BÀI TẬP HÓA LÝ CHƯƠNG 3
Bài 1
Đun nóng tới 445oC 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.
Bài 2
Cho phản ứng: 2CO (k) +
∆Η o298
o
S 298
Tính
O2 (k) = 2CO2 (k) và các số liệu tra trong sổ tay hóa lý:
-26416
0
47,3
49,0 51,0
o
∆Η o298 (pứ), ∆S 298
(pứ),
-94052
o
∆G 298
cal/mol
cal/mol.K
(pứ), Kp 298. Xét chiều phản ứng trong điều kiện tiêu chuẩn.
Bài 3
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 0,50 mol O2 thì khi cân bằng sẽ được 0,40 mol Cl2.
Bài 4
1
Ở 500oK, HSCB của phản ứng:
PCl3 (k) + Cl2 (k) = PCl5 (k) là Kp = 3 atm-1
a./ Tính độ phân ly α của PCl5 ở 1 atm và 8 atm.
b./ Tính áp suất mà ở đó có độ phân ly α = 10%.
c./ Phải thêm bao nhiêu mol Cl2 vào 1 mol PCl5 để độ phân ly của PCl5 ở 8 atm là α = 10%.
Bài 5
Tại 50oC và dưới áp suất 0.344 atm độ phân ly của N2O4 thành NO2 bằng 63%. Xác định
KP và KC.
Bài 6
Cho phản ứng :
FeO(r )
S0298( Cal/mol.K)
1,36
H0298 tt(Kcal/mol) -63,7
+
47,3
CO( k) =
CO2(k)
51,06
-26,42
+
Fe(r) có các số liệu:
6,49
-94,052
0
a. Tính G của phản ứng ở 2980K. Xét chiều phản ứng ở ĐKTC.
b. Tính hằng số cân bằng Kp của phản ứng ở 2980K.
Bài 7
2
Đun nóng tới 445oC 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 4 mol H2.
Bài 8
Hằng số cân bằng của phản ứng:
PCl3 (k) + Cl2 (k) = PCl5 (k) ở 500oK là KP= 3 atm-1
a. Tính độ phân ly của PCl5 ở 2 atm và 20 atm
b. Ở áp suất nào, độ phân ly là 15%
Bài 9
Ở 10000K hằng số cân bằng của phản ứng:
C (r) + CO2 (k) = 2CO
Là Kp =1,85 atm và hiệu ứng trung bình là 41130 cal.
Xác định thành phần pha khí ở cân bằng tại 10000K và 12000K biết áp suất tổng cộng
là 1atm.
Bài 10
Hằng số cân bằng Kp ở 25oC và 50oC của phản ứng:
3
CuSO4.3H2O (r) = CuSO4 (r) + 3 H2O (h) lần lượt là 10-6 và 10-4 atm3;
a. / Tính nhiệt trung bình trong khoảng nhiệt độ trên.
b. / Tính lượng hơi nước tối thiểu phải thêm vào một bình có thể tích 2 lit ở 25oC để
chuyển hoàn toàn 0, 01 mol CuSO4 thành CuSO4.3H2O.
Bài 11
Ở 40oC, hằng số cân bằng của phản ứng:
LiCl.3NH3 (r) = LiCl.NH3 (r) + 2NH3 (k)
Là Kp = 9 atm2; ở nhiệt độ này phải thêm bao nhiêu mol NH3 vào một bình có thể tích 5
lit chứa 0, 1 mol LiCl.NH3 để tất cả LiCl.NH3 chuyển thành LiCl.3NH3.
Bài 12
Cho các dữ kiện sau:
CO
CO2
Pb
PbO
∆Η oht , 298 (ΚJ / mol )
-110,43
-393,13
0
-219,03
∆Ghto , 298 (ΚJ / mol )
-137,14
-394,00
0
-189,14
Cp (J/mol.K)
29,05
36,61 26,50
46,27
Chấp nhận nhiệt dung không thay đổi trong khoảng nhiệt độ 25 –127oC.
4
a./Tìm
∆G o , ∆Η o , Κ Ρ
ở 25oC với phản ứng:
PbO(r) + CO = Pb + CO2
b./ Biểu thị ∆Η oΤ dưới dạng một hàm của T.
c./ Tính Kp ở 127oC.
