Giải Hóa 10 Bài 14 trang 88, 89, 90, 91, 92, 93 Chân trời sáng tạo

Mời các em theo dõi nội dung bài học hôm nay Giải hóa 10 bài 14 trang 88, 89, 90, 91, 92, 93 Chân trời sáng tạo

Methane cháy tỏa nhiệt lớn nên được dùng làm nhiên liệu. Khi trộn methane và oxygen với tỉ lệ thích hợp thì sẽ tạo ra hỗn hợp nổ
1. Quan sát Hình 14.1 cho biết liên kết hóa học nào bị phá vỡ, liên kết hóa học nào được hình thành khi H2 phản ứng với O2 tạo thành H2O (ở thể khí)?

 

 

CH tr 88 MĐ

Methane cháy tỏa nhiệt lớn nên được dùng làm nhiên liệu. Khi trộn methane và oxygen với tỉ lệ thích hợp thì sẽ tạo ra hỗn hợp nổ Biến thiên enthalpy của phản ứng trên được tính toán dựa trên các giá trị nào?

 

 

Hướng dẫn giải:

 

 

Lời giải:

Biến thiên enthalpy của phản ứng được tính toán dựa trên giá trị năng lượng liên kết hoặc dựa vào enthalpy tạo thành

 

CH tr 88 CH

1. Quan sát Hình 14.1 cho biết liên kết hóa học nào bị phá vỡ, liên kết hóa học nào được hình thành khi H2 phản ứng với O2 tạo thành H2O (ở thể khí)?

 

 

Hướng dẫn giải:

Quan sát Hình 14.1 và rút ra nhận xét

 

Lời giải:

– Khi H₂ phản ứng với O₂ tạo thành H₂O (ở thể khí)

   + Liên kết H-H và O=O bị phá vỡ

   + Liên kết H-O-H được hình thành

 

CH tr 89 CH

2. Tính biến thiên enthalpy của phản ứng dựa vào năng lượng liên kết phải viết được công thức cấu tạo của tất cả các chất trong phản ứng để xác định số lượng và loại liên kết. Xác định số lượng mỗi loại liên kết trong các phân tử sau: CH4, CH3Cl, NH3, CO2.

 

 

Hướng dẫn giải:

– Viết công thức cấu tạo của các chất

=> Xác định được các loại liên kết

 

Lời giải:

– CH₄:

 

=> Có 4 liên kết C-H

– CH₃Cl:

 

=> Có 3 liên kết C-H, 1 liên kết C-Cl

– NH₃

 

=> Có 3 liên kết N-H

– CO₂

=> Có 2 liên kết C=O

 

CH tr 89 CH

3. Dựa vào năng lượng liên kết ở Bảng 14.1, tính biến thiên enthalpy của phản ứng và giải thích vì sao nitrogen (NBACKSLASH( BACKSLASHequiv BACKSLASH)N) chỉ phản ứng với oxygen (O=O) ở nhiệt độ cao hoặc có tia lửa điện để tạo thành nitrogen monoxide (N=O). N2(g) + O2(g) BACKSLASH(BACKSLASHxrightarrow{{{t^o}}}BACKSLASH) 2NO(g)

 

 

Hướng dẫn giải:

 

BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) = BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)E_b(cđ) – BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)E_b(sp)

 

Lời giải:

N₂(g) + O₂(g) BACKSLASH(BACKSLASHxrightarrow{{{t^o}}}BACKSLASH) 2NO(g)

=> Phản ứng trên có 1 liên kết NBACKSLASH( BACKSLASHequiv BACKSLASH)N, 1 liên kết O=O và 2 liên kết N=O

Ta có:

   + N₂ có 1 liên kết NBACKSLASH( BACKSLASHequiv BACKSLASH)N với E_b = 945 kJ/mol

   + O₂ có 1 liên kết O=O với E_b = 498 kJ/mol

   + NO có 1 liên kết N=O với E_b = 607 kJ/mol

Mà: BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) = BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)E_b(cđ) – BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)E_b(sp)

=> BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) = E_b(N₂) + E_b(O₂) – 2E_b(NO) = 945 + 498 – 2. 607 = 229 kJ/mol > 0

=> Phản ứng thu nhiệt

=> Để phản ứng xảy ra, cần cung cấp lượng nhiệt lớn 229 kJ/mol

=> Nitrogen chỉ phản ứng với oxygen khi ở nhiệt độ cao hoặc có tia lửa điện để tạo thành NO

 

CH tr 89 LT

Xác định BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) của phản ứng sau dựa vào giá trị Eb ở Bảng 14.1: CH4(g) + Cl2(g) BACKSLASH(BACKSLASHxrightarrow{{askt}}BACKSLASH) CH3Cl(g) + HCl(g) Hãy cho biết phản ứng trên tỏa nhiệt hay thu nhiệt?

