Cân bằng hóa họcThứ 6, 25/02/2011 | 13:02:55 PM
Bài 1:

    1. Cho năng lượng tự do Gibbs tiêu chuẩn, ở 250C, của các chất sau

 

CO (k)

CO2 (k)

H2O(k)

 H2O (l)

H2(k)

G0, kJmol-1

- 137,133

- 394,010

- 288,370

 - 236,960

 0,000

   a. Tính G0 và hằng số cân bằng của phản ứng sau ở 2980K:

CO (k)  +  H2O (k)           CO2  (k)  +  H2  (k)

   b. Tính áp suất hơi của nước ở 250C.

   c. Trộn lẫn các khí CO, CO2, H2 trong bình có nước lỏng dư sao cho áp suất riêng phần ban đầu của mỗi khí đó bằng 1 atm. Hãy cho biết, khi phản ứng đạt tới cân bằng ở 250C, áp suất riêng phần của mỗi khí bằng bao nhiêu?Biết rằng thể tích của bình không đổi.

Bài 2:

Người ta cho:

Chất

H2(k)

N2(k)

NH3(k)

∆Hoh th ,kJ/mol

0,0

0,0

-45,9

∆SO, J/mol

130,7

191,6

192,8

 

Liên kết

N ≡N

N=N

N-N

H-H

∆H phân li l.k (kJ/mol)

945

466

159

436

Áp suất tiêu chuẩn Po= 1,000 bar = 1,000.105 Pa, T = 298,15K.

1/ Tính các tính chất nhiệt động học ( ∆Ho,∆So,∆Go) và KP của phản ứng hình thành NH3 từ các đơn chất tương ứng ở điều kiện tiêu chuẩn.

2/ Trong kĩ thuật thì phản ứng trên được thực hiện bằng phương pháp Haber- Bosch. Hãy trình bày có giải thích những yêu cầu cơ bản của phương pháp này.

3/ Trong kĩ thuật, khi dùng phương pháp Haber-Bosch, người ta có thể thực hiện phản ứng ở nhiệt độ T và P = 200 bar. Ở điều kiện này, lượng amoniac chiếm 18% thể tích hỗn hợp cân bằng. Chấp nhận rằng ∆H của phản ứng không phụ thuộc vào nhiệt độ, tính nhiệt độ T?

4/ Nhiệt độ dùng trong thực tế ( nhiệt độ tìm được trong phòng thí nghiệm) chênh lệch là 200 K. Hãy giải thích sự khác biệt đó.?

5/ Nếu P = 400 bar thì thể tích của NH3 bằng bao nhiêu % hỗn hợp cân bằng?

6/ Cho biết:

Phản ứng                                  ∆H298K0(kJ/mol)

NH3(k) → H k  + NH2 (k)      .         438,10

NH2 (k)   NH(k)  + H(k) .              421,00

 NH (k).→  N(K)  + H(k).                 313,40

      a/ Vì sao năng lượng phân li liên kết NH(k) cuối cùng nhỏ bất thường như vậy?

       b/ Tính năng lượng phân li liên kết trung bình của 1 liên kết NH bằng 2 phương pháp khác nhau từ các dữ kiện đã cho.

7/ Tính nhiệt hình thành NH2 (k)?

Bài 3/

Công đoạn đầu tiên của quá trình sản xuất silic có độ tinmh khiết cao phục vụ cho công nghệ bán dẫn được thực hiện bằng phản ứng:

      SiO2(r)    +  2C (r)  ↔ Si (r)   +  2CO (k)    (1)

1. Không cần tính toán, chỉ dựa vào sự hiểu biết về hàm entropi, hãy dự đoán sự thay đổi ( tăng hay giảm ) entropi của hệ khi xảy ra phản ứng (1).

2. Tính ∆S0 cuả quá trình điều chế silic theo phản ứng (1), dựa vào các giá trị entropi chuẩn dưới đây: S0SiO2 (r) = 41,8 J.K-1.mol-1; S0C (r) = 5,7J.K-1.mol-1; S0Si (r) = 18,8 J.K-1.mol-1; S0CO (k) = 197,6 J.K-1.mol-1.

3. Tính giá trị  ∆G0 của phản ứng trên ở 250C. Biến thiên entanpi hình thành ở điều kiện tiêu chuẩn ( ∆H0f) của SiO2 (r) và CO có các giá trị : ∆H0f(SiO2(r))= -910,9 kJ.mol-1; ∆H0f(CO(k))= -110,5 kJ.mol-1.

4. Phản ứng (1) sẽ diễn ra ưu thế theo chiều thuận bắt đầu từ nhiệt độ nào?

    ( Coi sự phụ thuộc của ∆S và ∆H vào nhiệt độ là không đáng kể).

Bài 4/

1/ Người ta cho luồng khó clo đi chậm ngang qua một hỗn hợp Ti(IV)oxit bột mịn trộn với cacbon (lượng vừa đủ) trong một lò đun nóng ở 1000oC. Các chất sinh ra đều ở trạng thái hơi ở nhiệt độ này. Sau đó làm lạnh ở nhiệt độ mát bình thường của không khí, người ta nhận được một khí A và một chất lỏng B( phân tử B được tạo bởi 5 nguyên tử )

         TiO2     +    H2   + cacbon      A  + B   (1) ( pứ không thuận nghịch)

    Đem thủy phân chậm B ở nhiệt độ lạnh, người ta nhận được một chất rắn D màu trắng và chất E mang tính acid mạnh. Hãy cho biết công thức phân tử cảu A,B,D,E. Viết phương trình phản ứng.

