)
    • = 24 E
    • - ( 3E
    • + 3 E
    • + 6 E
    • + 9 E
  • ĐS: ΔH 0 = + 437,0 kJ/mol và ΔH 0 = + 581,1 kJ/mol
  • ĐS: ΔHH2 = + 96,8 kJ ; ΔHC = + 231,95 kJ ; ΔHCO = – 26,8 kJ
    • b)  H 0
  • ĐS: a) – 847,59 kJ/mol b) – 822,20 kJ/mol
    • a)  H 0
  • ĐS: a) – 1530,60 kJ/mol b) – 46,11 kJ/mol
    • b)  H 0
  • ĐS: a) – 3295,316 kJ/mol b)  H = – 3301,509 kJ/mol
  • ĐS: a) 53,319 kJ/mol b)  H = – 32,905 kJ/mol
  • ĐS: 1173 kJ/mol
  • ĐS: – 888,8 kJ/mol
  • ĐS: – 697,85 kJ/mol
    • H 0
    • + I2)  2E
    • = - I1
    • ) = - 13,6. Z
    • G 0
    • CH2=CH-CH3 + 4,5O2  3CO2 + 3H2O H5 = ?
    • 3 ( H2 +
    • 2NH3 + 3/2 O2  N2 + 3 H2O (1)
    •  G = H  TS = 40587,80  T. 108,68
    • H  1  1 
    •  NH 
    •  NH  (1)
    • + H2O H =
    • 3, 45.103 H  1 1 
    •  S =
  • = 175,25 J/K.mol
  • = 216,0 kJ/mol
    • + H O
    • b) G 0
    • H O ฀ OH  + H+  H 0
  • = 8,0. 10 −8.
  • = 4,4. 10 −13.
    • + T. S 0
    • = 282,0  (188,72 + 219,45) = 126,17 J/ K
    • = 159300  3  8,314  300 = 151817,4 J