MỘT SỐ BÀI TẬP NHIỆT HÓA HỌC
OLYMPIC HÓA HỌC ĐỨC 1999 (Vòng 3):
Đối với qúa trình đồng phân hóa xiclopropan thành propen ta có
∆H = -32,9kJ/mol.
Bạn hãy bổ sung vào bảng sau:
Chất
∆H đối với qúa trình đốt cháy hoàn toàn tính bằng kJ/mol
Entanpy hình thành chuẩn ∆Hf tính bằng kJ/mol

C(than chì)
-394,1


H2
-286,3


Xiclopropan
-2094,4


Propen



Tất cả các số liệu đều áp dụng cho 25oC và 1013hPa:
BÀI GIẢI:
∆Hf của than chì và H2 là 0kJ/mol
Ta có sơ đồ sau:
C3H6(xiclopropan)

3CO2 + 3H2O
C3H6(propen)

Dựa vào sơ đồ trên ta tính được ∆H (đốt cháy propen) = -2061,5kJ/mol
Ta cũng có sơ đồ sau:
3C + 3H2

3CO2 + 3H2O


C3H6(xiclopropan)

Dựa vào sơ đồ trên ta tính được ∆Hf (xiclopropan) = 53,2kJ/mol
Phép tính tương tự đối với propen cho kết qủa:∆Hf(propen)=20,3kJ/mol
BÀI TẬP CHUẨN BỊ CHO IChO LẦN THỨ 31:
Nhiệt cháy (entanpi cháy, ∆Ho) và nhiệt tạo thành tiêu chuẩn (entanpi tạo thành tiêu chuẩn ∆Hof) của một nhiêt liệu (chất đốt) có thể được xác định bằng cách đo biến đổi nhiệt độ trong một calo kế khi một lượng xác định nhiên liệu được đốt cháy trong oxy.
Cho 0,542g iso-octan vào một calo kế có dung tích không đổi (“bom”), mà bao quanh bình phản ứng là 750g nước tại 25,000oC. Nhiệt dung của chính calo kế (không kể nước) đã được đo trước là 48JK-1. Sau khi iso-octan cháy hết, nhiệt độ của nước đạt 33,220oC. Biết nhiệt dung riêng của nước bằng 4,184J.g-1.K-1, hãy tính biến thiên nội năng ∆Uo của sự đốt cháy 0,542g iso-octan.
ii) Hãy tính ∆Uo của sự đốt cháy 1mol iso-octan.
Hãy tính ∆Ho của sự đốt cháy 1mol iso-octan.
Hãy tính ∆Hof của iso-octan.
Nhiệt tạo thành tiêu chuẩn của CO2(k) và H2O(l) lần lượt bằng –393,51 và -85,83kJ.mol-1. Hằng số khí R bằng 8,314JK-1mol-1.
Hằng số cân bằng Kc của một phản ứng kết hợp:
A(k) + B(k) → AB(k)
Là 1,80.103L.mol-1 tại 25oC và 3,45.103L.mol-1 tại 40oC.
Giả sử ∆Ho không tùy thuộc vào nhiệt độ, hãy tính ∆Ho, ∆So.
Hãy tính các hằng số cân bằng KP và Kx tại 298,15K và áp suất toàn phần là 1atm.
(Các ký hiệu Kp, KC và Kx lần lượt là hằng số cân bằng xét theo nồng độ, áp suất và theo phân số mol).
Mặc dù iot không dễ tan trong nước nguyên chất nhưng nó dễ dàng tan trong nước có chứa ion I-(dd).
I2(dd) + I-(dd) → I3-(dd)
Hằng số cân bằng của phản ứng này được đo như là một hàm nhiệt độ với các kết qủa sau:
Nhiệt độ (oC): 15,2 25,0 34,9
Hằng số cân bằng: 840 690 530
Hãy ước lượng ∆Ho của phản ứng này.
BÀI GIẢI:
(i) C8H18(l) + 25/2O2(k) → 8CO2(k) + 9H2O(l).
Nhiệt dung của calo kế và các chất chứa bên trong:
Cs = 48 + (750.4,184) = 3186JK-1.
Lượng nhiệt phóng thích ở thể tích không đổi bằng:
Qv = Cs∆T = 26,19kJ.
Từ đó ta được: ∆Uo = -Qv = -26,19kJ.
(ii) Xét một mol iso-octan cháy:


(iii) Biến đổi entanpi (∆Ho) quan hệ với ∆Uo như sau:
∆Ho = ∆Uo + ∆nkhíRT = -5520 – 4,5.8,314.298,15 = -5531kJ.mol-1.
(iv) ∆Ho = 8∆Hof(CO2(k)) + 9∆Hof(H2O(l)) - ∆Hof(C8H18(l)) = -190kJ.mol-1
(i) Với ∆Go = -RTlnK nên:


Ký hiệu nhiệt độ thấp hơn 298