[Hóa đại cương] bài tập hóa vô cơ đại cương chương 3,4,5

BÀI TẬP CHƯƠNG 3

1. Giải thích theo quan điểm Kossel – Lewis sự hình thành các liên kết trong phân tử dưới đây xuất phát từ các nguyên tử:

a/ CaCl₂, Na₂O

b/ NH₃, CO₂, C₂H₂

Xác định hóa trị từng nguyên tố trong mỗi trường hợp.

2. Hãy cho biết trong các phân tử sau, liên kết nào là liên kết ion, liên kết cộng hóa trị: KF, HF, PCl₅, SO₂, CaCl₂, NH₄Cl. Vì sao?

3. Viết công thức cấu tạo Lewis cho các ion và phân tử sau:CO₃^2-, NO₂^-, CS₂, NF₃

4. Trong phân tử HNO₃ có một liên kết cộng hóa trị được tạo thành bằng cách “cho-nhận”. Giải thích sự tạo thành liên kết đó.

5. Tính biến thiên năng lượng cho từng quá trình sau:

a/ Li(k)  +  I(k)  →  Li⁺(k)  +  I^-(k)

b/ Na(k)  +  F(k)  →  Na⁺(k)  +  F^-(k)

c/ K(k)  +  Cl(k)  →  K⁺(k)  +  Cl^-(k)

Biết:

Năng lượng ion hóa:

Li(k)   -  e  →  Li⁺(k)   I₁= 520kJ

Na(k)  -  e  →  Na⁺(k)  I₁  = 495,9kJ

K(k)    -  e  →  K⁺(k)   I₁ = 418,7kJ

Ái lực electron:

I(k)    +  e  →  I^-(k)     E = 295kJ

F(k)   +  e  →  F^-(k)    E = 328kJ

Cl(k)  +  e  →  Cl^-(k)  E = 349kJ

6. Từ các dữ kiện:

NH₃(k)  →  NH₂(k)  +  H(k)    ΔH^o = 435kJ

NH₂(k)  →  NH(k)  +  H(k)     ΔH^o = 381kJ

NH(k)  →  N(k)  +  H(k)         ΔH^o =  360kJ

Tính năng lượng liên kết trung bình của liên kết N-H

7. Xếp các liên kết sau đây theo trật tự mức độ phân cực tăng dần: B-Cl, Na-Cl, Ca-Cl, Be-Cl.

8. Xếp các phân tử sau đây theo chiều tăng của momen lưỡng cực phân tử: BF₃, H₂S, H₂O.

9. Mômen lưỡng cực của phân tử SO₂bằng 5,37.10³⁰C.m và của CO₂ bằng 0. Nêu nhận xét hình học của hai phân tử trên.

10. Ba phân tử HCl, HBr và HI có đặc điểm:

Liên kết	Độ dài (pm)	Momen lưỡng cực (D)
HCl HBr HI	127 142 161	1,03 0,79 0,38

Tính % đặc tính ion của mỗi liên kết. Biết 1pm = 10^-12m và 1D = 3,33.10^-30C.m

BÀI TẬP CHƯƠNG 4

Dạng 1: Lực Van der Waals

1. Dưới đây là ba chất, cho biết lực tương tác nào xảy ra giữa các tiểu phân trong mỗi chất.

     a/ LiF                      b/ CH₄                   c/ SO₂(CH₄ = 0 ; SO₂ ¹ O)

2. Cho biết lực tương tác nào xảy ra giữa các phân tử trong mỗi chất sau:

     a/ Benzen                  b/ Mêtyl clorua

     c/ Natri clorua          d/ Cacbon disunfua (CS₂ = C₆H₆ = 0)

3. Nhiệt độ nóng chảy của brom Br₂ là -7,2⁰C và nhiệt độ nóng chảy của iot clorua là +27,2⁰C. Giải thích sự khác biệt trên.

4. Giải thích các dữ kiện thực nghiệm sau :

a/ Amoniac có nhiệt độ sôi cao hơn metan.

b/ Kali clorua có nhiệt độ nóng chảy cao hơn iot. ( NH₃ ¹ O)

Dạng 2: Ts và Tnc- Độ tan

5. Hãy giải thích các dữ kiện thực nghiệm về nhiệt độ sôi, nhiệt hóa hơi của các chất thuộc dãy sau đây:

Phân tử	H2O	H2S	H2Se
Nhiệt độ sôi Ts (K)	373	213	232
Nhiệt hóa hơi ΔHhh (kJ.mol-1)	40,6	18,8	19,2

Sự biến đổi nhiệt độ sôi, nhiệt hóa hơi của dãy H₂O, H₂S, H₂Se như trên có còn đúng cho từng dãy chất dưới đây không? Tai sao?

a/ NH₃, PH₃, AsH₃, SbH₃

b/ HF, HCl, HBr, HI

c/ CH₄, SiH₄

6. Bạn hãy cho biết trong số các chất thuộc từng dãy sau:

a/ Chất nào có nhiệt độ sôi cao nhất:

CO₂, SO₂, C₂H₅OH, CH₃OH, HI

b/ Chất nào dễ tan trong nước nhất:

C₂H₆, C₂H₂, C₂H₅Cl, NH₃, H₂S

c/ Chất nào có nhiệt độ nóng chảy cao nhất:

PH₃, NH₃ và (CH₃)₃N

7. Cho các chất sau: anđehit axetic, axit fomic, dimetylete, ancol etylic và nhiệt độ sôi của chúng (không theo thứ tự) là: 100,7⁰C; 21⁰C, -23⁰C; 78,3⁰C. Hãy xếp các chất với nhiệt độ sôi tương ứng theo thứ tự trị số giảm dần và giải thích tại sao các chất trên có phân tử khối xấp xỉ nhau mà lại khác nhau nhiều về nhiệt độ sôi như vậy.

8. Sắp xếp theo trình tự tăng dần nhiệt độ sôi các chất sau:

CH₃CH₂CH₂OH  ;  CH₃COOCH₃  ;  CH₃CH₂COOH  ;  C₆H₅COOH  ;  HCOOCH₃  ;  CH₃COOH  ;  C₂H₅OH

Dạng 3 : Phương trình VanderWaals

9. Khối lượng riêng của khí oxi O₂ ở điều kiện tiêu chuẩn là 1,43g/l. Tìm khối lượng riêng của nó ở 17⁰C và 800mmHg. (Chưa biết khối lượng phân tử Oxi)

10. Tính áp suất của 0,6 mol khí NH₃ chứa trong bình dung tích 3l ở 25⁰C, với giả thiết rằng:

a/ Amoniac là một chất khí lý tưởng.

b/ Amoniac là một khí thực, có thể tính áp suất của nó theo phương trình Van Der Waals với các hằng số: a = 4,17l².atm.mol^-2 và b = 0,0371l.mol^-1.   

BÀI TẬP CHƯƠNG 5 

Dạng 1: Tính ΔH⁰ dựa vào các phương trình đã biết

1. Tính năng lượng mạng lưới tinh thể ion MgS từ các dữ kiện:

Entanpi tạo thành tiêu chuẩn của MgS(r) = -343,9kJ.mol^-1

Nhiệt thăng hoa của Mg(r) là 152,7kJ.mol^-1

Năng lượng ion hóa của Mg: I₁  +  I₂= 2178,2kJ.mol^-1

Năng lượng phân li cho 1 mol nguyên tử lưu huỳnh: 557,3 kJ.mol^-1

Ái lực với electron của lưu huỳnh: E₁  +  E₂  =  -302kJ.mol^-1

2. Từ các dữ kiện sau:

C (than chì)  +  O₂(k)  →  CO₂(k)                     ΔH⁰  =  -393,5kJ

H₂(k)  +  1/2O₂(k)  →  H₂O (l)                          ΔH⁰  =  -285,8kJ

2C₂H₆(k)  +  7O₂(k)  →  4CO₂(k)  +  6H₂O(l)  ΔH⁰  =  -3119,6kJ

Tính biến thiên entanpi tiêu chuẩn của phản ứng:

2C(than chì)  +  3H₂(k)  →  C₂H₆(k)                ΔH⁰  =  ?

3. Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng:

CH₄(k)  +  Cl₂(k)  =  CH₃Cl(k)  +  HCl(k)

Cho biết hiệu ứng nhiệt của các phản ứng sau đây:

CH₄(k)  +  2O₂(k)  =  CO₂(k)  +  2H₂O(l),                         ΔH₁ = -212,79kcal

CH₃Cl(k)  +  3/2O₂(k)  =  CO₂(k)  +  H₂O(l)  +  HCl(k),  ΔH₂ = -164,0kcal

H₂(k)  +  1/2O₂(k)  =  H₂O(l),                                            ΔH₃  =  -68,32kcal

1/2H₂(k)  +  1/2Cl₂(k)  =  HCl(k),                                     ΔH₄  =  -22,06kcal

4. Hãy xác định năng lượng liên kết C-H trong phân tử CH₄, cho biết nhiệt thăng hoa của graphit bằng 170,9kcal/mol, nhiệt phân ly của khí hyđro bằng 103,26 kcal/mol và hiệu ứng nhiệt của phản ứng sau:

          C(graphit)  +  2H₂(k)  =  CH₄(k),   ΔH⁰₂₉₈= -17,89kcal

Dạng 2: Các bài tập liên quan đến công thức: * Δ = ΣSản phẩm - ΣTác chất

 Hay :  *Δ = ΣTác chất - ΣSản phẩm

5. Căn cứ vào năng lượng liên kết:

Liên kết	C≡C	C - C	C - Cl	Cl - Cl
Năng lượng liên kết (kJ/mol)	812	347	339	242,7

Tính biến thiên entanpi tiêu chuẩn của phản ứng sau:

6. Cần tiêu tốn nhiệt lượng bằng bao nhiêu để điều chế 1000g canxi cacbua CaC₂(r) từ canxi oxit và cacbon C(r)?

            CaO(r)  +  3C(r)   CaC₂(r)  +  CO(k)

ΔH⁰_tt(kJ/mol)     -635,5         0        -59,4           -110,5

7. Cho biết nhiệt tạo thành tiêu chuẩn, entropi tiêu chuẩn của từng chất dưới đây:

     CH₃OH(l)  +  3/2O₂(k)    →   CO₂(k)  +  2H₂O(k)

ΔH⁰_tt(kJ/mol)        -238,66              0                    -393,5      -241,82

S⁰₂₉₈(J.mol^-1.K^-1)     126,8            205,03                213,63      188,72

Tính hiệu ứng nhiệt đẳng áp phản ứng, hiệu ứng nhiệt đẳng tích phản ứng, biến thiên entropi phản ứng, biến thiên thế đẳng áp phản ứng ở điều kiện chuẩn.

Dạng 3: Năng lượng Gibbs

8. Lưu huỳnh thỏi và lưu huỳnh đơn tà là hai dạng thù hình của lưu huỳnh. Hỏi:

a/ Ở 25⁰C, dạng thù thình nào bền hơn?

b/ Nếu giả thiết đơn giản: biến thiên entanpi và entropi phản ứng ít biến đổi theo nhiệt độ, thì tại nhiệt độ nào hai dạng thù hình cân bằng nhau?

                                            S(thoi)  ⇔   S(đơn tà)

     ΔH⁰_tt(kJ/mol)                     0                           0,3

      S⁰₂₉₈(J.mol^-1.K^-1)             31,9                       32,6

Dạng 4: T ìm Q, A,  ΔU (Không liên quan đến giá trị Cp, Cv)

9. Người ta đã cung cấp một nhiệt lượng 1 kcal cho 1,2 lit khí oxi trong một xi lanh tại áp suất không đổi 1atm, khí oxi đã dãn nở tới thể tích 1,5lit. Tính biến thiên nội năng của quá trình.

10. Chuyển 1 mol nước lỏng thành hơi ở 100⁰C, 1atm. Tính nhiệt lượng, công và U của quá trình, biết nhiệt hóa hơi của nước bằng 40,67kJ.mol^-1. Coi hơi nước như là một khí lý tưởng.

11. Tính biến thiên nội năng khi làm bay hơi 10 g nước ở 20⁰C, 1atm. Chấp nhận hơi nước như khí lý tưởng. Nhiệt bay hơi của nước ở 20⁰C bằng 2451,824J/g.

Dạng 5:  ΔH= ΔU + ΔnRT (áp dụng trong 1 phương trình phản ứng)

12. Tính sự khác nhau của  ΔH và  ΔU trong các quá trình sau:

a/ H₂(k)  +  1/2O₂(k)  =  H₂O(l)                                                    ở T = 298,2⁰K

b/ CH₃COOC₂H₅(l)  +  H₂O(l)  =  CH₃COOH(l)  +  C₂H₅OH(l)  ở T = 298,2⁰K

c/ 1/2N₂(k)  +  3/2H₂(k)  =  NH₃(k)                                              ở T = 673,2⁰K

d/ C(r)  +  2H₂(k)  =  CH₄(k)                                                         ở T  =  1073⁰K

13. a/ Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng tổng hợp acid acrylic :

HC≡CH  +  CO  +  H₂O(l)  → CH₂=CH-COOH(l)     ΔH⁰

Ở áp suất 1atm và nhiệt độ 298⁰K, nếu biết nhiệt tạo thành chuẩn của các hợp chất tương ứng:

                                HC≡CH         CO               H₂O     CH₂=CH-COOH

ΔH⁰_298(tt)(kcal/mol)    54,19       -26,416        -68,317             -91,392

b/ Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng này ở điều kiện đẳng tích

14. Xác định nhiệt tạo thành của metan (CH₄) ở nhiệt độ 298⁰K và ở:

a/ p = const

b/ V = const

Nếu biết nhiệt tạo thành và nhiệt đốt cháy của các chất như sau:

H₂O(l)      ΔH⁰_298(tt)= -68,31 Kcal/mol

CO₂(k)     ΔH⁰_298(tt) = -94,05 Kcal/mol

CH₄(k)     ΔH⁰_298,đc= -212,78 Kcal/mol

15. Ở 298⁰K, khi naphtalen (lỏng) cháy trong bom nhiệt lượng kế tạo thành nước và khí CO₂thì ΔU = -1231,8 Kcal/mol. Tính nhiệt đốt cháy của naphtalen ở áp suất không đổi nếu hơi nước tạo thành sẽ:

a/ Ngưng tụ

a/ Không ngưng tụ

Dạng 6: Tính độ tăng Entrôpi

16. Tính độ tăng Entrôpi tổng cộng khi trộn 100cm³ oxy với 400cm³ nitơ ở 298⁰K và áp suất 1atm. Thể tích chung của hệ V = const.

17. Tính biến thiên Entrôpi khi 100g nước lỏng ở 273⁰K chuyển hóa thành hơi ở 390⁰K. Nhiệt hóa hơi riêng của nước ở 373⁰K là 539 cal/gam. Nhiệt dung riêng của nước lỏng là 1cal.g^-1.độ^-1. Nhiệt dung riêng đẳng áp của hơi nước là 0,5 cal.g^-1.độ^-1.

Dạng 7: T ìm Q, A, ΔU (Liên quan đến giá trị Cp, Cv)

18. 100gam nitơ ở 0⁰C và 1atm. Hãy tính Q,ΔU,A khi:

a/ dãn đẳng nhiệt đến thể tích 200lit

b/ tăng áp suất tới 1,5atm, khi thể tích không đổi

c/ dãn đẳng áp tới thể tích gấp đôi

(Biết C_v = 5Cal.mol^-1.K^-1)