Giáo án Bài tập phần cân bằng hoá học

Bài tập phần cân bằng hoá học:
Bài 1: Phản ứng tổng hợp Amoniac là:
N2 + 3H2 2NH3 với DH < 0
Để tăng hiệu suất điều chế NH3, người ta tiến hành phản ứng ở 400 – 5000C, dưới áp suất cao (500 – 1000 at) và dùng sắt hoạt hoá xúc tác. Hãy giải thích các điều kiện dùng để tổng hợp NH3.
Bài 2: Cho biết hằng số cân bằng của phản ứng N2 + 3H2 2NH3
ở 250C: K1 = 7,6.102
ở 4500C: K2 = 6,5.10-3
a) Các giá trị hằng số cân bằng trên cho biết điều gì? Tại sao lại như vậy?
Khi phản ứng đã đạt tới trạng thái cân bằng ở 4500C
b) Hỏi cân bằng chuyển dịch theo chiều nào khi thêm H2? Khi thêm NH3? Khi thêm He vào (thể tích của bình không đổi)?
c) Khi tăng thể tích của bình thì cân bằng dịch chuyển về phía nào?
d) Giá trị hằng số cân bằng của phản ứng thay đổi như thế nào trong trường hợp b) và c)?
Bài 3: Cho phản ứng thuận nghịch
A + 2B C.
Nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng là [A] = 0,6 mol/l,
[B] = 1,2 mol/l và [C] = 2,16 mol/l.
Tính hằng số cân bằng và nồng độ của A, B.
 Bài 4 : ở 8000C , hằng số cân bằng của phản ứng :
	CO2(k) + H2(k)	CO(k) + H2O(k)
Bằng 1. Nồng độ ban đầu của {CO2] = 0,2 mol/ l và { H2] = 0,8 mol/l.
a , Tính nồng độ các chất tại thời điểm cân bằng.
b , Nếu nồng độ ban đầu của các chất là : {CO} = 2 mol/l ; {H2O}k = 2mol/l ; {CO2] = 1mol/l và {H2} = 1 mol/l thì trạng thái cân bằng nồng độ của chúng bằng bao nhiêu ?
Bài 5 : Cho phản ứng thuận nghịch 
	A + B 	C + D	(1)
Khi cho 1 mol A tác dụng với 1 mol B thì hiệu xuất cực đại của phản ứng là 66,67% 
a , Tính hằng số cân bằng của phản ứng (1)
b , Nếu lượng A gấp 3 lượng B thì hiệu xuất cực đại phản ứng bây giờ bằng bao nhiêu ? 
c , Cân bằng bị dịch chuyển như thế nào khi tăng nhiệt độ , biết nhiệt phản ứng DH = 0 ?
Bài 6 : Hằng số cân bằng của phản ứng 
	H2(k) + I2(k) 	 2HI(k) ở 6000C bằng 64 .
a , Nếu trộn H2 và I2 theo tỉ lệ mol 1:1 và đun nóng hỗn hợp tới 6000C thì có bao nhiêu phần trăm I2 tham ra phản ứng
b , Như câu (a) nhưng tỉ lệ mol 2:1 .
c , Cần trộn H2 và I2 theo tỉ lệ như thế nào để có 99% I2 tham gia phản ứng ( ở 6000C ) ?
Bài 7 : Tiến hành phản ứng thuận nghịch trong bình kín dung tích 1 lít 
	CO(k) + Cl2(k) 	COCl2(k)
ở t0C không đổi , nồng độ cân bằng của các chất là : {CO} = 0,02 mol/l ; {Cl2} = 0,01 mol/l ; {COCl2} = 0,02 mol/l . Bơm thêm vào bình 0,03 mol Cl2 Tính nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng mới .
Bài 8 : Người ta tiến hành chuyển hoá metan theo phản ứng ;
	CH4 + H2O CO + 3H2
	Sau khi kết thúc thí nghiệm và làm ngưng tụ hết hơi H20 thì thu được 0,42 lít hỗn hợp khí ở 250C và 753 mmHg . Đốt cháy hỗn hợp khí này thì toả ra 4,76 kJ .
	Tính % CH4 đã bị chuyển hoá , biết nhiệt độ cháy CO , H2 và CH4 tương ứng là 110,5 ; 266,9 ; và 890,3 kj/mol .
Bài 9 : Sự oxi hoá I- bởi S2O82- được xúc tác bởi các ion Fe2+ cũng như Fe3+ .1 . Cần làm những thí nghiệm gì để thấy rõ vai trò xúc tác của các ion Fe2+ , Fe3+ .
2 . Giải thích cơ chế xúc tác .
3 . Hãy rút ra kết luận về thế oxi hoá - khử của chất xúc tác .
Bài 10 : ở nhiệt độ 1000K có các cân bằng :
	C + CO2 	2CO 	Với K1 = 4
	Fe + CO2 	FeO + CO với K2 = 1,25
Trong một bình kín chân không dung tích 20 lit ở 1000K ta đưa vào 1 mol Fe, 1 mol Cacbon và 1,2 mol CO2. Tính số mol Fe và C đã tham gia phản ứng sau khi hệ đạt tới trạng thái cân bằng.
Bài 11 : ở 5900C khi có mặt V2O5 xúc tác, rượu isopropylic bị phân huỷ theo phương trình 	động học bậc nhất.
	k = 
trong đó k là hằng số tốc độ, t là thời gian, C0, C là nồng độ ban đầu và nồng độ ở thời điểm t của chất phản ứng 
k1
k2
k3
	 C3H6O (B)
	 C3H7OH	 C3H6 (C) 
	 (A)	 C3H8 (D)
	Sau 5 giây đầu tiên, nồng độ các chất trong hỗn hợp phản ứng là: CA = 28,2 mmol/l; CB = 7,8 mmol/l; CC = 8,3 mmol/l ; CD = 1,8 mmol/l
Tính nồng độ ban đầu của A
Tính hằng số tốc độ k của qua trình phân huỷ C3H7OH
Tính thời gian để 1/2 lượng A tham gia phản ứng 
Tính các hằng số k1, k2, k3
Tính nồng độ của A, B, C ở t1/2
Bài 12: Cho cân bằng hoá học :
	N2 + 3 H2 2 NH3 với D H = -92 kJ/ mol
Nếu xuất phát từ hỗn hợp chứa N2 và H2 theo tỉ lệ số mol đúng bằng hệ số tỉ lượng tức tỉ lệ 1 : 3 thì khi đạt tới trạng thái cân bằng (4500C, 300 atm) NH3 chiếm 36% thể tích
Tính hằng số cân bằng KP
Giữ nhiệt độ không đổi (4500C) cần tiến hành dưới áp suất bao nhiêu để khi đạt tới trạng thái cân bằng NH3 chiếm 50% thể tích
Giữ áp suất không đổi (300 atm, cần tiến hành ử nhiệt độ nào để khi đạt tới trạng thái cân bằng NH3 chiếm 50% thể tích. Biết
Nhiệt phản ứng
Bài 1: Tính D H của phản ứng sau: 
	CH4 (k) + 4Cl2(k) đ CCl4 (k) + 4HCl (k)
Biết các giá trị năng lượng liên kết
	C - Cl : 326,3 kJ
	H - Cl 430,9 kJ
	C - H 414,2 kJ
 Cl - Cl 242,6 kJ
Bài 2: Tính nhiệt phản ứng: 
	8 Al (r) + 3 Fe3O4 (r) đ 9 Fe(r) + 4Al2O3 ( r )
	Biết nhiệt tạo thành của Fe3O4 và Al2O3 tương ứng là 1117 kJ/mol và 1670 kJ/mol
Bài 3: Tính D H của phản ứng :
	C2H2 (k) + 2 H2 (k) đ C2H6 (k)
Theo 2 cách sau:
Dựa vào năng lượng liên kết
Dựa vào nhiệt tạo thành
Hãy so sánh 2 kết quả và giải thích vì sao có sự khác nhau đó? Kết quả nào chính xác hơn?
