Quý Thầy Cô và các em Sinh viên cần tài liệu WORD Vật lý để dạy học vui lòng liên hệ chủ Website ThayTruong.Vn hoặc Fanpage: Vật lý Thầy Trường để được chia sẻ nhé!
Các em bài tập nào giải không được, hoặc nội dung kiến thức nào liên quan đến chương "Cơ sở nhiệt động lực học" mà chưa hiểu, cần giải đáp thì vào mục này chọn "Thêm một chủ đề thảo luận mới" để đăng bài hỏi nhé! Bạn nào trả lời được thì có thể nhấn vào "Phúc đáp" để trả lời câu hỏi của các bạn.
XEM TRƯỚC
TẢI VỀ
CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC.
Để download tài liệu CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC các bạn click vào nút download bên trên.
📁 Chuyên mục: Nhiệt học
📅 Ngày tải lên: 24/03/2012
📥 Tên file: chuong-vi--ndlh.thuvienvatly.com.4daf4.16649.doc (116.5 KB)
🔑 Chủ đề: CO SO NHIET DONG LUC HOC nhiet dong luc hoc co so
► Like TVVL trên Facebook nhé!
Giải bài 32.1, 32.2. 32.3, 32.4 trang 77 sách bài tập vật lý 10. Câu nào sau đây nói về nguyên nhân của sự thay đổi nhiệt độ của một vật là đúng ?
Xem lời giải
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 2 H 5
Tổ hợp các phương trình này ta được CH 4 C(r) + 4H
4 H 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-1) phân ly từng liên kết ở 250 C 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: 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.
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 ; Ho1 (1) CH 4 C 6 H 6 + H 2 ; Ho2 (2) Biết năng lượng liên kết , E theo kJ-1 , của các liên kết như sau : Liên kết H-H C-H C-C C=C E , theo kJ-1 435,9 416,3 409,1 587, ( 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
C 4 H 10 C 4 H 6 + H 2 ; Ho1 (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 ; Ho2 (2) m n Trong đó Ei , Ej là năng lượng liên kết
Từ Hophản 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 Ho1 = ( 10 EC-H + 3EC-C ) - (6 EC-H + 2 EC=C + EC-C + 2 EH-H ) Thay số , tính được Ho1 = + 437,0 kJ- Tương tự , ta có Ho2 = 24 EC-H - ( 3EC-C + 3 EC=C + 6 EC-H + 9 EH-H ) Thay số , tính được Ho2 = + 581,1 kJ-1. (Ho2 > 0 , phản ứng thu nhiệt ).
ĐS: H 10 = + 437,0 kJ/mol và H 02 = + 581,1 kJ/mol
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 là H 0298 của quá trình:
CH 4 (k) C (k) + 4H (k)
Theo giả thiết: C (r) + 2H 2 (k) CH 4 H 0 h t. = 74,8 kJ/mol
C (r) C (k) H 0 t h. = 716,7 kJ/mol H 2 (k) 2H (k) H 0 p l. = 436 kJ/mol
Tổ hợp 3 quá trình này cho: H 0298 = 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)
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
Hãy so sánh H 0298 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 0298 (kJ/mol) - 822,200 - 241,8 - 110,5 - 393,
Năng lượng ion hóa: Ca(k) 2e Ca2+ (k) I 1 + I 2 = 1745 kJ/mol
Năng lượng liên kết (Elk) 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) H 0298 , s H 0 a EClCl -U CaCl 2 (I 1 + I 2 ) Ca Ca(k) + 2Cl(k) Ca2+(k) + 2Cl-(k) 2ECl Hoặc sử dụng phương pháp tổ hợp cân bằng ta có:
Ca(r) + Cl 2 (k) CaCl 2 (r) H 0298 , s Ca(k) Ca(r) - H 0 a 2Cl (k) Cl 2 (k) - Elk Ca2+(k) + 2e Ca(k) -(I 1 + I 2 ) 2 Cl-1(k) e Cl (k) -2E Cộng các phương trình ta được Ca2+(k) + 2Cl-(k) CaCl 2 (r) Năng lượng của quá trình này là năng lượng mạng lưới ion của CaCl 2
và = H 0298 ,s H 0 a Elk (I 1 + I 2 ) 2E
\= (-795) 192 243 1745 2(-364) = -2247 kJ/mol
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: Hth = 150 kJ/mol
Nhiệt hình thành MgO là : Hs = - 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 = 22,7,6-19. 6,02 23 .10-3 )
Từ thực nghiệm,biết năng lượng ion hóa thứ nhất(I 1 ) của Li = 5,390 eV. Quá trình Li - 2e Li2+ có E = 81,009 eV. Hãy tính: Năng lượng ion hóa I 2 và Năng lượng kèm theo quá trình Li - 3e Li3+
Bài giải: Do Li - 1e Li+ có I 1 = 5,390 eV nên
Li+ + 1e Li E 01 = - I 1 = - 5,390eV Li - 2e Li2+ E 2 = 81,009 eV Tổ hợp 2 quá trình này ta được năng lượng ion hóa I 2 Li+ - e Li2+ I 2 = E 1 + E 2 = 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+ (I 3 ) Li2+ là hệ 1e một hạt nhân, nên năng lượng của electron được tính theo công thức
E 3 (Li3+ ) = - 13,6. 2
2
n
Z
ở đây 1
3
n
Z
E 3 (Li3+ ) =-13,6. 2
2
1
3
\= -122,4 (eV)
Li 2+ - 1e Li3+ I 3 = - E 3 = 122,4 eV Li - 2e Li2+ E 2 = 81,009 eV
Li - 3e Li3+ E = I 3 + E 2 = 203,41 eV 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 3 H 2
2Al + 1,5 O 2 Al 2 O 3 H 3
3C + 1,5 O 2 3CO 3 H 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 Hx
và Hx = 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 Ho298 (kJ) (1) 2NH 3 + 3N 2 O 4N 2 + 3H 2 O 1011 (2) N 2 O + 3H 2 N 2 H 4 + H 2 O 317 (3) 2NH 3 + 0,5O 2 N 2 H 4 + H 2 O 143 (4) H 2 + 0,5 O 2 H 2 O 286
S 0298 (N 2 H 4 ) = 240 J/K ; S 0298 (H 2 O) = 66,6 J/K S 0298 (N 2 ) = 191 J/K ; S 0298 (O 2 ) = 205 J/K
Tính nhiệt tạo thành Ho298 của N 2 H 4 ; N 2 O và NH 3.
Viết phương trình của phản ứng cháy Hidrazin và tính Ho298 , Go298 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 3 H 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 4 H 5 Suy ra H 5 = (-H 1 + 3H 2 + H 3 - H 4 ) : 4 = (1011 - 3. 317 - 143 + 286) : 4 = 50,75 kJ/mol
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 +
2
1
O 2 H 2 O H 3 )
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 Ho298 cháy (kJ/mol) Nhiệt sinh Ho298 (kJ/mol) C (than chì) 394, H 2 286, Xiclopropan 2094, Propen
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)
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.
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 0298 (J/mol) 39,7 213,77 88, H 0298 (kJ/mol) - 635,5 - 393,5 - 1027,
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 0298 (J/mol) 50,9 130,5 6,755 188, H 0298 (kJ/mol) - 1676,0 - 241,
Nhiệt độ sôi của nước biến thiên như thế nào khi áp suất khí quyển dao động 1mmHg? Biết ở 1000 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.
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
\=
.
bh S
H
T V
với 1cal/g = 41,3 cm 3 .at/g và Hnc = 79,7 cal/g = 79,7. 41,3 cm 3 .at/g
Tnc = 273 0 K nên V = Vl – Vr =
1
0, 998
–
1
0, 9168
\= – 0,088 cm 3 /g
dP dT
\=
79, 7,
273( 0, 088)
\= – 137 at/độ
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, Tại cân bằng H 2 O (l) H 2 O (h) thì G = 0 nên 40587,80 = 108,68 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 Ho298 (kJ/mol) 51,71 90,25 ? S 0298 (J/K) 264 211 223
Tính gần đúng Kp của phản ứng ở 475K a) 2NOCl 2NO + Cl 2.
Hằng số cân bằng nhiệt động lực học được tính theo phương trình G = RTlnK Trong đó G = H T. S
\= 17 Kp = 3,98. 10 8 atm và Kp = 4,04. 10 3 Pa
Tính gần đúng:
ln 2 1
( )
( )
Kp T Kp T
\=
1 2
H 1 1
R T T
lnKp(475K) =
77080 1 1
8, 314 298 475
lnKp(298)
ln Kp (475) = 5,545 Kp = 4,32. 10 3 atm hay Kp = 437Pa
Hãy ước lượng Ho của phản ứng này.
Với ln 2 1
( )
( )
Kp T Kp T
\=
1 2
H 1 1
R T T
; chọn 2 giá trị bất kỳ của K tại 2 nhiệt độ khác nhau.
Ví dụ: 15,2 0 C (288,4 K) và 34,9 0 C (308,1 K)
Với ln
530
840
\=
1 1
8,314 288, 4 308,
H
H = 1,72. 10 4 J = 17,2 kJ
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: Ho298 hóa hơi (Li(k)) = 159,4 kJ/mol ; Năng lượng liên kết (Li 2 (k)) = 129,8 kJ/mol
Năng lượng ion hóa (Li(k)) = 5,392 eV; Năng lượng ion hoá (Li2 (k)) = 5,113 eV
( 1eV = 96,486 kJ/mol )
Hãy tính Ho298 hóa hơi (Li 2 (k)) và Năng lượng liên kết (Li2 (k))
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 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, 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) Hhh (Li) = 159,
Li+ (k) + Li (k) Li 2 (k) E (Li 2 ) = 129, Li (k) e Li+ (k) I = 5,932 96, Li 2 (k) e Li 2 (k) I’ = 5,113 96, Để tìm năng lượng của quá trình 2Li (r) Li 2 (k) Hhh (Li 2 ) ta tổ hợp: 2Li (r) 2Li (k) Li+ (k) + Li (k) Li 2 (k) Li (k) e Li+ (k) Li 2 (k) + e Li 2 (k)
Khi đó : Hhh (Li 2 ) = 2Hhh (Li) E + I I’ = (2 159,4) 129,8 + (5,392 5,113) 96,
\= 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 ) = Hhh (Li 2 ) + 2Hhh (Li) = (2 159,4) 216,0 = 102,8 kJ/mol
Số mol Li =
122, 045
6,
\= 17,583 mol
Theo PV = nRT ta có P dự đoán = 5
17, 583 8,314 610, 25
5,9474.
\= 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 V
\=
P
RT
nên [Li 2 ] = 3
0,
8,314 610, 25 10
\= 4,73. 10 9 mol/L
và [Li] = 3
0,
8,314 610, 25 10
\= 2,01. 10 8 mol/L
Kc =
2 2
Li Li
\=
9 8 2
4, 73.
(2, 01 )
= 1,156. 10
7.
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) NH 4 HS (r) 156,9 113, NH 3 (k) 45 192, H 2 S (k) 20,4 205,
Hãy tính Ho298 ,So298 và Go298 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 G 0 = H 0 T. S 0 = 90600 298,15 284,8 = 5687 J/mol hay 5,687 kJ/mol b) G 0 = RT Ka 5687 = 8,314 298,15 ln Ka. Ka = 0,
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.
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,
\= 0,64 mol số mol NH 4 HS = 1 0,50,64= 0,
Nếu dung tích bình 100 L thì số mol khí =
0, 635 100
0, 08314 298,
\= 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,
100
\= 0,5 atm
Cho các số liệu sau: H 3 PO 4 (dd) H 2 PO 4 (dd) HPO 24 (dd) PO 34 (dd) H 2 O (lỏng) H 0 (kJ/mol) 1288 1296 1292 1277 56
H 0298 = 8,13. 10 3 + (126,17 298) = 45728,66 J < 0 phản ứng tỏa nhiệt.
Cho các số liệu sau ở 27 0 C: NH 4 COONH 2 (r) CO 2 (k) NH 3 (k) H 0 300,s (kJ/mol) 645,2 393,5 46, G 0300 (kJ/mol) 458,0 394,4 16,
Với phản ứng : NH 4 COONH 2 (r) CO 2 (k) + 2 NH 3 (k)
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 0300 = ( 394,4) + ( 16,64 2) ( 458,0) = 30,32 kJ > 0
Theo G = A + PV hay G = A + PV = A + n với n = 3
thì A 0300 = 30,32. 10 3 3 8,314 300 = 22837,4 J > 0 nên phản ứng xảy ra theo chiều nghịch.
\= 429,93 J/K mà U 0 = H 0 nRT
U 0300 = 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.
