Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập Hoá đại cương

Nội dung text: Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập Hoá đại cương

1. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương CHƯƠNG 1. CẤU TẠO NGUYÊN TỬ VÀ HỆ THỐNG TUẦN HOÀN 1.1. Những khái niệm và định luật cơ sở của hóa học Chất Chất có hai đặc tính quan trọng là đồng nhất và có thành phần xác định. Đồng nhất nghĩa là tính chất trong toàn bộ đều như nhau. Nếu không có tính chất này thì không phải là chất mà là vật liệu (ví dụ: gỗ, bê tông, thép). Muối ăn, đường, khí cacbonic là những chất, chúng có tính đồng nhất và có thành phần xác định. Mọi chất đều do các nguyên tử cấu tạo nên. Những nguyên tử cùng loại cấu tạo nên đơn chất, và những nguyên tử khác loại cấu tạo nên hợp chất. Nguyên tử Nguyên tử là hạt nhỏ nhất của nguyên tố hóa học không thể chia nhỏ hơn về mặt hóa học. Nguyên tử của các nguyên tố có kích thước, khối lượng vô cùng nhỏ bé và khác nhau. Trong các quá trình hóa học, nguyên tử của các nguyên tố được bảo toàn về khối lượng. Định luật bảo toàn khối lượng (A.L.Lavoisier-1785): Khối lượng của các chất trong mọi quá trình hóa học là luôn luôn không đổi. Phân tử Phân tử là hạt nhỏ nhất của một chất có tất cả các tính chất hóa học của chất đó. Mỗi phân tử được tạo nên từ một số nguyên tử nhất định nên luôn có thành phần xác định. Định luật thành phần không đổi (J.L.Proust-1799): Một hợp chất hóa học dù được điều chế bằng phương pháp nào cũng luôn có thành phần xác định. Định luật Avôgađrô (A.Avogadro-1811): Các thể tích bằng nhau của mọi chất khí ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất đều chứa cùng một số phân tử. Khối lượng nguyên tử, khối lượng phân tử và mol Khối lượng nguyên tử của một nguyên tố là khối lượng trung bình của một nguyên tử nguyên tố đó tính bằng đơn vị cacbon. Khối lượng phân tử của một chất là khối lượng của một phân tử chất đó tính bằng tổng khối lượng của nguyên tử của các nguyên tố trong phân tử. Năm 2013 1
2. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương Mol là lượng chất chứa 6,023.10 23 (số Avogadro) hạt. Hạt có thể là phân tử, nguyên tử, ion Phản ứng hóa học Phản ứng hóa học là quá trình biến đổi những chất này thành những chất khác có thành phần cấu tạo khác so với các chất ban đầu. Phản ứng hóa học được biểu thị bằng phương trình hóa học. Ví dụ: 2H2 + O2 → H2O 1.2. Cấu tạo nguyên tử theo cơ học lượng tử 1.2.1. Các luận điểm cơ bản của cơ học lượng tử Thuyết lượng tử (M.Planck, giải Nobel vật lí năm 1918): Năng lượng của ánh sáng không có tính chất liên tục mà bao gồm từng lượng riêng biệt nhỏ nhất gọi là lượng tử. Một số lượng tử của ánh sáng (gọi là photon) có năng lượng tỉ lệ với tần số của bức xạ: E = hν E là năng lượng của photon; ν là tần số bức xạ; h là hằng số Planck bằng 6,625.10-27 ec.s. Hiện tượng quang điện (F.Einstein, giải Nobel vật lí năm 1921): Khi được chiếu tới bề mặt kim loại, mỗi photon ánh sáng sẽ truyền năng lượng hν cho kim loại. Một phần năng lượng E o được dùng để làm bật electron ra khỏi nguyên tử kim loại và phần còn lại trở thành động năng ½ mv2 của electron. 2 hν = Eo + ½ mv Hệ thức Đơ Brơi (L.De Broglie, giải Nobel vật lí năm 1929): Không phải chỉ có photon mới có tính chất sóng, mà cả những hạt vi mô, như electron chẳng hạn, cũng có tính chất đó. λ= h/mv v là tốc độ chuyển động của hạt; m là khối lượng hạt. Nguyên lí bất định Hâyxenbe (W.Heisenberg, giải Nobel vật lí năm 1932): Về nguyên tắc không thể xác định chính xác cả vị trí lẫn tốc độ của các hạt thuộc qui mô nguyên tử. ∆x. ∆Px ≥ h ∆x và ∆Px là độ bất định về tọa độ và xung lượng theo trục x. Năm 2013 2
3. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương Hàm sóng Do hệ hạt vi mô có thuộc tính khác hẳn hệ vĩ mô nên người ta phải dùng hàm sóng Ѱ (q,t) (pơxi) để mô tả trạng thái chuyển động của chúng. Đây là hàm của tọa độ q (bao gồm x,y,z) và thời gian t. Bản thân hàm sóng Ѱ không có ý nghĩa vật lí nhưng Ѱ2 có ý nghĩa quan trọng là xác suất tìm thấy hạt tại một điểm nào đó trong không gian. Trạng thái chuyển động của một hạt trong không gian được mô tả bằng phương trình sóng Scrôdingơ (E.Schrodinger, giải Nobel vật lí năm 1933) có dạng như sau: Ĥѱ = E .Ѱ Ĥ là toán tử Hamilton; E là trị riêng của toán tử, là năng lượng toàn phần của hạt. Obitan nguyên tử Obitan nguyên tử (AO) là những hàm sóng khác nhau mô tả trạng thái của các electron trong nguyên tử. Về mặt hình ảnh, có thể hình dung obitan nguyên tử chính là những đám mây mà ở đó xác suất tìm thấy electron là lớn nhất. 1.2.2. Trạng thái electron trong nguyên tử hidro và các ion 1 electron Thành phần cấu tạo của nguyên tử hidro và các ion 1 electron bao gồm 1 electron chuyển động trong điện trường đều do hạt nhân mang điện tích Z+ gây ra. Chuyển động của electron được chia thành 2 loại: + Chuyển động xung quanh hạt nhân: chuyển động obitan; + Chuyển động tự quay: chuyển động spin. Trạng thái chuyển động của electon trong nguyên tử hidro và các ion 1 electron được mô tả bằng phương trình sóng Scrôdingơ. Việc giải phương trình sóng Scrôdingơ cho kết quả: +Năng lượng toàn phần E và số lượng tử chính n; +Vecto mômen động lượng obitan M và số lượng tử phụ l; +Hình chiếu của vecto M trên trục z M z và số lượng tử từ obitan ml; +Vecto mômen động lượng spin Ms và số lượng tử từ spin ms. Năm 2013 3
4. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương Năng lượng toàn phần E và số lượng tử chính n 1 Với nguyên tử H  13,6 (eV) (n:1,2,3 ) n n2 Ý nghĩa của số lượng tử chính n: xác định mức năng lượng của electron trong nguyên tử. n 1 2 3 4 5 6 7 E K L M N O P Q Độ lớn của vecto mômen động lượng obitan M và số lượng tử phụ l M = l.(l 1).h / 2 (l : 0, ,.n-1) Ý nghĩa của l:- xác định phân mức năng lượng trong mức thứ n; - xác định hình dạng obitan nguyên tử. l 0 1 2 3 Obitan s p d f Hình dạng Cầu Số tám nổi Phức tạp Phức tạp Hình chiếu Mz và số lượng tử từ obitan ml h  m (m : -l ,0, +l) z  2  Ý nghĩa của m l : xác định hướng của vecto M. Số hướng trong không gian của vectơ M là 2l+1. Vecto mô men động lượng spin Ms và số lượng tử từ spin ms h 1 Hình chiếu trên trục z:  m (m ) sz s 2 s 2 KẾT LUẬN Trạng thái của electron trong nguyên tử được mô tả bằng 4 số lượng tử n, l, ml và ms. Bảng các số lượng tử và các obitan nguyên tử n l obitan ml Số obitan 1 0 1s 0 1 2 0 2s 0 1 1 2p -1,0,1 3 3 0 3s 0 1 1 3p -1,0,1 3 2 3d -2,-1,0,1,2 5 4 0 4s 0 1 1 4p -1,0,1 3 2 4d -2,-1,0,1,2 5 3 4f -3,-2,-1,0,1,2,3 7 Năm 2013 4
5. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương 2. Trạng thái electron trong nguyên tử nhiều electron Trạng thái chuyển động của electron trong nguyên tử có nhiều electron được mô tả bằng 4 số lượng tử n, l, ml và ms. Trạng thái của electron trong nguyên tử nhiều electron tuân theo các quy tắc: + Nguyên lí vững bền: Trong nguyên tử, các electron chiếm lần lượt các obitan có năng lượng từ thấp đến cao. 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p + Nguyên lí ngoại trừ Paoli: Trong 1 nguyên tử không thể có hai electron có cùng 4 số lượng tử như nhau. Như vậy, số electron tối đa trong lớp thứ n là 2n2. + Quy tắc Hund: Các electron trong 1 nguyên tử có xu hướng chiếm các obitan có năng lượng như nhau sao cho tổng spin của chúng là cực đại. 1.3. Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học 1.3.1. Định luật tuần hoàn và ý nghĩa Định luật tuần hoàn (Mendeleev-1869): Tính chất của đơn chất cũng như thành phần và tính chất của hợp chất được tạo nên từ các nguyên tố hóa học biến đổi tuần hoàn theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử. Ý nghĩa: Với định luật tuần hoàn, Menđêlêep đã đưa ra bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Lúc đó bảng tuần hoàn chỉ có 63 nguyên tố và nhiều ô trống của các nguyên tố chưa được tìm ra với những dự đoán chính xác và chi tiết về tính chất của chúng. Sau này, những nguyên tố đó lần lượt được phát hiện và những tính chất của chúng rất phù hợp với tiên đoán của Menđêlêep trước đây. 1.3.2. Hệ thống tuần hoàn và cấu trúc electron trong nguyên tử - Các nguyên tố được sắp xếp vào hệ thống tuần hoàn theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử. Giá trị của điện tích hạt nhân chính là số thứ tự của nguyên tố trong bảng tuần hoàn. - Khi sắp xếp các nguyên tố theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân nguyên tử thì lớp vỏ electron biến đổi tuần hoàn. Sự biến đổi tuần hoàn này không đơn điệu mà kèm theo sự tăng về số lớp electron. Năm 2013 5
6. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương - Các nguyên tố sắp xếp theo hàng gọi là chu kì. Bảng tuần hoàn gồm có 7 chu kì nguyên tố (từ 1 đến 7). Các nguyên tố có cùng số lớp electron được xếp vào cùng chu kì. Tất cả các chu kì (trừ chu kì 1 gồm H và He) đều bắt đầu bằng một kim loại kiềm và kết thúc bằng một khí hiếm. Trong một chu kì, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân thì tính kim loại giảm dần và tính phi kim tăng dần. - Các nguyên tố sắp xếp theo cột gọi là nhóm. Bảng tuần hoàn có 8 nhóm nguyên tố (từ I đến VIII). Các nguyên tố có cùng cấu hình electron lớp ngoài cùng thì xếp vào cùng một nhóm. Mỗi nhóm được chia thành các nhóm chính (nhóm A) và nhóm phụ (nhóm B). Nhóm A, còn gọi là nhóm các nguyên tố điển hình, gồm các nguyên tố có electron ngoài cùng nằm ở phân lớp s và p (nguyên tố s, p). Nhóm B, còn gọi là nhóm các kim loại chuyển tiếp, gồm các nguyên tố có electron ngoài cùng nằm ở phân lớp d và f (nguyên tố d, f). Trong một nhóm A, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân thì tính kim loại tăng dần và tính phi kim giảm dần. 1.3.3. Sự biến đổi tuần hoàn tính chất các nguyên tố Năng lượng ion hóa I (eV) Năng lượng ion hóa của nguyên tử là năng lượng tối thiểu cần thiết để tách một electron ra khỏi nguyên tử khí và biến nguyên tử thành ion khí. Trong một chu kì, theo chiều tăng điện tích hạt nhân, năng lượng ion hóa thứ nhất nói chung tăng dần và đạt cực đại ở nguyên tử khí hiếm. Trong một nhóm A, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, giá trị này tăng dần. Ái lực electron E (eV) Ái lực electron của một nguyên tử là năng lượng của quá trình nguyên tử khí kết hợp thêm một electron để thành ion âm. Ái lực electron lớn nhất ở các halogen và yếu nhất ở các nguyên tử có phân lớp ngoài cùng bão hòa np6 hoặc ns2. Độ âm điện Độ âm điện của một nguyên tố là khả năng nguyên tử của nguyên tố đó ở trong phân tử hút electron về phía nó. Trong một chu kì, đi từ trái sang phải, và trong một nhóm A, đi từ dưới lên, nói chung độ âm điện tăng dần. Năm 2013 6
7. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương Câu hỏi và bài tập 1. Obitan nguyên tử (AO) là A. quỹ đạo chuyển động của electron trong nguyên tử. B. bề mặt có mật độ electron bằng nhau của đám mây electron. C. hàm sóng mô tả trạng thái của electron trong nguyên tử. D. đặc trưng cho trạng thái năng lượng của electron trong nguyên tử. 2. Câu nào đúng khi nói về số lượng tử chính n? A. Năng lượng electron và khoảng cách trung bình của electron đối với hạt nhân nguyên tử giảm theo chiều tăng của n. B. Giá trị của n là 0, 1, 2, 3 C. Giá trị của n xác định mức năng lượng của electron trong nguyên tử. D. Số electron tối đa có thể có trong lớp electron thứ n của một nguyên tử trong bảng hệ thống tuần hoàn là 2n2 + 1. 3. Số lượng tử phụ l xác định A. phân mức năng lượng của electron và hình dạng của orbital nguyên tử. B. hình dạng và sự định hướng của orbital nguyên tử. C. số hướng trong không gian của véc tơ mô men động lượng M là 2l + 2. D. sự định hướng và hình dạng của orbital nguyên tử. 4. Số lượng tử ml đặc trưng cho A. sự định hướng của orbital nguyên tử. B. kích thước obitan nguyên tử. C. dạng obitan nguyên tử. D. chiều quay của electron. 5. Khi nói obitan 1s của nguyên tử H có dạng hình cầu, nghĩa là A. khoảng cách của electron 1s đến hạt nhân luôn luôn không đổi. B. xác suất gặp electron 1s giống nhau theo mọi hướng trong không gian. C. electron 1s chỉ di chuyển tại cùng không gian bên trong hình cầu ấy. D. electron chuyển động quanh hạt nhân theo quĩ đạo hình cầu. 6. Bộ bốn số lượng tử nào dưới đây đúng? A. n=3, l=+3, ml =+1, ms=+1/2 B. n=3, l=+1, ml=+2, ms=+1/2 C. n=2, l=+1, ml=-1, ms= -1/2 D. n=4, l=+3, ml=-4, ms= -1/2 7. Chọn số lượng tử từ m l thích hợp cho một electron trong một nguyên tử có số lượng tử chính bằng 4, số lượng tử phụ bằng 2. A. -2 B. 3 C. -3 D. -4 8. Obitan nguyên tử 5f tương ứng với bộ số lượng tử nào sau đây? A. n = 5, l = 3 B. n = 4, l = 2 C. n = 3, l = 3 D. n = 5, l = 4 Năm 2013 7
8. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương 9. Điền đúng (Đ) và sai (S) cho các bộ số lượng tử sau. STT n, l, ml Đ, S STT n, l, ml Đ,S 1 1,0,0 6 1,1,0 2 2,2,0 2,1,-1 3 4,3,0 8 2,2,1 4 1,0,1 9 3,2,-2 5 3,3,-1 10 3,2,0 10. Những ký hiệu nào dưới đây không thể có trong nguyên tử? a.1p b.2d c.3s d. 4f e. 5d A. a, b B. a, d C. a, b, d D. a, b, d, e 11. Hãy điền vào chỗ trống những số liệu còn thiếu. TT n l obitan ml số obitan A 1 0 B 2 1 C 3 1 D 3 2 E 4 3 12. Sự phân bố electron trong nguyên tử tuân theo các quy tắc gồm A. nguyên lý vững bền và quy tắc Hund. B. nguyên lý vững bền, nguyên lý ngoại trừ Paoli, quy tắc Hund. C. nguyên lý ngoại trừ Paoli và quy tắc Hund. D. các quy tắc Hund và quy tắc Kleskovxki. 13. Điền các từ còn thiếu vào chỗ trống. A. Nguyên lí vững bền: Trong nguyên tử, các electron chiếm các obitan có năng lượng từ thấp đến cao. B. Nguyên lí ngoại trừ Paoli: Trong 1 nguyên tử có hai electron có cùng 4 số lượng tử như nhau. Như vậy số electron trong lớp thứ n là 2n2. C. Quy tắc Hund: Các electron trong 1 nguyên tử có xu hướng chiếm các obitan có năng lượng như nhau sao cho tổng spin của chúng 14. Người ta sắp xếp một số obitan nguyên tử theo thứ tự năng lượng tăng dần. Cách sắp xếp nào dưới đây là đúng? A. 3s, 3p, 3d, 4s B. 3s, 3p, 4s, 3d C. 2s, 2p, 3p, 3s D. 4s, 4p, 4d, 5s 15. Trong bốn nguyên tố 19K, 21Sc, 24Cr và 29Cu, những nguyên tố nào có cấu hình electron nguyên tử kết thúc là 4s1? A. F, Sc, Cu B. K, Sc, Cr C. K, Cr, Cu D. Cu, Sc, Cr Năm 2013 8
9. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương 16. Cấu hình electron nguyên tử nào sau đây ở trạng thái cơ bản? A. 1s22s22p53s1 B. 1s22s22p63s13p5 C. 1s22s22p63s23p5 D. 1s22s22p73s23p64s2 17. Cấu hình electron nào sau đây là của Ni (Z = 28)? A. 1s22s22p63s23p64d10 B. 1s22s22p63s23p83d64s2 C. 1s22s22p63s23p63d84s2 D. 1s22s22p63s23p63d64s24p2 18. Số electron độc thân của 12C ở trạng thái cơ bản là A. 1. B. 2. C. 3. D. 4. 19. Cấu hình electron ngoài cùng của ion Al3+ (Z=13) là A. 2s22p2. B. 2s22p6. C. 3s23p4. D. 3s23p1. 20. Nguyên tố cần cho 2e để đạt cấu hình electron bền là A. Z=10. B. Z=22. C. Z=12. D. Z=8. 21. Chọn phát biểu sai. A. Các obitan ở lớp n bao giờ cũng có năng lượng lớn hơn lớp n -1. B. Số lượng tử phụ l xác định dạng và tên của orbital nguyên tử. C. Số lượng tử từ ml có các giá trị từ - l đến l. D. Số lượng tử phụ có các giá trị từ 0 đến n -1. 22. Điền các từ còn thiếu vào chỗ trống. A. Tính chất của đơn chất cũng như thành phần và tính chất của hợp chất được tạo nên từ các nguyên tố hóa học theo chiều của điện tích hạt nhân nguyên tử. B. Khi sắp xếp các nguyên tố theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử thì lớp vỏ electron C. Các chu kì trong bảng tuần hoàn, , đều bắt đầu bằng một kim loại kiềm và kết thúc bằng một khí hiếm. D. Trong một chu kì, theo chiều tăng điện tích hạt nhân, tính phi kim và tính kim loại E. Trong một nhóm A, theo chiều tăng điện tích hạt nhân, tính phi kim và tính kim loại F. Các nguyên tố thuộc nhóm B đều là các G. Các nhóm A có số nguyên tố các nhóm B. 23. Trong các phát biểu dưới đây có mấy phát biểu sai? 1. Điện tích hạt nhân nguyên tử bất kì nguyên tố nào về trị số bằng số thứ tự của nguyên tố đó trong bảng hệ thống tuần hoàn. 2. Tính chất của đơn chất, thành phần và tính chất các hợp chất biến thiên tuần hoàn theo chiều tăng của điện tích hạt nhân. 3. Trong hệ thống tuần hoàn, phân nhóm IIIB chưa phải là phân nhóm chứa nhiều nguyên tố nhất. 4. Chu kì là một dãy các nguyên tố, mở đầu là một kim loại kiềm và kết thúc là một khí hiếm. A. 1 B. 2 C. 3 D. 0. Năm 2013 9
10. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương 24. Phát biểu nào dưới đây là đúng? A. Nguyên tử của các nguyên tố trong cùng nhóm A bao giờ cũng có số electron lớp ngoài cùng bằng nhau và bằng số nhóm. B. Nguyên tử của các nguyên tố trong cùng nhóm B bao giờ cũng có số electron lớp ngoài cùng bằng nhau. C. Các nguyên tố s, d, f là kim loại còn nguyên tố p là phi kim. D. Tính chất hoá học của các nguyên tố trong cùng nhóm bao giờ cũng giống nhau. 25. Vị trí trong bảng hệ thống tuần hoàn của nguyên tố có cấu hình electron 1s2 2s22p63s23p63d54s2 là A. chu kì 4, nhóm VIIB, ô 23 B. chu kì 4, nhóm VIIB, ô 25 C. chu kì 4, nhóm VIIA, ô 25 D. chu kì 4, nhóm VB, ô 25 26. Ion X+2 có cấu hình lớp electron ngoài cùng là 2p 63s2. Vị trí của X trong bảng hệ thống tuần hoàn là A. chu kỳ 3, nhóm IIA B. chu kỳ 2, nhóm VIIIA C. chu kỳ 2, nhóm VIA D. chu kỳ 3, nhóm IVA 27. Fe (Z=26), Co (Z=27) và Ni (Z=28) thuộc nhóm VIIIB nên có A. cấu hình electron hoá trị giống nhau. B. số electron hoá trị bằng số thứ tự của nhóm. C. số electron của lớp ngoài cùng giống nhau. D. số electron hoá trị giống nhau. 28. Phân nhóm có độ âm điện lớn nhất trong bảng tuần hoàn là A. phân nhóm VIIA B. phân nhóm VIA C. phân nhóm IIIA D. phân nhóm IA 29. Nguyên tố A ở chu kì 4, phân nhóm VIB có A. Z=34 B. Z=24 C. Z=25 D. Z=35 30. Nguyên tố B ở chu kì 4, phân nhóm VIIB có A. Z=25, là kim loại B. Z=24, là kim loại C. Z=26, là phi kim D. Z=25, là phi kim 31. Trong các phát biểu dưới đây, phát biểu nào sai. Trong một chu kì theo thứ tự từ trái qua phải, ta có 1. số lớp electron tăng dần. 2. độ âm điện giảm dần. 3. tính kim loại tăng dần. 4. tính phi kim tăng dần. A. 1 B. 4 C. 1,2,3 D. 1,4 32. Trong một nhóm A của hệ thống tuần hoàn, tính kim loại của các nguyên tố khi đi từ trên xuống dưới biến thiên theo chiều A. không đổi. B. tăng dần. C. giảm dần. D. không xác định. Năm 2013 10
11. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương 33. Nguyên tố X có cấu hình e lớp ngoài cùng là 4s 1. Vị trí của nguyên tố X trong bảng HTTH là A. nhóm IA, chu kì 4, ô 29. B. nhóm IIA, chu kì 4, ô 19. C. nhóm IA, chu kì 4, ô 20. D. nhóm IA, chu kì 4, ô 19. 34. Ion X2- có lớp vỏ điện tử ngoài cùng là 3s23p6 -Xác định điện tích hạt nhân nguyên tử của nguyên tố X ? -Xác định vị trí chu kỳ và phân nhóm của nguyên tử X ? 35. Ion X+3 có phân lớp ngoài cùng là 3d2. Hãy : -Viết cấu hình điện tử của nguyên tử X và ion X3+ . -Xác định vị trí của nguyên tố X trong bảng tuần hoàn. -Hai điện tử ở phân lớp 3d ứng với giá trị nào của số lượng tử n và l? 36. Dùng nguyên lý Pauli hãy tính số e tối đa trong các phân lớp 3d và 4f? 37. Một nguyên tử ở trạng thái cơ bản có phân lớp e ngoài cùng là 4p2. Hai e 4p2 có thể ứng với những giá trị nào của 4 số lượng tử ? 38. Trong số các nguyên tố có Z ≤ 20, hãy xác định xem bao nhiêu nguyên tố thỏa mãn điều kiện cấu hình electron có hai electron độc thân ở trạng thái cơ bản? 39. Hãy cho biết vị trí của một nguyên tố có 3 electron ở phân lớp 3d và thuộc chu kì 4 của bảng tuần hoàn 40. Giải thích tại sao 30Zn và 20Ca đều có 2 electron lớp ngoài cùng thuộc 4s nhưng lại không cùng nhóm. 41. Dựa vào cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố, làm thế nào nhận biết một nguyên tố là kim loại hay phi kim? Cho biết vị trí của các kim loại và phi kim trong bảng tuần hoàn 42. Viết cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố có Z bằng 20, 22, 25, 29 và cho biết vị trí của chúng trong bảng tuần hoàn. 43. Hãy xác định vị trí trong bảng tuần hoàn của nguyên tố có 5 electron ngoài cùng và thuộc chu kì 4. Năm 2013 11
12. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương CHƯƠNG 2. LIÊN KẾT HOÁ HỌC VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ 2.1. Những khái niệm cơ bản về liên kết hóa học Độ điện âm của nguyên tố χ (kapa) Độ âm điện là đại lượng cho biết khả năng nguyên tử của một nguyên tố ở trong phân tử hút electron liên kết về phía nó. χ càng lớn thì nguyên tử càng dễ hút electron. Trong liên kết giữa 2 nguyên tử A và B để tạo ra phân tử AB, nếu χ A > χ B thì electron liên kết sẽ lệch hoặc di chuyển về phía nguyên tử B. Năng lượng liên kết E (Kcal/mol) Năng lượng liên kết là năng lượng cần thiết để phá vỡ mối liên kết và tạo ra các nguyên tử ở thể khí. Năng lượng liên kết càng lớn thì liên kết càng bền. Độ dài liên kết ro (Ao) Độ dài liên kết là khoảng cách giữa hai hạt nhân nguyên tử khi đã hình thành liên kết. Độ dài liên kết càng nhỏ thì liên kết càng bền vững. Độ bội của liên kết Đ Số liên kết được hình thành giữa hai nguyên tử cho trước được gọi là độ bội của liên kết. Độ bội của liên kết càng lớn thì liên kết càng bền, năng lượng liên kết càng lớn và độ dài liên kết càng nhỏ. Góc liên kết (góc hóa trị) Đó là góc tạo bởi hai mối liên kết giữa một nguyên tử với hai nguyên tử khác. Độ phân cực của liên kết. Mô men lưỡng cực μ Các liên kết giữa hai nguyên tử khác nhau, do có độ chênh lệch về độ âm điện nên chúng có sự phân cực. Chênh lệch độ âm điện càng lớn thì độ phân cực càng lớn. Độ phân cực của liên kết được đánh giá bằng đại lượng mô men lưỡng cực (muy). μ thường được tính bằng đơn vị gọi là Đơ bai (D). 2.2. Các loại liên kết hóa học 2.2.1. Liên kết ion Sự hình thành liên kết ion Liên kết ion được hình thành giữa những nguyên tử của hai nguyên tố có sự chênh lệch nhiều về độ âm điện (thường Δχ > 1,7). Khi hình thành liên kết, nguyên tử của nguyên tố có χ nhỏ nhường hẳn 1, 2 Năm 2013 12
13. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương hay 3 electron cho nguyên tử của nguyên tố có χ lớn hơn, khi đó nó trở thành các ion dương và nguyên tử nhận electron trở thành các ion âm có cấu trúc electron giống khí trơ. Các ion dương và âm tương tác tĩnh điện với nhau tạo ra phân tử. Bản chất: liên kết ion là sự chuyển electron từ nguyên tử này sang nguyên tử khác. Đặc điểm: liên kết ion không có tính định hướng và không có tính bão hòa. 2.2.2. Liên kết cộng hóa trị Các luận điểm của thuyết liên kết hóa trị (thuyết VB) - Liên kết cộng hóa trị được hình thành do sự ghép đôi hai electron độc thân có spin ngược dấu của hai nguyên tử liên kết, khi đó có sự xen phủ hai obitan nguyên tử (AO). - Mức độ xen phủ của các obitan càng lớn thì liên kết càng bền. - Liên kết được thực hiện theo hướng có sự xen phủ là cực đại. Bản chất liên kết cộng hóa trị Bản chất của liên kết cộng hóa trị là sự dùng chung các cặp electron giữa các nguyên tử. Trường hợp đặc biệt, liên kết cộng hóa trị được hình thành giữa một nguyên tử có cặp electron ghép đôi chưa tham gia liên kết với một nguyên tử có obitan trống được gọi là liên kết cộng hóa trị cho-nhận (cộng hóa trị phối trí). Đặc điểm của liên kết cộng hóa trị - Tính định hướng: hướng của liên kết là hướng xen phủ cực đại. + Khi các obitan xen phủ dọc theo trục liên kết (xen phủ trục) thì hình thành liên kết cộng hóa trị xích ma (σ) bền. + Khi các obitan xen phủ song song với trục liên kết (xen phủ bên) thì hình thành liên kết cộng hóa trị pi (π) kém bền hơn. Năm 2013 13
14. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương - Tính bão hòa: Theo quan điểm của thuyết VB, hóa trị của một nguyên tố trong hợp chất cộng hóa trị bằng số liên kết mà một nguyên tử của nguyên tố đó có thể tạo nên. Nó bằng số electron độc thân của nguyên tử ở trạng thái cơ bản hay kích thích. 2.3. Thuyết lai hóa Khái niệm Lai hóa là sự tổ hợp các obitan khác loại của 1 nguyên tử để tạo ra các obitan giống nhau về hình dạng, kích thích và năng lượng nhưng có hướng khác nhau. Khi có n obitan tham gia lai hóa sẽ tạo ra n obitan lai hóa. Điều kiện để có lai hóa Các obitan phải có năng lượng xấp xỉ nhau và mật độ electron đủ lớn. Ví dụ: 2s-2p; 3s-3p-3d Các loại lai hóa đơn giản Lai hóa sp 1 AOs + 1AOp = 2 AOsp Vd: Phân tử BeH2 Hai obitan s và p của Be tổ hợp lại với nhau tạo thành hai obitan lai hóa sp giống hệt nhau và tạo với nhau góc 180o. Lai hóa sp2 1 AOs + 2AOp = 3 AOsp2 Vd: Phân tử BH3 B: 2s22p1 * B : s pxpy Các obitan s, px và py của B tổ hợp với nhau tạo thành 3 obitan lai hóa sp2 giống hệt nhau và tạo với nhau góc 120o. Lai hoá sp3 1 AOs + 3AOp = 4 AOsp3 Vd : Phân tử CH4 C : 2s22p2 * C : s pxpy pz Các obitan s và p của nguyên tử C tổ hợp với nhau tạo thành 4 obitan lai hóa sp3 giống hệt nhau và tạo với nhau góc 109o28’. Năm 2013 14
15. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương 3 Trường hợp NH3 và H2O, N và O cũng lai hóa sp và tạo ra các o phân tử NH 3 hình tứ diện (góc HNH 107 ), phân tử H 2O cấu trúc góc (góc HOH 105o). 2.4. Các loại liên kết khác 2.4.1. Liên kết hiđro Khái niệm Liên kết hiđro là liên kết được hình thành bởi nguyên tử H của phân tử này với một nguyên tử có độ âm điện lớn (F, O, Cl, ) của phân tử khác. Đặc điểm Liên kết hiđro là liên kết yếu, năng lượng liên kết chỉ khoảng 20-40 kJ/mol. Tuy nhiên nó cũng gây ảnh hưởng đến tính chất của chất như làm tăng nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy hay độ tan trong dung môi nước. 2.4.2. Liên kết Van der Waals Năm 2013 15
16. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương Câu hỏi và bài tập 1. Chọn câu đúng khi nói về năng lượng liên kết. A. Năng lượng liên kết là năng lượng cần thiết để hình thành liên kết hóa học từ các phân tử ở trạng thái khí. B. Năng lượng liên kết là năng lượng cần thiết để phá vỡ liên kết hóa học tạo ra các phân tử ở trạng thái khí. C. Năng lượng liên kết là năng lượng cần thiết để chuyển từ phân tử này thành phân tử khác. D. Năng lượng liên kết là năng lượng cần thiết để phân tử tham gia phản ứng hóa học. 2. Chọn câu đúng khi nói về liên kết hóa học. A. Năng lượng liên kết càng lớn thì phân tử càng dễ tham gia phản ứng. B. Liên kết càng dài thì càng bền. C. Độ dài liên kết và năng lượng liên kết tỉ lệ nghịch với nhau, liên kết càng bền, độ dài càng bé và năng lượng liên kết càng lớn. D. Độ dài liên kết và năng lượng liên kết là đặc trưng của nguyên tử. 3. Hãy điền các từ còn thiếu vào chỗ trống. A. Năng lượng liên kết là năng lượng cần thiết để liên kết hóa học tạo ra các nguyên tử ở B. Độ dài liên kết càng lớn thì năng lượng liên kết và liên kết càng C. Theo thuyết VB, liên kết cộng hóa trị được hình thành bởi hai electron có chiều quay D. Liên kết cộng hóa trị hình thành theo hướng tạo ra liên kết và liên kết E. Hóa trị của nguyên tố trong hợp chất cộng hóa trị bằng F. Bản chất của liên kết cộng hóa trị là 4. Điều kiện để nguyên tử tạo liên kết hóa học là A. nguyên tử ở trạng thái bền. B. nguyên tử phải có electron độc thân. C. nguyên tử có cấu hình của khí hiếm. D. nguyên tử dễ dàng cho electron độc thân. 5. Phát biểu nào dưới đây là không phù hợp với lí thuyết VB? A. Liên kết cộng hoá trị hình thành do sự kết đôi của hai electron có giá trị ms trái dấu, ta nói ở đây có sự xen phủ của hai obitan nguyên tử. B. Cộng hoá trị của một nguyên tố bằng số electron độc thân của nguyên tử. C. Liên kết cộng hoá trị bền khi mức độ xen phủ các obitan nguyên tử lớn. D. Nitơ có hoá trị 5 trong hợp chất HNO3. Năm 2013 16
17. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương 6. Theo thuyết VB A. độ xen phủ obitan không ảnh hưởng đến liên kết cộng hoá trị. B. liên kết cộng hoá trị hình thành theo bất cứ hướng nào, không phụ thuộc vào hình dạng obitan. C. liên kết cộng hoá trị được hình thành theo hướng xen phủ cực đại các obitan. D. liên kết cộng hóa trị có năng lượng lớn nên chúng dễ bị đứt trong phản ứng hoá học nhất. 7. Theo VB, các hóa trị có thể có của các nguyên tố halogen là A. 1,2,3,4,5,6 và 7. B. 1,2,4,6. C. 1,3,5,7. D. 1,3,5,7 trừ Flo chỉ có hoá trị 1. + 8. Theo thuyết VB, hóa trị của N trong NH4 là A. 1. B. 2. C. 3. D. 4. 9. Các hóa trị có thể có của 16S theo VB là A. 2,4. B. -2,+4,+6. C. +2,+4,+6. D. 2,4,6. 10. Liên kết cộng hóa trị σ A. được hình thành bởi sự xen phủ bên của các obitan. B. rất dễ đứt trong các phản ứng hóa học. C. là liên kết bền. D. là liên kết chỉ có trong các hợp chất hữu cơ. 11. Liên kết cộng hóa trị π A. là liên kết hình thành bởi sự xen phủ trục các obitan. B. là liên kết rất bền vững nên không bị đứt trong phản ứng hóa học. C. là liên kết được hình thành bởi sự xen phủ bên các obitan. D. chỉ có trong các hợp chất của cacbon. 12. Liên kết cho-nhận A. là liên kết hình thành khi 1 nguyên tử cho electron và 1 nguyên tử nhận electron. B. là liên kết hình thành giữa 1 nguyên tử có cặp electron ghép đôi chưa tham gia liên kêt với 1 nguyên tử có obitan trống. C. là một dạng của liên kết ion. D. không phải là liên kết hóa học. 13. Bản chất của liên kết ion là A. sự chuyển electron từ nguyên tử này sang nguyên tử khác. B. rất dễ bị phá vỡ trong các phản ứng hóa học. C. chỉ hình thành theo hướng xác định. D. sự dùng chung các electron tự do. 14. Liên kết ion hình thành do A. sự dùng chung cặp electron hoá trị. B. lực tĩnh điện giữa các ion trái dấu. C. sự xen phủ các obitan hóa trị của nguyên tử. D. lực hút giữa các ion trái dấu. Năm 2013 17
18. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương 15. Các hợp chất chỉ có liên kết ion là A. NaCl, KCl B. NaCl, NaNO3 C. NaCl, NaOH D. KCl, NaOH 16. Các hợp chất có cả liên kết ion và liên kết cộng hóa trị là A. NH4NO3, NH3 B. NH4NO3, HNO3 C. HNO3, HCl D. NaCl, HCl 17. Sắp xếp độ phân cực của liên kết theo chiều tăng dần là A. H2, O2, H2O B. NH3, H2O, HF C. HCl, H2O, H2S D. HCl, HF, HBr 18. Theo thuyết lai hoá, điều kiện để các obitan tham gia lai hoá là A. các obitan giống nhau hoàn toàn về năng lượng. B. các obitan có hình dạng hoàn toàn giống nhau. C. các obitan có năng lượng gần nhau và mật độ electron đủ lớn. D. các obitan phải có năng lượng đủ lớn. 19. Điền từ còn thiếu vào chỗ trống. A. Lai hóa là sự tổ hợp các obitan của nguyên tử. B. Các obitan lai hóa có đặc điểm là hình dạng, kích thước, năng lượng còn định hướng trong không gian thì C. Lai hóa sp tạo ra góc lai hóa bằng D. Lai hóa sp2 tạo ra cấu trúc phân tử hình E. Các obitan lai hóa sp3 tạo với nhau góc 20. Dạng lai hóa của các nguyên tử C, N và O trong các phân tử CH 4, NH3 và H2O là A. lai hoá sp3. B. lai hoá sp. C. lai hoá sp2. D. C có lai hoá sp3, N có lai hoá sp2, O có lai hoá sp. 21. Chọn phát biểu đúng về cấu hình phân tử NH3 A. Cấu hình tam giác phẳng, phân cực. B. Cấu hình tứ diện đều, phân cực. C. Cấu hình tam giác phẳng, không phân cực. D. Cấu hình tháp tam giác, phân cực. 22. Những đặc điểm nào dưới đây đúng với phân tử H2O? A. Cấu trúc thẳng hàng, không phân cực. B. Cấu trúc thẳng góc, không phân cực. C. Cấu trúc góc, phân cực. D. Cấu trúc góc, không phân cực. 23. Phân tử CH4 có hình tứ diện đều là vì A. theo thuyết VB, C trong phân tử có hoá trị 4. B. trong phân tử có 4 liên kết của C với H. C. C trong phân tử lai hoá sp2. D. C trong phân tử lai hoá sp3. Năm 2013 18
19. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương 24. Phân tử NH3 A. có hình tứ diện là vì N trong phân tử lai hoá sp3. B. có hình tứ diện đều là vì N trong phân tử lai hoá sp3. C. có hình tứ diện trong đó N nằm ở đỉnh vì N lai hóa sp3. D. có hình tam giác, góc liên kết là 120o. 25. Phân tử có cấu trúc tứ diện đều là A. CH4 B. NH3 C. H2O D. BF3 26. Hãy đánh giá đúng, sai cho các phát biểu sau. A. Liên kết hiđro là liên kết giữa nguyên tử H của phân tử này với 1 nguyên tử có độ âm điện lớn của phân tử khác như O, N, Cl, F. B. Liên kết hiđro ảnh hưởng đến tính chất của chất. C. Liên kết hiđro là liên kết bền giữa các phân tử. D. Liên kết hiđro là liên kết có trong phân tử ADN. E. Liên kết hiđro có bản chất điện. F. Liên kết hiđro thể hiện mạnh nhất ở các hợp chất của N, yếu hơn ở các hợp chất của F, O. G. Năng lượng của liên kết hiđro nhỏ hơn nhiều so với liên kết cộng hóa trị. H. Liên kết hiđro là một loại liên kết đặc biệt chỉ có ở phân tử H2. 27. Rượu etylic có thể tan vô hạn trong nước là vì A. rượu etylic có khối lượng phân tử lớn hơn nước. B. phân tử rượu etylic có thể tạo liên kết hiđro với phân tử nước. C. rượu etylic dễ bay hơi. D. rượu etylic uống được. 28. Sắp xếp theo chiều tăng dần nhiệt độ sôi là A. CH3OCH3, H2O, C2H5OH B. H2O, CH3OCH3, C2H5OH C. CH3OCH3, C2H5OH, H2O D. C2H5OH, CH3OCH3, H2O 29. Trên cơ sở thuyết VB, hãy giải thích tại sao lại không tồn tại các phân tử He2 và Ne2. 30. Thế nào là phân tử phân cực, không phân cực? Những phân tử nào sau đây phân cực: BeCl2, CCl4, HCN, SO2, SO3, N2, HBr? 31. Lấy ví dụ minh họa liên kết cộng hóa trị là liên kết định hướng. 32. So sánh nhiệt độ sôi của các chất sau: H2O, H2S và HF. Giải thích. 33. Điều kiện để hình thành liên kết cho-nhận là gì? Liên kết cho-nhận có phải là liên kết cộng hóa trị không? Lấy 2 ví dụ cụ thể. Năm 2013 19
20. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương CHƯƠNG 3. NHIỆT ĐỘNG HÓA HỌC 3.1. Một số khái niệm Hệ và môi trường - Hệ là phần của vũ trụ được tách ra để nghiên cứu. Phần còn lại của vũ trụ nằm ngoài hệ gọi là môi trường. - Các loại hệ + Hệ cô lập là hệ không trao đổi chất và năng lượng với môi trường. + Hệ kín là hệ chỉ trao đổi năng lượng và không trao đổi chất với môi trường. + Hệ mở là hệ vừa trao đổi chất vừa trao đổi năng lượng với môi trường. Trạng thái Tùy theo điều kiện bên ngoài như nhiệt độ và áp suất, một chất có thể tồn tại ở các trạng thái khí, lỏng hoặc rắn. Những trạng thái tồn tại đó gọi là trạng thái tập hợp chất. Các trạng thái của chất có thể chuyển hóa qua lại dưới tác động của sự thay đổi nhiệt độ, áp suất. Các quá trình chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác đều kèm theo sự phát nhiệt hoặc thu nhiệt. Quá trình 3.2. Nội năng, entanpi, hiệu ứng nhiệt của quá trình hóa học 3.2.1. Nội năng Khái niệm Nội năng là năng lượng dự trữ sẵn có của hệ, ví dụ năng lượng chuyển động hỗn loạn của các phân tử, năng lượng chuyển động của các nguyên tử, năng lượng của các electron và hạt nhân nguyên tử. Đặc điểm Nội năng của một hệ phụ thuộc vào bản chất, số lượng, áp suất, nhiệt độ, thể tích và thành phần của nó. Nội năng là hàm trạng thái, nó chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và trạng thái cuối của hệ, không phụ thuộc vào cách biến đổi từ trạng thái 1 sang trạng thái 2. Độ biến thiên nội năng của hệ khi chuyển từ trạng thái U1 sang U2: ∆U = U2 – U1 Năm 2013 20
21. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương 3.2.2. Entanpi Nguyên lí thứ nhất của nhiệt động học “Năng lượng không tự nhiên sinh ra và không tự nhiên mất đi, nó chỉ chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác”. “Không thể chế tạo được động cơ vĩnh cửu loại 1, tức là động cơ sản sinh ra năng lượng mà không tiêu tốn một dạng năng lượng khác”. “Trong một hệ bất kì, biến thiên nội năng ∆U bằng lượng nhiệt Q truyền cho hệ trừ đi công A mà hệ thực hiện”. U = Q - A Với phản ứng hóa học, A là công giãn nở thể tích. A = P V P là áp suất chung của hệ, V là biến thiên thể tích, V = V2 - V1. Khi phản ứng xảy ra trong điều kiện thể tích không đổi thì: V = 0 tức là A = P V = 0 Qv = U Qv là nhiệt truyền cho phản ứng, nhiệt đẳng tích. Entanpi Khi phản ứng xảy ra ở điều kiện áp suất không đổi thì: QP = U +A = U + P V QP = ( U2 – U1) + P( V2 – V1) QP = ( U2 + PV2 ) – ( U1 + PV1) Đặt U + PV = H: Entanpi (đốt nóng, nhiệt dự trữ của hệ) QP = H2 – H1 = H Qp là nhiệt đẳng áp; H là biến thiên entanpi của hệ. Mối quan hệ giữa U và H H = U + nRT n là hiệu số mol của phản ứng, R là hằng số khí bằng 0,082, T là nhiệt độ Kenvin. 3.2.3. Hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học Hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học Hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học là lượng nhiệt tỏa ra hay thu vào của phản ứng xét trong điều kiện đẳng tích hoặc đẳng áp. Kí hiệu: H (kJ/ mol). Phản ứng tỏa nhiệt: H 0. Năm 2013 21
22. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương Phương trình nhiệt hóa học C + O2 → CO2, H = -110,5 kJ/mol Một số loại hiệu ứng nhiệt thường gặp Nhiệt hình thành của một chất (nhiệt sinh, nhiệt tạo thành, entanpi tạo thành) là hiệu ứng nhiệt của phản ứng tạo ra 1 mol chất đó từ các đơn chất ở trạng thái tự do bền vững nhất. Nhiệt hình thành của đơn chất bằng không. Kí hiệu nhiệt hình thành: Hht (kJ/mol). o o o Ở điều kiện chuẩn (1atm) và 25 C (298 K): H ht 298. Nhiệt phân hủy của một chất là hiệu ứng nhiệt của phản ứng phân hủy 1 mol chất thành các đơn chất ở trạng thái tự do bền vững nhất. Nhiệt cháy của một chất (thiêu nhiệt) là hiệu ứng nhiệt của phản ứng đốt cháy 1 mol chất bằng oxi, thu được các oxit cao nhất. 3.3. Định luật Hess và hệ quả Định luật Hess (định luật cơ bản của nhiệt động học) Hiệu ứng nhiệt của một phản ứng hóa học (trong điều kiện phản ứng không thực hiện một công nào khác ngoài công giãn nở thể tích) chỉ phụ thuộc vào các chất tham gia phản ứng và sản phẩm, không phụ thuộc vào các giai đoạn trung gian hay cách tiến hành phản ứng. Hệ quả Hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học bằng tổng nhiệt tạo thành của các chất sản phẩm trừ đi tổng nhiệt tạo thành của các chất tham gia.  p.u  h.t.s. p  h.t.t.g Sự phụ thuộc của hiệu ứng nhiệt vào nhiệt độ (đọc thêm) 3.4. Chiều của các quá trình hóa học Nguyên lí thứ hai của nhiệt động học Trong khi các dạng năng lượng khác có thể biến hoàn toàn thành nhiệt thì nhiệt lại không thể biến hoàn toàn thành các dạng năng lượng khác. Vì vậy: "Không thể nào chế tạo được động cơ vĩnh cửu loại 2 tức là động cơ có thể biến hoàn toàn nhiệt thành công". "Không thể có quá trình mà kết quả duy nhất biến nhiệt thành công", hay "Nhiệt không thể truyền từ vật lạnh sang vật nóng". Năm 2013 22
23. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương 3.4.1. Entropi -Thước đo độ hỗn độn của hệ Entropi (S) là đại lượng đặc trưng cho mức độ hỗn độn của hệ. Entropi là hàm trạng thái, biến thiên entropi của hệ trong quá trình thuận nghịch từ trạng thái S1 sang trạng thái S2 là Q S S S (J/K) 2 1 T Q là lượng nhiệt mà hệ tỏa ra hay thu vào (J/mol); T là nhiệt độ (K). Hệ càng hỗn độn, entropi càng lớn. Đối với phản ứng hóa học: S pu  Ssp  Sbd 3.4.2. Thế đẳng nhiệt đẳng áp Biểu thức H = G + T.S G = H – T.S ∆G = ∆H – T. ∆S G được gọi là entanpi tự do, năng lượng Gibbs hay thế đẳng nhiệt đẳng áp. Ý nghĩa Biến thiên thế đẳng nhiệt đẳng áp ∆G phản ánh chiều diễn biến của các quá trình thuận nghịch. G 0: phản ứng diễn ra theo chiều nghịch (phản ứng không xảy ra); G = 0: phản ứng đạt trạng thái cân bằng. Năm 2013 23
24. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương Câu hỏi và bài tập 1. Hệ kín là hệ A. không trao đổi chất và năng lượng với môi trường ngoài, thể tích của hệ có thể thay đổi. B. không trao đổi chất nhưng có khả năng trao đổi năng lượng với môi trường ngoài, thể tích của hệ có thể thay đổi. C. không trao đổi năng lượng nhưng có khả năng trao đổi chất với môi trường ngoài, thể tích của hệ có thể thay đổi. D. không trao đổi chất, không trao đổi năng lượng với môi trường ngoài, thể tích của hệ có thể thay đổi. 2. Chọn ý đúng khi nói về nội năng. A. Nội năng là năng lượng dự trữ sẵn có của hệ. B. Nội năng bao gồm nhiệt năng, điện năng, hoá năng C. Nội năng của hệ luôn được bảo toàn. D. Nội năng không phải là hàm trạng thái. 3. Điền các từ còn thiếu vào chỗ trống. A. Năng lượng tự nhiên sinh ra, cũng tự nhiên mất đi, chỉ chuyển từ này sang khác. B. Hiệu ứng nhiệt của một phản ứng hóa học là lượng nhiệt của phản ứng đó xét trong điều kiện C. Nhiệt hình thành của một chất là hiệu ứng nhiệt của phản ứng một mol chất đó từ ở trạng thái tự do, bền vững nhất. D. Nhiệt phân hủy của một chất là hiệu ứng nhiệt của phản ứng một mol chất đó thành ở trạng thái tự do, bền vững nhất. E. Nhiệt cháy của một chất là hiệu ứng nhiệt của phản ứng một mol chất đó bằng tạo ra các 4. Theo định luật Hess, hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học A. không phụ thuộc vào các chất tham gia phản ứng. B. không phụ thuộc vào các chất trung gian của phản ứng. C. không phụ thuộc vào các chất sản phẩm của phản ứng. D. không phụ thuộc vào nhiệt độ tiến hành phản ứng. o 5. Cho phương trình N2 + 3H2 → 2NH3; ∆H 298 = -92,6 kJ Hiệu ứng nhiệt của phản ứng 1/2 N2(k) + 3/2 H2(k) → NH3(k) có giá trị là A. -46,3 kJ B. 46,3 kJ C.-43,82 kJ D. 43,82 kJ 6. Các phản ứng sau đều thực hiện ở áp suất 1 atm và nhiệt độ 298 oK. Entanpi của phản ứng nào dưới đây bằng entanpi tạo thành chuẩn ở 298 oK của CH3COOH(l) ? A. CH3CH2OH(l) + O2(k) → CH3COOH (l) + H2O(l) B. 2 C(r) + 4H(k) + 2O(k) → CH3COOH(l) C. 2C(r) + 2H2(k) + O2(k) → CH3COOH(l) D. 2C(k) + 4H(k) + 2O(k) → CH3COOH(l) Năm 2013 24
25. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương 7. Nhiệt của phản ứng nào sau đây là nhiệt cháy của C2H6? A. 2C(r) + 3H2 (k) → C2H6 (k) B. C2H6(k) + 7/2O2(k) → 2CO2(k) + 3H2O(l) C. C2H6(k) + 3/2 O2(k) → 2C(r) + 3H2O(l) D. 2C2H6(k) + 7O2(k) → 4CO2(k) + 6H2O(l) 8. Cho các phản ứng nhiệt hóa học sau: o 2Cu(tt) + O2(k) → 2 CuO(tt), ∆H 298 = -310,4 kJ o Cu2O(tt) + 1/2 O2(k) → 2CuO(tt), ∆H 298 = 11,49 kJ Nhiệt hình thành tiêu chuẩn của Cu2O(tt) là A. -155,2 kJ/mol B. 155,2 kJ/mol C. -166, 69 kJ/mol D. -321,89 kJ/mol 9. Cho hiệu ứng nhiệt của các phản ứng sau: C2H2 + 5/2 O2 → 2 CO2 + H2O, ∆H = -1300,26 kJ C6H6 + 15/2 O2 → 6CO2 + 3H2O, ∆H= - 3295,3 kJ Hiệu ứng nhiệt của phản ứng 3 C2H2 → C6H6 là A. -605,48 kJ B. 605,48 kJ C. -1995,04 kJ D. 1995,04 kJ 10. Cho các phương trình: As2O3 + O2 → As2O5, ∆H1 = -261 kJ 3As2O3 + 2O3 → 3As2O5, ∆H2 = -1068,5 kJ Hiệu ứng nhiệt của phản ứng 3/2 O2 → O3, ∆H3 là A. 285,5 kJ B. 142,75 kJ C. -285,5 kJ D. -142,75 kJ 11. Cho các phản ứng nhiệt hóa học o C(r )+ O2 → CO2, ∆H = -393,5kJ; o CO(k) + 1/2 O2( k )→ CO2, ∆H = -282,9 kJ Hiệu ứng nhiệt của phản ứng C(r ) + 1/2 O2 (k) → CO(k) là A. -110, 6 kJ B. 110,6 kJ C. -104,6 kJ D. 104,6 kJ 12. Đốt cháy hoàn toàn 2,4 g C ở 25oC và 1 atm thì lượng nhiệt tỏa ra là 78,7 kJ. Nhiệt hình thành chuẩn của CO2 là A. 78,7kJ B. -78,7 kJ C. 393,5 kJ D. -393,5 kJ 13. Đốt cháy 2,8 g khí CO ở 25oC và 1 atm tỏa ra nhiệt lượng là 28,3 kJ. Nhiệt cháy của CO trong điều kiện trên là A. 283 kJ B. -283 kJ C. 28,3 kJ D. -28,3 kJ 14. Khi 1 mol rượu etylic cháy ở 25oC và 1 atm theo phản ứng CH3OH(l) + 3/2 O2 (k) → CO2(k) + 2H2O(l) giải phóng một lượng nhiệt là 726,55 kJ. Nhiệt cháy chuẩn của CH3OH là A. 726,55 kJ B. -726,55 kJ C. 1453,1 kJ D. -1453,1 kJ Năm 2013 25
26. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương 15. Khử 3,6 g FeO(r) bằng CO tỏa ra 822,6 J. Nhiệt hình thành chuẩn của CO và CO2 lần lượt là -110,5 và -393,5 kJ/mol. Nhiệt hình thành chuẩn của FeO là A. 266,5 kJ B. -266,5 kJ C. 16,45 kJ D. -16,45 kJ 16. Biết nhiệt tạo thành chuẩn của CH 4, CO2, H2O lần lượt là -74,85; -393,5 và -285,8 kJ/mol. Hiệu ứng nhiệt tiêu chuẩn của phản ứng CH4(K) + 2O2(K) → CO2(K) + 2H2O(l) , là A. -604,45 kJ B. 604,45 kJ C. -890,3 kJ D. 890,3 kJ 17. Biết thiêu nhiệt chuẩn của C 2H6 là -1559,8 kJ/mol; nhiệt hình thành chuẩn của CO2 và H2O là -393,5 và -285,8 kJ/mol. Nhiệt hình thành chuẩn của C2H6 là A. -84,6 kJ/mol B. 84,6 kJ/mol C. -880,5 kJ/mol D. 880,5 kJ/mol 18. Nhận xét nào sau đây không phải là một trong các đặc điểm của entropi? A. Entropi là hàm trạng thái không phải là hàm quá trình. B. Entropi có thể đo trực tiếp được giống như nhiệt độ, thể tích, C. Entropi đặc trưng cho mức độ hỗn loạn của hệ. D. Các quá trình trong tự nhiên thường tự diễn biến theo chiều tăng của entropi. 19. Entropi (S) của chất nào dưới đây lớn nhất ở 25oC và 1 atm? A. C2H6(k) B. CH4(k) C. C3H6(k) D. C4H10(k) 20. Sắp xếp giá trị entropi theo chiều tăng dần của các hệ là A. nước, không khí, khí nitơ. B. nước đá, không khí, hơi nước. C. không khí, khí oxi, khí nitơ. D. nước đá, nước lỏng, hơi nước. 21. Hãy tiên đoán dấu của ∆S trong các phản ứng sau. STT Phản ứng Dấu của ∆S 1 CaCO3(r) → CaO(r) + CO2(k) 2 NH3(k) + HCl(k) → NH4Cl ) 3 H2(k) + ½ O2(k) → H2O(l) 4 BaO(r) + CO2(k) BaCO3(r) 5 (C2H5)2O(l) → (C2H5)2O(k) 6 C2H4(k) + H2(k) → C2H6(k) 22. Entropi chuẩn của H 2, O2, H2O lần lượt bằng 130,684; 205,133 và 69,901 J/mol.K. Biến thiên entrôpi chuẩn của quá trình hình thành một mol H2O lỏng là A. -265,916 J/mol.K B. 265,918 J/mol.K C. -163,350 J/mol.K D. 163,350 J/mol.K Năm 2013 26
27. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương 0 23. Sự gỉ sắt diễn ra ở 25 C, 1 atm theo phản ứng 4Fe + 3O 2 → 2Fe2O3, biết 0 entropi chuẩn ở 25 C của Fe, O2, Fe2O3 lần lượt là 27,3; 205; 87,4 J/ mol.K. Biến thiên entropi chuẩn của phản ứng trên là A. 549,4 J/mol.K B. 274,7 J/mol.K C. -549,4 J/mol.K D. -274,7 J/mol.K o 24. Biết S của N2(k), H2(k) và NH3(k) lần lượt là 191,5; 130,6 và 192,5 J/mol.K. Biến thiên entropi của quá trình hình thành 1mol NH3(k) là A. 99,15 J/mol.K B. -99,15 J/mol.K C. -198,3 J/mol.K D. -49,57 J/mol.K 25. Chọn đáp án đúng khi nói về biến thiên năng lượng tự do ∆G. A. ∆G không phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất. B. ∆G phản ánh chiều diễn biến của quá trình hóa. C. Phản ứng tự xảy ra khi ∆G có giá trị dương. D. ∆G của phản ứng luôn âm. 26. Quá trình hoá học tự xảy ra khi biến thiên năng lượng tự do Gibbs có giá trị A. ∆G > 0. B. ∆G T.∆S. B. ∆H 678oK C. T 495,5oK C. T<495,5oK D. T≤495,5oK 32. Cho phản ứng o Xác định năng lượng tự do hình thành chuẩn ∆G 298 của nước lỏng, biết entrôpi chuẩn của H2O lỏng, H2, O2 lần lượt là 69,91; 130,684; 205,38 J/ o mol.K; sinh nhiệt của nước ∆H 298 lỏng là -285,830 kJ/mol. A. -237,118 kJ/mol. B. -206,516 kJ/mol. C. 334,542 kJ/mol. D. 48392,47 kJ/mol. Năm 2013 27
28. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương 33. Quá trình phân hủy nhiệt CaCO3 xảy ra theo phản ứng CaCO3 → CaO + CO2 o Cho biết S 298 của CaCO3, CaO và CO2 tương ứng là 92,9; 38,1; 213,7 o J/mol.K. ∆H 298 ht của các chất trên tương ứng là -1206,9; -635,1; -393,5 o kJ/mol. Giá trị ∆G 298 của phản ứng trên là A. -47,17 kJ B. 130,9 kJ C. 130900 kJ D. -49,58 kJ 34. Cho ph¶n øng: CH3OH (h)+3/2 O2 (k) → CO2(k) + 2H2O(h) CO2 (k) H2O(h) O2(k) CH3OH (h) o ∆H 298,tt(kJ/mol) -393,51 -241,83 0 -201,17 o C p,298(J/mol. ) 37,12 33,572 29,372 49,371 o o TÝnh ∆H 400 cña ph¶n øng trªn biÕt Cp kh«ng biÕn ®æi trong kho¶ng nhiÖt ®é ®ang xÐt? 35. Khi khö 3,6 g FeO(r) b»ng CO(k) gi¶i phãng 822,6 J. §èt ch¸y 2,8 g khÝ CO l­îng nhiÖt to¶ ra lµ 28,30 kJ. TÝnh nhiÖt t¹o thµnh cña FeO(r)? 36. Cho biÕt nhiÖt t¹o thµnh cña c¸c chÊt tan sau ®©y HCl(k) P2O5(r) H2O(l) o ∆H 298,tt (kJ/mol) -92,5 -1572,4 -286.4 Vµ hiÖu øng nhiÖt cña c¸c ph¶n øng ë cïng ®iÒu kiÖn trªn: 1. P2O5(r) + 3H2O = 2H3PO4 (r); ∆H1 = -109 kJ 2. PCl5(r) + 4H2O(l) = H3PO4 + 5HCl(k); ∆H2 = -132,1 kJ 3. PCl3(l) + Cl2(k) = PCl5(r); ∆H3 = -137,3 kJ TÝnh nhiÖt t¹o thµnh cña PCl3 (l) vµ PCl5(r) ë ®iÒu kiÖn trªn? 37. Cho ph¶n øng CH3OH + 3/2 O2 → CO2 + 2H2O CO2 H2O O2 CH3O o ∆H 298,tt (kJ/mol) -393,5 -241,8 0 -201,2 o C p,298 (J/mol.K) 37,13 33,57 29,37 49,37 TÝnh hiÖu øng nhiÖt ph¶n øng ë 298o? 38. TÝnh ∆Ho cña ph¶n øng sau ë 473oK. CO + 1/2 O2 → CO2 o -3 -6 2 BiÕt: C p(CO,K) = 26,53 + 7,7.10 T - 1,17.10 T o -3 -6 2 C p(CO2,K) = 26,78 + 42,26.10 T - 14,23.10 T o -3 -6 2 C p(O2,K) = 26,52 + 13,6.10 T - 4,27.10 T vµ nhiÖt h×nh thµnh chuÈn cña CO; CO2 lÇn l­ît b»ng -110,52; -393,51kJ. o 39. TÝnh ∆H cña CH4 biÕt r»ng n¨ng l­îng liªn kÕt H-H trong H2 lµ 436 kJ/mol; n¨ng l­îng liªn kÕt trung b×nh C - H lµ 410 kJ/mol vµ nhiÖt nguyªn tö ho¸ o cña C granfit lµ: C(gr) → C(k), ∆H = 718,4 kJ/mol. C¸c gi¸ trÞ ®Òu x¸c ®Þnh ë 25oC vµ 1 atm. Năm 2013 28
29. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương 40. TÝnh n¨ng l­îng m¹ng l­íi cña FeO(tt) dùa vµo c¸c sè liÖu sau: NhiÖt nguyªn tö ho¸ cña Fe(tt) lµ 404 kJ/mol; N¨ng l­îng ion ho¸ thø nhÊt vµ thø hai cña Fe lµ 761 vµ 1559 kJ/mol; N¨ng l­îng liªn kÕt trong ph©n tö O2 lµ 494 kJ/mol; N¨ng l­îng kÕt hîp e thø 1 vµ thø 2 cña oxi lµ: -142 kJ/mol vµ 780 kJ/mol; Entanpi t¹o thµnh cña FeO(tt) lµ -273 kJ/mol. 41. C4H10(k) + 6,5 O2 (k) → 4 CO2(k) + 5H2O(k) a. TÝnh entanpi cña ph¶n øng ë 1 atm vµ 25oC, biÕt r»ng entanpi chuÈn t¹o thµnh cña c¸c chÊt ë 25oC nh­ sau: C4H10 CO2 H2O o ∆H 298,tt (kJ/mol) -124,8 -393,5 -241,8 o b. TÝnh ∆H 298 cña ph¶n øng nÕu H2O t¹o thµnh ë thÓ láng, biÕt r»ng 1 mol o H2O(l) bay h¬i ë 25 C vµ 1 atm tiªu tèn 44 kJ? 42. a. Khi 1 mol r­îu metylic ch¸y ë 298K vµ ë thÓ tÝch cè ®Þnh theo ph¶n øng: 3 CH3OH(l) + O2(k) = CO2(k) + 2H2O(l)Gi¶i phãng ra mét l­îng nhiÖt lµ 726,55 2 kJ. TÝnh H cña ph¶n øng b. BiÕt sinh nhiÖt tiªu chuÈn cña H2O(l) vµ CO2(k) t­¬ng øng b»ng -285,85 kJ/mol vµ -393,51 kJ/mol. TÝnh sinh nhiÖt tiªu chuÈn cña CH3OH((l). c. NhiÖt bay h¬i cña CH3OH(l) lµ 34,89kJ/mol. TÝnh sinh nhiÖt tiªu chuÈn cña CH3OH(k). 43. H·y x¸c ®Þnh sinh nhiÖt tiªu chuÈn cña ion Cl- tõ c¸c sè liÖu sau ®©y: 1 1 o H2(k) + Cl2(k) → HCl(k), H t = -92,47 kJ 2 2 + - o HCl(k) + nH2O → H (aq) +Cl (aq), H 298 = -74,89 kJ 44. Cã ph¶n øng : Cr + CO2(k) ⇋ 2CO(k) C CO2(k) CO(k) o H 298 (kJ/mol) 0 -393,5 -110,5 o S 298 (J/mol.k) 5,69 213,6 197,15 o C p ,298(J/mol.K) 8,53 37,13 29,15 o a. TÝnh G 298 cña ph¶n øng? b. ë ®iÒu kiÖn chuÈn vµ 298oK ph¶n øng cã x¶y ra hay kh«ng ? TÝnh nhiÖt ®é ë ®ã ph¶n øng b¾t ®Çu x¶y ra? c. TÝnh hiÖu øng nhiÖt cña ph¶n øng ë 100oC? Năm 2013 29
30. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương 45. Cho ph¶n øng 2NaHCO3(tt) → Na2CO3(tt) + CO2(k) + H2O(k) NaHCO3(tt) Na2CO3(tt) CO2(k) H2O(k) o H 298 (kJ/mol) -948 -1131 -393,5 -241,8 o S 298 (J/mol.K) 102,1 136 213,7 188,7 o o a. TÝnh G 298 cña ph¶n øng? ë ®iÒu kiÖn chuÈn vµ 25 C ph¶n øng trªn cã x¶y ra kh«ng? b. ë nhiÖt ®é nµo ph¶n øng b¾t ®Çu x¶y ra, coi Ho vµ So kh«ng ®æi? c. Ph¶n øng lµ thu nhiÖt hay to¶ nhiÖt? 46. Cho ph¶n øng NH4COONH2(tt) ⇋ CO2(k) + 2NH3(k) BiÕt ë 27oC cã NH4COONH2(tt) CO2(k) NH3(k) Ho (kJ/mol) -645,2 -393,5 -46,2 Go (J/mol.K) -458 -394,4 16,64 o o ë ®iÒu kiÖn chuÈn vµ 27 C ph¶n øng x¶y ra theo chiÒu nµo? TÝnh S 300 cña ph¶n øng. Năm 2013 30
31. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương CHƯƠNG 4. VẬN TỐC PHẢN ỨNG VÀ CÂN BẰNG HOÁ HỌC 4.1. Một số khái niệm cơ bản Phản ứng một chiều Phản ứng một chiều là phản ứng chỉ xảy ra theo một chiều. Phản ứng thuận nghịch Phản ứng thuận nghịch là phản ứng có thể xảy ra theo hai chiều trong cùng điều kiện. Tốc độ phản ứng Tốc độ phản ứng là đại lượng đặc trưng cho mức độ xảy ra nhanh hay chậm của phản ứng hóa học. Tốc độ trung bình của phản ứng được xác định bằng biến thiên nồng độ của chất trong một đơn vị thời gian. Ví dụ: Phản ứng A + B → C + D t=0 C1 t C2 Vận tốc trung bình của phản ứng: C2-C1 ∆C v = = ∆t ∆t Khoảng biến thiên ∆t càng bé thì độ biến thiên ∆C càng bé, đến giới hạn ta sẽ có vận tốc tức thời của phản ứng tại thời điểm t là dC v = dt 4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc phản ứng 4.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ Định luật tác dụng khối lượng: Tốc độ phản ứng hóa học ở nhiệt độ không đổi tỉ lệ thuận với tích số nồng độ các chất tham gia với số mũ là hệ số trong phương trình hóa học. Ví dụ: aA + bB → cC + dD a b v = k.CA CB CA, CB : Nồng độ của A và B tại thời điểm xác định vận tốc; k: Hằng số tốc độ phản ứng, phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất phản ứng. Năm 2013 31
32. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương 4.2.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ Qui tắc Van’t Hoff: Khi tăng nhiệt độ thêm 10 o thì vận tốc phản ứng tăng từ 2 đến 4 lần. Gọi γ là hệ số nhiệt độ của phản ứng. T 2 10 k2 Nếu T2=T1+ 10n thì  1 k1 Năng lượng hoạt hóa của phản ứng Thuyết hoạt hóa: Tương tác hóa học chỉ xảy ra trong những va chạm của những phân tử có một năng lượng dư nào đó so với năng lượng trung bình của các phân tử. Năng lượng dư đó được gọi là năng lượng hoạt hóa và những phân tử có năng lượng dư gọi là phân tử hoạt động. Năng lượng hoạt hóa càng bé, số phân tử hoạt động càng nhiều, vận tốc phản ứng càng lớn. Phương trình Arenius E* RT  K0e * K0 là hằng số, ∆E là năng lượng hoạt hóa của phản ứng, T là nhiệt độ Kenvin, R là hằng số khí bằng 8,314 J/mol.K E* RT1 Tại nhiệt độ T1,vận tốc phản ứng là: 1 K0e E* RT2 Tại nhiệt độ T2, vận tốc phản ứng là: 2 K0e * 1 1 E *  R T T  E 1 1 2 e 2 1 hay ln 2 1 1 R T2 T1 4.2.3. Ảnh hưởng của xúc tác Khái niệm Xúc tác là những chất có khả năng biến đổi mãnh liệt vận tốc phản ứng, sau phản ứng không biến đổi về chất và lượng. Những chất làm tăng tốc độ phản ứng gọi là xúc tác dương, những chất làm giảm tốc độ phản ứng gọi là xúc tác âm (chất ức chế). Đặc điểm Chất xúc tác có tính chọn lọc: mỗi xúc tác chỉ có thể xúc tác cho một hoặc một nhóm phản ứng. Chất xúc tác làm xúc tác cho phản ứng thuận thì cũng làm xúc tác cho phản ứng nghịch, nên nó không làm ảnh hưởng tới cân bằng hóa học. Chất xúc tác làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng. Năm 2013 32
33. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương 4.3. Cân bằng hóa học 4.3.1. Hằng số cân bằng và mức độ diễn ra của phản ứng hóa học Phương trình đẳng nhiệt Van’t Hoff Xét phản ứng thuận nghịch aA + bB ⇋ cC + dD c d 0 PC PD Ở trạng thái bất kì: Gbk G RT ln Pa Pb A B bk c d PC PD Đặt p : Hằng số cân bằng của phản ứng ở trạng thái bất kì. Pa Pb A B bk 0 Gbk G RT ln p c d 0 PC PD Ở trạng thái cân bằng: Gcb =0 nên G RT ln Pa Pb A B cb c d PC PD Đặt K p : Hằng số cân bằng của phản ứng ở trạng thái cân Pa Pb A B cb bằng. 0 G RT ln K p (*) p Gbk RT ln K p RT ln p RT ln ( ) K p * và là các dạng của phương trình đẳng nhiệt Van’t Hoff. Hằng số cân bằng Xét phản ứng thuận nghịch aA + bB ⇋ cC + dD Hằng số cân bằng theo áp suất c d PC PD K p (Pi là áp suất của chất i tại thời điểm cân Pa Pb A B cb bằng) Hằng số cân bằng theo nồng độ c d c d CCCD C D KC a b C aCb A B cb  A B n Mối quan hệ Kc và Kp( K p Kc RT n  nsp  nbd ) (R= 0,082 at.l/mol.K) Năm 2013 33
34. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương 4.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hoá học Cân bằng hóa học Cân bằng hóa học là trạng thái của phản ứng thuận nghịch khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch. Tại trạng thái cân bằng, nhìn bề ngoài tưởng như phản ứng đã ngừng (∆G=0), nhưng thực tế phản ứng thuận và nghịch vẫn xảy ra nên gọi cân bằng hóa học là cân bằng động. Sự chuyển dịch cân bằng hóa học Khi một phản ứng đang ở trạng thái cân bằng, nếu có một yếu tố bên ngoài tác động làm cho vận tốc phản ứng thuận và vận tốc phản ứng nghịch khác nhau thì cân bằng đó bị phá vỡ. Chiều phản ứng nào có vận tốc lớn thì chiếm ưu thế, cho đến khi vận tốc hai chiều lại bằng nhau, phản ứng đạt đến trạng thái cân bằng mới. Ta nói, phản ứng đã có sự chuyển dịch cân bằng. Nguyên lí chuyển dịch cân bằng Lơsatơliê (H.Le Chatelier) Một hệ đang ở trạng thái cân bằng nếu chịu một tác dụng bên ngoài như sự thay đổi nồng độ, nhiệt độ, áp suất thì cân bằng sẽ chuyển dịch về phía làm giảm tác dụng bên ngoài đó. Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học Nồng độ Khi một hệ đang ở trạng thái cân bằng, nếu tăng nồng độ của chất nào đó thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm nồng độ chất đó và ngược lại. Nhiệt độ Khi một hệ đang ở trạng thái cân bằng, nếu tăng nhiệt độ của hệ thì cân bằng chuyển dịch theo chiều phản ứng thu nhiệt và ngược lại. Áp suất Khi một hệ phản ứng của các chất khí đang ở trạng thái cân bằng, nếu tăng áp suất chung của hệ thì cân bằng chuyển dịch theo chiều tạo ra số phân tử ít hơn và ngược lại. Năm 2013 34
35. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương Câu hỏi và bài tập 1. Chọn phát biểu đúng Đối với phản ứng một chiều, tốc độ phản ứng sẽ A. không đổi theo thời gian. B. giảm dần theo thời gian cho đến khi bằng một hằng số khác không. C. tăng dần theo thời gian. D. giảm dần theo thời gian cho đến khi bằng không. 2. Phản ứng thuận nghịch là A. phản ứng có thể xảy ra theo chiều thuận hay theo chiều nghịch tuỳ điều kiện phản ứng. B. phản ứng xảy ra đồng thời theo hai chiều ngược nhau trong cùng một điều kiện. C. phản ứng tự xảy ra cho đến khi hết các chất phản ứng. D. phản ứng xảy ra đến trạng thái cân bằng thì dừng lại. 3. Chọn phát biểu đúng về vận tốc phản ứng. A. Vận tốc của phản ứng một chiều luôn là một hằng số. B. Vận tốc trung bình của phản ứng được xác định bằng biến thiên nồng độ của chất trong một đơn vị thời gian. C. Vận tốc phản ứng thuận nghịch lớn nhất ở thời điểm cân bằng. D. Vận tốc phản ứng được xác định bằng nồng độ ban đầu của chất trong một khoảng thời gian 4. Các yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc phản ứng là A. nồng độ, nhiệt độ, áp suất. B. nồng độ, nhiệt độ, môi trường. C. nhiệt độ, diện tích tiếp xúc, nồng độ, áp suất, xúc tác. D. xúc tác, áp suất, bản chất của phản ứng. 5. Viết biểu thức tính vận tốc phản ứng theo định luật tác dụng khối lượng cho các phản ứng sau: Phản ứng Biểu thức CO(k) + Cl2(k) → COCl2(k) H2(k) + I2(k) → 2HI(k) 2NO(k) + O2(k) → 2NO2(k) 6. Phản ứng CO (k) + Cl2(k) → COCl 2(k) là phản ứng đơn giản. Ở nhiệt độ không đổi, nếu nồng độ CO tăng từ 0,1 lên 0,4 M; nồng độ Cl 2 tăng từ 0,3 lên 0,9 M thì tốc độ phản ứng tăng A. 3 lần. B. 4 lần. C. 7 lần. D. 12 lần. Năm 2013 35
36. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương 7. Ở nhiệt độ không đổi, cho phản ứng H 2(k) + I2(k) → 2HI(k). Nồng độ ban đầu của H2 và I2 là 0,25 M. Sau 20 giây, nồng độ của I 2 còn 0,24 M. Cho hằng số tốc độ phản ứng k bằng 8,33.10-3 l/mol.s. a. Vận tốc ban đầu của phản ứng là A. 0,0625 mol/l.s B. 5,2.10-4 mol/l.s C. 0,052 mol/l.s D. 8,33 mol/l.s b. Vận tốc phản ứng tại thời điểm 20 giây là A. 0,0576 mol/l.s B. 5,0.10-4 mol/l.s C. 4,8.10-4 mol/l.s D. 0,048 mol/l.s c. Vận tốc trung bình của phản ứng trong 20 giây là A. 5,0.10-4 mol/l.s B. 4,0.10-4 mol/l.s C. 5,5.10-4 mol/l.s D. 0,05 mol/l.s 8. Một phản ứng có hệ số nhiệt độ bằng 2, khi tăng nhiệt độ của phản ứng từ 140oC đến 200oC, thì tốc độ phản ứng tăng A. 6 lần B. 12 lần C. 24 lần D. 64 lần 9. Khi tăng nhiệt độ thêm 100 oC thì tốc độ của 1 phản ứng tăng 59049 lần. Vậy hệ số nhiệt độ γ của phản ứng là A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 10. Cho phản ứng CCl3COOH(k) → CHCl3(k) + CO2(k) o -7 -1 o -3 -1 Ở 44 C, hằng số k1 = 2,19.10 .s . Ở 100 C, hằng số k2 = 1,32.10 .s Hệ số nhiệt độ của phản ứng trên là A. 5,05 B. 1,03 C. 4,73 D. 0,01 11. Với phản ứng C 2H6 → C 2H4 + H2, khi tăng nhiệt độ của phản ứng từ 234oC lên 254oC thì tốc độ của phản ứng tăng lên gấp đôi. Năng lượng hoạt hoá của phản ứng này là A. 17,125 kJ B. -17,125kJ C. -76,988 kJ D. 76,988 kJ 0 -2 0 -1 12. Một phản ứng ở 20 C có k1 = 2.10 và ở 40 C có k2 = 3,6.10 . a. Hệ số nhiệt độ của phản ứng là A. 18 B. 4,2 C. 9 D. 3 b. Năng lượng hoạt hóa của phản ứng là A. 961,22 kJ B. -961,22 kJ C. 110,190 kJ D. 110,190 J 13. Phản ứng thuận nghịch đạt đến trạng thái cân bằng khi A. tốc độ của phản ứng thuận tăng đến vô cùng còn tốc độ phản ứng nghịch bằng không. B. tốc độ của phản ứng thuận bằng tốc độ của phản ứng nghịch C. tốc độ của phản ứng nghịch tăng đến vô cùng còn tốc độ của phản ứng thuận bằng không. D. tốc độ của phản ứng không thay đổi theo thời gian. Năm 2013 36
37. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương 14. Người ta nói cân bằng hoá học là cân bằng động vì A. tại trạng thái cân bằng phản ứng thuận và phản ứng nghịch vẫn xảy ra với vận tốc bằng nhau. B. tại trạng thái cân bằng các phân tử trong phản ứng vẫn chuyển động không ngừng. C. cân bằng hoá học sẽ chuyển dịch nếu bị tác động các yếu tố bên ngoài. D. cân bằng hóa học có thể bị thay đổi. 15. Chất xúc tác không ảnh hưởng tới A. tốc độ của phản ứng. B. trạng thái của cân bằng của phản ứng. C. thời gian phản ứng. D. năng lượng hoạt hoá của phản ứng. 16. Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học là A. nồng độ, nhiệt độ, áp suất. B. nồng độ, nhiệt độ, áp suất, xúc tác. C. nồng độ, nhiệt độ, áp suất, diện tích tiếp xúc. D. nồng độ, nhiệt độ, áp suất, diện tích tiếp xúc, xúc tác. 17. Cho phản ứng: C(r) + 2H2(k) ⇋ CH4 (k). Biểu thức tính hằng số cân bằng Kp là 2 2 A. Kp = PCH / PC. P H B. Kp = PCH / P H 4 2 4 2 2 C. Kp = PCH / PC.PH D. Kp = P H / PCH 4 2 2 4 18. Cho các phản ứng thuận nghịch 2H2(k) + O2(k) ⇋ 2H2O(k), Kp1; H2(k) + ½ O2(k) ⇋ H2O(k), Kp2 Mối liên hệ giữa Kp1 và Kp2 là A. Kp2 = ½ Kp1 B. Kp2 = Kp1 2 C. Kp2 = 2 Kp1 D. Kp1 = Kp2 19. Một phản ứng thuận nghịch có ∆Go < 0 thì hằng số cân bằng Kp có giá trị A. lớn hơn 1. B. nhỏ hơn 1. C. bằng 1. D. lớn hơn 0. o 20. Đun nóng một lượng PCl5 trong bình kín 12 lít ở 250 C, xảy ra phản ứng: PCl5(k) ⇋ PCl3(k) + Cl2(k) Lúc cân bằng, áp suất riêng của PCl5, PCl3 và Cl2 lần lượt bằng 0,75; 1,14 và 1,14 atm. a. Hằng số cân bằng Kp của phản ứng ở điều kiện trên là A. 1,52 B. 1,73 C. 0,81 D. 1,62 b. ∆G của phản ứng ở điều kiện trên là A. 1139,27 J B. 2383,35 J C. -2383,35 J D. 1139,27 kJ o 21. Cho phản ứng N2(k) + 3H2(k) ⇋ 2NH3(k), ∆G 298 = -16,64 kJ/mol. Hằng số cân bằng Kp của phản ứng bằng A. 6,8.105 B. 1,006 C. 1,47.10-6 D. 824,68 Năm 2013 37
38. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương o o 22. Phản ứng 2NO2(k) ⇋ N 2O4(k) có ∆H 298 bằng -58,04kJ và ∆S 298 bằng -176,6 J/K. Hằng số cân bằng Kp của phản ứng là A. 0,113 B. 1,002 C. 0,997 D. 8,8 23. Cho phản ứng CO 2(k) + H2(k) ⇋ CO (k) + H2O(k). Khi phản ứng này đạt đến trạng thái cân bằng lượng các chất là 0,4 mol CO 2; 0,4 mol H2; 0,8 mol CO và 0,8 mol H2O trong bình kín có dung tích là 1 lít. Hằng số Kc của phản ứng trên có giá trị là A. 8 B. 6 C. 4 D. 2 24. Cho phản ứng A(dd) + B(dd) ⇋ C(dd) + D(dd). Nồng độ ban đầu của mỗi chất A, B, C, D là 1,5 mol/l. Sau khi cân bằng được thiết lập, nồng độ của C là 2 mol/l. Hằng số cân bằng Kc của hệ này là A. 1,5 B. 2,0 C. 0,25 D. 4 o 25. Ở 825 C, phản ứng CO + H2O ⇋ CO2 + H2 có hằng số cân bằng Kc bằng 1. Nếu nồng độ ban đầu của CO và H 2O đều bằng 1 M thì khi phản ứng đạt đến trạng thái cân bằng, có bao nhiêu phần trăm CO đã phản ứng? A. 20% B. 30% C. 40% D. 50% o 26. Ở 410 C, phản ứng H 2 + I2 ⇋ 2HI có hằng số cân bằng Kc bằng 48. Nếu nồng độ ban đầu của CO và H 2O đều bằng 1 M thì khi phản ứng đạt đến trạng thái cân bằng, nồng độ của HI là bao nhiêu? A. 0,22 M B. 1,55 M C. 0,77 M D. 0,55 M 27. Cho phản ứng A(k) + 2B(k) ⇋ C(k) + D(k) ở T = const. Nồng độ ban đầu của A là 4 M và hằng số cân bằng Kc = 0,25. Khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng có 50% lượng khí B tham gia phản ứng. Vậy nồng độ ban đầu của B là A. 8 M B. 12 M C. 20 M D. 4 M 28. Cho phản ứng A(k) + 2B(k) ⇋ C(k) + D(k) ở T = const. Nồng độ ban đầu của B là 12 M và hằng số cân bằng Kc = 0,25. Khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng nồng độ của C là 4 M. Vậy nồng độ ban đầu của A là A. 8 M B. 12 M C. 20 M D. 4 M o 29. Cho phản ứng H2(k) + CO2(k) ⇋ H2O(k) + CO(k) ở 600 K. Nồng độ ban đầu của H2 và CO2 là 0,2 M và hằng số cân bằng Kc là 0,72. Khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng nồng độ của CO là A. 0,04 M B. 0,09 M C. 0,106 M D. 0,06 M o 30. Một bình kín chứa 1 mol HI(k) được đun nóng đến 800 C, xảy ra phản ứng 2HI(k) ⇋ H2(k) + I2(k). Hằng số cân bằng Kc của phản ứng ở nhiệt độ này bằng 6,34.10-4. Phần trăm HI đã bị phân hủy là A. 2,51% B. 0,025% C. 2,45% D. 0,0245% Năm 2013 38
39. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương 31. Đánh giá đúng, sai cho các nhận xét sau. 1) Một hệ đang ở trạng thái cân bằng, nếu ta thay đổi một yếu tố (áp suất, nhiệt độ, nồng độ) thì cân bằng sẽ dịch theo chiều chống lại sự thay đổi đó. 2) Khi tăng nhiệt độ, cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều phản ứng toả nhiệt; khi giảm nhiệt độ, cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều phản ứng thu nhiệt. 3) Hằng số cân bằng của một phản ứng là một đại lượng không đổi ở nhiệt độ xác định. 4) Khi thêm một chất (chất tham gia hay sản phẩm) vào hệ cân bằng, cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm lượng chất đó. 32. Sự tăng nhiệt độ có tác động như thế nào đối với một phản ứng thuận nghịch? A. Chỉ làm tăng vận tốc chiều thu nhiệt. B. Chỉ làm tăng vận tốc chiều toả nhiệt. C. Làm tăng vận tốc cả chiều thu và toả nhiệt, làm cho hệ mau đạt đến trạng thái cân bằng mới. D. Tăng đồng đều vận tốc cả chiều thu và toả nhiệt nên cân bằng không thay đổi. 33. Chọn giải pháp hợp lí nhất cho phản ứng 4 CuO(tt) ⇋ 2Cu2O(tt) + O2(k), ∆H>0 để thu được nhiều Cu2O nhất. A. Giảm áp suất và giảm nhiệt độ B. Giảm nhiệt độ C. Giảm áp suất và tăng nhiệt độ D. Tăng áp suất. 34. Cho cân bằng: N2(k) + O2(k) ⇋ 2NO(k) Yếu tố nào dưới đây không ảnh hưởng đến cân bằng đó? A. Lượng O2. B. Lượng N2. C. Lượng NO. D. Áp suất của các chất. 35. Cho phản ứng: 2SO2 + O2 ⇋ 2SO3, ∆H 0 A. Giảm nhiệt độ. B. Tăng áp suất. C. Tăng nhiệt độ. D. Tăng nồng độ CO2. Năm 2013 39
40. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương 38. Xét phản ứng thuận nghịch A + 3B ⇋ 2C, ΔH < 0. Tại trạng thái cân bằng, nếu tăng nhiệt độ phản ứng thì cân bằng chuyển dịch theo A. chiều thuận. B. chiều nghịch. C. cả hai chiều thuận và nghịch. D. chiều tỏa nhiệt. 39. Cho phản ứng A + B ⇋ C + D, ΔH < 0. Phát biểu nào sau đây đúng? A. Khi giảm nồng độ, cân bằng của phản ứng sẽ chuyển dịch theo chiều thuận. B. Khi tăng nhiệt độ, cân bằng của phản ứng sẽ chuyển dịch theo chiều thuận. C. Việc thay đổi áp suất ngoài không làm thay đổi trạng thái cân bằng của phản ứng. D. Khi giảm nồng độ, cân bằng của phản ứng sẽ chuyển dịch theo chiều nghịch. 40. Chọn giải pháp hợp lí nhất để tăng hiệu suất cho quá trình sản xuất NH 3 theo phản ứng: N2(k) + 3H2(k) ⇋ 2NH3(k), ∆H<0 A. Tăng áp suất và giảm nhiệt độ. B. Tăng nhiệt độ. C. Tăng áp suất và tăng nhiệt độ. D. Giảm áp suất. 41. Quá trình sản xuất H2SO4 có giai đoạn trung gian quan trọng sau: 2SO2(k) + O2(k) ⇋ 2SO3(k), ∆H <0 Biện pháp tăng hiệu suất, giảm giá thành là A. giảm áp suất, giảm nhiệt độ. B. tăng nhiệt độ, cho khí oxi tinh khiết. C. tăng áp suất, tăng nhiệt độ, dùng nhiều xúc tác. D. tăng áp suất, giảm nhiệt độ, sử dụng O2 từ không khí. 42. Ph¶n øng sau x¶y ra trong dung dÞch: C2H5Br + KOH → C2H5OH + KBr Nång ®é ban ®Çu cña KOH lµ 0,07 M. Sau 30 phót ng­êi ta lÊy ra 10 ml dung dÞch hçn hîp ph¶n øng th× thÊy nã ph¶n øng võa ®ñ víi 12,84 ml dung dÞch HCl 0,05 M. TÝnh tèc ®é trung b×nh cña ph¶n øng trong kho¶ng thêi gian trªn? 43. Cho 1 ph¶n øng x¶y ra ë 27oC. Khi kh«ng cã xóc t¸c th× n¨ng l­îng ho¹t * ho¸ cña ph¶n øng lµ ∆E 1=40 kJ/mol, cßn khi dïng xóc t¸c th× n¨ng l­îng * ho¹t ho¸ chØ cßn ∆E 2=25 kJ/mol. Hái chÊt xóc t¸c ®· lµm t¨ng vËn tèc ph¶n øng lªn bao nhiªu lÇn? * * 44. Mét ph¶n øng cã ∆ E =40 kJ/mol. NÕu dïng xóc t¸c th× ∆E k=25 kJ/mol. a. CÇn t¨ng nhiÖt ®é tõ 27oC ®Õn nhiÖt ®é nµo ®Ó vËn tèc ph¶n øng t¨ng 100 lÇn trong tr­êng hîp kh«ng dïng chÊt xóc t¸c. Năm 2013 40
41. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương b. ë 27oC chÊt xóc t¸c ®· lµm t¨ng vËn tèc ph¶n øng lªn bao nhiªu lÇn? 45. C¸c ph¶n øng sau ®©y x¶y ra ë cïng mét nhiÖt ®é vµ cã h»ng sè c©n b»ng t­¬ng øng lµ Kp1, Kp2,Kp3: CO2(k) = C(r) + O2(k) 2CO2(k) = 2CO(k) + O2(k) C(r) + CO2(k) = 2CO(k) a. ViÕt biÓu thøc liªn hÖ gi÷a ¸p suÊt víi Kp1 vµ Kp2 ? b. TÝnh Kp3 cña ph¶n øng (3) theo Kp1, Kp2? 46. ViÕt ph­¬ng tr×nh h»ng sè c©n b»ng Kp cho tõng ph¶n øng sau: (NH2)CO(ONH4)(r) ⇋ 2NH3(k) + CO2(k) 1/2(NH2)CO(ONH4)(r) ⇋ NH3(k) + 1/2CO2(k) 2NH3 (k) + CO2(k) ⇋ (NH2)CO(ONH4)(r) Quan hÖ gi÷a Kp cña ba ph¶n øng trªn nh­ thÕ nµo? 47. ë nhiÖt ®é cao H2 khö s¾t (II) oxit theo ph¶n øng: FeO(tt) + H2(k) ⇋ Fe(tt) + H2O(k) o a. Cho 1 mol FeO ph¶n øng víi 1 mol H2 ë nhiÖt ®é 1000 K. TÝnh %FeO ®· ph¶n øng khi hÖ ®¹t tr¹ng th¸i c©n b»ng, biÕt K = 0,52. o b. NÕu dïng 1 mol FeO vµ 2,63 mol H2 th× khi c©n b»ng ë 1000 K cã bao nhiªu %FeO ®· ph¶n øng. So s¸nh víi kÕt qu¶ ë c©u a xem cã phï hîp víi nguyªn lÝ Le Chatelier kh«ng? Gi¶i thÝch? o 48. ë 25 C ph¶n øng: 2NO2(k) ⇋ N2O4(k) cã Kp = 9,18. Hái ë cïng nhiÖt ®é ph¶n øng x¶y ra theo chiÒu nµo trong ®iÒu kiÖn: a. P(N2O4) = 0,90 atm; P(NO2) = 0,1 atm b. P(N2O4) = 0,72 atm; P(NO2) = 0,28 atm. P(N2O4) = 0,10 atm; P(NO2) = 0,90 atm. 49. Cho ph¶n øng CH4(k) ⇋ C(r) + 2H2(k) H = 74,9 kJ/mol o o ë 500 C KP= 0,41. TÝnh KP ë 850 C ? 50. Ng­êi ta ®un nãng mét l­îng PCl5 trong mét b×nh kÝn thÓ tÝch 12 lit ë o 250 C: PCl5(k) ⇋ PCl3(k) +Cl2(k) Lóc c©n b»ng trong b×nh co 0,21mol PCl5; 0,32mol PCl3; 0,32mol Cl2. o TÝnh h»ng sè c©n b»ng Kc, KP vµ G cña ph¶n øng ? 51. ë 1500oC ®é ph©n li cña HI b»ng 0,5 theo ph¶n øng: 2HI(k) ⇋ H2(k) + I2(k) a. TÝnh h»ng sè c©n b»ng K cña ph¶n øng ë 1500oC? b. TÝnh ®é ph©n li vµ sè mol I2 khi ®­a 0,1 mol HI vµo b×nh dung tÝch 4,1 o lit cã chøa H2 víi ¸p suÊt b»ng 1,773 atm ë 1500 C? Năm 2013 41
42. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương CHƯƠNG 5. DUNG DỊCH 5.1. Khái niệm về dung dịch Dung dịch Dung dịch là một hệ đồng nhất của hai hay nhiều chất có tỉ lệ khác nhau thay đổi trong một phạm vi rộng. Phân loại Theo bản chất của chất tan, người ta phân chia thành: - Dung dịch không điện li: Chất tan có mặt trong dung dịch dưới dạng phân tử. Ví dụ: dung dịch đường, S trong dung môi hữu cơ - Dung dịch điện li: Trong dung dịch có mặt cả phân tử và ion. Ví dụ: dung dịch của các muối, axit, bazơ trong nước. Dung dịch bão hòa Dung dịch bão hòa của một chất ở nhiệt độ và áp suất xác định là dung dịch chứa lượng tối đa chất tan ở điều kiện nghiên cứu, khi đó tồn tại cân bằng giữa phần đã hòa tan và phần chưa tan của chất tan. Nhiệt hòa tan Nhiệt hòa tan của một chất là lượng nhiệt tỏa ra hay thu vào khi hòa tan một mol chất đó. 5.2. Dung dịch không điện li 5.2.1. Nồng độ và cách biểu diễn Nồng độ dung dịch là đại lượng biểu thị chất tan trong dung dịch. Có một số cách biểu thị nồng độ tùy thuộc vào mục đích sử dụng. mct Nồng độ phần trăm(C%): C% .100% mdd nct Nồng độ mol (CM): CM Vdd nct Nồng độ molan (Cm): Cm .1000 mdm ni Nồng độ phần mol hay nồng độ mol riêng phần Ni: Ni  ni Ni: nồng độ phần mol của chất i; ni: số mol chất i; Σni: tổng số mol của các chất tạo nên dung dịch. Năm 2013 42
43. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương 5.2.2. Các tính chất của dung dịch loãng Định luật Raoult về độ giảm áp suất hơi bão hòa của dung dịch loãng Khái niệm áp suất hơi bão hòa của chất lỏng Trên bề mặt thoáng của chất lỏng xảy ra hai quá trình song song và ngược chiều là quá trình bay hơi và quá trình ngưng tụ. Khi vận tốc của hai quá trình này bằng nhau thì cân bằng lỏng-hơi được thiết lập. Hơi ở trạng thái cân bằng đó gọi là hơi bão hòa. Hơi bão hòa gây ra áp lực lên thành bình gọi là áp suất hơi bão hòa. Tại nhiệt độ không đổi, chất lỏng có áp suất hơi bão hòa xác định. Khi nhiệt độ tăng thì áp suất hơi bão hòa đó tăng. Định luật Raoult Gọi P là áp suất hơi bão hòa của dung dịch loãng. n  k dm ndm nct Đối với dung môi nguyên chất: nct=0 Nên P=k=Po (áp suất hơi bão hòa của dung môi nguyên chất) n  o dm ndm nct Độ giảm tương đối áp suất hơi bão hòa của dung dịch loãng: o    nct o o = Nct (nồng độ phần mol của chất tan)   ndm nct Hệ quả của định luật Raoult về sự tăng điểm sôi và sự giảm điểm đông của dung dịch loãng Khái niệm nhiệt độ sôi và nhiệt độ đông đặc của chất lỏng Nhiệt độ sôi là nhiệt độ tại đó áp suất hơi bão hòa của chất lỏng bằng áp suất khí quyển (1 atm). Chính vì vậy ở áp suất thấp hay trong chân không các chất lỏng có nhiệt độ sôi thấp hơn, và ngược lại, ở áp suất cao chất lỏng có nhiệt độ sôi cao hơn. Nhiệt độ đông đặc là nhiệt độ tại đó có sự cân bằng giữa pha lỏng và pha rắn, cả hai pha cùng bay hơi. Hệ quả của định luật Raoult Độ tăng điểm sôi hay độ giảm điểm đông của dung dịch loãng tỉ lệ thuận với nồng độ molan của chất tan. ∆T = K.Cm ∆T là biến thiên nhiệt độ; K là hằng số nghiệm sôi hay nghiệm đông. Năm 2013 43
44. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương Định luật Van’t Hoff về áp suất thẩm thấu của dung dịch π Định nghĩa Hiện tượng thẩm thấu là sự chuyển dung môi vào dung dịch qua màng bán thấm. Lực cần phải tác dụng lên 1 cm 3 màng bán thấm để ngăn không cho dung môi đi qua nó, nghĩa là làm cho hiện tượng thẩm thấu ngừng lại, gọi là áp suất thẩm thấu. Định luật Van’t Hoff Áp suất của thẩm thấu của chất tan trong dung dịch loãng bằng áp suất gây nên bởi chất đó nếu như ở trạng thái khí và ở cùng nhiệt độ, nó chiếm thể tích bằng thể tích dung dịch. n RT ct C RT (R là hằng số khí bằng 0,082) V M d 2 5.3. Dung dịch điện li 5.3.1. Dung dịch chất điện li yếu Thuyết điện li của Arhenius Chất điện li (chất tan) trong dung môi thích hợp (nước) bị phân li thành các ion dương và ion âm. Tùy theo mức độ dẫn điện của dung dịch mà phân biệt: - Chất điện li mạnh, phân li hoàn toàn: axit mạnh, kiềm, muối HCl → H+ + Cl- - Chất điện li yếu, phân li không hoàn toàn: axit yếu, bazơ yếu - + CH3COOH ⇋ CH3COO + H + - NH3 + H2O ⇋ NH4 + OH - Khả năng phân li được đặc trưng bằng độ điện li α n C no Co C là nồng độ phân li; Co là nồng độ ban đầu. Cân bằng trong dung dịch chất điện li yếu Xét cân bằng sau AB ⇋ A+ + B- A B Hằng số cân bằng K K (Kf là hằng số phân li) C  A B  f Nếu AB là một axit yếu thì K f được gọi là hằng số điện li của axit, kí hiệu Ka. Năm 2013 44
45. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương Nếu AB là một bazơ yếu thì K f được gọi là hằng số điện li của bazơ, kí hiệu Kb. Chỉ số pK bằng -lgK. Như vậy, tương ứng có pK a, pKb Một chất điện li có pK càng nhỏ thì có khả năng điện li càng mạnh trong dung dịch. Mối quan hệ giữa hằng số K, nồng độ ban đầu C và độ điện li α Xét một chất điện li yếu AB có nồng độ ban đầu C, độ điện li là α AB ⇋ A+ + B- Ban đầu C 0 0 Phân li αC → αC → αC Cân bằng C.(1-α) αC αC 2 C 2 K C. f C 1 1 Nếu α rất bé so với 1 thì coi 1 – α = 1, khi đó K K 2C f f C Định luật pha loãng: Đối với dung dịch vô cùng loãng,ở nhiệt độ không đổi, độ điện li tỉ lệ nghịch với căn bậc hai của nồng độ ban đầu. 5.3.2. Sự điện li của nước và pH của dung dịch Sự phân li của nước + - H2O → H + OH H . OH K 1,8.10 16 ở 25oC H2O Tích số ion của nước K = [H+].[OH-] = 10-14 Chỉ số pH của dung dịch + + pH = -lg[H ] = -lg[H3O ] Đối với cân bằng ion của nước ta có pK = pH + pOH = 14 Tính pH của dung dịch axit yếu Xét sự phân li của axit yếu HX có nồng độ ban đầu C, hằng số cân bằng Ka HA ⇋ H+ + X- Ban đầu C 0 0 Phân li x → x → x Cân bằng (C- x) x x x2 K a C x pH = -lg[H+] = -lgx Năm 2013 45
46. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương 5.3.3. Lý thuyết proton về axit, bazơ của Bronsted Theo Bronsted, axit là chất có khả năng cho proton trong dung dịch; bazơ là chất có khả năng nhận proton trong dung dịch. A ⇋ B + H+ Axit Bazơ A và B gọi là axit và bazơ liên hợp 5.3.4. Chất điện li ít tan (đọc thêm) Năm 2013 46
47. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương Câu hỏi và bài tập 1. Hòa tan 3,42 gam MgCl2 và 2,63 gam NaCl vào 88,2 gam H2O. Nồng độ phần trăm C% của MgCl2 và NaCl lần lượt là A. 3,87% và 2,98% B. 3,63% và 2,79% C. 3,87% và 2,79% D. 3,87% và 2,79% 2. Hòa tan 187,6 gam Cr2(SO4)3 vào nước, thêm nước cho tới 1 lít dung dịch. Tính nồng độ mol CM của dung dịch. Cho Cr: 52; S: 32; O:16. A. 0,478M B. 0,486M C. 0,0086M D. 0,991M 3. Hòa tan 856 gam CH3COOH vào 1 lit nước để thu được dung dịch A. Nồng độ molan của dung dịch A là A. 856 B. 14,26 C. 0,014 D. 0,856 4. Dung dịch phân tử A. là dung dịch trong đó chỉ có các chất tan dạng phân tử không phân li. B. là dung dịch trong đó chỉ có các phân tử tan trong nước. C. là dung dịch chỉ chứa các chất tan điện li. D. là dung dịch có chất tan và dung môi là nước. 5. Trong quá trình sôi của dung dịch loãng nhiệt độ sôi A. giảm dần. B. tăng dần. C. không đổi. D. Không đoán được. 6. Trong quá trình đông đặc của dung dịch loãng nhiệt độ đông đặc A. giảm dần. B. tăng dần. C. không đổi. D. Không đoán được. 7. Ở 25oC, áp suất hơi bão hoà của dung dịch chứa 5g chất tan trong 100g nước ở nhiệt độ 25 oC là bao nhiêu? Cho biết ở nhiệt độ này nước tinh khiết có áp suất hơi bão hoà bằng 23,76 mmHg và khối lượng phân tử chất tan bằng 62,5g. A. 23,4 mmHg B. 0,34 mmHg C. 22,6 mmHg D. 19,0 mmHg 8. Áp suất hơi nước bão hoà ở 28 oC là 3,78kPa. Áp suất hơi của dung dịch chứa 68g đường saccarozơ (C12H22O11) trong 100g nước ở nhiệt độ trên là A. 3,76 kPa B. 3,54 kPa C. 3,65 kPa D. 3,47 kPa 9. Áp suất hơi của dung dịch chứa 13,68 gam đường saccarozơ (C 12H22O11) trong 90 gam nước ở 65 oC sẽ là bao nhiêu nếu áp suất hơi trong nước bão hoà ở nhiệt độ này bằng 187,5 mmHg? A. 185,1 mmHg B. 186,0 mmHg C. 185,3 mmHg D. 186,5 mmHg 10. Ở 20oC áp suất hơi bão hoà của nước bằng 17,5 mmHg. Hỏi cần hoà tan bao nhiêu gam glixerin (C3H8O3) vào 180g nước để áp suất hơi bão hoà của dung dịch bằng 16,5 mmHg? A. 55,76 g B. 54,76 g C. 56,75 g D. 57,65 g Năm 2013 47
48. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương 11. Áp suất của hơi nước bão hoà ở 70 oC bằng 233,8 mmHg. Ở cùng nhiệt độ này áp suất hơi của dung dịch chứa 12 gam chất hoà tan trong 270 gam nước bằng 230,68mmHg. Xác định khối lượng phân tử của chất tan. A. 58,2 g B. 59,1 g C. 56,5 g D. 57,6 g 12. Cho 7,8 kg etylen glycol (M = 62,1 g/mol) vào 10 lit nước, hằng số nghiệm đông của nước là 1,86 oC.kg/mol, dung dịch thu được có nhiệt độ đông đặc là A. 23,36oC B. -23,36o C C. 2,33oC D. - 2,33oC 13. Một dung dịch được điều chế bằng cách hoà tan 18 g glucozo (C 6H12O6) vào trong 150 g nước. Biết hằng số nghiệm sôi của nước là 0,51 oC.kg/mol. Dung dịch thu được có nhiệt độ sôi là A. 100,28oC B. 99,72oC C. 99,66oC D. 100,34oC 14. Tính nhiệt độ sôi và nhiệt độ đông đặc của dung dịch chứa 9gam glucozo o (C6H12O6) trong 100 gam nước? Cho hằng số nghiệm sôi là 0,51 C.kg/mol, hằng số nghiệm đông là 1,86oC.kg/mol. A. 0,93 và -0,255oC B. 0,255 và 0,93oC C. 100,93 và -0,255oC D. 100,255 và -0,93oC 15. Hòa tan 45,2 gam đường saccarozo (C12H22O11) vào 316 gam nước. Biết các hằng số nghiệm sôi và nghiệm lạnh là 0,51 và 1,86. Nhiệt độ sôi và nhiệt độ đông đặc của dung dịch là A. 100,77 và 0,21oC B. 100,21 và -0,777oC C. 99,79 và -0,21oC D. 99,79 và -0,777oC 16. 1 lít dung dịch chứa 0,001 mol chất tan ở 25oC có áp suất thẩm thấu là A. 0,028 atm B. 0,024 atm C. 0,002 atm D. 0,2 atm 17. Dung dịch chứa 0,01279 gam chất tan A (khối lượng phân tử bằng 128 g) trong 25 ml xyclohexan có áp suất thẩm thấu bằng bao nhiêu tại 27oC? A. 0,089 atm B. 0,090 atm C. 0,098 atm D. 0,96 atm 18. Khi pha loãng dung dịch CH3COOH ở nhiệt độ không đổi, hằng số axit Ka, độ điện li α của CH3COOH biến đổi như thế nào? A. Ka tăng, α tăng B. Ka giảm, α giảm C. Ka không đổi, α tăng D. Ka và α đều không đổi. 19. Khi cho dung dịch axit HCl loãng và đặc phản ứng với Zn thì A. dung dịch loãng phản ứng nhanh hơn vì có độ điện li lớn hơn. B. dung dịch đặc phản ứng nhanh hơn vì có độ điện li lớn hơn. C. dung dịch loãng phản ứng nhanh hơn vì có độ điện li nhỏ hơn. D. dung dịch đặc phản ứng nhanh hơn vì nồng độ axit cao hơn. -3 o 20. Hằng số điện li Kf của axit HA bằng 1,47.10 ở 25 C. Nếu nồng độ ban đầu của HA là 0,01 M thì độ điện li α bằng A. 30,03 % B. 31,68 % C. 31,75 % D. 31,24 % 21. Muốn tăng độ điện li của dung dịch lên 4 lần thì phải pha loãng dung dịch Năm 2013 48
49. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương A. 4 lần. B. 2 lần. C. 16 lần. D. 8 lần. -10 22. Cho biết K HCN là 6,2.10 . Độ điện li của dung dịch HCN.1M là A. 2,49.10-5 B. 0,0249 C. 6,2.10-5 D. 3,84.10-5 -5 23. Cho Ka của CH 3COOH là 1,75.10 . Nồng độ dung dịch axit axetic khi độ điện li bằng 2% là A. 1,75.10-3M B. 4,29.10-2M C. 3,5.10-5 M D. 1,75.10-5 M 24. Dung dịch CH3COOH.0,01M, độ điện li bằng 1,31% có pH bằng A. 3,88. B. 3,78. C. 1,31.10-4. D. 4,04. 25. Dung dịch axit acetic (CH3COOH) nồng độ 0,2 M có pH = 2,7 thì sẽ có độ điện li là A. 1% . B. 0,01%. C. 0,94%. D. 9,4%. 26. Số ion H+ có trong 1 lít dung dịch có pOH = 13 là A. 6,023.1010 B. 6,023.1022 C. 6,023.1023 D. 6,023.1013 27. Đâu là công thức tính pH của dung dịch trong các công thức cho dưới đây? + + A. pH = -ln[H3O ] B. pH = ln[H3O ] + + C. pH = lg[H3O ] D. pH = -lg[H3O ] 28. Một dung dịch có pH bằng 8. Hãy cho biết nồng độ OH - của dung dịch đó ứng với giá trị nào dưới đây? A. 10-5 mol/l B. 10-6 mol/l C. 10-7 mol/l D. 10-8 mol/l 29. Dung dịch HCl.5.10-8M có pH bằng A. 6,78 B. 7,30 C. 6,89 D. 8,00 30. Dung dịch HClO 0,10 M, hằng số phân ly là 3,5.10 -8 có pH là A. 8,46. B. 4,23. C. 9,23. D. 5,91. -5 31. pH của dung dịch CH3COOH. 0,0001M ( Ka = 1,75.10 ) là A. 4,49 B. 4,80 C. 4,00 D. 5,60 32. Dung dịch chứa đồng thời axit HCl.0,05M và CH 3COOH.0,1M có nồng độ + -5 H là (cho Ka của CH3COOH là 1,75.10 ) A. 5.10-5M B. 3,5.10-3M C. 3,5.10-5 M D. 5.10-2 M 33. Theo quan điểm của Bronsted thì axit là chất A. phân li cho cation H+. B. có khả năng cho proton trong dung dịch. C. có thể nhận một đôi electron để hình thành một liên kết cộng hoá trị. D. có thể cho đôi electron để tạo thành một liên kết cộng hoá trị. 34. Theo quan điểm của Bronsed thì A. Fe3+ được coi là một axit. B. Fe3+ được coi là một bazơ. C. Fe3+ được coi là trung tính. D. Fe3+ được coi là lưỡng tính. - + 35. Xét phản ứng: CH3COOH + H2O CH3COO + H3O Năm 2013 49
50. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương Theo thuyết axit-bazơ của Bronsted thì - A. CH3COOH là axit, CH3COO là bazơ. - B. CH3COOH là bazơ, CH3COO là axit. - C. CH3COOH và CH3COO không phải là các axit, bazơ. - D. CH3COOH và CH3COO là lưỡng tính. 36. Theo quan điểm của Bronsted, những chất trung tính là A. H2O, NH3, CH3COOH B. NaCl, KCl, NH4Cl C. NaCl, H2O, KCl D. NH3, NH4Cl, KCl 37. Ở 298oK áp suất hơi nước trên bề mặt nước lỏng bằng 3159,68 N.m -2. Hỏi áp suất hơi trên dung dịch nước chứa 10% khối lượng Glyxerin là bao nhiêu? 38. Một dung dịch nước chứa chất tan không bay hơi kết tinh ở 271,5 oK. Xác định nhiệt độ sôi và áp suất hơi có dung dịch ở 298K. Kđ bằng 0.52. Áp suất hơi của nước nguyên chất ở 298oK là 3159,68 N.m-2. o 39. Nhiệt độ sôi của CS2 nguyên chất là 319,200 K. Dung dịch chứa 0,217 gam o S trong 19,31 gam CS2 sôi ở 319,304 K. Ks của CS2 bằng 2,37. Xác định số nguyên tử S trong một phân tử lưu huỳnh hoà tan trong dung dịch trên. Cho S = 32. 40. Ở 239oK áp suất hơi nước nguyên chất là 2338,5 Pa và áp suất hơi của dung dịch chất tan không bay hơi, không điện ly là 2295,8 Pa. Xác định áp suất thẩm thấu của dung dịch ở 313oK. Biết rằng ở nhiệt độ này khối lượng riêng của dung dịch là 1,01 g/cm3 và khối lượng phân tử chất tan là 60. 41. Khi hoà tan 3,24 gam lưu huỳnh vào 40 gam benzen nhiệt độ sôi của dung dịch tăng lên 0,81o. Tính xem trong dung dịch này một phần tử lưu huỳnh gồm mấy nguyên tử? 42. Xác định công thức phân tử của một chất chứa 50,69% cacbon; 4,23% hiđrô và 45,08% 0xy? biết rằng dung dịch chứa 2,13 gam chất này trong 60 gam benzen đông đặc ở 4,25 oC và nhiệt độ đông đặc của benzen nguyên chất là 5,5oC? 43. Dung dịch của các chất sau: KBr, NH4NO3 và KCH3COO là môi trường axit, trung tính hay kiềm? Giải thích bằng phương trình phản ứng. 44. Tính độ điện li và pH của dung dịch HCOOH 1M và dung dịch HCOOH -2 -4 10 M, Biết rằng K a của HCOOH là 1,7.10 . So sánh của HCOOH ở hai dung dịch, giải thích. -5 45. Có dung dịch CH3COOH là 0,1 M, Ka(CH3COOH) = 1,58.10 . Hỏi: - Cần phải thêm bao nhiêu mol CH 3COOH vào một lit dung dịch đó để của axit giảm đi một nửa(coi thể tích không biến đổi khi thêm). Tính pH của dung dịch mới này. - Nếu thêm vào một lít dung dịch CH 3COOH 0,1M một dung dịch HCl là 0,05 mol (thể tích dung dịch không biến đổi) Thì pH của dung dịch là bao nhiêu? Nếu chỉ thêm 10-3 mol HCl thì pH bằng mấy. Năm 2013 50
51. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương 46. Tính lượng NaF có trong 100 ml dung dịch HF 0.1M, biết rằng dung dịch có pH = 3, Ka của HF là 3,17.10-4 và nguyên tử khối của F là 19 và Na là 23. -2 -5 47. Có dung dịch NH3 10 M, Kb của NH3 là 1,8.10 . - Tính pH của dung dịch - Nếu trong 100ml dung dịch trên có 0,535 g NH 4Cl hoà tan thì pH sẽ là bao nhiêu? Cho biết N = 14, H = 1, Cl = 35,5. -1 48. Tính độ hoà tan (mol.l )của BaSO4. - Trong nước nguyên chất. -2 - Trong dung dịch BaCl2 10 M. -10 Biết rằng Tt BaSO4 = 10 . Năm 2013 51
52. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương CHƯƠNG 6. ĐIỆN HOÁ HỌC 6.1. Khái niệm về phản ứng oxi hóa khử. Cặp oxi hóa khử Phản ứng oxi hóa khử Khái niệm Phản ứng oxi hóa khử là phản ứng trong đó có sự chuyển electron từ phân tử này sang phân tử kia của chất. Trong phản ứng oxi hóa khử có hai quá trình: - Quá trình oxi hóa: có sự nhường electron; - Quá trình khử: có sự nhận electron. Chất nhận electron là chất oxi hóa, chất nhường electron là chất khử. Có thể xem phản ứng oxi hóa khử như sự tổng hợp của hai nửa phản ứng: phản ứng oxi hóa và phản ứng khử. Trong mỗi nửa phản ứng đều có hai dạng oxi hóa và khử tạo thành một cặp oxi hóa khử. Na+ + 2e → Na Cặp oxi hóa khử Na+/Na Dạng oxi hóa Dạng khử Tổng quát: Oxi hóa + n e → Khử Sự kết hợp hai cặp oxi hóa khử cho ta một phản ứng oxi hóa khử O1 + K2 → O2 + K1 Cân bằng phản ứng oxi hóa khử Để cân bằng phản ứng oxi hóa khử, người ta thực hiện một số bước sau đây: - Xét sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố; - Viết phương trình thu và nhường electron, từ đó xác định hệ số của phương trình ion rút gọn; - Cân bằng phương trình phân tử. Chiều của phản ứng oxi hóa khử Dạng oxi hóa mạnh của cặp này phản ứng với dạng khử mạnh của cặp kia tạo ra dạng khử và dạng oxi hóa yếu hơn. Khmạnh + Oxmạnh → Khyếu + Oxyếu 6.2. Thế điện cực. Phương trình Nersnt 6.2.1. Pin điện Pin điện là hệ thống có khả năng sinh ra dòng điện một chiều nhờ thực hiện phản ứng oxi hóa khử trên bề mặt các điện cực. Về mặt nhiệt động lực học, khả năng diễn biến của một phản ứng oxi hóa khử được đặc trưng bằng độ giảm năng lượng tự do Gibbs Năm 2013 52
53. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương (∆G<0). Nếu phản ứng oxi hóa khử xảy ra trong pin điện thì năng lượng của phản ứng (hóa năng) chuyển thành điện năng dùng cho bên ngoài: ∆G = -nFE n là số eletron trao đổi; F là hằng số Faraday bằng 96500 culong; E là sức điện động của pin điện, là hiệu điện thế đo được giữa hai cực của pin. Về cấu tạo, pin gồm hai điện cực, mỗi điện cực gồm một kim loại nhúng vào dung dịch muối của nó. Hai dung dịch muối được ngăn cách bằng màng xốp hoặc cầu muối. Hai điện cực được nối với nhau bằng dây dẫn. Cầu muối có tác dụng cho phép các ion dư chuyển từ điện này sang điện cực kia. Kí hiệu Pin đồng-kẽm tiêu chuẩn: (-) Zn│ZnSO4.1 M││CuSO4.1 M│Cu (+) Phản ứng trên các điện cực Trên điện cực âm (anot), xảy ra quá trình nhường e: Zn - e → Zn2+ Trên điện cực dương (catot), xảy ra quá trình nhận e: Cu2+ + 2e → Cu Phản ứng xảy ra trong pin: Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu Một số loại điện cực - Điện cực kim loại: gồm một kim loại nhúng vào dung dịch muối của nó: M│Mn+. - Điện cực hidro: gồm thanh Pt hấp phụ khí H 2 nhúng vào dung + dịch axit: Pt, H2│H . - Điện cực oxi hóa khử có môi trường. 6.2.2. Thế điện cực φ. Phương trình Nersnt Thế điện cực Hiệu điện thế cân bằng sinh ra giữa mặt kim loại và lớp dung dịch bao quanh kim loại gọi là thế điện cực: φ+ và φ-. Thế điện cực ở 25oC và nồng độ ion kim loại bằng 1 M gọi là thế điện cực tiêu chuẩn φo (thế oxi hóa khử tiêu chuẩn). Năm 2013 53
54. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương Thế điện cực tiêu chuẩn Thế điện cực là đại lượng phức tạp, không thể đo được trực tiếp mà chỉ có thể xác định tương đối giá trị của nó bằng cách qui ước thế của điện cực hidro tiêu chuẩn (áp suất khí H2 bằng 1 atm và nồng độ ion H+ bằng 1 M) là bằng không. Thế điện cực tiêu chuẩn của các điện cực (nồng độ ion bằng 1 M) được so sánh với điện cực hidro chuẩn. Ý nghĩa của thế điện cực tiêu chuẩn Thế càng dương thì dạng oxi hóa là chất oxi hóa càng mạnh. Thế càng âm thì dạng khử là chất khử càng mạnh. Phương trình Nersnt Ở nhiệt độ không đổi (25oC), thế điện cực phụ thuộc vào nồng độ của dạng oxi hóa và dạng khử theo phương trình Nersnt: 0, 059 O X H  o lg oxh / k oxh / k n K  φo là thế điện cực chuẩn (thế oxi hóa khử chuẩn); n là số electron trao đổi. Công thức Nersnt cho một số loại điện cực: - Điện cực kim loại:M n+ + ne M o 0,059 n n n lg M M /M M /M n + - Điện cực hidro: 2H + 2e H2 0, 059 lg H 0, 059 pH 2 H / H 2 Trong pin điện, cực dương có thế lớn hơn cực âm nên sức điện động của pin E = φ+ ‾ φ-. 6.3. Sự điện phân và ứng dụng Sự điện phân Sự điện phân là biến đổi hóa học xảy ra trên điện cực của bình điện phân khi cho dòng điện đi qua. Ví dụ, cho dòng điện đi qua bình dung dịch NaCl nóng chảy, tại cực âm (catot) xảy ra sự khử Na+: Na+ + 1e → Na còn tại cực dương (anot) xảy ra sự oxi hóa Cl-: - 2Cl - 2e → Cl2. Năm 2013 54
55. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương Trong quá trình điện phân bao giờ cũng hình thành một pin có sức điện động ngược chiều với hiệu điện thế đặt vào hai cực của bình điện phân. Hiện tượng này gọi là sự phân cực. Hiệu điện thế tối thiểu đặt vào bình điện phân gọi là thế phân hủy. Khoảng cách giữa thế phân hủy và sức điện động phân cực gọi là quá thế. Về mặt định lượng, lượng chất điện phân bị phân hủy trên bề mặt điện cực tỉ lệ với điện lượng đi qua bình. A.I.t m n.F m là lượng chất bị phân hủy (gam); I là cường độ dòng điện (Ampe); t là thời gian điện phân (giây); n là số electron trao đổi trong phản ứng điện cực; F là hằng số Faraday bằng 96500 (culong); A là khối lượng phân tử. Ứng dụng của điện phân (đọc thêm). Năm 2013 55
56. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương Câu hỏi và bài tập 1. Ý nào không đúng trong các ý sau? A. Phản ứng oxi hoá khử là phản ứng trong đó có sự thay đổi số oxi hoá. B. Trong phản ứng oxi hoá khử nhất thiết phải có sự tham gia của chất khử và chất oxi hoá. C. Phản ứng oxi hoá khử là phản ứng trong đó xảy ra quá trình nhường và thu electron. D. Phản ứng oxi hoá khử là phản ứng trong đó có sự chuyển các electron hoặc có sự chuyển các nguyên tử từ tiểu phân này đến tiểu phân khác. 2. Phản ứng nào dưới đây là phản ứng oxi hoá khử? + - A. HClO4 + H2O → H3O + ClO4 B. Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O - - - C. Cl2 + OH → ClO + Cl + H2O - - D. CH3Cl + I → CH3I + Cl 3. Điền hệ số cân bằng cho những phản ứng sau: a. Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O b. Fe + HNO3đặc → Fe(NO3)3 + NO2 + H2O c. Fe + O2 → Fe3O4 d. H2S + O2 → H2O + S e. Cl2 + NaOH → NaCl + NaClO + H2O f. Cl2 + KOH → KCl + KClO3 + H2O g. HCl + MnO2 → MnCl2 + Cl2 + H2O 4. Dạng tổng quát của một phản ứng oxi hoá khử như sau: Kh1 + Ox2 Kh2 + Ox1 Các cặp oxi hoá khử liên hợp của phản ứng trên là A. Ox1/Kh1; Ox2/Kh2 B. Ox1/Ox2; Kh1/Kh2 C. Ox1/Kh2; Ox2/Kh1 D. Kh1/Ox1;Kh2/Ox2 5. Phản ứng oxi hoá khử là A. 2HCl + Zn → ZnCl2 + H2 B. 2HCl + ZnO → ZnCl2 + H2O C. 2HCl + ZnS → ZnCl2 + H2S D. 2HCl+Zn(OH)2→ZnCl2 + H2O 6. Cho phản ứng Fe + HNO3 loãng → Fe(NO3)3 + + H2O Sản phẩm còn thiếu và hệ số cân bằng lần lượt là A. NO; 1, 4, 1, 1, 2 B. NO2; 1, 6, 1, 3, 3 C. N2O; 1, 6, 1, 3, 2 D. N2; 10, 6, 10, 3, 3 Năm 2013 56
57. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương 7. Chiều của phản ứng oxi hoá khử là A. chất khử mạnh phản ứng với chất oxi hoá mạnh tạo ra chất khử yếu hơn và chất oxi hóa yếu hơn. B. chất khử yếu phản ứng với chất oxi hoá mạnh tạo ra chất khử mạnh hơn và chất oxi hóa yếu hơn. C. chất khử mạnh phản ứng với chất oxi hoá yếu tạo ra chất khử yếu hơn và chất oxi hóa mạnh hơn. D. chất khử yếu phản ứng với chất oxi hoá yếu tạo ra chất khử mạnh hơn và chất oxi hóa mạnh hơn. 8. Ở 25oC thế khử chuẩn của cặp Zn 2+/ Zn là -0,763 V. Cách viết nào sau đây ứng đúng với giá trị đó? 2+ 2+ A. Zntt Zn .1M + 2e B. Zntt Zn .nồng độ bất kì + 2e 2+ 2+ C. Zn .1M + 2e Zntt D. Zn .nồng độ bất kì + 2e Zntt o + 9. Ở 25 C thế khử chuẩn của cặp 2H /H2 là 0,00 V. Cách viết nào sau đây ứng đúng với giá trị đó? + + A. 2H .1M + 2e H2 B. H2 2H .nồng độ bất kì + 2e + + C. H2 2H .1M + 2e D. 2H .nồng độ bất kì + 2e H2 2+ 2+ + 10. Cho thế khử chuẩn của Cd /Cd, Zn /Zn và 2H /H2 (pH=7) lần lượt bằng -0,4V; -0,763V; -0,413V. Cd và Zn có tan trong nước không? A. Cd tan. B. Zn tan. C. Zn và Cd tan. D. Zn và Cd không tan. 3+ 2+ - 11. Cho thế khử chuẩn của các cặp oxi hoá khử sau: Fe /Fe là 0,771; Cl2/2Cl - 3+ là 1,359; Br2/2Br là 1,065 và I2/2I là 0,536 V. Ở điều kiện chuẩn Fe có thể oxi hoá được ion halogenua nào thành nguyên tử? A. Cl- B. Br- C. I- D. Cl- và Br- 12. Cho biết thế khử chuẩn của các cặp oxi hoá khử Fe3+/Fe2+, Cu2+/Cu, Zn2+/Zn, Al3+/Al lần lượt là 0,771; 0,337; -0,763 và -1,660 V. Chọn một trong các chất sau đây có thể phản ứng với Cu thành Cu2+. A. FeCl2 B. ZnCl2 C. AlCl3 D. FeCl3 13. Cho thế oxi hoá khử chuẩn của các cặp Fe 2+/Fe, Cu2+/Cu, Fe3+/Fe2+ lần lượt là -0,44; +0,34 và +0,77 V. Phản ứng không thể xảy ra là A. Cu + Fe2+ → Cu2+ + Fe3+ B. Cu + Fe3+ → Cu2+ + Fe2+ C. Cu2+ + Fe → Cu + Fe2+ D. Fe + Fe3+ → Fe2+ + 2+ + 14. Cho thế oxi hoá khử chuẩn của các cặp 2H /H2, Cu /Cu, Ag /Ag lần lượt là 0,00; +0,34 và +0,80 V. Phản ứng không thể xảy ra là 2+ + + 2+ A. Cu + H2 → Cu + 2H B. Cu + Ag → Cu + Ag + 2+ + + C. Cu + 2H → Cu + H2 D. 2Ag + H2 → 2Ag + 2H Năm 2013 57
58. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương 15. Cho thế khử chuẩn của cặp Sn 2+/Sn, Cu2+/Cu và Ag+/Ag lần lượt là -0,14; +0,34 và +0,80 V. Kim loại có thể tan trong dung dịch HCl.1M là A. Cu B. Ag C. Cu và Ag D. Sn 16. Cho thế khử chuẩn của Fe 2+/Fe và Fe3+/Fe2+ lần lượt là -0,44 và 0,77 V. Thế khử chuẩn của cặp oxi hoá khử Fe3+/Fe là A. -0,036 V B. 0,036 V C. 0,11 V D. 0,33 V - 2+ 2+ 17. Cho thế khử chuẩn của MnO 4 /Mn và MnO2/Mn lần lượt là 1,51 và 1,23 - V. Thế khử chuẩn của cặp MnO4 /MnO2 là A. +0,28 V B. 1,679 V C. +2,74 V D. -0,28 V 18. Cho thế khử chuẩn của Cu2+/Cu và Cu+/Cu lần lượt là +0,34 và 0,52 V. Thế khử chuẩn của cặp oxi hoá khử Cu2+/Cu+ là A. -0,16 V B. 0,16 V C. 0,18 V D. -0,18 V 19. Cho thế khử chuẩn của Sn 2+/Sn và Sn4+/Sn2+ lần lượt là -0,14 và 0,15 V. Thế khử chuẩn của cặp oxi hoá khử Sn4+/Sn là A. -0,01 V B. 0,01 V C. 0,005 V D. -0,005 V 20. Một điện cực gồm một thanh kim loại M nhúng trong dung dịch chứa muối của nó Mn+, sẽ có hiện tượng A. thanh kim loại M tích điện dương. B. thanh kim loại M tích điện âm. C. thanh kim loại M không tích điện nếu chưa nối với một điện cực khác. D. thanh kim loại M có thể tích điện âm hoặc dương. 21. Sơ đồ của pin điện tạo bởi điện cực kẽm và điện cực hiđro tiêu chuẩn có dạng: + 2+ A. (-) Pt│H2 (1 atm) │ H (1M) ││ Zn (1M) │ Zn (+) + 2+ B. (-) Pt, H2 (1atm) │ H (1atm) ││ Zn (1M) │ Zn (+) 2+ + C. (-) Zn │ Zn (1M) ││ H (1M) │ H2 (1 atm), Pt (+) 2+ + D. (- ) Zn │ Zn (1M) ││ H (1M) │ H2 (1 atm) │ Pt (+) 22. Sơ đồ của pin điện tạo bởi điện cực đồng và điện cực hiđro tiêu chuẩn có dạng: + 2+ A. (-) Pt│H2 (1 atm) │ H (1M) ││ Cu (1M) │ Cu (+) + 2+ B. (-) Pt, H2 (1atm) │ H (1atm) ││ Cu (1M) │ Cu (+) 2+ + C. (-) Cu │ Cu (1M) ││ H (1M) │ H2 (1 atm), Pt (+) 2+ + D. (- ) Cu │ Cu (1M) ││ H (1M) │ H2 (1 atm) │ Pt (+) 23. Vai trò của cầu muối hay mạng ngăn trong pin điện là A. cho phép ion dương và ion âm di chuyển qua lại 2 ngăn. B. cho phép 2 dung dịch pha trộn với nhau. C. cho phép đồng kim loại di chuyển đến pin khác và ngược lại. D. cho phép dòng điện chuyển ngược chiều kim đồng hồ. Năm 2013 58
59. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương 24. Điền giá trị thế điện cực vào ô trống. Điện cực Thế điện cực (25oC) -3 o a. Fe│FeSO4.5.10 M, φ = -0,44 V -3 o b. Ag│AgNO3.10 M, φ = 0,80 V -2 o c. Cu │Cu(NO3)2.10 M, φ = 0,34 V o d. (Pt) H2 │ HCl.pH=7, φ = 0 V e. Fe2+.0,1 M│Fe3+.0,05 M, φo = 0,77 V o f. (Pt) H2 │ HCl.pH=14, φ = 0 V -2 o g. Zn│ZnSO4.5.10 M, φ = -0,76 V -3 o h. Sn│SnCl2.10 M, φ = -0,14 V 25. Thế khử chuẩn của Sn4+/Sn2+ là 0,15V. Nếu ở 25 oC nồng độ của Sn4+ là 0,10M, của Sn2+ là 0,40M thì thế của điện cực này là A. 0,17 V B. 0,13 V C. 0,11 V D. -0,17 V 26. Cho biết thế khử chuẩn của các cặp Al 3+/Al , Cu2+/Cu tương ứng là -1,66V; +0,34V. Suất điện động chuẩn của pin Al-Cu là A. 1,32 V B. 2,0 V C. -2,0 V D. -1,32 V 27. Cho thế khử chuẩn của các cặp Sn 2+/Sn và Pb2+/Pb lần lượt bằng -0,14 và -0,126V. a. Sức điện động của pin Sn-Pb tiêu chuẩn là A. -0,266 V B. -0,014 V C. 0,014 V D. +0,266 V b. Sức điện động của pin (ở 25 oC) khi nồng độ Sn 2+ và Pb2+ là 1 và 10-5 M bằng A. 0,1335 V B. 0,014 V C. -0,1335 V D. +0,1656 V 28. Cho sơ đồ pin (-) Zn│Zn(NO3)2.0,1M││ AgNO3.0,1M│ Ag (+) Thế khử chuẩn của Zn2+/Zn và Ag+/Ag bằng -0,76 và 0,80 V. E pin bằng A. 1,56 V B. -1,56 V C. 1,53 V D. 1,59 V 29. Cho một pin gồm điện cực hidro (pH=4) và điện cực Zn (nồng độ Zn2+ bằng 0,05 M). Cho thế khử chuẩn của Zn 2+/Zn là -0,76 V. Sức điện động của pin bằng A. 0,76 V B. -0,56 V C. 0,56 V D. -0,76 V 30. . Cho một pin gồm điện cực hidro tiêu chuẩn và điện cực hidro có pH=5. Sức điện động của pin là A. 0,295 V B. -0,295 V C. 0,323 V D. -0,323 V Năm 2013 59
60. Trường Cao đẳng Hàng hải 1 Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và bài tập hoá đại cương 31. Cho một pin gồm điện cực Zn (nồng độ Zn 2+ bằng 0,01 M) và điện cực Cu (nồng độ Cu2+ bằng 0,1 M). Thế khử chuẩn của Cu2+/Cu và Zn2+/Zn lần lượt bằng +0,34 và -0,76 V. Sức điện động của pin là A. 1,13 V B. -1,13 V C. 1,07 V D. -1,07 V 32. Cho một pin gồm hai điện cực có nồng độ các ion như sau: Cốc 1: [Fe2+ ] = 0,1M ; [Fe3+ ]= 0,2 M Cốc 2: [Fe2+ ] = 0,2M ; [Fe3+ ] = 0,1M Sức điện động của pin đo được ở 25oC bằng A. 0,0355 V B. -0,0355 V C. 0,0177 V D. -0,0177 V 33. Cho một pin gồm hai điện cực là Zn và Cu tiêu chuẩn. Phản ứng xảy ra trong pin là A. Zn2+ + Cu2+→ Cu + Zn B. Cu + Zn → Zn2+ + Cu2+ C. Zn + Cu2+ → Cu + Zn2+ D. Zn2+ + Cu → Zn + Cu2+ 34. Cho một pin gồm hai điện cực là hidro và kẽm tiêu chuẩn. Phản ứng xảy ra trong pin là 2+ + + 2+ A. Zn + H2 → Zn + 2H B. Zn + 2H → Zn + H2 2+ + + 2+ C. Zn + 2H → Zn + H2 D. Zn + H2 → 2H + Zn 35. Một pin điện gồm một điện cực là một sợi dây bạc nhúng trong dung dịch 3+ AgNO3.0,1 M và điện cực kia là dây Pt nhúng trong dung dịch chứa Fe .1 M và Fe2+.1 M. Biết thế khử chuẩn của Ag+/Ag và Fe3+/ Fe2+ lần lượt là 0,8 và 0,77 V. Phản ứng Ag+ + Fe2+ Ag + Fe3+ tự diễn biến theo chiều nào? A. Chiều thuận. B. Chiều nghịch. C. Phản ứng đạt cân bằng. D. Phản ứng không xảy ra. 36. Một pin Zn-Ag có nồng độ các ion Zn 2+ và Ag+ đều bằng 0,1 M. Cho thế khử chuẩn của Zn2+/Zn là -0,76 và của Ag+/Ag là 0,80 V. Hằng số cân bằng của phản ứng oxi hoá khử xảy ra trong pin ở 25oC là A. 2,0.10-2 B. 49,53 C. 7,32.1051 D. 1051 37. Điện thế tối thiểu của dòng điện một chiều bên ngoài cần đặt vào hai điện cực để quá trình điện phân xảy ra được gọi là A. thế phân cực. B. thế phân huỷ. C. quá thế. D. sức điện động. 38. Qui ước điện cực xảy ra quá trình oxi hoá là anôt, điện cực xảy ra quá trình khử là catôt là A. của pin điện C. của cả pin điện và bình điện phân B. của bình điện phân D. không phải của pin điện và điện phân. Năm 2013 60