2/      Hãy tính năng lượng tự do chuẩn của pứ (1) ở 900oC.Hãy cho biết phản ứng khử trực tiếp TiO2 bởi H2 có thể xảy ra không?

Cho bảng số liệu sau:

Hợp chất

Ti(rắn)

TiO2(r)

TiCl4(k)

C(graphit)

CO( k)

H2(k)

H2O (k)

Cl2(k)

∆Ho (kJ/mol)

0,00

-943,8

-762,40

0,00

-110,6

0,00

-241,9

0,00

So (J/mol.K)

30,6

50,3

354,5

5,7

197,9

130,6

188,8

222,7

Bài 5/

       Ngày 1/7/2000, chiếc cầu và đường hầm nối Đan Mạch và Thụy Điển đã được thông xe chính thức. Nó gồm 1 đường hầm từ Copenhagen Đan Mạch đến một đảo nhân tạo , và một chiếc cầu từ đảo đến Malmo của Thụy Điển. Vật liệu xây dựng chính được sử dụng là bê tông và thép. Bài thi này liên hệ với những pứ hh có liên quan đến sản xuất và thoái hóa của từng vật liệu ấy.

      Bê tông được sản xuất từ hh xi măng , nước , cát và đá dăm ( đá nhỏ). Xi măng gồm chủ yếu là canxi silicat và canxi aluminat tạo thành khi nung nghiền đất sét với đá vôi.

Trong các bước tiếp theo của việc sản xuất xi măng, người ta thêm một lượng nhỏ gypsum, CaSO4.2H2O; để tăng cường sự đông cứng của bê tông. Sử dụng nhiệt độ tăng cao trong giai đoạn cuối của sản suất có thể dẫn đến sự tạo thành một hemi hidrat hóa không mong muốn là CaSO4.1/2H2O. Xét pứ sau:

              CaSO4.2H2O (r)            CaSO4. 1/2H2O (r)  +  1,5H2O(k)

Các số liệu nhiệt động học sau đo tại 250C, áp suất tiêu chuẩn 1 bar.

Hợp chất

H0sinh (kJ/mol )

S0 ( J.mol-1.K-1)

CaSO4.2H2O (r)           

-2021

194

CaSO4. 1/2H2O (r) 

-1575

130,5

H2O(k)

-241,8

188,6

R= 8,314 ( J.mol-1.K-1)= 0,08314 bar.mol-1.K-1.

O0C = 273,15K.

1.Tính ΔH0 (kJ) cho pứ chuyển 1 kg CaSO4.2H2O (r) thành CaSO4. 1/2H2O (r)  . Pứ này thu nhiệt hay tỏa nhiệt ?

2. Tính áp suất cân bằng ( bar) của hơi nước trong bình kín chứa CaSO4.2H2O (r) , CaSO4. 1/2H2O (r)  và H2O(k) ở 250C.

3. Tính nhiệt độ để p(H2O)(cb) ­­= 1 bar trong hệ ở câu 2.Giả sử ΔH0ΔS0 là hằng số.

Bài 6/ :Phân tích một hỗn hợp của các muối canxi

Khi 5,000 g hỗn hợp của CaCO3, Ca(HCO3)2 , CaCl2 và Ca(ClO3)2 được làm nóng ở
nhiệt độ cao tạo ra các  khí CO2, H2O, và O2 đang hình thành lớn . Các khí đó gây một áp lực 1,312 atm trong một xi lanh đơn giản  1,000 L tại 400,0 K. Khi nhiệt độ bên trong
xi lanh được giảm xuống 300,0 K, áp suất giảm xuống 0,897 atm. Việc áp suất hơi của
nước ở nhiệt độ này là 27,0 Torr. Khí trong xi lanh được sử dụng để đốt cháy axetylen C2H2 với số lượng không rõ. Sự thay đổi entanpi trong quá trình đốt cháy được xác định bằng -7,796 kJ với việc sử dụng một nhiệt lượng kế.
ΔHht ° (C2H2(g)) = 226,8 kJ.mol-1.; ΔHht ° (CO2 (g)) = -393,5 kJ.mol-1.
ΔHht ° (H2O (g)) = -241,8 kJ.mol-1; ΔHvap ° 298K (H2O (l)) = 44,0 kJ.mol-1.
a) Viết phương trình cân bằng cho các phản ứng phân hủy có thể tạo ra khí.
b) Viết phương trình cân bằng cho quá trình cháy của C2H2.
c) Tính tổng số mol của khí sản xuất trong xilanh.

d) Tính số mol của O2 đã được hiện diện trong xi lanh này.
e) Tính toán số mol của CO2 và H2O sản xuất.
f) Tính toán tỷ lệ phần trăm trọng lượng của CaCO3 và CaCl2 trong hỗn hợp ban đầu.

 

lich

Về trang trước   Về đầu trang 

Ý kiến bạn đọc ( 0 bình luận )

Gửi bình luận