Tiến hành điện phân (với điện cực trơ, hiệu suất 100% dòng điện có cường độ không đổi) dung dịch X gồm 0,3 mol CuSO4 và 0,225 mol HCl, sau một thời gian điện phân thu được dung dịch Y có khối lượnggiảm 21,1875 gam so với khối lượng dung dịch X. Cho 22,5 gam bột Fe vào Y đến khi kết thúc các phản ứng thu được m gam kim loại. Biết các khi sinh ra hòa tan không đáng kể trong nước. Giá trị của m là

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

CuSO₄                + 2HCl          → Cu            + Cl₂          + H₂SO₄
0,1125 -------------0,225 --------0,1125---- 0,1125-------- 0,1125 (mol)
CuSO₄ + H₂O → Cu + 1/2O₂ + H₂SO₄
x------------------ x ------0,5x----- x
64x + 16x = 21,1875 – 15,1875 = 6
=>  x = 0,075
DdY: H₂SO₄ : 0,1875 mol; CuSO₄ : 0,1125 mol
Fe        +      CuSO₄         → FeSO₄ + Cu
0,1125 -------0,1125----------------- 0,1125
Fe + H2SO₄  → FeSO₄ + H₂
0,1875 ----------0,1875
Khối lượng m= 22,5-56(0,1125+0,1875) + 0,1125.64 = 12,9 gam

Phản ứng hóa học tổng hợp amoniac là: N2 + 3H2 ⇋ 2NH3 với ΔH= -92KJ Hãy giải thích tại sao người ta thực hiện phản ứng tổng hợp amoniac ở khoảng 400oC đến 500oC, dưới áp suất cao (100 - 150atm, thực tế càng cao càng tốt) và dùng sắt hoạt hóa xúc tác.

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Phản ứng hóa học tổng hợp amoniac là:

N₂ + 3H₂ ⇋ 2NH₃ với ΔH= -92KJ

Đặc điểm của phản ứng tổng hợp NH₃ là sau phản ứng có sự giảm số mol so với ban đầu, phản ứng tỏa nhiệt. Khi tăng áp suất, cân bằng chuyển sang chiều thuận, nên phản ứng thực hiện ở áp suất càng cao càng tốt. Do phản ứng tỏa nhiệt cho nên về nguyên tắc cân bằng sẽ chuyển sang chiều thuận khi giảm nhiệt độ, tuy nhiên khi nhiệt độ thấp thì tốc độ phản ứng lại chậm nên hiệu quả kinh tế thấp. Do đó, người ta dung hòa hai xu hướng trên ở nhiệt độ 400 – 450^oC. Chất xúc tác nhằm mục đích tăng tốc độ của phản ứng.

Nêu quy tắc hóa trị với hợp chất hai nguyên tố. Lấy công thức hóa học của hai hợp chất trong câu 2 làm thí dụ.

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Quy tắc hóa trị với hợp chất hai nguyên tố: Trong công thức hóa học, tích của chỉ số và hóa trị của nguyên tố này bằng tích của chỉ số và hóa trị của nguyên tố kia.

VD theo bài 2 ta có :

FeO : Fe hóa trị II, oxi cũng hóa trị II ⇒ II.1 = 1.II

SiO₂ : Si hóa trị IV, oxi hóa trị II ⇒ IV .1 = II. 2

Nồng độ, áp suất, nhiệt độ, kích thước hạt, chất xúc tác ảnh hưởng như thế nào đến tốc độ phản ứng?

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng:

a) Phản ứng của nồng độ

Khi nồng độ chất phản ứng tăng, tốc độ phản ứng tăng

Giải thích:

- Điều kiện để các chất phản ứng được với nhau là chúng phải va chạm vào nhau, tần số va chạm càng lớn thì tốc độ phản ứng càng lớn.

- Khi nồng độ các chất phản ứng tăng, tần số va chạm tăng nên tốc độ phản ứng tăng. Tuy nhiên không phải mọi va chạm đều gây ra phản ứng, chỉ có những va chạm có hiệu quả mới xảy ra phản ứng. Tỉ số giữa số va chạm có hiệu quả và số va chạm chung phụ thuộc vào bản chất của các chất phản ứng, nên các phản ứng, nên các phản ứng khác nhau có tốc độ phản ứng không giống nhau.

b) Ảnh hưởng của áp suất

Đối với phản ứng có chất khí tham gia, khi áp suất tăng, tốc độ phản ứng tăng

Giải thích: Khi áp suất tăng, nồng độ chất khí tăng theo, tần số va chạm tăng nên tốc độ phản ứng tăng.

c) Ảnh hưởng của nhiệt độ

Khi nhiệt độ tăng, tốc độ phản ứng tăng.

Giải thích: Khi nhiệt độ tăng dẫn đến hai hệ quả sau:

- Tốc độ chuyển động của các phân tử tăng, dẫn đến tần số va chạm giữa các chất phản ứng tăng.

- Tần số va chạm có hiệu quả các chất phản ứng tăng nhanh. Đây là yếu tố chính làm cho tốc độ phản ứng tăng nhanh khi tăng nhiệt độ.

d) Ảnh hưởng của diện tích bề mặt

Đối với phản ứng có chất rắn tham gia, khi diện tích bề mặt tăng, tốc độ phản ứng tăng.

Giải thích: Chất rắn với kịch thước hạt nhỏ có tổng diện tích bề mặt tiếp xúc với chất phản ứng lớn hơn so với chất rắn có kịch thước hạt lớn hơn cùng khối lượng, nên có tốc độ phản ứng lớn hơn.

e) Ảnh hưởng của chất xúc tác

Chất xúc tác là chất làm tăng tốc độ phản ứng, nhưng không bị tiêu hao trong phản ứng.

Giải thích: Người ta cho rằng sự hấp thụ các phân tử chất phản ứng trên bề mặt chất xúc tác làm tăng hoạt tính của chúng. Chất xúc tác làm yếu liên kết giữa các nguyên tử của phân tử tham gia phản ứng làm biến đổi cơ chế phản ứng nên làm tăng tốc độ phản ứng.

Thủy phân hoàn toàn 62,5 gam dung dịch saccarozo 17,1% trong môi trường axit ta thu được dung dịch X. Cho AgNO3/NH3 vào dung dịch X và đun nhẹ thu được khối lượng bạc là bao nhiêu?

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

C₁₂H₂₂O₁₁ (Saccarozo) + H₂O -^{H+, to}→ C₆H₁₂O₆ (glucozo) + C₆H₁₂O₆ (Fructozo)

Cả glucozo và fructozo đều tráng bạc ⇒ n_Ag = 2(a+a) = 4a

n_Ag = 4n_saccarozo = 4.[(62,5.17,1%)/342] = 0,125(mol)

⇒ m_Ag = 0,125. 108 = 13,5g