Chọn những câu đúng: Về phương diện nhiệt động hóa học: 1) Đa số phản ứng có thể xảy ra tự phát hoàn toàn khi \(\Delta G_{pu}^0\) 2) Phản ứng không xảy ra tự phát trong thực tế khi \(\Delta G_{pu}^0\) > 40 kJ. 3) Phản ứng không xảy ra tự phát trong thực tế khi \(\Delta G_{pu}^0\) > 0. 4) Đa số các phản ứng có thế đẳng áp tiêu chuẩn nằm trong khoảng -40 kJ \(\Delta G

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

1) \(\Delta {G_T} = \Delta G_T^0 + RT\ln \frac{{{{\left[ {{H_2}O} \right]}^2}}}{{{{\left[ {{H_2}} \right]}^2}}}\)

2) \(\Delta G_T^0 = - RT\ln {K_c}\) , với \({K_c} = {\left( {\frac{{{{\left[ {{H_2}O} \right]}^2}}}{{{{\left[ {{H_2}} \right]}^2}}}} \right)_{cb}}\)

3) Phản ứng có K_P = K_C vì Dn = 0

Lời giải:

Đáp án đúng: D

Phát biểu 1 đúng vì nó thể hiện mối quan hệ giữa biến thiên năng lượng Gibbs (\(\Delta G_T\)) ở một nhiệt độ T bất kỳ với biến thiên năng lượng Gibbs chuẩn (\(\Delta G_T^0\)) và thương số phản ứng, trong đó nồng độ được thay bằng áp suất riêng phần vì các chất đều ở thể khí.

Phát biểu 2 đúng vì nó thể hiện mối quan hệ giữa biến thiên năng lượng Gibbs chuẩn (\(\Delta G_T^0\)) và hằng số cân bằng (\(K_c\)).

Phát biểu 3 đúng. Ta có công thức liên hệ giữa Kp và Kc là: Kp = Kc.(RT)^Δn. Trong đó Δn là độ biến thiên số mol khí. Theo phương trình phản ứng, ta có số mol khí ở vế trái là 2 (2 mol H2), số mol khí ở vế phải là 2 (2 mol H2O). Do đó, Δn = 2 - 2 = 0 => Kp = Kc.(RT)^0 = Kc

Vậy cả 3 phát biểu đều đúng.

Câu 18:

Phản ứng tổng hợp amoniac: 3 H₂(k) + N₂(k) ⇌ 2 NH₃(k) có hằng số cân bằng là K_p = 5,9 ×10⁵ tại 298 K, và hiệu ứng nhiệt của phản ứng là ∆H^o = - 92,2 kJ. Tính hằng số cân bằng K_p của phản ứng tại 600K. Biết rằng ∆H^o và ∆S^o 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 ở nhiệt độ khác, ta sử dụng phương trình Van't Hoff:

ln(K₂/K₁) = -ΔH°/R * (1/T₂ - 1/T₁)

Trong đó:

K₁ = 5,9 × 10⁵ (hằng số cân bằng ở 298 K)
T₁ = 298 K
K₂ = hằng số cân bằng cần tìm ở 600 K
T₂ = 600 K
ΔH° = -92,2 kJ = -92200 J
R = 8,314 J/(mol·K) (hằng số khí lý tưởng)

Thay các giá trị vào phương trình:

ln(K₂ / (5,9 × 10⁵)) = -(-92200 J) / (8,314 J/(mol·K)) * (1/600 K - 1/298 K)
ln(K₂ / (5,9 × 10⁵)) = 11089,6 * (-0,0016835)
ln(K₂ / (5,9 × 10⁵)) = -18,66
K₂ / (5,9 × 10⁵) = e^(-18,66)
K₂ / (5,9 × 10⁵) = 8,14 × 10⁻⁹
K₂ = (5,9 × 10⁵) * (8,14 × 10⁻⁹)
K₂ = 0,0048

Giá trị này gần nhất với đáp án 4,3 × 10⁻³

Vì vậy, hằng số cân bằng Kp của phản ứng tại 600K là khoảng 4,3 × 10⁻³

Câu 19:

