Đề thi thẩm định KT số 2 [PDF]

Zitiervorschau

BÀI THẨM ĐỊNH KIẾN THỨC SỐ 2 Câu 1 Trong tương lai, loài người rất có thể sẽ tiêu thụ mọi tài nguyên cần thiết cho sự sống trên trái đất và sẽ phải chuyển đến một hành tinh giống trái đất. Giả sử rằng bạn đã bắt đầu sống trên một hành tinh mới nơi điều kiện áp suất tiêu chuẩn là 2 bar, nồng độ tiêu chuẩn là 1 mol dm-3 và tất cả các loại khí đều hoạt động như một khí lý tưởng. Trên hành tinh này, bạn được yêu cầu xác định các điều kiện cân bằng cho phản ứng dưới đây: 𝑋𝑌4 (𝑔) ⇌ 𝑋(𝑠) + 2𝑌2 (𝑔) ∆𝑟 𝑆° = 80 𝐽𝐾 −1 𝑚𝑜𝑙 −1 at 298 𝐾 1. Tính biến thiên entanpi chuẩn của phản ứng ở 298 K bằng cách sử dụng các thông tin sau: 𝑋4 𝑌8 (𝑠) → 4𝑋(𝑠) + 4𝑌2 (𝑔)

∆𝑟 𝐻1° = 123.34 𝑘𝐽 𝑚𝑜𝑙 −1

𝑌2 (𝑔) + 𝑋4 𝑌6 (𝑙) → 𝑋4 𝑌8 (𝑠)

∆𝑟 𝐻2° = −48.48 𝑘𝐽 𝑚𝑜𝑙 −1

𝑋4 𝑌6 (𝑙) → 2𝑋2 𝑌3 (𝑔) 𝑋2 𝑌3 (𝑔) + 1⁄2 𝑌2 (𝑔) → 𝑋(𝑠) + 𝑋𝑌4 (𝑔)

∆𝑟 𝐻3° = 32.84 𝑘𝐽 𝑚𝑜𝑙 −1 ∆𝑟 𝐻4° = −53.84 𝑘𝐽 𝑚𝑜𝑙 −1

2. Tính ΔrG ° của phản ứng ở 298 K. 3. Tính K ° của phản ứng ở 298 K. 4. Giả sử rằng ΔrH ° của phản ứng không phụ thuộc vào nhiệt độ. Tìm K của phản ứng ở 50oC. 5. Tính mức độ phân ly phần trăm của XY4 ở 298 K trong đó áp suất tổng là 0,2 bar. 6. Để tăng số lượng sản phẩm, áp dụng nguyên lý chuyển dịch cân bằng Lơsatơlie hãy chọn phương án để làm tăng sản phẩm bằng cách tích dấu gạch chéo vào ô dưới (nếu bạn chọn cả hai, hãy đặt dấu chéo bên cạnh cả hai sản phẩm): ☐ Tăng Áp suất ☐ Giảm Áp suất ☐ Tăng Nhiệt độ của bình phản ứng ☐ Giảm Nhiệt độ của bình phản ứng Hơn nữa, trong tương lai này, Trái đất sẽ có khí hậu rất bất ổn. Nhiệt độ bề mặt có thể tăng hoặc giảm đột ngột. Giả sử rằng bạn du hành xuyên thời gian đến kỷ nguyên mà khí hậu Trái đất cực kỳ không ổn định. Nhiệm vụ của bạn trong thời đại này là quan sát nhiệt động lực học của sự chuyển pha của nước, chất quý giá nhất nơi khởi nguồn của mọi sự sống. Giả sử rằng nhiệt độ đột ngột giảm xuống −20 ° C. Một mol nước trở thành nước lỏng siêu lạnh ở -20 ° C và áp suất 1 bar và sau đó biến thành nước đá ở cùng nhiệt độ (lưu ý rằng nhiệt độ của môi trường xung quanh không đổi ở -20 ° C) được biểu diễn bằng quá trình sau: H2O (l)(-200C) → H2O (l)(00C) → H2O (r)(00C) → H2O (r)(-200C) Bằng cách sử dụng dữ liệu sau cho nước: 𝐶𝑝,𝑚 (𝐻2 𝑂(𝑠)) = 37.7𝐽 𝑚𝑜𝑙 −1 𝐾 −1 𝐶𝑝,𝑚 (𝐻2 𝑂(𝑙)) = 75.3 𝐽 𝑚𝑜𝑙 −1 𝐾 −1 Trong quá trình chuyển đổi nước lỏng siêu lạnh thành nước đá ở -20 ° C: 7. Tính tổng thay đổi entropi trong hệ.

