Đề ôn tập Hóa học số 09: Nhiệt hóa học, tốc độ và cân bằng

Đề tự biên soạn. Với nhiệt lượng kế, bỏ qua nhiệt thất thoát nếu không nêu khác; lấy nhiệt dung riêng của nước c=4,2 J/(g·°C). Các bài cân bằng giả định hệ kín và nhiệt độ không đổi, trừ khi câu hỏi nêu thay đổi nhiệt độ.

Phần I. Trắc nghiệm nhiều lựa chọn

1. Câu 1. Phản ứng tỏa nhiệt có biến thiên enthalpy phản ứng ΔH: A. âm; B. dương; C. luôn bằng 0; D. không xác định dấu.
2. Câu 2. 100 g nước nhận nhiệt và tăng từ 20°C lên 25°C. Bỏ qua thất thoát, nhiệt lượng nước nhận là: A. 210 J; B. 4 200 J; C. 2 100 J; D. 21 000 J.
3. Câu 3. Trên giản đồ năng lượng, năng lượng hoạt hóa của phản ứng giảm từ 95 kJ/mol khi không có xúc tác xuống 60 kJ/mol khi có xúc tác. Mức giảm là: A. 95 kJ/mol; B. 60 kJ/mol; C. 25 kJ/mol; D. 35 kJ/mol.
4. Câu 4. Thêm chất xúc tác vào hệ đang cân bằng ở nhiệt độ không đổi thường: A. làm cân bằng chuyển hoàn toàn sang phải; B. giúp đạt cân bằng nhanh hơn nhưng không làm đổi vị trí cân bằng; C. làm tăng hằng số cân bằng; D. làm đổi ΔH.
5. Câu 5. Ở trạng thái cân bằng động của phản ứng thuận nghịch, trong điều kiện vĩ mô ổn định: A. nồng độ các chất đều bằng nhau; B. phản ứng dừng hẳn; C. tốc độ thuận bằng tốc độ nghịch; D. mọi chất phản ứng đã hết.
6. Câu 6. Ở trạng thái cân bằng của CO(g)+H₂O(g)⇌CO₂(g)+H₂(g), [CO]=0,50 M, [H₂O]=0,20 M, [CO₂]=0,20 M và [H₂]=0,40 M. Giá trị Kc là: A. 0,80; B. 0,16; C. 1,25; D. 0,40.
7. Câu 7. Cân bằng 2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g) tỏa nhiệt theo chiều tạo SO₃. Khi tăng nhiệt độ ở thể tích không đổi, cân bằng chuyển theo chiều nào? A. trái; B. phải; C. không dịch chuyển; D. phản ứng dừng lại.
8. Câu 8. Yếu tố nào có thể làm thay đổi hằng số cân bằng của một phản ứng xác định? A. thêm xúc tác; B. thay đổi nhiệt độ; C. tăng diện tích bề mặt chất rắn; D. thêm một ít sản phẩm rồi lấy lại.
9. Câu 9. Hòa tan 2,0 g NaOH (M=40 g/mol) thành 250 mL dung dịch. Nồng độ mol gần nhất là: A. 0,02 M; B. 0,20 M; C. 2,0 M; D. 5,0 M.
10. Câu 10. Dung dịch HCl mạnh 0,010 M có pH gần: A. 1; B. 10; C. 12; D. 2.
11. Câu 11. Với phản ứng, công thức tính ΔH° phản ứng từ enthalpy tạo thành chuẩn là: A. tổng có trọng số hệ số của sản phẩm trừ tổng của chất phản ứng; B. tổng của chất phản ứng trừ sản phẩm; C. tổng enthalpy của mọi chất không xét hệ số; D. chỉ bằng enthalpy của chất xúc tác.
12. Câu 12. Nghiền nhỏ chất rắn phản ứng thường làm tốc độ tăng vì: A. làm ΔH đổi dấu; B. giảm số va chạm; C. tăng diện tích tiếp xúc; D. làm hằng số cân bằng tăng.
13. Câu 13. Tăng nhiệt độ thường làm tốc độ phản ứng tăng do: A. mọi phản ứng trở thành tỏa nhiệt; B. chất xúc tác tự xuất hiện; C. hằng số cân bằng luôn tăng; D. phần phân tử có năng lượng đủ vượt rào hoạt hóa tăng.
14. Câu 14. Với phản ứng ở nhiệt độ cố định, nếu thương số phản ứng Q nhỏ hơn hằng số cân bằng K, hệ có xu hướng: A. chuyển dịch nghịch; B. chuyển dịch thuận để tiến tới cân bằng; C. ngừng phản ứng; D. phân hủy mọi chất.
15. Câu 15. Đối với một phản ứng xác định, K cân bằng phụ thuộc trực tiếp vào: A. nhiệt độ; B. khối lượng chất xúc tác; C. kích thước bình; D. tốc độ khuấy.
16. Câu 16. Trộn 2 mol N₂ với 5 mol H₂ theo phản ứng N₂+3H₂→2NH₃. Chất giới hạn là: A. N₂; B. NH₃; C. H₂; D. không có chất giới hạn.
17. Câu 17. Sắt bị gỉ trong điều kiện thông thường thường cần có: A. nước và oxygen; B. nitrogen tinh khiết; C. dầu khô và chân không; D. carbon dioxide khan duy nhất.
18. Câu 18. Mạ sắt bằng kẽm giúp chống ăn mòn vì lớp kẽm: A. làm sắt không còn nguyên tố Fe; B. làm mọi phản ứng dừng vĩnh viễn; C. tăng độ ẩm trên bề mặt; D. tạo lớp chắn và có thể bị oxi hóa ưu tiên khi lớp phủ bị xước.

Phần II. Đúng/Sai

Câu 1. Nhiệt hóa học

1. Trong quy ước thông dụng, phản ứng tỏa nhiệt có ΔH<0.
2. Nếu bỏ qua thất thoát, nhiệt nước nhận có thể tính q=mcΔT.
3. Với 100 g nước, c=4,2 J/(g·°C), tăng 5°C thì q=2 100 J.
4. Chất xúc tác làm thay đổi ΔH giữa chất đầu và sản phẩm.

Câu 2. Tốc độ phản ứng

1. Tăng diện tích tiếp xúc của chất rắn có thể tăng tốc độ phản ứng dị thể.
2. Tăng nhiệt độ thường làm tăng phần va chạm đủ năng lượng để phản ứng.
3. Chất xúc tác làm tăng tốc độ cả phản ứng thuận và nghịch, giúp hệ đạt cân bằng nhanh hơn.
4. Ở cùng nhiệt độ, thêm chất xúc tác luôn làm đổi giá trị hằng số cân bằng.

Câu 3. Cân bằng hóa học

1. Cân bằng động vẫn có phản ứng thuận và nghịch xảy ra.
2. Ở cân bằng, tốc độ thuận bằng tốc độ nghịch nhưng nồng độ các chất không nhất thiết bằng nhau.
3. Với N₂+3H₂⇌2NH₃, tăng H₂ ở nhiệt độ không đổi làm cân bằng có xu hướng chuyển dịch theo chiều tạo NH₃.
4. Với phản ứng khí 2SO₂+O₂⇌2SO₃, tăng áp suất bằng giảm thể tích ưu tiên phía có nhiều mol khí hơn.

Câu 4. Dung dịch và ăn mòn

1. NaOH là bazơ mạnh; khi tan hoàn toàn trong nước, mỗi mol NaOH tạo một mol Na⁺ và một mol OH⁻.
2. HCl 0,010 M điện li hoàn toàn có pH xấp xỉ 2.
3. Độ ẩm và oxygen có thể cùng tham gia quá trình gỉ sắt thông thường.
4. Mạ kẽm bảo vệ sắt chỉ bằng cách làm sắt nặng hơn.

Phần III. Trả lời ngắn

1. Câu 1: 300 g nước tăng nhiệt độ thêm 4°C. Tính q (J), c=4,2 J/(g·°C), bỏ qua thất thoát.
2. Câu 2: Trung hòa hoàn toàn 0,0250 mol HCl bằng NaOH theo phương trình HCl+NaOH→NaCl+H₂O. Cần bao nhiêu mol NaOH?
3. Câu 3: Trong Fe₂O₃, xác định số oxi hóa của Fe.
4. Câu 4: Với N₂+3H₂→2NH₃, ban đầu có 1,0 mol N₂ và 2,0 mol H₂. Chất nào là chất giới hạn?
5. Câu 5: Ở nhiệt độ không đổi, một hệ có Q<K. Hệ chuyển dịch theo chiều thuận hay nghịch để tiến gần cân bằng?
6. Câu 6: Với CH₄(g)+2O₂(g)→CO₂(g)+2H₂O(l), cho ΔHf° lần lượt của CH₄(g), CO₂(g), H₂O(l) là −75, −394, −286 kJ/mol; ΔHf°[O₂(g)]=0. Tính ΔH° phản ứng (kJ/mol).

Đáp án và lời giải

Phần I

1. Câu 1. A. Hệ tỏa nhiệt ra môi trường; theo quy ước enthalpy của hệ, ΔH mang dấu âm.
2. Câu 2. C. Thay vào công thức q=mcΔT: q=100×4,2×5=2 100 J.
3. Câu 3. D. Mức giảm năng lượng hoạt hóa bằng 95−60=35 kJ/mol. Xúc tác làm đổi cơ chế phản ứng, không đổi ΔH giữa trạng thái đầu và cuối.
4. Câu 4. B. Xúc tác làm nhanh cả hai chiều; nó không làm đổi ΔG chuẩn hay vị trí cân bằng tại một nhiệt độ cố định.
5. Câu 5. C. Cân bằng động đạt khi tốc độ hai chiều bằng nhau; nồng độ khi đó ổn định nhưng không bắt buộc bằng nhau.
6. Câu 6. A. Kc=[CO₂][H₂]/([CO][H₂O])=(0,20×0,40)/(0,50×0,20)=0,08/0,10=0,80. Vì tổng hệ số khí hai vế bằng nhau, đơn vị nồng độ triệt tiêu trong biểu thức.
7. Câu 7. A. Tăng nhiệt độ ưu tiên chiều thu nhiệt. Vì chiều thuận tỏa nhiệt, cân bằng dịch sang trái.
8. Câu 8. B. Với phản ứng xác định, giá trị K thay đổi theo nhiệt độ; xúc tác không đổi K.
9. Câu 9. B. n=2,0/40=0,050 mol; C=0,050/0,250=0,20 M.
10. Câu 10. D. [H⁺]=10⁻² M nên pH=−log₁₀(10⁻²)=2.
11. Câu 11. A. ΔH° phản ứng bằng tổng hệ số nhân enthalpy tạo thành chuẩn của sản phẩm trừ tổng tương ứng của chất phản ứng.
12. Câu 12. C. Nghiền tăng diện tích tiếp xúc, làm tăng khả năng va chạm giữa các chất phản ứng dị thể.
13. Câu 13. D. Nhiệt độ cao làm phân bố năng lượng dịch lên, tăng số hạt có năng lượng vượt năng lượng hoạt hóa.
14. Câu 14. B. Q<K cho thấy hệ có xu hướng tạo thêm sản phẩm cho tới khi Q tiến về K.
15. Câu 15. A. Nhiệt độ làm thay đổi phân bố năng lượng và hằng số cân bằng; khuấy hay diện tích xúc tác không đổi K.
16. Câu 16. C. 2 mol N₂ cần 6 mol H₂; chỉ có 5 mol H₂ nên H₂ hết trước và là chất giới hạn.
17. Câu 17. A. Gỉ sắt phổ biến là quá trình ăn mòn điện hóa có nước và oxygen tham gia.
18. Câu 18. D. Lớp phủ ngăn môi trường tiếp xúc; khi bị xước, Zn hoạt động hơn Fe và có thể bị oxi hóa ưu tiên.

Phần II

1. Câu 1. a Đúng; b Đúng; c Đúng; d Sai. Xúc tác đổi con đường phản ứng, không đổi mức enthalpy đầu–cuối.
2. Câu 2. a Đúng; b Đúng; c Đúng; d Sai. Xúc tác ảnh hưởng tốc độ tiếp cận cân bằng, không đổi K ở nhiệt độ cố định.
3. Câu 3. a Đúng; b Đúng; c Đúng; d Sai. Tăng áp suất ưu tiên phía ít mol khí hơn, ở đây là phía tạo SO₃.
4. Câu 4. a Đúng; b Đúng; c Đúng; d Sai. NaOH điện li hoàn toàn thành Na⁺ và OH⁻; HCl 0,010 M có pH=2; oxygen và độ ẩm hỗ trợ gỉ sắt; lớp kẽm bảo vệ bằng tác dụng chắn và điện hóa khi có khuyết tật.

Phần III

1. Câu 1: q=300×4,2×4=5 040 J.
2. Câu 2: Tỉ lệ mol HCl:NaOH trong phương trình là 1:1, nên n(NaOH)=n(HCl)=0,0250 mol. Phản ứng axit–bazơ tạo muối và nước; xem OpenStax Chemistry 2e §4.2.
3. Câu 3: +3. Gọi số oxi hóa của Fe là x; hợp chất trung hòa nên 2x+3(−2)=0, suy ra x=+3.
4. Câu 4: H₂ là chất giới hạn: 1 mol N₂ cần 3 mol H₂ nhưng chỉ có 2 mol.
5. Câu 5: Chiều thuận, tạo sản phẩm để Q tăng về K.
6. Câu 6: −891 kJ/mol. ΔH°=[−394+2(−286)]−[−75+2(0)]=−966−(−75)=−891 kJ/mol.

Nguồn tham khảo

• Cục Quản lý chất lượng, Bộ GDĐT: cấu trúc đề thi từ năm 2025.
• IUPAC Gold Book: catalyst.
• IUPAC Gold Book: equilibrium constant.
• NIST Chemistry WebBook: nhiệt dung riêng của nước lỏng.
• OpenStax Chemistry 2e §4.2: Classifying Chemical Reactions — NaOH phân li thành Na⁺, OH⁻; axit–bazơ tạo muối và nước.
• OpenStax Chemistry 2e, §13.2: Equilibrium Constants — each concentration in Kc is raised to its balanced-equation coefficient; at equilibrium, Qc=Kc.
• OpenStax Chemistry 2e §5.3: tính ΔH° phản ứng từ tổng enthalpy tạo thành chuẩn của sản phẩm trừ chất phản ứng.

Đáp án và phép tính đã được tự kiểm tra; đề chờ giáo viên Hóa học thẩm định.