Biết : Năng lượng liên kết (kJ/mol) của các liên kết H – H, C – H, C- C, 
C ºC tương ứng là: 436, 414, 347, 812
Nhiệt tạo thành (kJ/mol) của C2H2 và C2H6 tương ứng là +227 và -84,6
Bài 4: Khi hoà tan 1,5 gam NH4NO3 vào 35 gam H2O thì nhiệt độ của H2O từ 22,70C hạ xuống đến 19,40C. Hỏi quá trình hoà tan toả nhiệt hay thu nhiệt? Tính D H khi hoà tan 1 mol NH4NO3 vào nước. Biết nhiệt dung của nước là 1 cal/1g nước.
Bài 5: Cho Xiclopropan Propen có DH1 = - 32,9 kJ/mol
 Nhiệt đốt cháy than chì = - 394,1 kJ/mol (DH2)
 Nhiệt đốt cháy Hidrro = - 286,3 kJ/mol (DH3)
 Nhiệt đốt cháy Xiclopropan = - 2094,4 kJ/mol. (DH4) . Hãy tính: 
 Nhiệt đốt cháy Propen, Nhiệt tạo thành Xiclopropan và nhiệt tạo thành Propen?
Đ Có thể thiết lập chu trình Born-Haber để tính toán, hoặc dùng phương pháp tổ hợp các cân bằng : * Ta có: Phương trình cần tính là 
 CH2=CH-CH3 + 4,5O2 3CO2 + 3H2O DH5 = ?
phương trình này được tổ hợp từ các quá trình sau:
 CH2=CH-CH3 đ C3H6 xiclo (-DH1)
 C3H6 xiclo + 4,5O2 đ 3CO2 + 3H2O DH4 
Cộng 2 phương trình này ta được phương trình cần tính DH5 = DH4- DH1
Vậy, nhiệt đốt cháy propen = - 2094,4 - (- 32,9) = - 2061,5 kJ/mol
* Tương tự: 3 ( C + O2 đ CO2 DH2 )
 3 ( H2 + O2 đ H2O DH3 ) 
 3CO2 + 3H2O đ C3H6 (xiclo) + 4,5 O2 (-DH4 )
 Tổ hợp được 3C + 3H2 đ C3H6 xiclo DH6 = 3DH2 + 3DH3 - DH4
 DH6 = 3( - 394,1) + 3( - 286,3) - ( - 2094,4) = 53,2 kJ/mol
* Tương tự nhiệt tạo thành propen là:
 DH7 = 3DH2 + 3DH3 - DH5 = 20,3 kJ/mol
 Bài 6: ở 250C phản ứng NO + O2 đ NO2 
 có DG0 = - 34,82 kJ và DH0 = - 56,43 kJ
 a) Hãy tính hằng số cân bằng ở 298 K và 598 K ?
 b) Kết quả tìm được có phù hợp với nguyên lý Le Chatelier không?
Đ a) K298 = = = 1,3 . 10 6 .
 Để tính K598 không dùng công thức nói trên, vì chưa biết DG0 ở 598 K.
 Tuy nhiên nếu chấp nhận DH0 = - 56,43 kJ không phụ thuộc nhiệt độ trong khoảng 298 K đ 598 K thì có thể dùng biểu thức : ln 
 đ ln đ K598 = 12
 b) K598 < K298 đ sự tăng nhiệt độ của phản ứng tỏa nhiệt làm cân bằng dịch chuyển theo chiều từ phải sang trái (chiều của phản ứng thu nhiệt) đ phù hợp với nguyên lý Le Chatelier.
Tốc độ phản ứng hoá học
Bài 1: Tốc độ của phản ứng tạo thành SO3 từ SO2 và O2 thay đổi như thế nào (tăng hay giảm bao nhiêu lần) khi giảm thể tích của hỗn hợp xuống 3 lần?
Bài 2: Cho phản ứng A + B đ C + D
	Nồng độ ban đầu CA = CB = 0,1 mol/l. Sau thời gian t nồng độ của A, B còn lại 0,04 mol/l. Hỏi tốc độ của phản ứng ở thời điểm này giảm bao nhiêu lần so với thời điểm ban đầu?
Bài 3: Cho phản ứng A + B đ C + D
Tốc độ của phản ứng tăng bao nhiêu lần khi tăng nhiệt độ của phản ứng từ 200C lên 600C, biết hệ số nhiệt độ của phản ứng là 3
Cần tăng nồng độ của A, B lên bao nhiêu lần để cho tốc độ phản ứng tăng 16 lần?
Bài 4: Nếu ở 150 0C, một phản ứng nào đó kết thúc sau 16 phut thì ở 2000C và 1200C phản ứng đó kết thúc sau bao nhiêu phút. Giả sử hệ số nhiệt độ của phản ứng trong khoảng nhiệt độ đó bằng 2.
Bài 5: Tính năng lượng liên kết HgO, biết rằng nhiệt phản ứng phân hủy HgO là D H = +90,3 kJ và năng lượng liên kết của thủy ngân là 61,2 kJ/mol và của O2 là 498,7 kJ/mol
Bài 6: Nhiệt hấp thụ khi khử 12,7 gam CuO bằng C để tạo thành Cu và CO là 8,24 kJ. Hãy tính nhiệt tạo thành CuO, biết D H0298 (CO) = -110,5 kJ/mol
Bài 7: Cho phản ứng 
	C2H4(k) + H2O(h) C2H5OH (h)
Và các dữ kiện
Chất
C2H5OH(h)
C2H4(k)
H2O (h)
DG0298 (kJ/mol)
-168,6
68,12
-228,59
DS0298 (TK-1/mol)
282
219,45
188,72
Hãy cho biết điều kiện chuẩn của phản ứng ở 250C
ở điều kiện chuẩn phản ứng xảy ra theo chiều nào?
Theo chiều thuận phản ứng tỏa nhiệt hay thu nhiệt ở điều kiện chuẩn 250C?
Bài 7: Cho phản ứng đơn giản sau ở trạng thái khí: 
	A + a B đ ABa 
a) Viết biểu thức tốc độ của phản ứng trên
b) Xác định a biết rằng khi tăng nồng độ của A và B gấp 2 lần thì tốc độ phản ứng tăng 16 lần
Dung dịch chất điện li
Bài 1: Thế nào là kết tủa phân đoạn?
	Cho dung dịch chứa Cl- 0,1 M và CrO42- 10-4 M. Thêm từ từ dung dịch AgNO3 vào. Hỏi kết tủa AgCl hay Ag2CrO4 xuất hiện trước và khi kết tủa thứ hai bắt đầu thì tỉ lệ nồng độ các ion Cl- và CrO42- bằng bao nhiêu? Cho TAgCl = 10-10 và T= 10-12.
Bài 2: Trộn 200 ml dung dịch CaCl2 0,1 M với 300 ml dung dịch Na2SO4 0,05 M. Tính khối lượng kết tủa tạo thành sau khi hệ đạt tới trạng thái cân bằng. Biết T= 6.10-5
Bài 3: Hỏi có thể hoà tan 0,01 mol AgCl trong 100 ml dung dịch NH3 1M? Biết TAgCl = 1,8.10-10; Kbền của phức [Ag(NH3)2]+ là 108.
Bài 4: Cho 2,24 lit NO2 (đktc) hấp thụ hoàn toàn vào 500 ml dung dịch NaOH 0,2001 M, thu được dung dịch A (thể tích coi không đổi). Tính pH của dung dịch A. Cho K= 10-3,3
Bài 5: Tính hằng số cân bằng của phản ứng hoà tan Mg(OH)2 bằng NH4Cl. Cho T= 10-11; K = 10-9,25. Hãy kết luận từ hằng số tính được.
Bài 6: Cho biết E= 0,16 V; E = 0,52 V; TCuCl = 10-7. Một dung dịch có chứa CuSO4 0,1M; NaCl 0,2M và bột Cu dư. Hãy chứng minh xảy ra phản ứng : 
	Curắn + Cu2+ + 2Cl- 2 CuCl
Tính hằng số cân bằng của phản ứng đó và tính nồng độ mol/l của các ion ở trạng thái cân bằng.
Bài 7: Các dung dịch sau đây có môi trường axit hay bazơ?
Na2CO3
(NH4)2CO3 
Biết Ka (NH4+) = 5,7.10-10
 Kb (CO32-) = 2,4.10-8