8. Tính tổng sự thay đổi entropi của môi trường xung quanh. 9. Tính tổng thay đổi entropi trong vũ trụ. 𝑇

∆S = 𝐶𝑝 𝑙𝑛 𝑇 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙

𝑖𝑛𝑖𝑡𝑖𝑎𝑙

và

∆S = −

𝑞𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑖𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑇

.

Câu 2. 1. Hãy viết phương trình biểu diễn các biến đổi hạt nhân: 98Mo tác dụng với nơtron và hạt nhân vừa được tạo thành lại tiếp tục phân rã  tạo ra 99Tc. 2. Một mẫu 137Ce (t1/2 = 30,17 năm) có độ phóng xạ ban đầu 15,0 Ci. Hãy tính thời gian để hoạt độ phóng xạ của mẫu này còn lại 1,50 Ci. Khi bắn phá hạt nhân 235U bằng một nơtron, người ta thu được các hạt nhân 138 Ba, 86Kr và 12 hạt nơtron mới. 3. Hãy viết phương trình của các phản ứng hạt nhân đã xảy ra. 4 . Tính năng lượng thu được (ra kJ), khi 2,00 gam 235U bị phân hạch hoàn toàn. Cho: Khối lượng nơtron (n) = 1,0087 u. Nguyên tử khối của 235U, 137Ba và 86Kr lần lượt là 235,04 u; 137,91 u; 85,91 u và vận tốc ánh sáng c = 3.108 m/s.

Câu 3. Cho 2 mol O2 ở 273K chiếm thể tích 11,2L. Khí được coi là lí tưởng với nhiệt dung Cv = 21,1 J.mol-1.K-1, không phụ thuộc vào nhiệt độ. 1. Tính áp suất khí? 2. Cho biết ý nghĩa của Cp, Cv. Tại sao lại có sự khác nhau giữa Cp và Cv? Tính Cp? Mẫu khí trên bị đốt nóng thuận nghịch đến 373K ở thể tích không đổi. 3. Tính công W, độ tăng nội năng ∆U, nhiệt thêm vào Q, áp suất cuối Ps và độ tăng entanpy ∆H của hệ? Một mẫu khí (2 mol ở 373K trong 11,2L) giãn nở ở điều kiện đẳng nhiệt chống lại một pittong có áp suất 2 atm 4. Tính công thực hiện do sự giãn nở. 5. Tính ∆U và ∆H của khí? Nhiệt hấp thụ bởi khí? Sự phụ thuộc của nhiệt độ sôi CH4 vào áp suất được mô tả bằng phương trình kinh nghiệm: 443 log(p/bar) = 3,99 Ts / K  0, 49 6. Xác định nhiệt độ sôi của CH4 ở áp suất 3 bar Ở nhiệt độ sôi 112K, áp suất khí quyển quá trình CH4(K) → CH4(L) ∆U = 7,25kJ/mol. Một vật được làm lạnh bằng sự hóa hơi của CH4 lỏng. 7. Tính thể tích CH4(k) ở 1 atm hình thành để chuyển 32,5 kJ cho vật. (Coi V (CH4 lỏng)