Bài 13
Có thể điều chế Clo bằng phản ứng:
4HCl (k)
+
O2
=
2H2O (h) +
2Cl2
Xác định hằng số cân bằng Kp của phản ứng ở 386oC, biết rằng ở nhiệt độ đó và áp
suất 1 atm, khi cho 1 mol HCl tác dụng với 0, 48 mol O2 thì khi cân bằng sẽ thu được 0,402
mol Cl2.
Bài 14
Ở 800oK hằng số cân bằng của phản ứng là 4, 12:
CO +
H2O =
CO2 +
H2
5
Đun hỗn hợp chứa 20% khối lượng CO và 80% H2O đến 800oK. Xác định thành phần
của hỗn hợp cân bằng và lượng H2 sinh ra nếu dùng 1 kg nước.
Bài 15
Xét phản ứng thủy phân Este axetat etyl.
CH 3COOC 2 H 5 + H 2 O → CH 3COOH + C 2 H 5 OH
Nếu lúc đầu số mol Este bằng số mol nước khi cân bằng có 1/3 lượng Este bị phân
huỷ.
1) Xác định hằng số cân bằng của phản ứng thuỷ phân.
2) Tính phần Este bị thuỷ phân khi số mol nước lớn gấp 10 lần số mol Este.
3) Tính tỷ lệ mol giửa nước và Este để khi cân bằng 99% Este bị thuỷ phân.
Bài 16
Cho phản ứng:
C2H4 (k)
+
H2 (k)
=
C2H6 (k)
Lập công thức tính số mol của C2H6 trong hỗn hợp cân bằng theo số mol ban đầu của
C2H4 là a, của H2 là b, hằng số cân bằng Kp và áp suất cân bằng P.
6
Bài 17
Phương trình mô tả sự phụ thuộc của Kp vào nhiệt độ K của phản ứng:
CO + Cl2 = COCl2 (hệ khí lí tưởng) có dạng:
lg Kp (atm) = 5020/T – 1,75lgT –1,158
a./ Tìm phương trình mô tả sự phụ thuộc nhiệt độ:
∆GΤΟ =
b./ Tính
f(T) và
∆Η ΟΤ =
Ο
Ο
Ο
,
∆G700
, ∆Η 700
, ∆S 700
g(T)
HSCB
Κ Ρ , 700 , Κ C , 700
ôû 700oK.
c./ Hỗn hợp sau sẽ phản ứng theo chiều nào ở 1 atm và 700oK:
Hỗn hợp 1: 2 mol CO; 5 mol Cl2 và mol COCl2;
Hỗn hợp 2: 0,4 mol CO; 1,6 mol Cl2 và 8 mol COCl2.
Bài 18:
Tính hằng số cân bằng Kp ở 298oK đối với phản ứng:
2 NO + O2
⇔
2 NO2
Dựa vào các dữ kiện sau:
o
S 298
NO
[ J/mol.oK]
210,6
∆Η o298
[ kJ/mol ]
90,37
7
O2
205,0
0
NO2
240,5
33,85
Xác định HSCB Kp ở 373oK.
8
BÀI GIẢI HÓA LÝ CHƯƠNG 3
Bài 1:
Đun nóng tới 445oC 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.
Bài giải:
Ban đầu:
H2 + I2 =
2HI
5,3 8
0 mol
Phản ứng:
y
y
Cân bằng:
5,3-y8-y
2y mol
9,5 mol
Vậy ta có: 2y = 9,5 mol, y = 4,75 mol
∆n = 2 – 1 – 1 = 0
Kn = (nHI)2/[nH2*nI] =
=(2*4,75)2/[(5,3-4,75)*(8-4,75)] = 50,49
Mặt khác ta có:
Ban đầu:
H2 + I2 =
2HI
3
0 mol
8
9
Phản ứng:
y
y
2y mol
Cân bằng:
3-y 8-y
2y mol = ?
Cho Kn = 50,49 = (nHI)2/[nH2*nI] =
=(2y)2/[(3-y)*(8-y)]
Tính được: y = 2,873 mol
Số mol HI lúc cân bằng là: 2 * 2,873 = 5,746 mol
Bài 2:
Cho phản ứng: 2CO (k) +
∆Η o298
o
S 298
Tính
O2 (k) = 2CO2 (k) và các số liệu tra trong sổ tay hóa lý:
-26416
0
47,3
49,0 51,0
o
∆Η o298 (pứ), ∆S 298
(pứ),
-94052
o
∆G 298
cal/mol
cal/mol.K
(pứ), Kp 298. Xét chiều phản ứng trong điều kiện tiêu chuẩn.
Bài giải:
∆Η o298 (pứ)=
o
(pứ)
∆S 298
o
∆G 298
-135.272 cal = -135,3 kcal
= -41,16 cal/K
(pứ) = -123.006 cal = -123 kcal <0 phản ứng xảy ra theo chiều thuận.
10
0
∆G 298
= − RT . ln K p 298
K p 298 = e
0
− ∆G298
RT
=e
123006
1, 987 x 298
= e 207 , 73
Bài 3:
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 0,50 mol O2 thì khi cân bằng sẽ được 0,40 mol Cl2.
Giải:
Ban đầu:
4HCl (k) +
O2
=
1mol
0,5mol
2H2O (h) +
0 mol
2x mol
Cân bằng:
1-2x mol 0, 5 – x/2 mol x mol
Ta
x/2 mol
0 mol
Phản ứng:
có: Κ Ρ = Κ n . Ρ
∑ ni
2Cl2
x mol
x mol
x mol
∆n
cb
∆n = 2 + 2 − 4 − 1 = −1
11
Khi cân bằng: số mol Cl2 = x = 0,40 mol
∑n
i
Suy ra:
= 1 − 2 x + 0,5 −
ΚΡ =
x
+ 2 x = 1,3
2
mol
(0,40)4 1 −1 = 69,3 atm-1
(0,2)4 .(0,3) 1,3
Bài 4:
Ở 500oK, HSCB của phản ứng:
PCl3 (k) + Cl2 (k) = PCl5 (k) là Kp = 3 atm-1
a./ Tính độ phân ly α của PCl5 ở 1 atm và 8 atm.
PCl5 (k) = PCl3 (k) + Cl2 (k) có Kp = 1/3 atm
Bđ
1
0
0
mol
Pứ y
y
y
mol
Cb 1-y
y
y
mol
∆n = 1+1-1=1
( ∑ n i ) cb = y + 1
Trường hợp P = 1 atm
12
∆n
Kp = Kn. P =y2/(1-y) .(1/(y+1)=1/3 atm
∑
ni
cb
→ y = 0,5
Độ phân ly α = y/1 = 50%
Trường hợp P = 8 atm
∆n
Kp = Kn. P =y2/(1-y) .(8/(y+1)=1/3
∑
ni
cb
→ y = 0,2
Độ phân ly α = y/1 = 0,2 = 20%
b./ Cho y = 0,1. Tính P = ?
P
K p = Kn
n
∑ i
∆n
P
K p = Kn
n
∑ i
⇒ P = 33atm
∆n
y2
P
=
.
= 1 / 3atm
1− y y +1
0,12 P
=
. = 1 / 3atm
0,9 1,1
c./ Phải thêm bao nhiêu mol Cl2 vào 1 mol PCl5 để độ phân ly của PCl5 ở 8 atm là α = 10%.
PCl5 (k) = PCl3 (k) + Cl2 (k) có Kp = 1/3 atm
13
Bđ
1
0
n
mol
Pứ y
y
y
mol
Cb 1-y
y
n+y mol
∆n = 1+1-1=1
( ∑ n i ) cb = y + 1 +n
P
K p = Kn
n
∑ i
∆n
P
K p = Kn
n
∑ i
⇒ n = 0.5mol
∆n
=
y ( y + n)
P
= 1 / 3atm
.
1− y y +1+ n
0,12 + 0,1n 8
=
.
= 1 / 3atm
0,9
1,1 + n
Bài 5:
Tại 50oC và dưới áp suất 0.344 atm độ phân ly của N2O4 thành NO2 bằng 63%. Xác định
KP và KC.
Giải:
Đối với phản ứng: N2O4 ↔ 2NO2
Hằng số cân bằng Kp có dạng:
Kp =
2
PNO
2
PN 2O4
14
Nếu α là độ phân ly thì tổng số mol lúc cân bằng sẻ là: (1 – α ) + 2α = 1 + α, nếu xuất phát
từ 1 mol N2O4. Áp suất riêng phần của mỗi chất ở thời điểm cân bằng là:
2α
.P
1+α
PNO2 =
PN 2O4 =
1−α
.P
1+α
Khi thay các hệ thức này vào phương trình Kp, ta được:
Kp =
2
PNO
2
PN 2O4
=
4α 2
4.(0,63) 2
.
P
=
.0,344 = 0,867atm
1−α 2
1 − (0,63) 2
K C = K p . /( RT ) ∆n =
Bài 6
0,867
= 0,034(mol / lit )
(0,082.323)1
:
Cho phản ứng :
FeO(r )
S0298( Cal/mol.K)
1,36
H0298 tt(Kcal/mol) -63,7
+
CO( k) =
47,3
CO2(k)
51,06
-26,42
+
Fe(r) có các số liệu:
6,49
-94,052
0
a. Tính G của phản ứng ở 2980K. Xét chiều phản ứng ở ĐKTC.
b. Tính hằng số cân bằng Kp của phản ứng ở 2980K.
Giải:
a. Tính G của phản ứng ở 2980K. Xét chiều phản ứng ở ĐKTC.
15
∆Η o298 (pứ)=-3,932kcal
o
(pứ)
∆S 298
o
∆G 298
= - 3932 cal
= 8,89 cal/K
(pứ) =- 3932 -298 x 8,89=-6581 cal <0, phản ứng xảy ra theo chiều thuận.
b./ Tính hằng số cân bằng Kp của phản ứng ở 2980K.
ln Kp = −
∆G
− 6581
=−
= 11,11
RT
1,987.298
Kp = e11,11 = 67116,7
Bài 7
:
Đun nóng tới 445oC 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 4 mol H2.
Giải:
Ban đầu:
H2 + I2 =
2HI
5,3 8
0 mol
Phản ứng:
y
y
Cân bằng:
5,3-y8-y
2y mol
9,5 mol
Vậy ta có: 2y = 9,5 mol, y = 4,75 mol
16
∆n = 2 – 1 – 1 = 0
Kn = (nHI)2/[nH2*nI] =
=(2*4,75)2/[(5,3-4,75)*(8-4,75)] = 50,49
Mặt khác ta có:
Ban đầu:
H2 + I2 =
2HI
4
0 mol
8
Phản ứng:
y
y
Cân bằng:
4-y 8-y
2y mol
2y mol = ?
Cho Kn = 50,49 = (nHI)2/[nH2*nI] =
=(2y)2/[(4-y)*(8-y)]
y = 3,739 mol
Số mol HI lúc cân bằng là: 2 * 3,739 = 7,478 mol
Bài 8 :
Hằng số cân bằng của phản ứng:
PCl3 (k) + Cl2 (k) = PCl5 (k) ở 500oK là KP= 3 atm-1
a. Tính độ phân ly của PCl5 ở 2 atm và 20 atm
17
b. Ở áp suất nào, độ phân ly là 15%
Giải:
a. Tính độ phân ly của PCl5 ở 2 atm và 20 atm
PCl5 (k) = PCl3 (k) + Cl2 (k) có Kp = 1/3 atm
Bđ
1
0
0
mol
Pứ y
y
y
mol
Cb 1-y
y
y
mol
∆n = 1+1-1=1
(∑ ni )cb = y + 1
P = 2 atm
∆n
Kp = Kn. P =y2/(1-y) .(2/(y+1)=1/3
∑
ni
cb
y = 0,447
α = y/1 = 44,7%
P = 20 atm
18
∆n
Kp = Kn. P =y2/(1-y) .(20/(y+1)=1/3
∑
ni
cb
y = 0,13
α = y/1 = 13%
b. Ở áp suất nào, độ phân ly là 15%
y = 0,15
∆n
Kp = Kn. P =0,152/(1-0,15) .(P/(0,15+1)=1/3
∑
ni
cb
P =14,48 atm
Bài 9:
Ở 10000K hằng số cân bằng của phản ứng:
C (r) + CO2 (k) = 2CO
Là Kp =1,85 atm và hiệu ứng trung bình là 41130 cal.
Xác định thành phần pha khí ở cân bằng tại 10000K và 12000K biết áp suất tổng cộng
là 1atm.
19
Giải:
Ở 10000K: gọi xCO và xCO2 là phần phân tử của các khí ở cân bằng, ta áp dụng
phương trình:
K Ρ = K Χ .Ρ ∆n
∆n = 2 − 1 = 1
Mà
Và
Vậy:
KΡ =
2
xCO
.11
xCO2
xCO + xCO2 = 1; xCO2 = 1 − xCO
2
xCO
KΡ =
1 − xCO
2
xCO
+ K Ρ .xCO − K Ρ = 0
Với Kp=1,85 atm:
2
xCO
+ 1,85.xCO − 1,85 = 0
Giải phương trình và loại nghiệm âm ,ta được:
xCO= 0,72 và xCO2 =1 – 0,72 = 0,28
Ở 12000K:
Xác định giá trị của KP ở12000K:
20
- Xem thêm -