Chọn đáp án đúng: Một phản ứng có năng lượng hoạt hóa là 4,82 × 10² cal/mol. Nếu ở 275K phản ứng có hằng số tốc độ là 8,82 × 10^-5, thì ở 567K hằng số tốc độ là:

Lời giải:

Đáp án đúng: B

Để giải quyết bài toán này, chúng ta sử dụng phương trình Arrhenius để tính hằng số tốc độ ở nhiệt độ khác nhau. Phương trình Arrhenius có dạng:

ln(k₂/k₁) = -E_a/R * (1/T₂ - 1/T₁)

Trong đó:

k₁ là hằng số tốc độ ở nhiệt độ T₁

k₂ là hằng số tốc độ ở nhiệt độ T₂

E_a là năng lượng hoạt hóa

R là hằng số khí lý tưởng (1.987 cal/mol.K)

Ta có:

E_a = 4.82 × 10² cal/mol

T₁ = 275 K

k₁ = 8.82 × 10^-5

T₂ = 567 K

Thay các giá trị vào phương trình:

ln(k₂ / (8.82 × 10^-5)) = -(4.82 × 10²) / 1.987 * (1/567 - 1/275)

ln(k₂ / (8.82 × 10^-5)) = -242.57 * (0.00176 - 0.00364)

ln(k₂ / (8.82 × 10^-5)) = -242.57 * (-0.00188)

ln(k₂ / (8.82 × 10^-5)) = 0.456

k₂ / (8.82 × 10^-5) = e^0.456 = 1.577

k₂ = 1.577 * (8.82 × 10^-5)

k₂ = 1.39 × 10^-4

Vậy, hằng số tốc độ ở 567K là 1,39 × 10^-4.

Câu 20:

Chọn phát biểu đúng: Tốc độ phản ứng đồng thể khí tăng khi tăng nồng độ là do:

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Tốc độ phản ứng đồng thể khí tăng khi tăng nồng độ là do tăng số va chạm của các tiểu phân hoạt động. Khi nồng độ tăng, số lượng các phân tử khí trong một đơn vị thể tích tăng lên, dẫn đến số va chạm giữa các phân tử tăng lên, và do đó, số va chạm hiệu quả (va chạm dẫn đến phản ứng) cũng tăng lên, làm tăng tốc độ phản ứng. Các yếu tố khác như entropi, năng lượng hoạt hóa hoặc hằng số tốc độ có thể ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng, nhưng không phải là nguyên nhân trực tiếp khi tăng nồng độ.

Câu 21:

Chọn đáp án đúng: Phản ứng thuận nghịch A₂ (k) + B₂ (k) ⇄ 2AB (k). Có hệ số nhiệt độ g của phản ứng thuận và phản ứng nghịch lần lượt là 2 và 3. Hỏi khi tăng nhiệt độ cân bằng dịch chuyển theo chiều nào và từ đó suy ra dấu của DH° của phản ứng thuận.

Lời giải:

Đáp án đúng: D

Hệ số nhiệt độ γ (gamma) cho biết tốc độ phản ứng thay đổi bao nhiêu lần khi nhiệt độ tăng lên 10°C. Vì γ của phản ứng nghịch (3) lớn hơn γ của phản ứng thuận (2), khi tăng nhiệt độ, tốc độ phản ứng nghịch tăng nhanh hơn tốc độ phản ứng thuận. Do đó, cân bằng sẽ dịch chuyển theo chiều nghịch.

Khi tăng nhiệt độ mà cân bằng dịch chuyển theo chiều nghịch, tức là chiều làm giảm nhiệt độ (theo nguyên lý Le Chatelier). Điều này có nghĩa là phản ứng nghịch thu nhiệt (∆H° > 0 cho phản ứng nghịch). Suy ra, phản ứng thuận tỏa nhiệt (∆H° < 0 cho phản ứng thuận).

Câu 22:

Chọn đáp án đúng: Tính thể tích dung dịch HCl 4M cần thiết để có thể pha thành 1 lít dung dịch HCl 0,5M.

Lời giải: