Các dạng bài tập nhiệt hóa học

Bài tập Chương 4:HIỆU ỨNG NHIỆT CỦA CÁC QUÁ TRÌNH HÓA HỌC4.1: Đun nóng một cylinder chứa oxy ở áp suất không đổi1atm từ thể tich 1,2 lít đến thể tích 1,5 lít bằng một lượngnhiệt 1kcal.

Bạn đang xem: Các dạng bài tập nhiệt hóa học

Tính biến thiên nội năng của quá trình. (Cho1lit.atm = 24,21cal) (ĐS : 993 cal.)4.2 : Phản ứng của cyanamide rắn , NH2CN với oxy đượcthực hiện trong một bom nhiệt lượng kế. Biến thiên nộinăng của NH2CN (r) là – 742,7 kj/mol ở 298K. Tính ΔH298của phản ứng sau : NH2CN(r) + 3/2 O2(k) → N2(k) + CO2(k) + H2O(l)(ĐS = -741,5kJ )4.3 : Tính nhiệt lượng cần thiết để nâng 60 gam nhôm từ35oC lên 55oC. Cho nhiệt dung mol của nhôm là: 5,8cal/moloC. (ĐS : 258 cal)4.4 : Xác đinh nhiệt độ cuối cùng của hệ thống gồm 100gam kẽm ở 95oC nhúng vào 50 gam nước ở 15oC. Chonhiệt dung mol của Zn là 6,06 cal/ moloC , của nước là 18cal/moloC. (ĐS : 28oC )4.5 : Một nhiệt lượng kế có chứa 45 gam nước ở 23oC,sau khi được hấp thụ 2,00 kJ nhiệt thì nhiêt độ lên đến32oC. Tính phần khối lượng của nhiệt lượng kế tươngđương với nước đã tham gia vào quá trình trao đổi nhiệt. (ĐS : 8 gam )4.6: Tính biến thiên enthalpy khi 1,00 gam nước đông đặcở 0oC và 1atm. Cho biết nhiệt nóng chảy của nước làΔH298(nc) = 1,435 kcal/mol. (ĐS : -79,7 cal/g )4.7 : Tính nhiệt lượng cần thiết để chuyển 100 gam nướcđá ở 0oC thành hơi nước ở 100oC. Cho nhiệt nóng chảy,nhiệt bay hơi và nhiệt dung của nước là: ΔH298(nc) = 80kcal/kg . ΔH298(bh) = 540 kcal/kg . Cp = 1 kcal/kg.K (ĐS : ΔHtotal =72,00 kcal )4.8 : Tính hiệu ứng nhiệt của quá trình đông đặc 1molnước lỏng ở -100C thành nước đá ở -100C. Cho nhiệt nóngchảy của nước đá ở 00C: ΔH298(nc) = 1,435kcal/mol vànhiệt dung của nước: Cp = 1 cal/g.K. (ĐS: - 1343cal)4.9 : Nhiệt đốt cháy của khí etan C2H6 là 368 kcal/mol .Giả sử chỉ có 60% nhiệt có ích. Hỏi cần đốt cháy baonhiêu m3 khí etan ở đktc đủ để làm 50kg nước ở 100C bayhơi ở 1000C. (Dùng các số liệu cần thiết ở bài 4.7). (Đ 3S : 3,21 m )4.10:Cho nhiệt tạo thành tiêu chuẩn của các chất tươngứng trong phương trình nhiệt hóa. Tính hiệu ứng nhiệtcủa phản ứng sau; N2O4(k) + 3CO(k) → N2O(k) + 03CO2(k) , ΔH 298 = ?ΔH0298 tt (kJ/mol) 9,7 -110 81 -393,5 ( ĐS: ΔH0298= -778kJ )4.11: Tính ΔH0298 tt C6H12O6(r) từ các dữ kiện sau:ΔH0298 đc C6H12O6(r) = -2816 kJ/mol, ΔH0298 tt CO2(k) =-393,5 kJ/mol,ΔH0298 tt H2O(l) = -285,9 kJ/mol. (ĐS: ΔH0298 ttC6H12O6(r) = -1260 kJ/mol) 4.12 : Tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng sau: C2H4(k) +H2(k) → C2H6(k).Cho ΔH0298 đc C2H4(k) = -337,2 kcal/mol, ΔH0298 đc C2H6(k) =-368,4 kcal/mol, ΔH0298 tt H2O(l) = -68,32 kcal/mol. (ĐS:ΔH0298 = -37,1 kcal)4.13: Tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng sau: 2CH4(k) →C2H2(k)+3H2(k).Cho ΔH0298 đc CH4(k) = -210,8 kcal/mol, ΔH0298 đc C2H2(k) =-310,4 kcal/mol . ΔH0298 tt H2O(l) = -68,32 kcal/mol. (ĐS:ΔH0298 = 93,76 kcal)4.14 : Nhiệt đốt cháy của metan, etan, propan lần lượt là:-210,8; -368,4; -526,3 kcal/mol. Hãy ước tính độ tăngΔH0298 đc trung bình mỗi khi thêm một nhóm (-CH2-) vàomột hydrocacbon. Trên cơ sở đó dự đoán nhiệt đốt cháycủa octan ( C8H18 ) và so sánh với giá trị thông thườngnhận được là (-1302,7 kcal/mol) .(ĐS: -157,75 ; -1310 kcal/mol)4.15: Đốt cháy 12,0g cacbon bằng oxy tạo thành CO vàCO2 ở 250C và áp suất không đổi, lượng nhiệt tỏa ra là 75kcal và không có cacbon còn dư. Tính khối lượng oxytham gia phản ứng theo các phương trình sau: C(r) + O2(k) → CO2(k) , ΔH0298 = -94,05 kcal. C(r) + ½O2(k) → CO(k) , ΔH0298 = -26,41 kcal. ( ĐS:27,5 g O2 )4.16: Năng lượng Ng.tử Năng lượng liên kết trung bình(kJ/mol)hóa H─ C─ C═ C≡ N─ N═ N≡ O─ O═ từ đơn chất(kJ/mol)H 218,0 436 413 391 463C 716,7 413 348 615 812 292 615 891 351 728N 472,7 391 292 615 891 161 418 945O 249,2 463 351 728 139 498S 278,8 339 259 477F 79,0 563 441 270 185Cl 121,7 432 328 200 203Br 111,9 366 276I 106,8 299 240 Dựa vào bảng năng lượng ở trên tính nhiệt tạo thành tiêuchuẩn của CCl2F2(k) ( dicloro difluorometan hay còn gọi làFreon-1,2, dùng làm tác nhân làm lạnh vì đặc tính dễ bayhơi và khả năng phản ứng kém; đã ngưng sử dụng vì pháhủy tầng ozon). Hướng dẫn: Phân tích quá trình tạo thành Freon-1,2 từđơn chất bền thành 2 giai đoạn: C(graphit) + Cl2(k) + F2(k) → CCl2F2(k) ; 0ΔH 298 tt = ?  {C(graphit) + Cl2(k) + F2(k) → C(k) + 2Cl(k) + 2F(k) ; ΔH01 C(k) + 2Cl(k) + 2F(k) → CCl2F2(k) ; ΔH02 } (ĐS: - 420 kJ/mol ) 4.17: Tương tự bài 4.16 , tính nhiệt tạo thành tiêu chuẩncủa CCl3F(k) và CF3CHCl2(k). (ĐS: - 264 kJ/mol ;) 4.18: Dùng năng lượng liên kết trung bình ở bảng 4.16 tính hiệu ứng nhiệt của các phản ứng sau: a) C3H8(k) + 5O2(k) → 3CO2(k) + 4H2O(k). (ĐS: - 1580 kJ/mol) b) C2H4(k) + H2(k) → C2H6(k). c) N2(k) + 3H2(k) → 2NH3(k).4.19: Phản ứng sau đây có ΔH ≈ 0 : BBr3(k) + BCl3(k) → BBr2Cl(k) + BCl2Br(k). Hãy vẽ cấu trúc Lewis của các hợp chất và giải thích tại sao?4.20: Quá trình hòa tan canxi clorua trong nước: CaCl2(r) → Ca2+(dd) + 2Cl-(dd) ; ΔH0298 = ? ΔH0298 tt(kJ/mol): - 795,8 -542,83 -167,16 a) Tính hiệu ứng nhiệt của quá trình ? b) Hòa tan 20 gam CaCl2(r) vào 100 ml nước ở 20,00C. Tính nhiệt độ cuối cùng của dung dịch , giả sử dung dịch là lý tưởng, có nhiệt dung gần giống 100 g nước nguyên chất (= 418 J/K) (ĐS : a) -81,4 kJ 0 b) 55,1 C )4.21: Tính hiệu ứng nhiệt của các phản ứng dưới đây: a) BaCO3(r) + 2HCl(dd) → BaCl2(dd) + CO2(k) + H2O(l). (ĐS:- 0,2kcal) b) AgNO3(dd) + NaCl(dd) → NaNO3(dd) + AgCl(r). (ĐS:- 15,7kcal) c) HNO3(dd) + NaOH(dd) → NaNO3(dd) + H2O(l). (ĐS:- 13,36kcal) d) HCl(dd) + KOH(dd) → KCl(dd) + H2O(l). (ĐS:- 13,36kcal) e) LiOH(dd) + HClO3(dd) → LiClO3(dd) + H2O(l). (ĐS:- 13,36kcal)4.22: Nhiệt tỏa ra khi trung hòa CsOH bằng tất cả các axitmạnh là 13,4 kcal/mol.

Xem thêm: Honda Dream 2021 Giá Bao Nhiêu, Dream 2021 Đột Ngột Ra Mắt Với Giá Sốc Óc

Nhiệt tỏa ra khi trung hòa CsOHbằng axit yếu HF là 16,4 kcal/mol. Tính hiệu ứng nhiệtcủa quá trình ion hóa HF trong nước (điện ly HF).(ĐS: -3,0 kcal/mol)4.23: Nhiệt tỏa ra khi hòa tan CuSO4 khan là 17,9kcal/mol. Nhiệt thu vào khi hòa tan CuSO4.5H2O là 1,3kcal/mol. Tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng chuyển hóa: CuSO4(r) + 5H2O(l) → CuSO4.5H2O(r) (ĐS: - 19,2 kcal)4.24: Tính hiệu ứng nhiệt của các phản ứng (1) và (2) từnhiệt tạo thành tiêu chuẩn, sau đó kết hợp lại để suy rahiệu ứng nhiệt của phản ứng (3) và so sánh kết quả vớibài 4.21: (1) HS-(dd) → H+(dd) + S2-(dd) (ĐS: +14,22 kcal) (2) OH-(dd) + HS-(dd) → S2-(dd) + H2O(l) (ĐS: +0,86 kcal) (3) H+(dd) + OH-(dd) → H2O(l) (ĐS: -13,36 kcal)4.25: Đốt cháy hoàn toàn 15,50 g cacbon bằng một lượngvừa đủ không khí có thể tích 25,0 lít ở 250C và 5,50atm(không khí chứa 19% thể tích là oxy)Thu được sản phẩm là CO2 và CO. Tính lượng nhiệt tỏara ở điều kiện đẳng áp? Cho nhiệt tạo thành tiêu chuẩncủa CO2 và CO lần lượt là (-94,05 kcal/mol và -26,41 kcal/mol) (ĐS: - 91,2 kcal) Bài tập Chương 5: CHIỀU CỦA CÁC QUÁ TRÌNH HÓA HỌC5.1: Dự đoán dấu của ΔH và ΔS của phản ứng sau: 2Cl(k)→ Cl2(k).5.2: Không dùng số liệu tính toán, hãy dự đoán dấu củaΔS của các quá trình sau:(a) O2(k) → 2O(k). (b) N2(k) + 3H2(k)→ 2NH3(k).(c) C(r) + H2O(k) → CO(k) + H2(k). (d) Br(l) → Br(k).(e) N2(k, 10atm) → N2(k, 1atm). (f) Kết tinh muối từnước biển.(g) Thủy tinh kết khối. (h) Nấu chín quảtrứng.(i) C(r, graphit) → C(r, kim cương). (j) n C2H4(k) →─(CH2─CH2)n─ .5.3: Nhiệt nóng chảy của nước đá ở 00C là 1435cal/mol.Tính biến thiên entropy của quá trình nóng chảy 1kg nướcđá ở 00C. (ĐS: 292,22 cal/K)5.4: Nhiệt bay hơi nước ở 1000C là 40,7 kJ/mol. Tính biếnthiên entropy mol của quá trình.(ĐS: 109,1 J/mol.K)5.5: Xem phản ứng ở 298K: 2A + B → C.ΔH = 100 kcal và ΔS = 50 cal/K. Giả sử ΔH và ΔS khôngđổi theo nhiệt độ, hỏi ở nhiệt độ nào phản ứng có thểxảy ra được ? (ĐS: 2000K)5.6: Xem phản ứng ở 298K: A(k) + B(k) → C(k).Phản ứng có biến thiên nội năng ΔU = -3,00 kcal và biếnthiên entropy ΔS = -10,0 cal/K.Tính ΔG và dự đoán chiều xảy ra của phản ứng. Cho R =1,987 cal/mol.K. (ĐS: -612 cal, thuận)5.7: Một phản ứng có ΔH = -40,0 kcal ở 400 K. Trênnhiệt độ này phản ứng có thể xảy ra, dưới nhiệt độ nàythì không. Tính ΔG và ΔS của phản ứng ở 400K.(ĐS: ΔG = 0 và ΔS = -100 cal/K)5.8: Tính ΔS0298 của phản ứng xảy ra giữa 100g N2 vớioxy theo phương trình sau: N2(k) + 2O2(k) → 2NO2(k).Cho ΔH 298 tt NO2(k) = 8,09 kcal/mol và ΔG0298 tt NO2(k) = 0 12,4 kcal/mol. (ĐS: - 100 cal/K)5.9: Tính ΔH 298 tt C2H5OH(k) dựa vào các dữ kiện sau: 0 2C(gr) + 3H2(k) + ½O2(k) → C2H5OH(k) 0S 298 (J/mol.K) 5.74 130.57 205,04 274,2 0ΔG 298 tt (kJ/mol) - - - - 168,57 (ĐS:-237,60 kJ/mol)5.10: Xem phản ứng ở 298K: 2A(k) + B(k) → 2D(k).Phản ứng có biến thiên nội năng ΔU = -2,50 kcal và biếnthiên entropy ΔS = -10,5 cal/K.Tính ΔG và dự đoán chiều xảy ra của phản ứng. Cho R =1,987 cal/mol.K. (ĐS: 0,04kcal, pưkhông thể xảy ra)5.11: Cho các dữ kiện sau: PCl3(l) ⇄ PCl3(k) 0S 298 (J/mol.K) 217,1 311,7 0ΔH 298 tt (kJ/mol) -319,7 -287,0 0ΔG 298 tt (kJ/mol) -272,4 -267,8. Hãy ước tínhnhiệt độ sôi của PCl3 ở áp suất thường và so sánh vớithực nghiệm (750C). (ĐS: 740C)5.12: Cho các dữ kiện sau: Sn(xám) ⇄ Sn(trắng) 0S 298 (J/mol.K) 44,1 51,5 0ΔG 298 tt (kJ/mol) 0,120 0Hãy dự đoán nhiệt độ chuyển pha từ thiếc xám sang thiếctrắng và so với nhiệt độ quan sát được (130C).(ĐS: 90C)5.13: Cho phản ứng: H2(k) + CO2(k) ⇄ H2O(k) +CO(k) ΔG0298 tt (kJ/mol) 0 -394,37 -228,58 -137,15 (a) Tính ΔG0298 của phản ứng ? (b) Tính ΔG298 của phản ứng ở điều kiện áp suất riêng phần của H2, CO2, H2O và CO lần lượt là 10 ; 20 ; 0,02 ; 0,01 atm. (ĐS: 28,64kJ ; -5,61kJ)5.14: Phản ứng tạo thành HI từ các đơn chất: ½ H2(k) + ½ I2(k) ⇄ HI(k) có ΔG0 = -10,10kJ ở 500 K.Tương ứng với áp suất riêng phần của HI là 10,0 atm ; I2là 0,001 atm. Hỏi áp suất riêng phần của H2 phải là baonhiêu ở nhiệt độ này để làm giảm ΔG xuống đến bằng 0.(ĐS: 775 atm)5.15: Dưới điều kiện gì về áp suất thì phản ứng phânhủy Ag2O(r) thành Ag(r) và O2(k) có thể xảy ra được ở250C ? Cho ΔG0298 tt Ag2O(r) = -11,21kJ/mol. (ĐS: P(O2) = 0,000116 atm)5.16: Tính biến thiên entropy khi 3,00 mol benzen bay hơithuận nghịch ở nhiệt độ sôi thông thường 80,10C (=353,25K). Biết enthalpy mol bay hơi của benzen ở nhiệt độ nàylà 30,8 kJ/mol. (ĐS: + 262 J/K)5.17: Tính biến thiên entropy của quá trình dãn nở thuậnnghịch 5,00 mol khí argon ở nhiệt độ không đổi 298 K từáp suất 10,0atm đến 1,0 atm. (ĐS:+ 95,7 J/K)5.18: Có 4,00 mol khí H2 dãn nở thuận nghịch đẳng nhiệtở 400 K từ thể tích đầu là 12,0 lít đến thể tích cuối là30,0 lít. (Cho nhiệt dung mol: Cp= 28,8 J/mol.K). Tính ΔU,Q, công W, ΔH, ΔS của quá trình. (ĐS: ΔU = ΔH = 0 ; W = -1,22.104 J ; Q = -W ;ΔS = +30,5 J/K)5.19: Có 1,0 mol nước đá được đun nóng thuận nghịch ởáp suất khí quyển từ -200C đến 00C, quá trình nóng chảythuận nghịch ở 00C, sau đó được đun nóng thuận nghịch ởáp suất khí quyển đến 200C. Cho: ΔHnc = 6007 J/mol ;Cp(nước đá) = 38 J/mol.K ; Cp(nước lỏng) = 75 J/mol.K.Tính ΔS của hệ; ΔS của môi trường và ΔS tổng của cảquá trình. (ĐS: ΔShệ = + 30,2 J/K ; ΔSmt = - 30,2 J/K ;ΔStổng = 0 )5.20: Cho 72,4 g sắt có nhiệt độ 100,00C vào 100,0 g nướcở 10,00C đến khi nhiệt độ cân bằng là 16,50C. Cho: Cp(Fe)= 25,1 J/mol.K và Cp(H2O) = 75,3 J/mol.K , không phụthuộc nhiệt độ. Tính ΔS của Fe, ΔS của nước vàΔS tổng của quá trình. (ĐS: ΔSFe = - 8,24 J/K ; ΔSnước = + 9,49 J/K ; ΔStổng = +1,25 J/K )5.21: Enthalpy mol nóng chảy và entropy mol nóng chảycủa ammoniac rắn lần lượt là 5,65 kJ/mol và 28,9 J/mol.K. a) Tính biến thiên năng lượng tự do Gibbs ΔG khi làmnóng chảy 3,6 mol ammoniac rắn thành lỏng ở 170 K.Hỏi ammoniac có thể nóng chảy ở 170 K ? b) Ở 1 atm và nhiệt độ nào thì có cân bằng rắn lỏngcủa ammoniac ? (ĐS:(a) ΔG = 2,664 kJ;không;(b) 196 K)5.22: Enthalpy bay hơi và nhiệt độ sôi thông thường củaetanol là : 38,7 kJ/mol ở 780C. Tính Q, W, ΔU, ΔShệ và ΔGkhi 1,0 mol etanol bay hơi thuận nghịch ở 780C và 1atm.Giả thiết rằng hơi là khí lý tưởng và bỏ qua thể tích củaetanol lỏng so với hơi. (ĐS:Q = +38,7 kJ; W= -2,92kJ; ΔU= +35,8kJ; ΔShệ=+110J/K và ΔG=0)5.23: Ở 12000C sự khử sắt (III) oxit thành sắt nguyên tốvà oxy không xảy ra vì: 2Fe2O3(r) → 4Fe(r) + 3O2(k)ΔG = + 840 kJ. (1)Hãy chỉ ra cách làm thế nào quá trình này vẫn có thể tiếnhành được nếu toàn bộ lượng oxy thoát ra được dùng đểđốt cháy cacbon: C(r) + O2(k) → CO2(k) ΔG = - 400 kJ(2) (ĐS: Vì ΔG1 + 3ΔG2 = -360 kJ 0. Dựa trên tínhtoán từ ΔH và ΔS của phản ứng, kết hợp với định nghĩacủa ΔG, hãy xác định khoảng nhiệt độ có thể xảy ra đượccủa các quá trình sau: (a) 4Fe(r) + 3O2(k) → 2 Fe2O3(r) (b) SO2(k) + ½ O2(k) → SO3(k) (c) NH4NO3(r) → N2O(k) + 2H2O(k) (ĐS: (a):0 (ĐS: ΔH0 = 117,41kJ; ΔS0 =131,19 J/K; ΔG T >ΔH0/ ΔS0=895 K)5.26: Cho phản ứng sau: CaCO3(r) → CaO(r) +CO2(k).Tính ΔG0 của phản ứng trên lần lượt ở 25, 500 và 15000C.Xem ΔH và ΔS không phụ thuộc nhiệt độ. Vẽ giản đồcủa ΔG0 phụ thuộc nhiệt độ và dùng nó để tìm nhiệt độtối thiểu để phản ứng trên xảy ra được. ( ĐS: 129,1 ; 50,7 ; - 114,0 kJ/mol; T > 1080 K )5.27: Cho các trường hợp:(a) ΔH0 > 0 , ΔS0 > 0 ; (b) ΔH0 0 ; (c) ΔH0 0 , ΔS0 |TΔS0| ;(2): |ΔH0|