Chọn phương án đúng: 1) Có thể kết luận ngay là phản ứng không tự xảy ra khi DG của phản ứng dương tại điều kiện đang xét. 2) Có thể căn cứ vào hiệu ứng nhiệt để dự đoán khả năng tự phát của phản ứng ở nhiệt độ thường. 3) Ở » 1000K, khả năng tự phát của phản ứng hóa học không phụ thuộc vào giá trị biến thiên enthanpy của phản ứng đó. 4) Nhiệt tạo thành tiêu chuẩn của một chất hóa học là một đại lượng không đổi ở giá trị nhiệt độ xác định.

Chọn phương án đúng: Cho các phản ứng xảy ra ở điều kiện tiêu chuẩn:

1) 3O₂(k) ® 2O₃(k), DH° > 0, phản ứng không xảy ra tự phát ở mọi nhiệt độ.

2) C₄H₈(k) + 6O₂(k) ® 4CO₂(k) + 4H₂O(k), DH° < 0, phản ứng xảy ra tự phát ở mọi nhiệt độ.

3) CaCO₃(r) ® CaO(r) + CO₂(k), DH° > 0, phản ứng xảy ra tự phát ở nhiệt độ cao.

4) SO₂(k) + ½ O₂(k) ® SO₃(k), DH° < 0, phản ứng xảy ra tự phát ở nhiệt độ thấp.

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Phân tích các phản ứng:

1) 3O2(k) → 2O3(k), ΔH° > 0: Phản ứng thu nhiệt (ΔH° > 0). Số mol khí tăng (3 → 2), nên ΔS < 0. Do đó, ΔG = ΔH - TΔS. Vì ΔH > 0 và ΔS < 0, nên ΔG > 0 ở mọi nhiệt độ. Phản ứng không xảy ra tự phát ở mọi nhiệt độ. => Đúng.

2) C4H8(k) + 6O2(k) → 4CO2(k) + 4H2O(k), ΔH° < 0: Phản ứng tỏa nhiệt (ΔH° < 0). Số mol khí không đổi (7 → 8), nên ΔS ≈ 0. Do đó, ΔG = ΔH - TΔS ≈ ΔH < 0. Phản ứng xảy ra tự phát ở mọi nhiệt độ. => Đúng.

3) CaCO3(r) → CaO(r) + CO2(k), ΔH° > 0: Phản ứng thu nhiệt (ΔH° > 0). Số mol khí tăng (0 → 1), nên ΔS > 0. Do đó, ΔG = ΔH - TΔS. Ở nhiệt độ thấp, ΔH > TΔS nên ΔG > 0 (không tự phát). Ở nhiệt độ cao, ΔH < TΔS nên ΔG < 0 (tự phát). Phản ứng xảy ra tự phát ở nhiệt độ cao. => Đúng.

4) SO2(k) + ½ O2(k) → SO3(k), ΔH° < 0: Phản ứng tỏa nhiệt (ΔH° < 0). Số mol khí giảm (1.5 → 1), nên ΔS < 0. Do đó, ΔG = ΔH - TΔS. Ở nhiệt độ thấp, ΔH < TΔS nên ΔG < 0 (tự phát). Ở nhiệt độ cao, ΔH có thể lớn hơn TΔS(do ΔS < 0) nên ΔG > 0 (không tự phát). Phản ứng xảy ra tự phát ở nhiệt độ thấp. => Đúng.

Vậy, tất cả các phát biểu 1, 2, 3, 4 đều đúng.

Câu 14:

Chọn đáp án đúng và đầy đủ nhất: Một phản ứng có DG₂₉₈ > 0. Những biện pháp nào khi áp dụng có thể làm phản ứng xảy ra được: (1) Dùng xúc tác ; (2) Thay đổi nhiệt độ ; (3) Tăng nồng độ tác chất ; (4) Nghiền nhỏ các tác chất rắn.

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Phản ứng có ΔG₂₉₈ > 0 nghĩa là phản ứng không tự xảy ra ở điều kiện tiêu chuẩn. Để phản ứng có thể xảy ra, ta cần tác động để ΔG < 0.

(1) Xúc tác: Xúc tác chỉ làm tăng tốc độ phản ứng, không ảnh hưởng đến biến thiên năng lượng tự do Gibbs (ΔG), do đó không làm phản ứng xảy ra được.

(2) Thay đổi nhiệt độ: ΔG = ΔH - TΔS. Nếu ΔS > 0, tăng nhiệt độ sẽ làm ΔG giảm (trở nên âm hơn), có thể làm phản ứng xảy ra. Nếu ΔS < 0, giảm nhiệt độ có thể làm ΔG âm. Vậy thay đổi nhiệt độ có thể làm phản ứng xảy ra.

(3) Tăng nồng độ tác chất: Theo nguyên lý Le Chatelier, tăng nồng độ tác chất sẽ làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận, có thể làm phản ứng xảy ra (tức là tạo ra nhiều sản phẩm hơn).

(4) Nghiền nhỏ các tác chất rắn: Nghiền nhỏ tác chất rắn làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc, làm tăng tốc độ phản ứng, nhưng không ảnh hưởng đến biến thiên năng lượng tự do Gibbs (ΔG), do đó không làm phản ứng xảy ra được.

Vậy, các biện pháp (2) và (3) có thể làm phản ứng xảy ra.

Câu 15:

Chọn trường hợp đúng. Căn cứ trên dấu \(\Delta G_{298}^0\) của 2 phản ứng sau:

PbO₂ (r) + Pb (r) = 2PbO (r) \(\Delta G_{298}^0\) < 0

SnO₂ (r) + Sn (r) = 2SnO (r) \(\Delta G_{298}^0\) > 0

Trạng thái oxy hóa dương bền hơn đối với các kim loại chì và thiếc là:

Lời giải:

Đáp án đúng: B

Phản ứng có ΔG < 0 thì phản ứng xảy ra theo chiều thuận, tức là trạng thái sau phản ứng bền hơn. Phản ứng có ΔG > 0 thì phản ứng xảy ra theo chiều nghịch, tức là trạng thái đầu phản ứng bền hơn.

Trong trường hợp của chì (Pb):

PbO2 (r) + Pb (r) = 2PbO (r) có ΔG < 0. Điều này có nghĩa là PbO bền hơn PbO2 và Pb. PbO tương ứng với trạng thái oxy hóa +2 của chì.

Trong trường hợp của thiếc (Sn):

SnO2 (r) + Sn (r) = 2SnO (r) có ΔG > 0. Điều này có nghĩa là SnO2 và Sn bền hơn SnO. SnO2 tương ứng với trạng thái oxy hóa +4 của thiếc.

Vậy, trạng thái oxy hóa dương bền hơn đối với chì là (+2) và đối với thiếc là (+4).

Câu 16:

Chọn phát biểu đúng. Phản ứng thuận nghịch là: (1) Phản ứng có thể xảy ra theo chiều thuận hay theo chiều nghịch tùy điều kiện phản ứng. (2) Phản ứng xảy ra đồng thời theo hai chiều ngược nhau trong cùng một điều kiện. (3) Phản ứng tự xảy ra cho đến khi hết các chất phản ứng.

Lời giải:

Đáp án đúng: B

Phản ứng thuận nghịch là phản ứng xảy ra theo hai chiều trái ngược nhau trong cùng điều kiện. Phát biểu (1) đúng vì phản ứng thuận nghịch có thể ưu tiên xảy ra theo chiều thuận hoặc chiều nghịch tùy thuộc vào điều kiện (ví dụ: nhiệt độ, áp suất, nồng độ). Phát biểu (2) đúng vì phản ứng thuận nghịch xảy ra đồng thời theo cả hai chiều. Phát biểu (3) sai vì phản ứng thuận nghịch không xảy ra đến khi hết các chất phản ứng, mà đạt đến trạng thái cân bằng khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch. Vậy đáp án đúng là 1 và 2.

Câu 17:

Tính nồng độ mol của KMnO₄ trong phản ứng với acid citric trong môi trường H⁺, biết \({C_{NKMn{O_4}}} = 0.1N\). 2KMnO₄ + 5H₂C₂O₄ + 3H₂SO₄ = 2MnSO₄ + 10CO₂ + K₂SO₄ + 8H₂O.

Lời giải:

Đáp án đúng: B

Trong phản ứng oxi hóa khử, nồng độ mol (M) và nồng độ đương lượng (N) có mối quan hệ: N = n * M, trong đó n là số electron trao đổi trong phản ứng. Trong phản ứng này, Mn trong KMnO₄ giảm từ +7 xuống +2 trong MnSO₄, vậy số electron trao đổi là 5. Do đó, ta có C_N(KMnO4) = 5 * C_M(KMnO4). Từ đó suy ra C_M(KMnO4) = C_N(KMnO4) / 5 = 0.1 / 5 = 0.02M.

Câu 18:

Xác định độ giảm nhiệt độ đông của dung dịch C₆H₁₂O₆ bão hòa ở 20^oC, biết độ tan của C₆H₁₂O₆ ở nhiệt độ này là 200,0 g. Biết hằng số nghiệm đông của H₂O là 1,86 độ/mol.

Lời giải: