BÀI TẬP LÝ THUYẾT VỀ PHẢN ỨNG HÓA HỌC
1. a) Nhiêt đốt cháy benzen lỏng ở P = 1 at và t = 25 0C bằng – 3271,9 kJ/mol. Tính nhiệt đốt cháy đẳng tích của
benzen ở t = 250C. Chấp nhận các sản phẩm khí của sự đốt cháy đều là khí lí tưởng.
b) Tính hiệu ứng nhiệt của quá trình hiđro hóa etilen thành etan ở nhiệt độ T = 400 K, biết rằng tại nhiệt độ đó
nhiệt hình thành (∆Hht) của etilen và của etan lần lượt bằng 49,23 kJ/mol và – 89,62 kJ/mol.
0
2. a) Tính hiệu ứng nhiệt ở 25 0C của phản ứng 2Al + Fe2O3 → 2Fe + Al2O3, biết ∆H ht , 298 Al O = −1667,82
(
(
)
)
2
3
= −819,28 kJ/mol.
kJ/mol; ∆H
b) Nhiệt đốt cháy của benzen lỏng ở 25 0C, 1atm là - 3268 kJ/mol. Xác định nhiệt hình thành của benzen lỏng ở
điều kiện đã cho về nhiệt độ và áp suất, biết rằng nhiệt hình thành chuẩn ở 25 0C của CO2(k), H2O(l) lần lượt bằng 393,5 và -285,8 kJ/mol.
∆H 0ht , 298 C H O ( r ) biết:
∆H 0đc , 298 C H O ( r ) = −2805 kJ/mol;
∆H 0ht , 298 CO ( k ) = −393,5 kJ/mol;
c) Tính
6 12 6
6 12 6
2
2
b)
PbO + H2SO4.5H2O → PbSO4 + 6H2O
∆Hb = - 97,487 kJ
c)
SO3 +6H2O → H2SO4.5H2O
∆Hc = - 205,853 kJ
4. a) Tính nhiệt hình thành chuẩn của axetilen dựa vào hiệu ứng nhiệt của các phản ứng cho dưới đây:
∆H10 = - 2602 kJ
2C2H2(k) + 5O2 (k) → 4CO2 (k) + 2H2O(l)
(1)
∆H 02 = -393,5 kJ
C (r) + O2 (k) → CO2 (k)
(2)
1
∆H 30 = -285,8 kJ
H2 (k) +
O2 (k) → H2O(l)
(3)
2
7
b) Cho: C2H6 (k) +
O2 (k) → 2CO2 (k) + 3H2O (k)
∆H0 = −1427,7 kJ
2
và nhiệt hoá hơi chuẩn của nước lỏng là 44 kJ.mol−1. Tính giá trị ∆H0 của phản ứng:
7
C2H6 (k) +
O2 (k) → 2CO2 (k) + 3H2O (l)
2
kJ/mol;.
8. Tính năng lượng liên kết trung bình C−H và C−C từ các kết quả thực nghiệm sau: (Các kết quả đều đo được ở
298K và 1atm)
∆H 0đc, 298 CH = −801,7 kJ/mol; ∆H 0đc, 298 C H = −1412,7 kJ/mol; ∆H 0đc, 298 H = −241,5 kJ/mol.
(
( ∆H
)
)
0
đc , 298 C
4
(
(
= −393,4 kJ/mol; ∆H 0th , 298
)
)
C
2
(CH3)2O(k)
→ CH4(k) + CO(k) + H2(k)
Cho vào bình kín thể tích không đổi ở nhiệt độ T một lượng ete thì áp suất ban đầu trong bình là 300 mmHg. Sau
10 giây, áp suất trong bình là 308,1 mmHg. Hỏi sau bao lâu thì áp suất trong bình đạt 608,1 mmHg ?
13. Tiến hành phân hủy đimetyl ete: (CH3)2O(k)
→ CH4(k) + CO (k) + H 2(k), trong một bình kín ở 504oC
và đo áp suất của hệ người ta thu được kết quả sau:
Thời gian (s)
0
1550
3100
P (mmHg)
400
800
1000
a) Chứng minh rằng phản ứng phân hủy đimetyl ete là phản ứng bậc một
b) Tính hằng số tốc độ của phản ứng ở 504oC
c) Tính áp suất P của hệ và % đimetyl ete bị phân hủy sau 460 s
14. Etilen oxit bị nhiệt phân theo phương trình sau:
CH2 - CH2(k) → CH4(k) + CO(k)
O
ở 687K áp suất chung (P) của hỗn hợp phản ứng biến đổi theo thời gian (t) như sau:
t (phút)
0
3
7
10
12
18
P (mmHg)
3,17.10
3,67.10
4,11.10-3
CC 2 H 5 OH (M)
a) Chứng minh rằng bậc tổng cộng của phản ứng bằng 2.
b) Tính hằng số tốc độ của phản ứng ở 25oC.
16. Bằng phương pháp áp kế, người ta theo dõi tốc độ phân hủy N 2O trên bề mặt dây vàng đốt nóng ở 990 0C và
thu được dữ kiện sau:
t[phút]
0
30
52
100
P[mmHg]
200
232
250
272
a) Giả thiết rằng sản phẩm phản ứng là N2 và O2, hãy tính áp suất cuối cùng và thời gian nửa phản ứng.
b) Cũng tại nhiệt độ trên song áp suất đầu là 400 mmHg còn thời gian nửa phản ứng là 52 phút thì phản ứng sẽ
diễn ra theo bậc mấy?
17. Kết quả khảo sát động học của phản ứng: A + B → C + D như sau:
Thí nghiệm
CA (mol/l)
CB(mol/l)
18. Trong một phản ứng bậc nhất tiến hành ở 27°C, nồng độ chất đầu giảm đi một nửa sau 3000 giây. Ở 37°C,
nồng độ giảm đi 2 lần sau 1000 giây. Xác định:
a) Hằng số tốc độ ở 27°C.
b) Thời gian để nồng độ chất phản ứng còn lại 1/4 nồng độ đầu ở 37°C.
c) Hệ số nhiệt độ γ của hằng số tốc độ phản ứng
d) Năng lượng hoạt hóa của phản ứng.
19. Để nghiên cứu động học của phản ứng thế: R-Br + H 2O
→ ROH + HBr người ta theo dõi biến thiên nồng
độ R-Br. Các kết quả thu được như sau:
Ở 200C
Ở 400C
t (phút) Nồng độ R-Br (mol.L-1)
t (phút) Nồng độ R-Br (mol.L-1)
0
0,32
0,16
0
0,32
0,16
8
0,27
0,135
8
0,16
0,08
24
0,19
0,095
24
0,04
19
40
19
K trong mẫu vật X. Biết
40
19
K có M = 39,974.
K là đồng vị phóng xạ có chu kì bán rã bằng 1,28.109 năm. Tính hằng số phóng xạ của đồng vị này.
40
iii) Tính số nguyên tử 19 K đã bị phân rã trong một năm (chấp nhận ex ≈ 1 – x).
22. a) Ở 1000K hằng số cân bằng Kp của phản ứng: 2SO2 + O2
2SO3, bằng 3,50 atm-1. Tính áp suất riêng lúc
cân bằng của SO2 và SO3 nếu áp suất chung của hệ bằng 1 atm và áp suất cân bằng của O2 bằng 0,1 atm.
b) Ở 600K đối với phản ứng: H2 + CO2
H2O(k) + CO
Nồng độ cân bằng của H2, CO2, H2O và CO lần lượt bằng 0,600 ; 0,459; 0,500 và 0,425 mol/l.
i) Tìm KC, KP của phản ứng.
ii) Nếu lượng ban đầu của H 2 và CO2 bằng nhau và bằng 1 mol được đặt vào bình 5 l thì nồng độ cân bằng
của các chất là bao nhiêu ?
23. Ở 250C hằng số cân bằng KP đối với phản ứng: N2 + 3H2
2NH3 bằng 6,8.10-5
a) Tính ∆G0 của phản ứng ở 250C.
b) Nếu cũng ở nhiệt độ trên, áp suất đầu của N 2, H2 và NH3 là 0,250 ; 0,550 và 0,950 atm. Tìm ∆G của phản
ứng..
2 NO (k) + Cl2 (k)
a) Tính hiệu ứng nhiệt đẳng tích của quá trình phân hủy hoàn toàn 1,3 mol NOCl ở 475oC.
b) Tính KP của cân bằng ở 475oC.
c) Ở 475oC, cho 0,2 mol NO và 0,1 mol Cl 2 vào một bình kín dung tích 2 lít không đổi. Tính áp suất khí trong bình
tại thời điểm cân bằng. Coi các khí là khí lý tưởng.
Cho: Bảng số liệu nhiệt động (không phụ thuộc vào nhiệt độ)
∆H 0ht , 298 (kJ/mol)
S 0298 (J/mol.K)
Chất
NOCl (k)
51,71
264
NO (k)
90,25
211
Cl2 (k)
223
(Trích đề thi chọn HSG các trường chuyên khu vực DH & ĐB Bắc Bộ năm 2012, Hóa học10)
27. Ở 1bar và 6300C sự phân hủy khí SO3 xảy ra theo phản ứng:
2SO3
2SO2 + O2
Khi phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng, khối lượng riêng của hỗn hợp khí ρ = 0,928 g/l.
n SO3pu
a) Hãy xác định độ phân li α của SO3 ( α =
) và các hằng số cân bằng KP, KC của phản ứng.
n SO3bđ
0
b) Tính ∆G của phản ứng ở 6300C.
c) Cân bằng sẽ dịch chuyển thế nào nếu thêm một lượng He vào bình trong hai trường hợp:
a) Cho tới khi áp suất tăng gấp đôi (nhiệt độ và thể tích bình không đổi)
- Giữ thể tích và nhiệt độ của hệ không đổi, thêm vào hệ một lượng khí Ar.
30. Ở 457 K và dưới áp suất chung bằng 1 atm 5% NO2 bị phân tích theo phản ứng:
2NO2
2NO + O2
∆H0 = 114,14
a) Tính hằng số cân bằng Kx, KP, KC của phản ứng ở 457 K
b) Tính ∆G0 của phản ứng ở 457 K
31. Cho 0,25 mol NH4I (r) vào trong bình chân không dung tích 3lít ở 600K xảy ra 2 phản ứng sau:
NH4I (r)
NH3 (k) + HI (k)
(1);
K1 = 1,69
2HI (k)
H2 (k) + I2 (k)
(2); K2 = 1/64
a) Tính áp suất riêng phần của 4 khí và áp suất tổng cộng khi cân bằng.
b) Tính khối lượng NH4I (r) còn lại khi cân bằng.
32. Ở 1020K, hai phản ứng sau có thể diễn ra đồng thời:
C(r) + CO2(k)
2CO(k)
(1)
KP1 = 4
Fe(r) + CO2(k)
CO(k) + FeO(r)
(2)
KP2 = 1,25
Xét hệ gồm hai phản ứng trên.
a) Chứng minh rằng áp suất riêng phần của CO và CO 2 (và do đó áp suất toàn phần của hệ) ở trạng thái cân bằng
có giá trị xác định không phụ thuộc vào trạng thái đầu của hệ.
)
15
O2(k)
→ 6CO2(k) + 3H2O(l)
2
= ∆H 0đc , 298 C H ( l ) = 3 ∆H 0ht , 298 H O ( l ) + 6 ∆H 0ht , 298
b) C6H6(l) +
∆H 0pu
(
(
⇒ ∆H
)
)
0
ht , 298 C 6 H 6 ( l )
6
6
(
(
− ∆H 0ht , 298
− ∆H
)
)
C6 H 6 ( l )
0
đc , 298 C 6 H 6 ( l )
= 3.(-285,8) + 6.(-393,5) – (- 3268) = 49,6 kJ/mol
c) C6H12O6 (r) + 6O2(k) → 6CO2(k) + 6H2O(l)
∆H 0pu = ∆H 0đc , 298 C H O ( r ) = 6 ∆H 0ht , 298 H O ( l ) + 6 ∆H 0ht , 298 CO ( k ) − ∆H 0ht , 298
(
(
⇒ ∆H
)
)
)
= -1270,8 kJ/mol
3
O2 → SO3
(*)
2
3
PbO + S + O2 → PbSO4
(a)
2
PbO + H2SO4.5H2O → PbSO4 + 6H2O
(b)
SO3 +6H2O → H2SO4.5H2O
(c)
0
(*) = (a) – ((b) + (c)) ⇒ ∆H ht SO3 = ∆Ha – (∆Hb + ∆Hc)
3.
(
(
⇒ ∆H
0
ht SO3
1
∆H 30 = -285,8 kJ
O2 (k) → H2O(l)
(3)
2
1
∆H10
0
0
0
(*) = 2×(2) + (3) - × (1) ⇒ ∆H ht C2H 2 ( k ) = 2 ∆H 2 + ∆H 3 = 228,2 kJ/mol
2
2
7
b)
C2H6 (k) + O2 (k) → 2CO2 (k) + 3H2O (k) ∆H0 = −1427,7 kJ
2
∆H 0hh = 3×44 = 132 kJ
3H2O(l)
→ 3H2O(k)
7
∆H 0pu = ∆H0 + ∆H 0hh = -1295,7 kJ
C2H6 (k) + O2 (k) → 2CO2 (k) + 3H2O (l)
2
9
∆H 0đc , 298 xiclopropan
5. a) C3H6(k) + O2(k)
→ 3CO2(k) + 3H2O(l)
2
0
(
= 3( ∆H
)
)
(
+ 3( ∆H
2
0
ht , 298 H 2O ( l )
)
)
0
ht , 298 CO 2 ( k )
(
(
(
)
(
2
∆H 0ht , 298 CO ( k ) = ∆H 0đc, 298 C ( tc )
C(tc) + O2(k) → CO2(k)
2
1
0
∆H ht , 298 H O ( k ) = ∆H 0đc, 298 H ( k )
H2(k) + O2(k) → H2O(k)
2
2
2
= 3 ∆H 0đc , 298 H ( k ) + 3 ∆H 0đc, 298 C ( tc ) − ∆H 0đc, 298 xiclopropan = 53,319 kJ/mol
xiclopropan
)
(
0
0
b) Xiclopropan (k) → Propen (k) ⇒ ∆H 298 = ∆H ht , 298
0
373
2
)
= ∆H
propen
(
− ∆H 0ht , 298
) − ( ∆H )
− (S )
− (S )
0
ht , 298 CH 4 ( k )
H 2O ( k )
0
298 H 2O ( k )
0
298
)
− 373.∆S
)
xiclopropan
= -32,905 kJ/mol
Cl2(k)
BaCl2(TT)
2Cl(k)
I =I1+I2
(
Theo định luật Hess ta có: ∆H
)
Ba2+(k)
0
ht BaCl 2 ( TT )
-E
Ba(k)
m
ltt
ECl-Cl
2H2(k)
CH4(k)
2EH-H
C(k)
+
4H(k)
2C(r)
+
3H2(k)
- 4E C-
H
Theo định luật Hess ta có: ( ∆H ht ) CH 4 = ( ∆H th ) C + 2E H −H − 4E C−H
( ∆H th ) C + 2E H−H − ( ∆H ht ) CH4 715 + 2.431,5 + 74,7
⇒ E C −H =
=
= 413,175 kJ/mol.
4
4
3EH-H
Khi C H 2 = a; C I2 = 2b ⇒ v" = kan.(2b)m
v" = 2v ⇒ kan.(2b)m = 2kan.bm ⇒ m = 1
Vậy biểu thức định luật tốc độ của phản ứng: v = k. C H2 .C I2
b) Bậc của H2 = 1; bậc của I2 = 1; bậc của phản ứng = 1 + 1 = 2.
c) v = k. C H2 .C I2 ⇒ 3,2.10-4 = k. 0,04.0,05 ⇒ k = 0,16 M-1.s-1
Phản ứng có bậc 2 mà C H 2 = C I 2 ⇒ thời gian để 50% H2 phản ứng bằng thời gian nửa phản ứng.
1
1
1
⇒ t = t1/2 = k.a = k.C = 0,16.0,04 = 156,25 giây
H2
d) Thể tích hệ giảm 1/2 ⇒ nồng độ các chất phản ứng tăng 2 lần
⇒ v''' = k.2 C H 2 .2C I2 = 4 k. C H2 .C I2 = 4v, tức là tăng 4 lần.
11. a) Tương tự bài 11a ta tìm được bậc của phản ứng bằng 2: v = kC CH3COOCH3 .C NaOH
Vì C CH3COOCH3 = C NaOH = 0,05 M nên phương trình động học của phản ứng có dạng
1 1
1
1
1
−
− ⇒k=
(*)
t a −x a
a−x a
với a là nồng độ ban đầu của este, a-x là nồng độ este tại thời điểm t
1
1
1
−
⇒ t1/2 =
0,693 0,693
=
= 138,6 giây
k
5.10 −3
P0
(*)
P
với P0 là và P lần lượt là áp suất của (CH3)2O tại thời điểm ban đầu (t = 0) và tại thời điểm t.
(CH3)2O(k)
→ CH4(k) + CO(k) + H2(k)
t=0
P0
0
0
Phản ứng
P -P
P -P
P0 - P
P0 - P
t
P
P0 - P
P0 - P
P0 - P
1
2P 0
ln 0
k 3P − Pbinh
1
2.300
ln
= 530 s
⇒ để Pbinh = 608,1 mmHg thì t =
−3
3.300 − 608,1
1,359.10
13.
(CH3)2O(k)
→ CH4(k) + CO(k) + H2(k)
t=0
P0
0
0
Phản ứng
P -x
P -x
P0 - x
P0 - x
t
x
P0 - x
P0 - x
P0 - x
3P 0 − P
t1/ 2
1550
Từ (**) ⇒ t =
c) Phản ứng bậc 1 nên: k.t = ln
−4 , 471.10
⇒ sau 460 s: x = 400.e
−4
P0
x
⇒ x = P0e-kt
= 325,64 ⇒ P = 3P0 -2x = 3.400- 2.325,64 = 548,72 mmHg
400 − 325,64
.100% = 18,59% .
⇒% (CH3)2O đã bị phân hủy =
400
1 P0
14. a) Giả sử phản ứng có bậc 1 ta có k = ln
, với P0, Pt lần lượt là áp suất của etilen oxit ở thời điểm t = 0 và ở
t Pt
thời điểm t.
CH2 - CH2(k) → CH4(k) + CO(k)
O
t=0
P0
t
= 58,09 phút.
b) t1/2 =
k
k 687
E 1
1
k
1
1
=− a
−
−
⇒ Ea = − R. ln 687 :
c) ln
k 710
R 687 710
k 710 687 710
1
1
−
= 689761,06 J/mol ≈ 689,76 kJ/mol.
⇒ Ea = −8,314. ln 0,02 :
687 710
18
139,1
0,01197
1 1
N2O
+
O2
→ N2
2
t=0
200
t1/2
100
100
50
kết thúc
0
200
100
⇒ khi kết thúc phản ứng: P = 200 +100 = 300 mmHg
Khi một nửa lượng N2O phản ứng: P = 100 + 100 + 50 = 250 mmHg ⇒t1/2 = 52 phút.
b) t1/2 là hằng số, không phụ thuộc vào áp suất ban đầu của N2O ⇒ phản ứng có bậc 1.
v1 = k.(0,5) n .(0,5) m = 5.10 −2 ;
v 2 = k.(1,0) n .(1,0) m = 20.10 −2
17. v = k.C nA .C mB ⇒
v 3 = k.(0,5) n .(1,0) m = 20.10 −2
n
v
k (1,0) n .(1,0) m 20.10 −2
1,0
=
⇔
=1⇒ n = 0
k.C B 0,2.0,2
0,693 0,693
=
= 2,31.10 −4 s-1.
18. a) Phản ứng bậc 1 nên k 27 =
t 1/ 2
3000
b) Phản ứng bậc 1 nên từ a → a/2 cần t1/2; từ a/2 → a/4 cần t1/2 ⇒ t = 2t1/2 = 2000 giây.
0,693 0,693
k
k
6,93.10 −4
=
= 6,93.10 −4 s-1 ;
= 3.
c) k 37 =
γ = 27+10 = 37 =
t 1/ 2
1000
k 27
k 27 2,31.10 −4
d) ln
k 37
E 1
1
k 1
1
=− a
−
k 40
E 1
1
k 1
1
=− a
−
−
⇒ Ea = − R. ln 40 :
d) ln
k 20
R 313 293
k 20 313 293
8,663.10 −2 1
1
:
−
≈ 52845,897 J/mol ≈ 52,846 kJ/mol.
⇒ Ea = −8,314. ln
−2
2,166.10 313 293
⇒ Ea = −8,314. ln
1
( E kxt − E xt )
k xt
RT
=e
20. Ta có:
Mặt khác λ =
⇒ t=
t1/ 2
0,693 (0,01N 0 )
0,693 N
b) i) Khối lượng đồng vị
3
40
19
K trong mẫu vật X: m = 140.0,0117%.103 = 16,38 mg.
m
16,38.10 −3
.N A =
.6,023.10 23 = 2,468.10 20
Số nguyên tử đồng vị K : N0 =
M
39,974
0,693
0,693
= 5,414.10 −10 năm.
ii) hằng số phóng xạ: λ =
⇒ λ=
t1/ 2
1,28.109
N
i)
[H 2 ][CO 2 ] 0,600.0,459
KP = KC.(RT)∆ν = KC.(RT)1+1-1-1 = KC = 0,772.
ii)
H2 + CO2
H2O(k) + CO
Ban đầu
0,2
0,2
[]
0,2 – x 0,2 – x
x
x
KC = 0,772
x2
= 0,772 ⇒ x ≈ 0,0935
(0,2 − x ) 2
⇒ [H2O] = [CO] = 0,0935 M; [H2] = [CO2] = 0,2 – 0,0935 = 0,1065 M
23. N2 + 3H2
2NH3
KP = 6,8.105
a) ∆G0 = - RTlnKP ⇒ ∆G0 = - 8,314.298.ln(6,8.10-5) ≈ 23774,788 J/mol ≈ 23,775 kJ/mol
2
PNH
0
3
b) ∆G = ∆G + RT ln
2
PNH
( 0,5.P ) 2
3
KP =
=
= 8,14.10 −5 ⇒ P = 682,6 atm.
3
3
PN2 .PH2 (0,125.P).(0,375.P)
c) K =
'
P
2
PNH
3
PN2 .PH3 2
=
( 0,5.300) 2
(0,125.300).(0,375.300) 3
≈ 4,21.10 −4
K 'P ∆H 1 1
− ⇒ T2 = 653 K hay 3800C.
=
→ 2NO(k) + Cl2 (k)
0
0
ΔH = 2 ∆H ht , 298 NO − 2 ∆H ht , 298 NOCl = 2.90,25 – 2.51,71 = 77,08 kJ
Hiệu ứng nhiệt đẳng tích: ΔU0 = ΔH0 – ΔnRT = ΔH0 - RT
⇒ ∆U0 = 77,08 – 1.8,314.(475 + 273) x 10-3 = 70,86 kJ
⇒ Tính cho 1,3 mol NOCl phân hủy: QV = 46,06 kJ.
0
0
0
b) ΔS0 = 2 S298 NO + S298 Cl2 − 2 S298 NOCl = 2.211 + 223 – 2.264 = 117 J/K
0
(
)
( )
(
( )
)
( )
∆G 0748 = ∆H 0748 − 748.∆S0748 = ∆H 0 − 748.∆S0 = 77,08.103 – 748.117 = - 10436 J
c)
( 2x ) 2
2
2
( 0,2 − 2x ) .(0,1 − x ) 0,082.748
⇒ n[] = 0,3 – 0,0571 = 0,2429 ⇒ P[] =
n [] .RT
V
=
)
⇒ x = 0,0571
0,2429.0,082.748
= 7,45 atm
2
27.
2SO3
2SO2 + O2
Ban đầu
1
0
0
[]
1- α
α
2
2
PSO
(1 − α) 2 (2 + α)
1− α
3
P.
1 + 0,5α
⇒ KP ≈ 0,0338 bar.
• KC = KP(RT)-1 ⇒ KC ≈ 4,56.10-4 M
0
0
b) ∆G = −RT ln K P ⇒ ∆G 630 = 25,43 kJ/mol.
2
n SO 2 n O 2
P.
. P
2
2
PSO
PO 2
n n P n SO 2 n O 2
2
=
= .
c) K P =
)
=
⇒ P
⇔ P
2
2
P
n SO3
RT
n SO3
(
)( )
( )
(*)
Khi thêm He vào:
i) trong điều kiện V và T không đổi: Vế trái của (*) không đổi ⇒ Vế phải của (*) cũng phải không đổi ⇒ Cân
bằng không chuyển dịch.
ii) trong điều kiện P và T không đổi, V tăng lên gấp đôi: Vế trái của (*) tăng lên 2 lần ⇒ Vế phải của (*) cũng
phải tăng lên 2 lần ⇔ n SO3 giảm, n SO 2 và n O 2 tăng tức là cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận
28. CH4(k)
C (r) + 2H2 (k)
0
0
∆
H
=
−
1- α
2α
⇒ Tại cân bằng: n = 1 + α
x 2H2
(n H2 / n ) 2
(2α /(1 + α)) 2
4α 2
4α 2
=
= 1,281.10 −7 ⇒ α ≈ 1,79.10-4.
2 ⇒
x CH 4
n CH4 / n
(1 − α) /(1 + α) 1 − α
1 − α2
d) Khi tăng áp suất chung của hệ, cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch (chiều giảm số mol khí).
29. a)
N2O4(k)
2NO2(k)
Kp = 0,17
Ban đầu
1
[]
1–x
2x
Khi cân bằng: n = 1 + x
NO2(k) , có hằng số cân bằng Kp = 0,17 atm.
2
4x
.10 = 0,17 ⇒ x =0,065.
• Tai P = 10atm ⇒
(1 − x 2 )
⇒ tại cân bằng: %NO2 = 6,1%;
% N2O4 = 93,9%
0
0
0
b) ∆H = 2(∆H ht , 298 ) NO2 − (∆H ht , 298 ) N2O4 = 2.33,5 – 9,7 = 57,3 kJ/mol
ln
K P ,336 ∆H 0 1
1
=
−
⇒ KP,336 = 2,325.
K P , 298
R 298 336
c) Kết quả cho thấy: P tăng ⇒ %NO2 giảm ⇒ cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch.
T tăng, KP tăng ⇒ cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.
Các kết quả này hoàn toàn phù hợp với nguyên lí Lơ Sa-tơ-li-ê: Phản ứng nghịch có số mol khí giảm nên khi tăng
P cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch. Phản ứng thuận thu nhiệt nên khi tăng nhiệt độ cân bằng chuyển dịch
theo chiều thuận.
n NO2 2
2
2NO + O2
∆H0 = 114,14
Ban đầu
1
[]
1-α
α
0,5α
Khi cân bằng: n = 1 + 0,5α
1− α
α
0,5α
x NO2 =
; x NO =
; x O2 =
1 + 0,5α
1 + 0,5α
1 + 0,5α
2
α 0,5α
.
2
x O2 .x NO 1 + 0,5α 1 + 0,5α
0,5α 3
Kx =
=
=
⇒ Kx = 6,42.10-5.
=
2
H2
2
HI
P
P
=
PH
1
=1,56.10-2 ⇒
= 0,125 ⇒ PH = 0,125PHI.
PHI
64
2
2
PNH 3 = PHI + PH + PI = PHI + 2PH = PHI + 2(0,125.PHI ) ⇒ PNH =1,250. PHI
2
2
2
= 4 , K P 2 = CO = 1,25 ⇒ PCO = 3,20; PCO2 = 2,56, Pt = 5,76
a) K P1 =
PCO2
PCO2
⇒ P không phụ thuộc vào trạng thái đầu của hệ.
b) Gọi x, y là lần lượt là lượng C và Fe đã phản ứng ở thời điểm cân bằng (cho tới lúc đạt cân bằng).
(1)
C
CO2
2CO
[]
1-x
1,2 - x - y
2x + y
(2)
Fe
CO2
CO
FeO
[ ]
1- y
1,2 - x - y
2x + y
y
Tại thời điểm cân bằng: nkhí = 2x + y + 1,2 - x - y = 1,2 + x
PV
P V
⇒ PtV = (1,2 + x)RT ⇒ 1,2 + x = t ; PCO.V = (2x + y)RT ⇒ 2 x + y = CO
RT