 

 

Hướng dẫn giải:

Bước 1: Xác định số lượng liên kết và loại liên kết của các chất trong phản ứng

Bước 2: Áp dụng công thức: BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) = BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)E_b(cđ) – BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)E_b(sp)

=> Phản ứng thu nhiệt hay tỏa nhiệt

 

Lời giải:

CH₄(g) + Cl₂(g) BACKSLASH(BACKSLASHxrightarrow{{askt}}BACKSLASH) CH₃Cl(g) + HCl(g)

– Chất đầu:

   + CH₄ có 4 liên kết C-H

   + Cl₂ có 1 liên kết Cl-Cl

– Sản phẩm

   + CH₃Cl có 3 liên kết C-H, 1 liên kết C-Cl

   + HCl có 1 liên kết H-Cl

Mà: BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) = BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)E_b(cđ) – BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)E_b(sp)

=> BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) = E_b(CH₄) + E_b(Cl₂) – E_b(CH₃Cl)- E_b(HCl)

= 4 E_b(C-H) + E_b(Cl-Cl) – 3E_b(C-H) – E_b(C-Cl) – E_b(H-Cl)

= 4.413 + 243 – 3. 413 – 339 – 427 = -110 kJ/mol < 0

=> Phản ứng tỏa nhiệt

 

CH tr 90 VD

Dựa vào số liệu về năng lượng liên kết ở Bảng 14.1, hãy tính biến thiên enthalpy của 2 phản ứng sau: 2H2(g) + O2(g) BACKSLASH(BACKSLASHxrightarrow{{{t^o}}}BACKSLASH)2H2O(g) (1) C7H16(g) + 11O2(g) BACKSLASH(BACKSLASHxrightarrow{{{t^o}}}BACKSLASH) 7CO2(g) + 8H2O(g) (2) So sánh kết quả thu được, từ đó cho biết H2 hay C7H16 là nhiên liệu hiệu quả hơn cho tên lửa (biết trong C7H16 có 6 liên kết C-C và 16 liên kết C-H)

 

 

Hướng dẫn giải:

Bước 1: Xác định số lượng liên kết và loại liên kết của các chất trong phản ứng

Bước 2: Áp dụng công thức: BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) = BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)E_b(cđ) – BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)E_b(sp)

 

Lời giải:

– Xét phản ứng: 2H₂(g) + O₂(g) BACKSLASH(BACKSLASHxrightarrow{{{t^o}}}BACKSLASH)2H₂O(g) (1)

BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) = BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)E_b(cđ) – BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)E_b(sp)

=> BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH)(1) = 2E_b(H₂) + E_b(O₂) – 2E_b(H₂O)

= 2.E_b(H-H) + E_b(O=O) – 2.2.E_b(O-H)

= 2.432 + 498 – 2.2.467 = -506 kJ/mol

– Xét phản ứng: C₇H₁₆(g) + 11O₂(g) BACKSLASH(BACKSLASHxrightarrow{{{t^o}}}BACKSLASH) 7CO₂(g) + 8H₂O(g) (2)

BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) = BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)E_b(cđ) – BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)E_b(sp)

=> BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH)(2) = E_b(C₇H₁₆) + 11.E_b(O₂) – 7.E_b(CO₂) – 8.E_b(H₂O)

= 6.E_b(C-C) + 16. E_b(C-H) + 11.E_b(O=O) – 7.2.E_b(C=O)  – 8.2.E_b(O-H)

= 6.347 + 16.432 + 11.498 –7.2.745 – 8.2.467 = -3432 kJ/mol

Ta có: BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH)(2) < BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH)(1)

=> Phản ứng (2) xảy ra thuận lợi hơn so với phản ứng (1)

=> C₇H₁₆ là nhiên liệu hiệu quả hơn cho tên lửa

 

CH tr 90 LT

Tính BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) của hai phản ứng sau: 3O2(g) → 2O3(g)  (1) 2O3(g)  → 3O2(g)  (2) Liên hệ giữa giá trị BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) với độ bền của O3, O2 và giải thích, biết phân tử O3 gồm 1 liên kết đôi O=O và 1 liên kết đơn O-O

 

 

Hướng dẫn giải:

Bước 1: Xác định số lượng liên kết và loại liên kết của các chất trong phản ứng

Bước 2: Áp dụng công thức: BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) = BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)E_b(cđ) – BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)E_b(sp)

 

Lời giải:

– Xét phản ứng: 3O₂(g) → 2O₃(g)  (1)

BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) = BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)E_b(cđ) – BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)E_b(sp)

=> BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH)(1) = 3. E_b(O₂) – 2.E_b(O₃)

=  3.E_b(O=O) – 2.(E_b(O=O) + E_b(O-O))

= 3.498 –2.(498 + 204) = 90 kJ/mol > 0

– Xét phản ứng: 2O₃(g)  → 3O₂(g)  (2)

BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) = BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)E_b(cđ) – BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)E_b(sp)

=> BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH)(2) = 2.E_b(O₃) – 3. E_b(O₂)

=  2.(E_b(O=O) + E_b(O-O)) – 3.E_b(O=O)

= 2.(498 + 204) – 3.498  = -90 kJ/mol < 0

=> Phản ứng (1) xảy ra cần phải cung cấp năng lượng là 90 kJ/mol. Phản ứng (2) xảy ra tỏa ra năng lượng là 90 kJ/mol

=> Phản ứng (2) xảy ra thuận lợi hơn

=> Liên kết O₃ bền hơn O₂

 

CH tr 91 VD

Tính biến thiên enthalpy của phản ứng phân hủy trinitroglycerin (C3H5O3(NO2)3), theo phương trình sau (biết nhiệt tạo thành của nitroglycerin là -370,15 kJ/mol): 4 C3H5O3(NO2)3(s) → 6N2(g) + 12CO2(g) + 10H2O(g) + O2(g) Hãy giải thích vì sao trinitroglycerin được ứng dụng làm thành phần thuốc súng không khói

 

 

Hướng dẫn giải:

Áp dụng công thức: BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH)= BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(sp) – BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(bđ)

 

Lời giải:

Chất	C3H5O3(NO2)3(s)	N2(g)	CO2(g)	H2O(g)	O2(g)
BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)	-370,15	0	-393,50	-241,82	0

BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) = 6.BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(N₂) + 12.BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(CO₂) + 10.BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(H₂O) + BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(O₂) – 4.BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(C₃H₅O₃(NO₂)₃)

= 6.0 + 12.(-393,50) + 10.(-241,82) + 1.0 – 4.(-370,15)

= -5659,60 kJ < 0

=> Phản ứng phân hủy trinitroglycerin tỏa ra lượng nhiệt rất lớn => Gây tính sát thương cao

=> Trinitroglycerin được ứng dụng làm thành phần của thuốc súng không khói

 

CH tr 91 CH

4. Giá trị biến thiên enthalpy của phản ứng có liên quan tới hệ số các chất trong phương trình nhiệt hóa học không? Giá trị enthalpy tạo thành thường được đo ở điều kiện nào?

 

 

Hướng dẫn giải:

 

 

Lời giải:

– Giá trị biến thiên enthalpy tỉ lệ với hệ số các chất trong phương trình

Ví dụ: 2NO₂(g) → N₂O₄(g) có BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) = -57,24 kJ

=> NO₂(g) → ½ N₂O₄(g) có BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) = -57,24 : 2 = -28,62 kJ

 

CH tr 91 LT

Dựa vào giá trị enthalpy tạo thành ở Bảng 13.1, hãy tính giá trị BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) của các phản ứng sau: CS2(l) + 3O2(g) BACKSLASH(BACKSLASHxrightarrow{{{t^o}}}BACKSLASH) CO2(g) + 2SO2(g)  (1) 4NH3(g) + 3O2 BACKSLASH(BACKSLASHxrightarrow{{{t^o}}}BACKSLASH) 2N2(g) + 6H2O(g)  (2)    BACKSLASH(BACKSLASH)

 

 

Hướng dẫn giải:

Áp dụng công thức: BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH)= BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(sp) – BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(bđ)

 

Lời giải:

– Xét phản ứng: CS₂(l) + 3O₂(g) BACKSLASH(BACKSLASHxrightarrow{{{t^o}}}BACKSLASH) CO₂(g) + 2SO₂(g)  (1)

Chất	CS2(l)	O2(g)	CO2(g)	SO2(g)
BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)	+87,90	0	-393,50	-296,80

BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) =BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(CO₂) + 2.BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(SO₂) – BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(CS₂) – 3.BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(O₂)

= (-393,50) + 2.(-296,80) – (+87,90) – 3.0

= -1075 kJ

– Xét phản ứng: 4NH₃(g) + 3O₂ BACKSLASH(BACKSLASHxrightarrow{{{t^o}}}BACKSLASH) 2N₂(g) + 6H₂O(g) (2)                                                               

Chất	NH3(g)	O2(g)	N2(g)	H2O(g)
BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)	-45,90	0	0	-241,82

BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) = 2.BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(N₂) + 6.BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(H₂O) – 4.BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(NH₃) – 3.BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(O₂)

= 2.0 + 6.(-241,82) – 4.(-45,90) – 3.0

= -1267,32 kJ

 

Bài tập 1

Bài 1: Tính BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) của các phản ứng sau dựa theo năng lượng liên kết (sử dụng số liệu từ Bảng 14.1):   a) N2H4(g) → N2(g) + 2H2(g) b) 4HCl(g) + O2(g) BACKSLASH(BACKSLASHxrightarrow{{{t^o}}}BACKSLASH) 2Cl2(g) + 2H2O(g)

 

 

Hướng dẫn giải:

Bước 1: Xác định số lượng liên kết và loại liên kết của các chất trong phản ứng

Bước 2: Áp dụng công thức: BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) = BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)E_b(cđ) – BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)E_b(sp)

 

Lời giải:

a) N₂H₄(g) → N₂(g) + 2H₂(g)

Công thức cấu tạo của N₂H₄:

 

BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) = BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)E_b(cđ) – BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)E_b(sp)

=> BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) = E_b(N₂H₄) – E_b(N₂) – 2. E_b(H₂)

=  E_b(N-N) + 4.E_b(N-H) – E_b(NBACKSLASH( BACKSLASHequiv BACKSLASH)N) – 2.E_b(H-H)

=

b) 4HCl(g) + O₂(g) BACKSLASH(BACKSLASHxrightarrow{{{t^o}}}BACKSLASH) 2Cl₂(g) + 2H₂O(g)

BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) = BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)E_b(cđ) – BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)E_b(sp)

=> BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) = 4.E_b(HCl) + E_b(O₂) – 2.E_b(Cl₂) – 2.E_b(H₂O)

=  4.E_b(H-Cl) + E_b(O=O) – 2.E_b(Cl-Cl) – 2.2.E_b(O-H)

= 4.427 + 498 – 2.243 – 2.2.467 = -148 kJ

 

Bài tập 2

Bài 2: Dựa vào Bảng 13.1, tính biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng đốt cháy hoàn toàn 1 mol benzene C6H6(l) trong khí oxygen, tạo thành CO2(g) và  H2O(l). So sánh lượng nhiệt sinh ra khi đốt cháy hoàn toàn 1,0 g propane C3H8(g) với lượng nhiệt sinh ra khi đốt cháy hoàn toàn 1,0 g benzenne C6H6(l).

 

 

Hướng dẫn giải:

C₆H₆(l) + 15/2 O₂(g) BACKSLASH(BACKSLASHxrightarrow{{{t^o}}}BACKSLASH) 6CO₂(g) + 3H₂O(l)

Áp dụng công thức: BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH)= BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(sp) – BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(bđ)

 

Lời giải:

– Xét phản ứng: C₆H₆(l) + 15/2 O₂(g) BACKSLASH(BACKSLASHxrightarrow{{{t^o}}}BACKSLASH) 6CO₂(g) + 3H₂O(l)

Chất	C6H6(l)	O2(g)	CO2(g)	H2O(l)
BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)	+49,00	0	-393,50	-285,84

Khi đốt cháy 1 mol C₆H₆(l)

BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) = 6.BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(CO₂) + 3.BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(H₂O) – BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(C₆H₆) – 15/2.BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(O₂)

= 6.(-393,50) + 3.(-285,84) – (+49,00) – 15/2.0

= -3267,52 kJ

Ta có: 1,0 g benzene = 1/78 (mol)

=> Lượng nhiệt sinh ra khi đốt cháy hoàn toàn 1,0 g benzene = -3267,52 . 1/78 = -41,89 kJ

– Xét phản ứng: C₃H₈(g) + 5O₂(g) BACKSLASH(BACKSLASHxrightarrow{{{t^o}}}BACKSLASH) 3CO₂(g) + 4H₂O(l)

Chất	C3H8(g)	O2(g)	CO2(g)	H2O(l)
BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)	-105,00	0	-393,50	-285,84

Khi đốt cháy 1 mol C₃H₈(g)

BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) = 3.BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(CO₂) + 4.BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(H₂O) – BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(C₃H₈) – 5.BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(O₂)

= 3.(-393,50) + 4.(-285,84) – (-105,00) – 5.0

= -2218,86 kJ

Ta có: 1,0 g C₃H₈ = 1/44 (mol)

=> Lượng nhiệt sinh ra khi đốt cháy hoàn toàn 1,0 g C₃H₈ = -2218,86 . 1/44 = -50,43 kJ

=> Lượng nhiệt sinh ra khi đốt cháy 1,0 g propane nhiều hơn khi đốt cháy 1,0 g benzene

 

Bài tập 3

Bài 3: Dựa vào enthalpy tạo thành ở Bảng 13.1, tính biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng nhiệt nhôm: 2Al(s) + Fe2O3(s) BACKSLASH(BACKSLASHxrightarrow{{{t^o}}}BACKSLASH) 2Fe(s) + Al2O3(s) Từ kết quả tính được ở trên, hãy rút ra ý nghĩa của dấu và giá trị BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) đối với phản ứng

 

 

Hướng dẫn giải:

Áp dụng công thức: BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH)= BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(sp) – BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(bđ)

 

Lời giải:

– Xét phản ứng: 2Al(s) + Fe₂O₃(s) BACKSLASH(BACKSLASHxrightarrow{{{t^o}}}BACKSLASH) 2Fe(s) + Al₂O₃(s)          BACKSLASH(BACKSLASH)

Chất	Fe(s)	Al2O3(s)	Al(s)	Fe2O3(s)
BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)	0	-1676,00	0	-825,50

BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) = 2.BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(Fe) + 1.BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(Al₂O₃) – 2.BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(Al) – 1.BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(Fe₂O₃)

= 2.0 + 1.(-1676,00) – 2.0 – 1.(-825,50)

= -850,50 kJ < 0

Phản ứng nhiệt nhôm diễn ra sẽ sinh ra lượng nhiệt lớn là 850,50 kJ

 

Bài tập 4

Bài 4: Cho phương trình nhiệt hóa học sau: SO2(g) + ½ O2(g) BACKSLASH(BACKSLASHxrightarrow{{{t^o},{V_2}{O_5}}}BACKSLASH) SO3(g)  BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) = -98,5 kJ a) Tính lượng nhiệt giải phóng ra khi chuyển 74,6 g SO2 thành SO3 b) Giá trị BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) của phản ứng: SO3(g)  → SO2(g) + ½ O2(g) là bao nhiêu?

 

 

Hướng dẫn giải:

a)

Chuyển 1 mol SO₂ thành SO₃ sinh ra lượng nhiệt là 98,5 kJ

Chuyển x mol SO₂ thành SO₃ sinh ra lượng nhiệt là y kJ

b)

Áp dụng công thức: BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH)= BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(sp) – BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(bđ)

 

Lời giải:

a)

– Mol của 74,6 g SO₂ = 74,6 : 64 = 373/320 (mol)

Chuyển 1 mol SO₂ thành SO₃ sinh ra lượng nhiệt là 98,5 kJ

Chuyển 373/320 mol SO₂ thành SO₃ sinh ra lượng nhiệt là y kJ

=>  y = 98,5 x 373/320 = 114,81 kJ

=> Lượng nhiệt giải phóng ra khi chuyển 74,6 g SO₂ thành SO₃ là 114,81 kJ

b)

– Xét phản ứng: SO₂(g) + ½ O₂(g) BACKSLASH(BACKSLASHxrightarrow{{{t^o},{V_2}{O_5}}}BACKSLASH) SO₃(g) 

BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH)= BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(sp) – BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(bđ)

= BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(SO₃) – BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(SO₂) – ½ . BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(O₂) = -98,5 kJ

– Xét phương trình: SO₃(g)  → SO₂(g) + ½ O₂(g)

BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH)= BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(sp) – BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(bđ)

=BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(SO₂) + ½ . BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(O₂) – BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(SO₃) = +98,5 kJ

 

Bài tập 5

Bài 5: Khí hydrogen cháy trong không khí tạo thành nước theo phương trình hóa học sau: 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g)   BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) = -483,64 kJ a) Nước hay hỗn hợp của oxygen và hydrogen có năng lượng lớn hơn? Giải thích b) Vẽ sơ đồ biến thiên năng lượng của phản ứng giữa hydrogen và oxygen

 

 

Hướng dẫn giải:

Áp dụng công thức: BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH)= BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(sp) – BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(bđ)

 

Lời giải:

a) Xét phản ứng: 2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(g)  

BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH)= BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(sp) – BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(bđ)

= 2.BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(H₂O) – BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(O₂) – 2. BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(H₂) = -483,64  kJ < 0

=> Hỗn hợp của oxygen và hydrogen có năng lượng lớn hơn

b)

 

Bài tập 6

Bài 6: Xét quá trình đốt cháy khí propane C3H8(g): C3H8(g) + 5O2(g) BACKSLASH(BACKSLASHxrightarrow{{{t^o}}}BACKSLASH) 3CO2(g) + 4H2O(g) Tính biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng dựa vào nhiệt tạo thành của hợp chất (Bảng 13.1) và dựa vào năng lượng liên kết (Bảng 14.1). So sánh hai giá trị đó và rút ra kết luận

 

 

Hướng dẫn giải:

– Dựa vào nhiệt tạo thành: BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH)= BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(sp) – BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(bđ)

– Dựa vào năng lượng liên kết: BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) = BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)E_b(cđ) – BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)E_b(sp)

 

Lời giải:

– Dựa vào nhiệt tạo thành: C₃H₈(g) + 5O₂(g) BACKSLASH(BACKSLASHxrightarrow{{{t^o}}}BACKSLASH) 3CO₂(g) + 4H₂O(g)

Chất	C3H8(g)	O2(g)	CO2(g)	H2O(g)
BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)	-105,00	0	-393,50	-241,82

BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH)= BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(sp) – BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(bđ)

=> BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) = 3.BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(CO₂) + 4.BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(H₂O) – BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(C₃H₈) – 5.BACKSLASH({BACKSLASHDelta _f}H_{298}^oBACKSLASH)(O₂)

= 3.(-393,50) + 4.(-241,82) – (-105,00) – 5.0

= -2042,78 kJ

– Dựa vào năng lượng liên kết: C₃H₈(g) + 5O₂(g) BACKSLASH(BACKSLASHxrightarrow{{{t^o}}}BACKSLASH) 3CO₂(g) + 4H₂O(g)

BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) = BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)E_b(cđ) – BACKSLASH(BACKSLASHSigma BACKSLASH)E_b(sp)

=> BACKSLASH({BACKSLASHDelta _r}H_{298}^oBACKSLASH) = E_b(C₃H₈) + 5.E_b(O₂) – 3.E_b(CO₂) – 4.E_b(H₂O)

=  2.E_b(C-C) + 8.E_b(C-H) + 5.E_b(O=O) – 3.2.E_b(C=O) – 4.2.E_b(O-H)

= 2.347 + 8.413 + 5.498 – 6.745 – 8.467 = -1718 kJ

–> Kết luận: Hai giá trị tính được gần bằng nhau.

 

Lý thuyết

 

 

Hướng dẫn giải:

 

 

Lời giải:

 

 

>> Xem chi tiết: Lý thuyết bài 14: Tính biến thiên enthalpy của phản ứng hóa học

Hy vọng với nội dung trong bài Giải hóa 10 bài 14 trang 88, 89, 90, 91, 92, 93 Chân trời sáng tạo

do thầy cô trường Trung học Bình Chánh biên soạn sẽ giúp các em nắm chắc kiến thức nội dung bài học tốt hơn để từ đó hoàn thành tất cả các bài tập trong SGK.

Đăng bởi: THCS Bình Chánh

Chuyên mục: Hóa học 10 Chân trời sáng tạo