Chọn đáp án đúng: Tính áp suất hơi bão hòa của nước trong dung dịch chứa 5g chất tan không điện ly trong 100g nước ở nhiệt độ 25°C. Cho biết ở nhiệt độ này nước tinh khiết có áp suất hơi bão hòa bằng 23,76mmHg và khối lượng phân tử chất tan bằng 62,5g.

Chọn phát biểu đúng: Cho phản ứng: SnO2(r) + 2H2(k) ⇌ 2H2O(k) + Sn(ℓ)

1) ΔGT=ΔG0T+RTln[H2O]2[H2]2ΔGT=ΔGT0+RTln⁡[H2O]2[H2]2

2) ΔG0T=−RTlnKcΔGT0=−RTln⁡Kc , với Kc=([H2O]2[H2]2)cbKc=([H2O]2[H2]2)cb

3) Phản ứng có KP = KC vì Dn = 0

Lời giải:

Đáp án đúng: D

Phân tích các phát biểu:

1) Biểu thức ΔGT=ΔG0T+RTln[H2O]2[H2]2ΔGT=ΔGT0+RTln⁡[H2O]2[H2]2 là biểu thức đúng cho sự phụ thuộc của năng lượng Gibbs vào thành phần phản ứng ở nhiệt độ T. Trong đó, [H2O] và [H2] là áp suất riêng phần hoặc nồng độ của các chất ở trạng thái bất kỳ (không nhất thiết là cân bằng).

2) Biểu thức ΔG0T=−RTlnKcΔGT0=−RTln⁡Kc là biểu thức đúng, liên hệ giữa biến thiên năng lượng Gibbs chuẩn và hằng số cân bằng Kc. Kc được tính bằng tỷ số nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng, Kc=([H2O]2[H2]2)cbKc=([H2O]2[H2]2)cb.

3) Ta có KP = KC(RT)^Δn. Ở đây, Δn = (2 - 2) = 0 (số mol khí sản phẩm trừ số mol khí phản ứng). Do đó, KP = KC(RT)^0 = KC. Vậy phát biểu này đúng.

Vậy cả ba phát biểu đều đúng.

Câu 32:

Phản ứng tổng hợp amoniac: 3 H2(k) + N2(k) ⇌ 2 NH3(k) có hằng số cân bằng là Kp = 5,9 ×105 tại 298 K, và hiệu ứng nhiệt của phản ứng là ∆Ho = - 92,2 kJ. Tính hằng số cân bằng Kp của phản ứng tại 600K. Biết rằng ∆Ho và ∆So của phản ứng thay đổi không đáng kể trong khoảng nhiệt độ 298 ÷ 600 K.

Lời giải:

Đáp án đúng: A

Để tính hằng số cân bằng Kp tại 600K, ta sử dụng phương trình Van't Hoff:

ln(K2/K1) = -ΔH°/R * (1/T2 - 1/T1)

Trong đó:
K1 = 5,9 × 10^5 (hằng số cân bằng tại T1)
T1 = 298 K
K2 = hằng số cân bằng cần tìm tại T2
T2 = 600 K
ΔH° = -92,2 kJ = -92200 J (hiệu ứng nhiệt của phản ứng)
R = 8,314 J/(mol.K) (hằng số khí lý tưởng)

Thay các giá trị vào phương trình:

ln(K2 / (5,9 × 10^5)) = -(-92200) / 8,314 * (1/600 - 1/298)
ln(K2 / (5,9 × 10^5)) = 11089,73 * (-0,001695)
ln(K2 / (5,9 × 10^5)) = -18,797
K2 / (5,9 × 10^5) = e^(-18,797)
K2 / (5,9 × 10^5) = 8,21 * 10^-9
K2 = (5,9 × 10^5) * (8,21 * 10^-9)
K2 = 0,00484
K2 ≈ 4,84 × 10^-3

Giá trị này gần nhất với đáp án A. Tuy nhiên, kết quả tính toán có sai khác so với đáp án A do làm tròn số.
Vì không có đáp án nào hoàn toàn trùng khớp, ta chọn đáp án gần đúng nhất.

Câu 33:

Chọn phương án đúng: Quá trình chuyển pha lỏng thành pha rắn của brom có:

Lời giải:

Đáp án đúng: B

Quá trình chuyển từ pha lỏng sang pha rắn là quá trình tỏa nhiệt (DH < 0). Khi chất lỏng chuyển sang chất rắn, mức độ hỗn loạn giảm xuống, do đó entropy giảm (DS < 0). Thể tích thường giảm khi chất lỏng chuyển sang chất rắn (DV < 0). Vậy đáp án đúng là B.

Câu 34:

Chọn câu đúng. Quá trình hoà tan khí HCl trong nước xảy ra kèm theo sự thay đổi entropi chuyển pha (DScp) và entropi solvat hóa (DSs) như sau:

Lời giải:

Đáp án đúng: D

Khi hòa tan HCl (ở thể khí) vào nước (ở thể lỏng), HCl chuyển từ trạng thái khí sang trạng thái hydrat hóa (ion hóa và được bao quanh bởi các phân tử nước).

- Entropi chuyển pha (DScp): Khí HCl chuyển sang trạng thái tập trung hơn (hòa tan trong nước) làm giảm sự hỗn loạn, do đó DScp < 0.

- Entropi solvat hóa (DSs): Quá trình solvat hóa (ở đây là hydrat hóa) của các ion H+ và Cl- làm tăng sự hỗn loạn do các phân tử nước sắp xếp xung quanh các ion, nhưng sự tăng này không đủ lớn để bù đắp cho sự giảm entropi do khí chuyển sang pha lỏng. Ngoài ra, sự hydrat hóa của các ion làm cho chúng có trật tự hơn (do tương tác ion-dipole với nước), do đó làm giảm entropi. Vì vậy, DSs < 0.

Vậy DScp < 0 và DSs < 0.

Câu 35:

Chọn đáp án đầy đủ nhất. Phản ứng có thể xảy ra tự phát trong các trường hợp sau:

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Phản ứng xảy ra tự phát khi ΔG < 0, với ΔG = ΔH - TΔS.

* ΔH < 0 và ΔS > 0: ΔG luôn âm, phản ứng xảy ra tự phát ở mọi nhiệt độ.
* ΔH < 0 và ΔS < 0: ΔG có thể âm hoặc dương tùy thuộc vào nhiệt độ. Ở nhiệt độ thấp, số hạng ΔH chiếm ưu thế và ΔG < 0, phản ứng xảy ra tự phát. Ở nhiệt độ cao, số hạng TΔS chiếm ưu thế và ΔG > 0, phản ứng không xảy ra tự phát.
* ΔH > 0 và ΔS > 0: ΔG có thể âm hoặc dương tùy thuộc vào nhiệt độ. Ở nhiệt độ cao, số hạng TΔS chiếm ưu thế và ΔG < 0, phản ứng xảy ra tự phát. Ở nhiệt độ thấp, số hạng ΔH chiếm ưu thế và ΔG > 0, phản ứng không xảy ra tự phát.
* ΔH > 0 và ΔS < 0: ΔG luôn dương, phản ứng không xảy ra tự phát ở mọi nhiệt độ.

Vậy đáp án đúng là C.

Câu 36:

Chọn trường hợp đúng: Biết rằng ở 0°C quá trình nóng chảy của nước đá ở áp suất khí quyển có DG = 0. Vậy ở 383K quá trình nóng chảy của nước đá ở áp suất này có dấu của DG là:

Lời giải: