KỸ THUẬT GIẢI BÀI TẬP PH – Ka – Kb
Bài tập về PH:
Công thức PH :
Chú ý : Xác định môi trường là gì ? axit hay bazo?
Tính toán số mol hoặc dư sau đó suy ra nồng độ tương ứng.
Bài tập về hằng số Ka:
(a) Nếu dung dịch chỉ có 1 axit yếu :
(b) Nếu dung dịch có nhiều chất thì phải cộng tổng các nồng độ .
Bài tập về hằng số Kb:
(a) Nếu dung dịch chỉ có 1 axit yếu :
(b) Nếu dung dịch có nhiều chất thì phải cộng tổng các nồng độ .
BÀI TẬP ÁP DỤNG
Câu 1: Trộn 250 ml dd hỗn hợp gồm HCl 0,08 M và H2SO4 0,01 M với 250 ml dd Ba(OH)2 a M thu được 500 ml dd X có pH= 12. Giá trị của a là:
0,06M
0,08M
0,04M
0,12M
PH = 12 suy ra OH dư.Ta có
Câu 2: Trộn các dd HCl 0,75M,HNO3 0,15M;H2SO4 0,3M với các thể tích bằng nhau thì thu được dd X. Trộn 300ml dd X với 200ml dd Ba(OH)2 0,25M thì thu được m gam kết tủa và dd Y có pH=x. Giá trị của x và m lần lượt là?
A. 2 và 1,165 B.1 và 6,99 C.2 và 2,23 D. 1 và 2,23
Chú ý : Trộn với các thể tích bằng nhau
→ Chọn B
Câu 3: Z là dd H2SO4 1M. Để thu được dd X có pH=1 cần phải thêm vào 1 lit dd Z thể tích dd NaOH 1,8M là
A. 1 lit. B. 1,5 lit. C. 3 lit. D. 0,5 lit.
Câu 4: Z là dd H2SO4 1M. Để thu được dd Y có pH=13 cần phải thêm vào 1 lit dd Z thể tích dd NaOH 1,8M là
A. 1,0 lit. B. 1,235 lit. C. 2,47 lit. D. 0,618 lit.
Câu 5: A là dd H2SO4 0,5M; B là dd NaOH 0,6M. Trộn V1 lit A với V2 lit B thu được (V1+V2) lit dd có pH=1. Tỉ lệ V1:V2 bằng
A. 1:1. B. 5:11. C. 7:9. D. 9:11.
Câu 6: Trộn 3 dd H2SO4 0,1M; HNO3 0,2M; HCl 0,3M với những thể tích bằng nhau thu được dd X. Lấy 300 ml dd X cho phản ứng với V lit dd Y gồm NaOH 0,2M và KOH 0,29M thu được dd có pH = 2. Giá trị V là
A. 0,424 lit. B. 0,134 lit. C. 0,414 lit. D. 0,214 lit.
Chú ý : Mỗi dung dịch axit có thể tích 100 ml
Câu 7: Cho m gam Na vào nước dư thu được 1,5 lit dd có pH=12. Giá trị của m là
A. 0,23 gam. B. 0,46 gam. C. 0,115 gam. D. 0,345 gam.
Câu 8: Trộn 1000 ml dung dịch X chứa NaOH 0,86M và Ba(OH)2 0,5M với V lít dung Y chứa HCl 1M và H2SO4 2M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Z có pH = 1 và m gam kết tủa. Giá trị của m là
A. 186,4. B. 233,0. C. 349,5. D. 116,5.
→Chọn D
Câu 9: Trộn 100 ml dung dịch gồm Ba(OH)2 0,1M và NaOH 0,1M với 400 ml dung dịch gồm H2SO4 0,0375M và HCl 0,0125M thu được dung dịch X.Giá trị pH của dung dịch X là:
A. 2 B. 7 C. 1 D. 6
Ta có :
→Chọn A
Câu 10: Trộn 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm H2SO4 0,05M và HCl 0,1M với 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 0,2M và Ba(OH)2 0,1M thu được dung dịch X. Dung dịch X có PH là :
A. 12,8 B. 1,0 C. 13.0 D. 1,2
Ta có ngay :
Câu 11. Trộn 100 ml dung dịch gồm Ba(OH)2 0,1M và NaOH 0,1M với 400 ml dung dịch gồm : H2SO4 0,0375M và HCl 0,0125M thu được dung dịch X Giá trị pH của dung dịch X là
A. 2 B. 1 C. 6 D. 7.
→Chọn A
Câu 12: Trộn 150 ml dung dịch hỗn hợp gồm H2SO4 0,05M và HNO3 0,1M với 150 ml dung dịch hỗn hợp gồm KOH 0,2M và Ba(OH)2 0,1M, thu được 300 ml dung dịch X. Dung dịch X có pH là
A. 1,2. B. 12,8. C. 13,0. D. 1,0.
Ta có :
→Chọn C
BÀI TẬP : PH – Ka – Kb – Kc
Bài 1. A là dung dịch CH3COOH có pH =3, B là dung dịch HCOOH có pH =3
(a)Tính nồng độ ban đầu của CH3COOH và HCOOH trong dung dịch A và B.
(b)Thêm 15 ml dung dịch KOH có pH =11 vào 25 ml dung dịch A. Tính pH của dung dịch thu được.
(c)Trộn lần 10 ml dung dịch A với 10 ml dung dịch B. Tính pH của dung dịch thu được.
Biết pKa của CH3COOH và HCOOH lần lượt là 4,76 và 3,75
Hướng dẫn giải
a) Gọi CA là nồng độ M của dung dịch CH3COOH
C CA 0 0
ΔC x x x
[ ] CA – x x x
Với pH = 3,0 Þ x = 10-3M
Dung dịch HCOOH có pH = 3,0 ứng với nồng độ axit fomic
b) Dung dịch KOH có pH = 11,0 Þ [OH-] = [KOH] =
Sau khi trộn:
Phản ứng 3,66.10-2 3,75.10-4 0 0
Sau phản ứng (3,66.10-2 – 3,75.10-4 )0 3,75.10-4 3,75.10-4
Dung dịch thu được là dung dịch đệm
pH = 6,745
c) Sau khi trộn lẫn:
Tính gần đúng:
[H+] ≈ 1,047.10-3
pH = -lg (1,047.10-3), pH » 2,98
Bài 2. Ở 1020K, hai cân bằng sau cùng tồn tại trong một bình kín:
a) Tính áp suất riêng phần các khí lúc cân bằng;
b) Cho 1,00 mol Fe; 1,00 mol cacbon graphit; 1,20 molvào bình chân không dung tích 20,0 lít ở 1020K. Tính số mol các chất lúc cân bằng.
a) suy ra:
nên: ; .
b)
Lúc cân bằng:
Lúc cân bằng:
Lưu ý rằng thành phần cân bằng của hai khí CO2 và CO ở hai cân bằng phải bằng nhau.
Tổng số mol khí lúc cân bằng là: 1,2 + x, áp suất tổng của hệ lúc cân bằng là: 3,2 + 2,56 = 5,76 atm. Ta có: suy ra:nkhí = p.v/RT= 3,38 ® x = 0,18 mol.
Và ; .
Mà nCO = 2x + y = 0,18.2 + y = 0,77 nên y = 0,41 mol.
Vậy nC = 1 – x = 1- 0,18 = 0,82 mol và nFe = 1 – y = 1- 0,41 = 0,59 mol.
Bài 3. Cho dung dịch CH3COOH 0,1M. Biết .
a) Tính nồng độ của các ion trong dung dịch và tính pH.
b) Tính độ điện li của axit trên.
Bài 4. Cho 200 ml dung dịch X chứa H2SO4 0,05M và HCl 0,1M tác dụng với 300 ml dung dịch Y chứa Ba(OH)2 a M và KOH 0,05M, thu được m gam kết tủa và 500 ml dung dịch Z có pH = 12. Tính giá trị của m và a.
, ; ; ; ;
H+ + OH- → H2O
0,04 0,6a + 0,015 mol
Dd sau phản ứng có pH = 12 → OH- dư có số mol = 0,5.10-2 = 0,005 mol
Ta có 0,6a + 0,015 – 0,04 = 0,005 → a = 0,05
Ba2+ + SO42- → BaSO4
0,015 0,01 0,01
Khối lượng kết tủa = 2,33 (gam)
Bài 6. Ion Fe3+(dd) là axit, phản ứng với nước theo cân bằng
a) Xác định pH của dung dịch FeCl3 .
b) Tính nồng độ mol/lít của dung dịch FeCl3 bắt đầu gây ra kết tủa Fe(OH)3 và tính pH của dung dịch lúc bắt đầu kết tủa. Cho , .
a) FeCl3 Fe3+ + 3Cl-
10-3 10-3
Fe 3+ + H2O Fe(OH)2+ + H+ Ka = 10-2,2
[ ] 10-3-x x x
Ka = x210-3-x = 10-2,2 → x = 8,78.10-4
→ PH = 3,06
b) Fe 3+ + H2O Fe(OH)2+ + H+ Ka = 10-2,2
[ ] C-x x x
Ka = x2C-x (1)
Fe3+ + 3OH- Fe(OH)3 T = 10-38
Ta có : 10-38 = Fe3+OH-3 (2)
Từ 1,2 → (C-x) = x2Ka thế vào
(2) x2Ka KH2O x3 = 10-38 → 110-32 . 1x = 104
→ x = 10-1,8 → pH = 1,8
(C-x) = x2Ka → C = 0,05566M
Bài 7. Biết Ka của CH3COOH bằng 1,75.10-5, hãy tính pH của các dung dịch sau
a) Dung dịch X gồm CH3COOH 1M và HCl 0,001M.
b) Dung dịch Y thu được khi trộn 25ml dung dịch CH3COOH có pH = 3,0 với 15ml dung dịch KOH có pH= 11,0.
Nồng độ H+ ban đầu của HCl là CH+ = 10-3 >> 10-7 Þ Bỏ qua cân bằng của H2O.
Û x2 + 1,0175.10-3x – 1,75.10-5 = 0
Kết quả: x1 = 3,7053.10-3 ; x2 = – 4,7228.10-3 (loại)
Þ [H+] = 10-3 + 3,7053.10-3 Þ pH = -lg[H+]
Kết quả: pH = 2,3274
Gọi CA là nồng độ M của dung dịch CH3COOH
C CA 0 0
[ ] CA – x x x
Với pH = 3,0 Þ x = 10-3M
Dung dịch KOH có pH = 11,0 → [OH-] = [KOH] =
Sau khi trộn:
Pư 3,656.10-2 3,75.10-4 0 0
Sau pư (3,656.10-2 – 3,75.10-4 )0 3,75.10-4
Dung dịch thu được là dung dịch đệm
CH3COOH CH3COO- + H+
= 3,21
Bài 8. Hằng số cân bằng ( KC) của phản ứng :
H2 (k) + I2(k) 2HI (k) ở 6000C bằng 64.
a) Nếu trộn H2 và I2 theo tỉ lệ mol 2:1 và đun nóng hỗn hợp tới 6000C thì có bao nhiêu phần trăm I2 tham gia phản ứng ?
b) Cần trộn H2 và I2 theo tỉ lệ như thế nào để có 99% I2 tham gia phản ứng (6000C).
a. H2(k) + I2 (k) 2HI (k)
2mol 1mol
x x 2x
2-x 1-x 2x
x1 = 2,25(loại) x2 = 0,95 (nhận)
→ 95% I2 tham gia phản ứng
b. n: nồng độ ban đầu của H2
H2(k) + I2(k) 2HI (k)
n 1
n-0,99 0,01 1,98
=> n
→ cần trộn H2 và I2 theo tỉ lệ 7:1
Bài 9. Cho cân bằng : HCOOH H+ + HCOO-
Hòa tan 9,2 gam HCOOH vào trong nước pha loãng thành 500 ml (dung dịch A).
a/ Tính độ điện li của axit HCOOH trong dung dịch A, biết pHA =2.
b/ Tính hằng số phân li của axit HCOOH.
c/ Cần pha thêm bao nhiêu ml dung dịch HCl có pH = 1 vào 100,00 ml dung dịch A để độ điện li giảm 20%
d/ Nếu thêm 0,4 gam NaOH vào 50 ml dung dịch A, sau đó cho quỳ tím vào thì màu quỳ tím biến đổi như thế nào? Tính pH của dung dịch sau phản ứng.
n HCOOH = 0,2 mol → [HCOOH] =0,4M
HCOOH HCOO- + H+
Bđ 0,4M
Điện li 0,4a 0,4a 0,4a
CB 0,4(1-a) 0,4a 0,4a
a/ Gọi a là độ điện li của HCOOH
pH = 2 → [H+] = 0,01 M
→ 0,4a= 0,01 → a = 0,025 =2,5%
b/ Ka(HCOOH) = [HCOO-].[H+]/[HCOOH]
= (0,4.a)2/(0,4(1-a)) = 10-3,59
c/ HCOOH HCOO- + H+
Bđ 0,4M
Điện li 0,4b 0,4b 0,4b+ x
CB 0,4(1-b) 0,4b 0,4b + x
Độ điện li giảm 20% à b= 80%a =0,02
Ka = 0,4b.(0,4b + x )/( 0,4(1-b) = 10-3,59
Thay b = 0,02 à x = 0,0046 M
Gọi V là thể tích của HCl cần thêm vào
→ pH =1 à [H+] = 0,1M
→ V.0,1 = (V+100).0,0046
V = 4,82 ml
d/ nNaOH = 0,01 mol; nHCOOH= 0,02 mol
HCOOH + NaOH à HCOONa + H2O
0,01 mol 0,01 mol 0,01 mol
HCOONa à HCOO- + Na+
0,01 mol 0,01 mol 0,01 mol
[HCOOH] = 0,01/0,05 = 0,2M
[HCOO-] = 0,2M
HCOOH HCOO- + H+
Bđ 0,2M
Điện li y 0,2+y y
CB 0,2-y 0,2+y y
Ka = (0,2+y)y/(0,2-y)= 10-3,59
→ y = 2,56.10-4M à pH = 3,59 < 6
Quỳ tím chuyển màu đỏ
Bài 10. Cho dung dịch A chứa NaOH 0,05M và Ba(OH)2 0,02M.
a/ Trộn 100 ml dung dịch A với 400 ml dung dịch H2SO4 (pH=2) thu được dung dịch B.
Tính pH của B.
b/ Sục V lít khí CO2 vào 4 lít dd A chứa NaOH 0,05M và Ba(OH)2 0,02M ta thu được 5,91 gam kết tủa.
Hãy tính V?
a/ n(OH-) = 0,009 mol; nH+ = 0,004 mol
→ OH- dư, nOH-= 0,005 mol → [OH-] =0,01 M→ pH = 12
b/ nOH- = 0,36 mol; nBaCO3 = 0,03 mol
TH1: OH- dư
nCO2 = n BaCO3 = 0,03 mol → VCO2 =0,672 lít
TH2: tạo ra hai muối
CO2 + OH- → HCO3-
0,3mol 0,3 mol
CO2 + 2OH- → CO32- + H2O
0,03mol 0,06 mol 0,03 mol
V CO2= 0,33.22,4 = 7,392 lit
Bài 11. So sánh pH của các dung dịch sau đây: NH4HSO4 0,1M; NH4NO3 0,1M; (NH4)2SO4 0,05M; (NH4)2S 0,05M; (NH4)2CO3 0,05M. Cho biết: = 10-9,24 ; = 10-2 ; = 10-13 ; = 10-10,33.
Tất cả các dung dịch đều chứa chung gốc NH4+ với = 0,1 M
NH4+ NH3 + H+ = 10-9,24 (axit yếu)
→ Chỉ cần so sánh pH của các anion.
HSO4- H+ + SO42- = 10-2 ( axit tương đối mạnh)
NO3- trung tính
SO42- + H2O HSO4- + OH- Kb = 10-12 (bazơ rất yếu)
S2- + H2O HS- + OH- Kb = 10-1 (bazơ mạnh)
CO32- + H2O HCO3- + OH- Kb = 10-3,67 (bazơ)
Vậy pH của các dung dịch muối tăng theo thứ tự:
NH4HSO4 < NH4NO3 < (NH4)2SO4 < (NH4)2CO3 < (NH4)2S
Bài 12. Cho A là dung dịch CH3COOH 0,02M. Trộn 100 ml dung dịch A với 100 ml dung dịch NaHSO4 0,1M thu được dung dịch B. Tính pH của dung dịch B và độ điện li của CH3COOH trong dung dịch B. Cho = 10-2; = 10-4,75.
TPGH của dung dịch B: CH3COOH 0,01M; HSO4- 0,05M
HSO4- H+ + SO42- = 10-2 (1)
CH3COOH CH3COO- + H+ Ka’ = 10-4,75 (2)
H2O H+ + OH- Kw = 10-14 (3)
So sánh (1), (2), (3) ta thấy: >> Ka’. >> Kw
→ Cân bằng (1) chiếm ưu thế
HSO4- H+ + SO42- Ka = 10-2
[ ] 0,05 – x x x
= 10-2 → x = 0,018 →pH = 1,745
Xét cân bằng (2): CH3COOH CH3COO- + H+ Ka’ = 10-4,75
[ ] 0,01 –y y 0,018
→ y = 9,87.10-6 →= 9,87.10-2 %= 0,0987%
Bài 13. Nén 2 mol nitơ và 8 mol hiđro vào một bình kín có thể tích 2 lít (chỉ chứa sẵn chất xúc tác với thể tích không đáng kể) đã được giữ ở nhiệt độ không đổi. Khi phản ứng trong bình đạt cân bằng, áp suất khí trong bình bằng 0,8 áp suất lúc đầu (khi mới cho xong các khí vào bình, chưa xảy ra phản ứng). Tính hằng số cân bằng của phản ứng xảy ra trong bình.
Xét phản ứng: N2 + 3 H2 2 NH3
Số mol lúc đầu 2 8
Số mol phản ứng x 3x 2x
Số mol cân bằng 2-x 8 -3x 2x
Tổng số mol khí lúc đầu: 2 + 8 = 10 mol
Tổng số mol khí lúc cân bằng: (2 – x) + (8- 3x) + 2x = 10- 2x mol
Vì thể tích bình và nhiệt độ không đổi nên áp suất trong bình tỉ lệ thuận với số mol khí:
→ x = 1 mol
Nồng độ các chất ở cân bằng:
[NH3] = 1 M; [N2] = 0,5 M; [H2] = 2,5 M
Hằng số cân bằng Kc = 0,128
Bài 14. Sắp xếp các dung dịch H2SO4, HCl, NaOH, Na2CO3 và Na2SO4 có cùng nồng độ 0,1M theo chiều tăng pH của dung dịch và giải thích ngắn gọn thứ tự đó?
Sắp xếp theo chiều pH tăng dần : H2SO4, HCl, Na2SO4, Na2CO3, NaOH
Giải thích:
+ H2SO4 → 2H+ + SO42- [H+] = 2.0,1 = 0,2M → pH = 1-lg2 = 0,7
+ HCl → H+ + Cl- [H+] = 0,1 M → pH = 1
+ Na2SO4 →2Na+ + SO42- do 2 ion này đều không có khả năng cho nhận proton nên dd có pH = 7
+ Na2CO3 → 2Na+ + CO32-
CO32- + H2O → HCO3- + OH- có [OH-] < 0,1 nên 7 <pH < 13
+ NaOH → Na+ + OH- có [OH-] = 0,1 M → [H+] = 10-13 → pH = 13
Bài 15. Tính pH của dung dịch H2SO4 0,025M và dụng dịch Ba(OH)2 0,02M, dung dịch chứa CH3COOH 0,1M ( biết Ka = 1,75.10-5)
H2SO4 → 2H+ + SO42- có [H+ ] = 2.[H2SO4] = 0,025.2 = 0,05 M
→ pH = 2-lg5 = 1,3
Ba(OH)2 → 2OH- + Ba2+ có [OH-] = 2.0,02 = 0,04M → [H+] =
→ pH = 13 – lg2,5 = 12,6
CH3COOH ↔ CH3COO- + H+ có Ka = 1,75.10-5 với x > 0
Ban đầu 0,1 0 0
Phân li x → x x
Cân bằng 0,1-x x x
Ta có Ka = = ( I )
Vì Ka « 0,1 nên coi 0,1 – x ≈ 0,1
Khi đó I sẽ trở thành ó x2 -1,75.10-6 = 0 → x =1,323.10-3
→ [H+] = 1,323.10-3 → pH = 3 – lg1,323 = 2,878
Bài 16. Tính pH của dung dịch thu được khi trộn lẫn 50,0 mL dung dịch NH4Cl 0,200 M với 75,0 mL dung dịch NaOH 0,100 M. Biết Kb (NH3) = 1,8.10-5.
;
NH4Cl + NaOH ® NaCl + NH3 + H2O
0,08 0,06
0,06 0,06 0,06
0,02 0 0,06
Xét cân bằng :
NH3 + H2O ⇄ NH4+ + OH-
0,06 0,02
x x x
0,06–x 0,02+x x
, gần đúng
→
BÀI TẬP VỀ PH
Câu 1: Hòa tan hết 7,33 gam hợp kim kim loại M (chỉ có hóa trị II) và oxit của nó vào nước, thu được 1 lít dung dịch X có pH = 13.
a. Xác định kim loại M.
b. Tính thể tích dung dịch chứa HCl và H2SO4 có pH = 0 cần thêm vào 1 lít dung dịch X để thu được dung dịch mới có pH = 1,699.
a) Gọi x, y lần lượt là số mol của M và MO ta có: Mx + y(M+16) = 7,33. (1)
M + 2H2O → M(OH)2 + H2
x x
MO + H2O → M(OH)2.
y y
→ số mol OH- = 2x + 2y = 1.0,1 (II)
+ Từ (I, II) ta có: 16y = 7,33 – 0,05M ð M = 146,6 – 320y (*)
+ Từ (II) suy ra: 0,05 > y > 0 thay vào (*) ta có:146,6 > M > 130,6 ð M là Ba.
b/ Số mol của OH- = 0,1.0,1 = 0,01 mol; Gọi V là thể tích cần tìm ð số mol
H+ = 1.V mol. Vì pH của dd sau pư = 1,699 < 7 nên axit dư
H+ + OH- → H2O
bđ: V 0,01
pư: 0,01 0,01
còn: V-0,01 0
→ =10-1,699 → V = 0,0122 lít
Câu 2. Tính pH của dung dịch thu được khi trộn lẫn các dung dịch sau:
a. 10ml dung dịch CH3COOH 0,10M với 10ml dung dịch HCl có pH = 4,00
b. 25ml dung dịch CH3COOH có pH = 3,00 với 15ml dung dịch KOH có pH= 11,00
c. 10ml dung dịch CH3COOH có pH = 3,00 với 10ml dung dịch axit fomic (HCOOH) có pH=3,00. Biết Ka của CH3COOH và HCOOH lần lượt là 10-4,76 và 10-3,75 (Khi tính lấy tới chữ số thứ 2 sau dấu phẩy ở kết quả cuối cùng).
a. Dung dịch HCl có pH = 4,0 → [H+] = [HCl] = 10-4M
Sau khi trộn:
HCl → H+ + Cl-
5.10-5M 5.10-5M
CH3COOH CH3COO- + H+
C 0,05M 0 5.10-5M
∆C x x x
[ ] 0,05-x x 5.10-5 + x
pH = -lg[H+] = -lg(5.10-5 + x) = 3,023=3,02
b. Gọi CA là nồng độ M của dung dịch CH3COOH
C CA 0 0
ΔC x x x
[ ] CA – x x x
Với pH = 3,0 Þ x = 10-3M
Dung dịch KOH có pH = 11,0 Þ [OH-] = [KOH] =
Sau khi trộn:
Phản ứng 3,66.10-2 3,75.10-4 0 0
Sau phản ứng (3,66.10-2 – 3,75.10-4 )0 3,75.10-4 3,75.10-4
Nên Ka= x(x+3,75.10-4)/(0,036225-x)=10-4,76 → x = 6,211.10-4 pH = 3,207=3,21
c. Tương tự với câu trên:
Dung dịch CH3COOH có pH = 3,0 ứng với
Dung dịch HCOOH có pH = 3,0 ứng với nồng độ axit fomic
Sau khi trộn lẫn:
Bảo toàn điện tích : [H+]=[CH3COO-]+[HCOO-]
Ta có: h= C1Ka1/(Ka1+h)+ C2Ka2/(Ka2+h)
→ h3+h2(Ka1+Ka2)+h(Ka1Ka2 –C1Ka1-C2Ka2 )-( C1Ka1Ka2 +C2 Ka1Ka2)=0
Ta có h= 9,997.10-4. Nên pH = 3,00
Câu 3. Khí N2O4 kém bền, bị phân ly một phần theo phương trình:
N2O4 (khí) 2NO2 (khí) (1)
Thực nghiệm cho biết các số liệu sau khi (1) đạt tới trạng thái cân bằng ở áp suất chung 1 atm:
Nhiệt độ (0oC)
35
45
(g)
72,450
66,800
( là khối lượng mol trung bình của hỗn hợp khí ở trạng thái cân bằng)
a. Tính độ phân ly a của N2O4 ở các nhiệt độ đã cho.
b. Tính hằng số cân bằng Kp của (1) ở mỗi nhiệt độ trên.
c. Cho biết (1) là phản ứng thu nhiệt hay tỏa nhiệt. Giải thích? (Khi tính lấy tới chữ số thứ 3 sau dấu phẩy).
a) Đặt a là số mol N2O4 có ban đầu,
a là độ phân li của N2O4 ở toC
xét cân bằng: N2O4 2NO2
Số mol ban đầu a 0
Số mol chuyển hóa aa 2aa
Số mol lúc cân bằng a(1 – a) 2aa
Tổng số mol khí tại thời điểm cân bằng là a(1 + a)
Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp khí:
– ở 35oC thì = 72,45 ® = 72,45 ®a = 0,270 hay 27%
– ở 45oC thì = 66,8 a = 0,377 hay 37,7%
b) Ta có Kc =
V là thể tích (lít) bình chứa khí
Và PV = nS. RT ® RT =
Thay RT, Kc vào biểu thức KP = Kc. ở đây
Dn = 1 ® KP =
ở 35oC thì a = 0,27 ® KP = 0,315
ở 45oC thì a = 0,377 ® = 0,663
c) Vì khi tăng nhiệt độ từ 35oC ® 45oC thì độ điện li a của N2O4 tăng (hay KP tăng) ® Chứng tỏ khi nhiệt độ tăng thì cân bằng chuyển sang chiều thuận (phản ứng tạo NO2) do đó theo nguyên lí cân bằng Lơ Satơliê (Le Chatelier) thì phản ứng thuận thu nhiệt.
Câu 4. Hãy tính pH của dung dịch A gồm KCN 0,120M; NH3 0,150M và KOH 0,005M. Cho biết pKa của HCN là 9,35; của là 9,24.
CN- + H2O HCN + OH- Kb1 = 10- 4,65 (1)
NH3 + H2O + OH- Kb2 = 10- 4,76 (2)
H2O H+ + OH- KW = 10-14 (3)
So sánh (1)(3), tính pH theo ĐKP áp dụng cho (1) và (2):
[OH-] = CKOH + [HCN] + []
Đặt [OH-] = x x = 5.10-3 + +
x2 – 5.10-3x – (Kb1[CN-] + Kb2[NH3]) = 0
Chấp nhận: [CN-] = CCN- = 0,12M ; [NH3] = = 0,15M.
Ta có: x2 – 5.10-3x – 5,29.10-6 = 0 x = [OH-] = 5,9.10-3M = 10-2,23M
[H+] = 10-11,77M
Kiểm tra: [CN-] = 0,120,12 M; [NH3] = 0,150,15 M
Vậy cách giải gần đúng trên có thể chấp nhận được pH = 11,77.
Câu 5. N2O4 phân li 20,0 % thành NO2 ở 27oC và 1,00 atm. Hãy xác định :
(a) giá trị Kp;
(b) độ phân li của N2O4 tại 27oC và 0,10 atm;
(c) độ phân li của 69g N2O4 trong bình 20 L ở 27oC.
Xét phản ứng phân li:
N2O4 D 2NO2
n 0
na 2na
n-na 2na
Phần mol: ,
a)
b)
c)
Þ
Câu 6. Tính pH của dung dịch thu được khi thổi hết 224 mL khí CO2 vào 200 mL dung dịch NaOH 0,05M, biết axit cacbonic có , .
Vì số mol CO2 và NaOH bằng nhau nên hệ chỉ chứa NaHCO3. Có thể tính pH của hệ lưỡng tính này bằng công thức:
Câu 7. Tính pH của dung dịch thu được khi trộn lẫn 50,0 mL dung dịch NH4Cl 0,200 M với 75,0 mL dung dịch NaOH 0,100 M. Biết Kb (NH3) = 1,8.10-5.
;
NH4Cl + NaOH ® NaCl + NH3 + H2O
0,08 0,06
0,06 0,06 0,06
0,02 0 0,06
Xét cân bằng :
NH3 + H2O ⇄ NH4+ + OH-
0,06 0,02
x x x
0,06–x 0,02+x x
, gần đúng
→
Câu 8. Xét phản ứng tổng hợp amoniac : N2 (k) + 3H2 (k) ⇄ 2NH3 (k)
Ở 450oC hằng số cân bằng của phản ứng này là KP = 1,5.10-5. Tính hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3 nếu ban đầu trộn N2 và H2 theo tỉ lệ 1:3 về thể tích và áp suất hệ bằng 500 atm.
Gọi x và h lần lượt là số mol ban đầu của N2 và hiệu suất phản ứng.
N2 (k) + 3H2 (k) ⇄ 2NH3 (k)
no x 3x 0
n hx 3hx 2hx
x(1-h) 3x(1-h) 2hx Þ Sn = x(4-2h)
với
, Vậy hiệu suất phản ứng bằng 46,7%
Câu 9. Trộn lẫn 7 mL dung dịch NH3 1M và 3 mL dung dịch HCl 1M thu được dung dịch A. Thêm 0,001 mol NaOH vào dung dịch A thu được dung dịch B.
a) Xác định pH của các dung dịch A và B, biết .
b) So với dung dịch A, giá trị pH của dung dịch B đã có sự thay đổi lớn hay nhỏ ? Nguyên nhân của sự biến đổi lớn hay nhỏ đó là gì ?
(a) Xét phản ứng của dung dịch NH3 và dung dịch HCl :
NH3 + H+ ” NH4+
Co 0,7M 0,3M
C 0,3M 0,3M
[C] 0,4M 0 0,3M
Vậy dung dịch A gồm các cấu tử chính là NH3 0,4M, NH4+ 0,3M và Cl-.
NH3 + H2O ⇄ NH4+ + OH- Kb
Co 0,4M 0,3M
C xM xM xM
[C] (0,4-x)M (0,3+x)M xM
Khi thêm 0,001 mol NaOH vào dung dịch A có phản ứng :
NH4+ + OH- ” NH3 + H2O
Co 0,3M 0,1M 0,4M
C 0,1M 0,1M 0,1M
[C] 0,2M 0 0,5M
Vậy dung dịch B gồm các cấu tử chính là NH3 0,5M, NH4+ 0,2M và Cl-.
NH3 + H2O ⇄ NH4+ + OH- Kb
Co 0,5M 0,2M
C xM xM xM
[C] (0,5-x)M (0,2+x)M xM
(b) Sự khác biệt giá trị pH của dung dịch B so với dung dịch A là không lớn, do trong dịch A tồn tại một cần bằng axit – bazơ, cân bằng này có khả năng làm giảm (chống lại) tác động thay đổi nồng độ axit (H+) hoặc bazơ (OH-).
Câu 10. Tính pH và nồng độ mol của Cr, Cr2 trong dung dịch K2Cr2O7 0,01M và CH3COOH 0,1M. Cho: = 1,8.10-5
HCr + H2O Cr + H3O+ pK2 = 6,5
2HCr Cr2 + H2O pK1 = -1,36
Ta có các cân bằng:
CH3COOH + H2O CH3COO- + H3O+ Ka = 1,8.10-5 (1)
Cr2 + H2O 2HCr K1 = 10-1,36 (2)
HCr + H2O H3O+ + Cr K2 = 10-6,5 (3)
Vì K1 >> Ka, K2 Þ cân bằng (2) chiếm ưu thế. Tính nồng độ Cr2 và HCr dựa vào cân bằng (2).
Cr2 + H2O 2HCr K1 = 10-1,36
BĐ
Nguồn: https://quatangtiny.com
Danh mục: Blog
