Giải Hóa 10 Bài 15 trang 82, 83, 84, 85, 86, 87 Cánh diều

Mời các em theo dõi nội dung bài học hôm nay Giải hóa 10 bài 15 trang 82, 83, 84, 85, 86, 87 Cánh diều

Cho hai phản ứng đốt cháy:
Xác định dấu của trong các phản ứng được thể hiện trong hai hình dưới đây:
Cho phản ứng:
CH4(g) + H2O(l) → CO(g) + 3H2(g) = 250 kJ.
Ở điều kiện chuẩn, để thu được 1 gam H2, phản ứng này cần hấp thu nhiệt lượng bằng bao nhiêu

 

 

CH tr 82 MĐ

Cho hai phản ứng đốt cháy: (1) C(s) + O2(g) → CO2(g)  ${BACKSLASHDelta _r},H_{298}^0$ = -393,5 kJ (2) 2Al(s) +  3/2 O2(g) → Al2O3(s)  ${BACKSLASHDelta _r},H_{298}^0$ = -1675,7 kJ Với cùng một khối lượng C và Al, chất nào khi đốt cháy tỏa ra nhiều nhiệt hơn?

 

 

Hướng dẫn giải:

Phản ứng tỏa nhiệt: biến thiên enthalpy có giá trị càng âm, phản ứng tỏa ra càng nhiều nhiệt.

Phản ứng thu nhiệt: biến thiên enthalpy có giá trị càng dương, phản ứng thu vào càng nhiều nhiệt.

 

Lời giải:

Giả sử: 1 gam C và Al

+ 1 gam C có 1/12 mol

1 mol C : ${BACKSLASHDelta _r},H_{298}^0$ = -393,5 kJ

1/12 mol C ${BACKSLASHDelta _r},H_{298}^0$ = -32,79 kJ

+ 1 gam Al có 1/27 mol

2 mol Al : ${BACKSLASHDelta _r},H_{298}^0$= -1675,7  kJ

1/27mol Al : ${BACKSLASHDelta _r},H_{298}^0$= -31,03 kJ

⇒ Với cùng một khối lượng C và Al, C khi đốt cháy tỏa ra nhiều nhiệt hơn.

 

CH tr 82 CH

1. Xác định dấu của ${BACKSLASHDelta _r},H_{298}^0$ trong các phản ứng được thể hiện trong hai hình dưới đây:

 

 

Hướng dẫn giải:

Phản ứng tỏa nhiệt: năng lượng của hệ chất phản ứng cao hơn năng lượng của hệ sản phẩm (kèm theo sự giải phóng năng lượng).

Phản ứng thu nhiệt: năng lượng của hệ chất phản ứng thấp hơn năng lượng của hệ sản phẩm (kèm theo sự hấp thu năng lượng).

   + ${BACKSLASHDelta _r},H_{298}^0$ < 0: phản ứng tỏa nhiệt.

   + ${BACKSLASHDelta _r},H_{298}^0$ > 0: phản ứng thu nhiệt.

 

Lời giải:

a) Vì năng lượng chất tham gia cao hơn năng lượng của sản phẩm ⇒ phản ứng tỏa nhiệt ⇒ ${BACKSLASHDelta _r},H_{298}^0$ < 0.

b) Vì năng lượng chất tham gia thấp hơn năng lượng của sản phẩm ⇒ phản ứng thu nhiệt ⇒ ${BACKSLASHDelta _r},H_{298}^0$ > 0.

 

CH tr 83 LT

1. Cho phản ứng: CH4(g) + H2O(l) → CO(g) + 3H2(g)        ${BACKSLASHDelta _r},H_{298}^0$= 250 kJ. Ở điều kiện chuẩn, để thu được 1 gam H2, phản ứng này cần hấp thu nhiệt lượng bằng bao nhiêu

 

 

Hướng dẫn giải:

Giá trị enthalpy tỉ lệ thuận với lượng sản phẩm tạo thành của phản ứng

 

Lời giải:

1 gam H₂ ⇒ n_H2 = $BACKSLASHfrac{1}{2}$mol

3 mol H₂ : ${BACKSLASHDelta _r},H_{298}^0$ = 250 kJ.

$BACKSLASHfrac{1}{2}$ mol H₂ : ${BACKSLASHDelta _r},H_{298}^0$ = 250. $BACKSLASHfrac{1}{2}$ :3 = 41,67 kJ.

⇒ Để thu được 1 gam H₂, phản ứng này cần hấp thu 41,67 kJ.

 

CH tr 83 VD

1. Giải thích vì sao để giữ ấm cơ thể, trước khi lặn, người ta thường uống nước mắm cốt (là loại nước mắm chứa nhiều chất đạm).

 

 

Hướng dẫn giải:

Tham khảo 1 số nguồn: sách, báo, tivi, internet

 

Lời giải:

Khi uống nước mắm, thường là mắm cốt với độ đạm cao, đồng nghĩa với chứa rất nhiều acid amin. Các acid amin này sẽ đc hấp thu nhanh chóng vào cơ thể cung cấp năng lượng. Giúp cơ thể có nguyên liệu để tăng sinh nhiệt.

Cùng với đó, lượng muối trong nước mắm thường rất cao. Khi uống vào sẽ khiến huyết áp tăng lên. Tim làm việc nhiều hơn để bơm lượng máu lớn hơn đi khắp cơ thể. Nước là chất giữ nhiệt tốt nên việc máu tăng lưu lượng giúp nhanh chóng điều hòa nhiệt độ cả cơ thể, nhanh chóng vận chuyển năng lượng đến các mô. Từ đó giúp cho cơ thể không bị lạnh. 

 

CH tr 83 VD

2. Khi đốt cháy tờ giấy hay đốt lò than, ta cần thực hiện giai đoạn khơi mào như thế nào? 3. Vì sao khi nung vôi, người ta phải xếp đá vôi lẫn với than trong lò?

 

 

Hướng dẫn giải:

2. Đốt nóng để gây phản ứng cho một lượng nhỏ chất ban đầu sau đó phản ứng tỏa nhiệt có thể tự tiếp diễn.

3. Nung vôi là phản ứng thu nhiệt, đốt than là phản ứng tỏa nhiệt

 

Lời giải:

2. Đốt nóng để gây phản ứng cho một lượng nhỏ chất ban đầu sau đó phản ứng tỏa nhiệt có thể tự tiếp diễn.

3. Vì phản ứng nung vôi là phản ứng thu nhiệt từ quá trình đốt cháy than nên nếu không xếp lẫn than thì phản ứng nung sẽ không tiếp diễn.

 

CH tr 84 CH

2. Phản ứng đốt cháy cồn hay phản ứng nung vôi dễ thực hiện hơn?

 

 

Hướng dẫn giải:

Các phản ứng tỏa nhiệt (${BACKSLASHDelta _r},H_{298}^0$ < 0) thường diễn ra thuận lợi hơn các phản ứng thu nhiệt (${BACKSLASHDelta _r},H_{298}^0$ > 0).

 

Lời giải:

Phản ứng đốt cháy cồn là phản ứng tỏa nhiệt.

Phản ứng nung vôi là phản ứng thu nhiệt.

⇒ Phản ứng đốt cháy cồn dễ thực hiện hơn phản ứng nung vôi.

 

CH tr 84 CH

3. CaSO4 là thành phần chính của thạch cao. Biết rằng CaSO4(s) → CaO(s) + SO2(g) + O2(g) có ${BACKSLASHDelta _r},H_{298}^0$ = 1000,6 kJ. a) Phản ứng này thuận lợi hay không thuận lợi? b) Giải thích vì sao trong xây dựng, người ta sử dụng thạch cao để chế tạo các tấm vật liệu chịu nhiệt, chống cháy

 

 

Hướng dẫn giải:

Các phản ứng tỏa nhiệt (${BACKSLASHDelta _r},H_{298}^0$ < 0) thường diễn ra thuận lợi hơn các phản ứng thu nhiệt (${BACKSLASHDelta _r},H_{298}^0$ > 0).

 

Lời giải:

a) Phản ứng này không thuận lợi vì ${BACKSLASHDelta _r},H_{298}^0$ > 0 (phản ứng thu nhiệt)

b) Để phân hủy thạch cao, cần một lượng nhiệt rất lớn và thạch cao sẽ thu hết nhiệt 

=> Dùng làm vật liệu tản nhiệt, chống cháy

 

CH tr 85 VD

4. Cho biết: 2NaHCO3(s) → Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(l)  ${BACKSLASHDelta _r},H_{298}^0$ = 85 kJ NaHCO3 có trong thành phần bột nở dùng để làm bánh. Vì sao khi bảo quản, cần tránh để bột nở ở nơi có nhiệt độ cao?

 

 

Hướng dẫn giải:

${BACKSLASHDelta _r},H_{298}^0$ > 0 => Phản ứng thu nhiệt, cần cung cấp nhiệt để phản ứng

 

Lời giải:

${BACKSLASHDelta _r},H_{298}^0$ > 0 => Phản ứng thu nhiệt, cần cung cấp nhiệt để phản ứng

=> Khi để bột nở ở nơi có nhiệt độ cao, NaHCO₃ sẽ bị phân hủy, không còn tính chất của bột nở

 

CH tr 85 LT

2. Tính ${BACKSLASHDelta _r},H_{298}^0$các phản ứng đốt cháy hoàn toàn 1 mol mỗi chất C2H4(g), C2H6(g), CO(g). Biết các sản phẩm thu được đều ở thể khí.

 

 

Hướng dẫn giải:

– Các phương trình:

C₂H₄ + 3O₂ → 2CO₂ + 2H₂O

C₂H₆ + 7/2 O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

CO + ½ O₂ → CO₂

– Tham khảo giá trị enthalpy ở phụ lục 3:

 

Lời giải:

– Xét phản ứng đốt cháy 1 mol C₂H₄:

C₂H₄ (g) + 3O₂ (g) → 2CO₂ (g)+ 2H₂O (g)

∆_fH⁰₂₉₈ = 2 x ∆_fH⁰₂₉₈ (CO₂) + 2 x ∆_fH⁰₂₉₈ (H₂O) – 3 x ∆_fH⁰₂₉₈ (O₂) – 1 x ∆_fH⁰₂₉₈ (C₂H₄)

= -393,5 x 2 + -241,8 x 2 – 3 x 0 – 1 x 52,4 = -1323 kJ.mol^-1

– Xét phản ứng đốt cháy 1 mol C₂H₆:

C₂H₆ (g) + 7/2 O₂ (g) → 2CO₂ (g)+ 3H₂O (g)

∆_fH⁰₂₉₈ = 2 x ∆_fH⁰₂₉₈ (CO₂) + 3 x ∆_fH⁰₂₉₈ (H₂O) – 7/2 x ∆_fH⁰₂₉₈ (O₂) – 1 x ∆_fH⁰₂₉₈ (C₂H₆)

= -393,5 x 2 + -241,8 x 3 –7/2 x 0 – 1 x -84 = -1428,4 kJ.mol^-1

– Xét phản ứng đốt cháy 1 mol CO:

CO(g) + ½ O₂ (g) → CO₂(g)

∆_fH⁰₂₉₈ = 1 x ∆_fH⁰₂₉₈ (CO₂) – 1/2 x ∆_fH⁰₂₉₈ (O₂) – 1 x ∆_fH⁰₂₉₈ (CO)

= -393,5 x 1 – 1/2 x 0 – 1 x -110,5 = -283 kJ.mol^-1

 

CH tr 85 CH

4. Cho phản ứng sau ở điều kiện chuẩn: H-H(g) + F-F(g) -> 2H-F(g) Tính năng lượng cần để phá vỡ các liên kết trong H2, F2 và năng lượng tỏa ra (theo kJ) khi hình thành liên kết trong HF cho phản ứng trên.

 

 

Hướng dẫn giải:

 

 

Lời giải:

 

 

CH tr 86 CH

5. Xác định số lượng mỗi loại liên kết trong các phân tử trước và sau phản ứng của CH4 với Cl2.

 

 

Hướng dẫn giải:

 

Lời giải:

 

– Trước phản ứng: có 4 liên kết C – H và 1 liên kết Cl – Cl

– Sau phản ứng: Có 3 liên kết C – H, 1 liên kết C – Cl, 1 liên kết H – Cl

 

CH tr 86 12

3. Dựa vào năng lượng liên kết, tính ${BACKSLASHDelta _r},H_{298}^0$ các phản ứng sau:   a) Các phản ứng đốt cháy hoàn toàn 1 mol mỗi chất C2H4, C2H6, H2 ở thể khí. b) F2(g) + H2O(g) → 2HF(g) + ½ O2(g) Dự đoán các phản ứng trên là thuận lợi hay không thuận lợi.

 

 

Hướng dẫn giải:

– Tham khảo số liệu ở bảng phụ lục 2:

C₂H₄ + 3O₂ → 2CO₂ + 2H₂O

C₂H₆ + 7/2 O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

CO + ½ O₂ → CO₂

– Giá trị elthanpy âm thì phản ứng xảy ra thuận lợi

 

Lời giải:

a)

– Xét phản ứng đốt cháy 1 mol C₂H₄

C₂H₄ (g) + 3O₂ (g) → 2CO₂ (g)+ 2H₂O (g)

∆_fH⁰₂₉₈ = 1 x E_b (C₂H₄) + 3 x E_b (O₂) – 2 x E_b (CO₂) – 2 x E_b (H₂O)

∆_fH⁰₂₉₈ = 1 x E_C=C + 4 x E_C-H + 3 x E_O2 – 2 x 2E_C=O – 2 x 2E_O-H

∆_fH⁰₂₉₈ = 1×611 + 4×414 + 3×498 – 2x2x799 – 2x2x464 = -1291kJ

– Xét phản ứng đốt cháy 1 mol C₂H₆

C₂H₆ (g) + 7/2 O₂ (g) → 2CO₂ (g)+ 3H₂O (g)

∆_fH⁰₂₉₈ = 1 x E_b (C₂H₆) + 7/2 x E_b (O₂) – 2 x E_b (CO₂) – 3 x E_b (H₂O)

∆_fH⁰₂₉₈ = 1 x E_C-C + 6 x E_C-H + 7/2 x E_O2 – 2 x 2E_C=O – 3 x 2E_O-H

∆_fH⁰₂₉₈ = 1×347 + 6×414 + 7/2 x498 – 2x2x799 – 3x2x464 = -1406kJ

– Xét phản ứng đốt cháy 1 mol CO

CO(g) + ½ O₂ (g) → CO₂(g)

∆_fH⁰₂₉₈ = 1 x E_b (CO) + 1/2 x E_b (O₂) – 1 x E_b (CO₂)

∆_fH⁰₂₉₈ = 1 x E_CO + 1/2 x E_O2 – 1 x 2E_C=O

∆_fH⁰₂₉₈ = 1 x 1072 + 1/2 x 498– 1x2x799 = -277kJ

b)

F₂(g) + H₂O(g) → 2HF(g) + ½ O₂ (g)

∆_fH⁰₂₉₈ = 1 x E_b (F₂) + 1 x E_b (H₂O) – 2 x E_b (HF) – 1/2 x E_b (O₂)

∆_fH⁰₂₉₈ = 1 x E_F-F + 1x2E_O-H  – 2 x E_H-F –  1/2 x E_O2

∆_fH⁰₂₉₈ = 1 x 159 + 2×464– 2×565 –  1/2 x 498= -292kJ

Các phản ứng trên đều có giá trị elthanpy âm => Các phản ứng trên đều thuận lợi

 

CH tr 86 VD

5.Phản ứng quang hợp là phản ứng thu năng lượng dưới dạng ánh sáng: 6nCO2(g) + 6nH2O(l) → (C6H12O6)n(s) + 6nO2(g) Hãy tính xem cần phải cung cấp bao nhiêu năng lượng dưới dạng ánh sáng cho phản ứng quang hợp để tạo thành 1 mol glucose C6H12O6(s), biết enthalpy tạo thành chuẩn của chất này là -1271,1 kJ.mol-1. Biến thiến enthalpy tạo thành chuẩn của các chất khác tra ở phụ lục 3, trang 119.

 

 

Hướng dẫn giải:

Enthalpy của phản ứng bằng tổng enthalpy tạo thành các chất sản phẩm trừ tổng enthalpy tạo thành các chất phản ứng

 

Lời giải:

6nCO₂(g) + 6nH₂O(l) → (C₆H₁₂O₆)_n(s) + 6nO₂(g)

∆_fH⁰₂₉₈ =  ∆_fH⁰₂₉₈ (C₆H₁₂O₆) + 6 x ∆_fH⁰₂₉₈ (O₂) – 6 x ∆_fH⁰₂₉₈ (CO₂) – 6 x ∆_fH⁰₂₉₈ (H₂O)

= -1271,1 + 6 x 0  – 6 x -393,5 – 6 x -285,8 = 2804,7 kJ.mol^-1

=> Phải cung cấp 2804,7 kJ dưới dạng ánh sáng cho phản ứng quang hợp để tạo thành 1 mol glucose C₆H₁₂O₆(s)

 

Bài tập 1

Bài 1. Cho phản ứng: N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) ${BACKSLASHDelta _r},H_{298}^0$ = -92,22 kJ. a) Trong nhà máy sản xuất NH3, ban đầu phải đốt nóng N2 và H2 để phản ứng diễn ra. Nhiệt tỏa ra từ phản ứng này lại được dùng để đốt nóng hỗn hợp N2 và H2 cho quá trình phản ứng tiếp theo. Cách làm này có ý nghĩa gì về khía cạnh kinh tế? Giải thích b) Tính enthalpy tạo thành chuẩn của NH3.

 

 

Hướng dẫn giải:

a) Tiết kiệm kinh tế

b) Enthalpy của phản ứng bằng tổng enthalpy tạo thành các chất sản phẩm trừ tổng enthalpy tạo thành các chất phản ứng

 

Lời giải:

a)Phản ứng sản xuất NH₃ là phản ứng tỏa nhiệt, lượng nhiệt tỏa ra dùng để đốt nóng hỗn hợp N₂ và H₂ cho phản ứng tiếp tục xảy ra

=> Tiết kiệm nhiên liệu đốt cho quá trình phản ứng

b) N₂(g) + 3H₂(g) → 2NH₃(g) ${BACKSLASHDelta _r},H_{298}^0$= -92,22 kJ

Ta có: -92,22 = 2 x ∆_fH⁰₂₉₈ (NH₃) – 1 x ∆_fH⁰₂₉₈ (N₂) – 3 x ∆_fH⁰₂₉₈ (H₂)

=> -92,22 = 2 x ∆_fH⁰₂₉₈ (NH₃) – 0 – 0

=> ∆_fH⁰₂₉₈ (NH₃) = -46,11 kJ

 

Bài tập 2

Bài 2.Tính ${BACKSLASHDelta _r},H_{298}^0$ cho phản ứng sau dựa theo năng lượng liên kết. CH4(g) + X2(g) → CH3X(g) + HX(g) Với X = F, Cl, Br, I. Liên hệ giữa mức độ phản ứng (dựa theo ${BACKSLASHDelta _r},H_{298}^0$) với tính phi kim (F > Cl > Br > I). Tra các giá trị năng lượng liên kết của Phụ lục 2, trang 118

 

 

Hướng dẫn giải:

Biến thiên enthalpy phản ứng bằng tổng năng lượng liên kết của các chất phản ứng trừ tổng năng lượng các chất sản phẩm

 

Lời giải:

– Xét X là F:

CH₄(g) + F₂(g) → CH₃F(g) + HF(g)

∆rH⁰₂₉₈ = 1 x E_b (CH₄) + 1 x E_b (F₂) – 1 x E_b (HF) –  x E_b (CH₃F)

∆rH⁰₂₉₈ = 1 x 4E_C-H + 1 x E_F-F  – 1 x E_H-F –  1 x (3E_C-H + E_C-F)

∆rH⁰₂₉₈ = 1×4 x414 + 1×159– 1×565 –  1x(3×414 + 1×485)= -477kJ

– Xét X là Cl:

CH₄(g) + Cl₂(g) → CH₃Cl(g) + HCl(g)

∆rH⁰₂₉₈ = 1 x E_b (CH₄) + 1 x E_b (Cl₂) – 1 x E_b (HCl) –  x E_b (CH₃Cl)

∆rH⁰₂₉₈ = 1 x 4E_C-H + 1 x E_Cl-Cl  – 1 x E_H-Cl –  1 x (3E_C-H + E_C-Cl)

∆rH⁰₂₉₈ = 1×4 x414 + 1×243– 1×431 –  1 x(3×414 + 1×339)= -113kJ

– Xét X là Br:

CH₄(g) + Br₂(g) → CH₃Br(g) + HBr(g)

∆rH⁰₂₉₈ = 1 x E_b (CH₄) + 1 x E_b (Br₂) – 1 x E_b (HBr) –  x E_b (CH₃Br)

∆rH⁰₂₉₈ = 1 x 4E_C-H + 1 x E_Br-Br  – 1 x E_H-Br –  1 x (3E_C-H + E_C-Br)

∆rH⁰₂₉₈ = 1×4 x414 + 1×193– 1×364 –  1 x(3×414 + 1×276)= -33kJ

– Xét X là I:

CH₄(g) + I₂(g) → CH₃I(g) + HI(g)

∆rH⁰₂₉₈ = 1 x E_b (CH₄) + 1 x E_b (I₂) – 1 x E_b (HI) –  x E_b (CH₃I)

∆rH⁰₂₉₈ = 1 x 4E_C-H + 1 x E_I-I  – 1 x E_H-I –  1 x (3E_C-H + E_C-I)

∆rH⁰₂₉₈ = 1×4 x414 + 1×151– 1×297 –  1 x(3×414 + 1×240)= 28kJ

=> Từ F đến I, tính phi kim giảm dần nên khả năng tham gia phản ứng giảm dần

 

Bài tập 3

Bài 3*. Khi đun bếp than, củi, để đun nấu nhanh hơn, người ta thường dùng quạt để thổi thêm không khí vào bếp. Cách làm này có làm thay đổi biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng C(s) + O2(g) → CO2(g) không? Giải thích.

 

 

Hướng dẫn giải:

 

 

Lời giải:

Cách làm này chỉ làm tăng tốc độ phản ứng chứ không làm thay đổi biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng

 

Lý thuyết

 

 

Hướng dẫn giải:

 

 

Lời giải:

 

 

>> Xem chi tiết: Lý thuyết bài 15: Ý nghĩa và cách tính biến thiên Enthalpy phản ứng hóa học

Hy vọng với nội dung trong bài Giải hóa 10 bài 15 trang 82, 83, 84, 85, 86, 87 Cánh diều

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 Cánh Diều