Chọn phương án đúng: Xét cân bằng: H2O(lỏng) ⇌ H2O(hơi). Số bậc tự do của hệ hơi nước cân bằng với nước lỏng là:

Câu hỏi này kiểm tra kiến thức về mối quan hệ giữa số bậc tự do của hệ và dạng hình học của tập hợp các pha trong hệ. Ta có thể phân tích từng đáp án như sau:

* Đáp án A: Hệ có số bậc tự do bằng 0, tập hợp các pha trong hệ có dạng hình học là một đường thẳng. SAI. Khi số bậc tự do bằng 0, hệ là bất biến và chỉ tồn tại ở một điểm duy nhất trên giản đồ pha. Do đó, tập hợp các pha phải là một điểm chứ không phải một đường thẳng.
* Đáp án B: Hệ có số bậc tự do bằng 0, tập hợp các pha trong hệ có dạng hình học là một điểm. ĐÚNG. Khi số bậc tự do bằng 0, hệ là bất biến và chỉ tồn tại ở một điểm duy nhất trên giản đồ pha.
* Đáp án C: Hệ có số bậc tự do bằng 1, tập hợp các pha trong hệ có dạng hình học là một đường thẳng. ĐÚNG. Khi số bậc tự do bằng 1, ta có thể thay đổi một thông số (ví dụ: nhiệt độ) mà không làm thay đổi số pha, do đó tập hợp các pha tạo thành một đường thẳng.
* Đáp án D: Hệ có số bậc tự do bằng 2, tập hợp các pha trong hệ có dạng hình học là một mặt phẳng. ĐÚNG. Khi số bậc tự do bằng 2, ta có thể thay đổi hai thông số (ví dụ: nhiệt độ và áp suất) mà không làm thay đổi số pha, do đó tập hợp các pha tạo thành một mặt phẳng.

Vậy, đáp án sai là A.

Trong điều kiện đẳng áp, ta có công thức liên hệ giữa biến thiên enthalpy (∆H), biến thiên nội năng (∆U) và công (A): ∆H = ∆U + p∆V = ∆U + A.

Theo đề bài, ∆U < 0 và ∆H < 0. Như vậy, ta có ∆U < 0 và ∆H = ∆U + A < 0.

Từ ∆H = ∆U + A < 0 suy ra A < -∆U. Vì ∆U < 0 nên -∆U > 0, do đó A < -∆U, tức là A < một số dương. Tuy nhiên, điều này không cho phép ta kết luận chắc chắn về dấu của A.

Tuy nhiên, ta có thể suy luận như sau:
Vì ∆H < 0 và ∆U < 0, ta có thể viết: |∆H| > 0 và |∆U| > 0.
Ta có: ∆H = ∆U + A => A = ∆H - ∆U
Nếu |∆H| > |∆U| thì (∆H - ∆U) > 0 (hệ sinh công)
Nếu |∆H| < |∆U| thì (∆H - ∆U) < 0 (hệ nhận công)

Vì vậy, không thể dự đoán được dấu của công dựa trên thông tin đã cho.

Phân tử CH3OH (methanol) có một nguyên tử oxy liên kết với một nguyên tử hydro, tạo điều kiện cho liên kết hydro hình thành. Liên kết hydro là một loại tương tác lưỡng cực-lưỡng cực đặc biệt mạnh, xảy ra giữa một nguyên tử hydro liên kết với một nguyên tử có độ âm điện cao (như oxy, nitơ hoặc flo) và một cặp electron đơn độc trên một nguyên tử có độ âm điện cao khác.

So sánh với các lựa chọn khác:

* Van der Waals: Lực Van der Waals là lực tương tác yếu giữa các phân tử, bao gồm lực London (lực phân tán), lực lưỡng cực-lưỡng cực và lực lưỡng cực-cảm ứng. Mặc dù CH3OH có lực Van der Waals, nhưng nó yếu hơn nhiều so với liên kết hydro.
* Ion – lưỡng cực: Lực ion-lưỡng cực xảy ra giữa một ion và một phân tử phân cực. CH3OH là một phân tử phân cực nhưng không phải là một ion.
* Lưỡng cực – lưỡng cực: Lực lưỡng cực-lưỡng cực xảy ra giữa hai phân tử phân cực. CH3OH là một phân tử phân cực, nhưng liên kết hydro là một loại tương tác lưỡng cực-lưỡng cực đặc biệt mạnh hơn so với tương tác lưỡng cực-lưỡng cực thông thường.

Do đó, liên kết hydro là lực tương tác mạnh nhất giữa các phân tử CH3OH.

Phân tích bài toán:

Đốt cháy than chì (C) bằng oxi (O₂) thu được khí cacbonic (CO₂).

Phương trình phản ứng: C(r) + O₂(k) → CO₂(k)

Theo đề bài, khi đốt cháy tạo ra 33g CO₂ thì tỏa ra 70,9 kcal.
Mục tiêu là tính nhiệt tạo thành tiêu chuẩn của CO₂ (ΔHtt,CO₂). Nhiệt tạo thành tiêu chuẩn của một chất là nhiệt lượng tỏa ra hay thu vào khi tạo thành 1 mol chất đó từ các đơn chất bền ở điều kiện tiêu chuẩn.

Bước 1: Tính số mol CO₂ tạo thành

Số mol CO₂ = khối lượng CO₂ / khối lượng mol CO₂

Khối lượng mol CO₂ = 12 (C) + 2 * 16 (O) = 44 g/mol

Số mol CO₂ = 33g / 44 g/mol = 0,75 mol

Bước 2: Tính nhiệt lượng tỏa ra khi tạo thành 1 mol CO₂

Vì 0,75 mol CO₂ tỏa ra 70,9 kcal, nên 1 mol CO₂ sẽ tỏa ra:

Nhiệt lượng = 70,9 kcal / 0,75 mol = 94,53 kcal/mol

Bước 3: Xác định dấu của nhiệt tạo thành

Vì phản ứng tỏa nhiệt, nhiệt tạo thành có giá trị âm.

Vậy, nhiệt tạo thành tiêu chuẩn của CO₂ là -94,53 kcal/mol. Giá trị gần nhất trong các đáp án là -94,5 kcal/mol.

Khi hòa tan tinh thể KOH trong nước:

* Entropi chuyển pha (ΔScp): Quá trình chuyển từ trạng thái tinh thể (có trật tự cao) sang trạng thái ion tự do (có trật tự thấp hơn) làm tăng sự hỗn loạn của hệ, do đó ΔScp > 0.
* Entropi solvat hóa (ΔSs): Khi các ion K+ và OH- được solvat hóa bởi các phân tử nước, các phân tử nước sẽ sắp xếp xung quanh các ion này, làm giảm sự hỗn loạn của hệ, do đó ΔSs < 0.