Tính biến thiên enthalpy của phản ứng hóa học

Giải Hóa 10 Bài 14: Tính biến thiên enthalpy của phản ứng hóa học Chân trời sáng tạo là tài liệu vô cùng hữu ích, giúp các em học sinh lớp 10 có thêm nhiều gợi ý tham khảo, nhanh chóng trả lời toàn bộ câu hỏi trong sách giáo khoa trang 88→ 93 thuộc chương 5: Năng lượng hóa học.

Soạn Hóa 10 Bài 14 được biên soạn khoa học, chi tiết giúp các em rèn kỹ năng giải Hóa, so sánh đáp án vô cùng thuận tiện từ đó sẽ học tốt môn Hóa học 10. Đồng thời đây cũng là tài liệu giúp quý thầy cô tham khảo để soạn giáo án.

Giải Hóa 10: Tính biến thiên enthalpy của phản ứng hóa học

Giải Hóa học 10 Bài 14 trang 92, 93

Giải Hóa học 10 Bài 14 trang 92, 93

Bài 1

Tính $\Delta_r H_{298}^o$ 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)→ 2Cl₂(g) + 2H₂O(g)

Lời giải chi tiết:

a) N₂H₄(g) → N₂(g) + 2H₂(g)

Công thức cấu tạo của N₂H₄:

$\Delta_r H_{298}^o=\Sigma \mathrm{E}_{\mathrm{b}}(\mathrm{Cd})-\Sigma \mathrm{E}_{\mathrm{b}}(\mathrm{sp})$

$=>\Delta_r H_{298}^o=\mathrm{E}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{N}_2 \mathrm{H}_4\right)-\mathrm{E}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{N}_2\right)-2 \cdot \mathrm{E}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{H}_2\right)$

$=\mathrm{E}_{\mathrm{b}}(\mathrm{N}-\mathrm{N})+4 . \mathrm{E}_{\mathrm{b}}(\mathrm{N}-\mathrm{H})-\mathrm{E}_{\mathrm{b}}(\mathrm{N} \equiv \mathrm{N})-2 \cdot \mathrm{E}_{\mathrm{b}}(\mathrm{H}-\mathrm{H})$

b. $4 \mathrm{HCl}(\mathrm{g})+\mathrm{O}_2(\mathrm{~g}) \stackrel{t^o}{\rightarrow} 2 \mathrm{Cl}_2(\mathrm{~g})+2 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{g})$

$\Delta_r H_{298}^o=\Sigma \mathrm{E}_{\mathrm{b}}(\mathrm{Cd})-\Sigma \mathrm{E}_{\mathrm{b}}(\mathrm{sp})$

$=>\Delta_r H_{298}^o=4 . \mathrm{E}_{\mathrm{b}}(\mathrm{HCl})+\mathrm{E}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{O}_2\right)-2 \cdot \mathrm{E}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{Cl}_2\right)-2 \cdot \mathrm{E}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{H}_2 \mathrm{O}\right) \\$

$=4 . \mathrm{E}_{\mathrm{b}}(\mathrm{H}-\mathrm{Cl})+\mathrm{E}_{\mathrm{b}}(\mathrm{O}=\mathrm{O})-2 . \mathrm{E}_{\mathrm{b}}(\mathrm{Cl}-\mathrm{Cl})-2.2 \cdot$

$=4.427+498-2.243-2.2 .467=-148 \mathrm{~kJ}$

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 CO ₂ (g) và H ₂ O(l). So sánh lượng nhiệt sinh ra khi đốt cháy hoàn toàn 1,0 g propane C₃H ₈ (g) với lượng nhiệt sinh ra khi đốt cháy hoàn toàn 1,0 g benzenne C₆H ₆ (l).

Gợi ý đáp án

- Xét phản ứng: C₆H₆(l) + 15/2 O₂(g) → 6CO₂(g) + 3H₂O(l)

Chất	C₆H₆(l)	O₂(g)	CO₂(g)	H₂O(l)
$\Delta_r H_{298}^o$	+49,00	0	-393,50	-285,84

Khi đốt cháy 1 mol C₆H₆ (l)

${\Delta _r}H_{298}^o = 6.{\Delta _f}H_{298}^o(CO2) + 3.{\Delta _f}H_{298}^o(H2O) - {\Delta _f}H_{298}^o(C6H6) – 15/2.{\Delta _f}H_{298}^o(O2)$

= 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: $C3H8(g) + 5O2(g) \xrightarrow{{{t^o}}} 3CO2(g) + 4H2O(l)$

Chất	C3H8(g)	O2(g)	CO2(g)	H2O(l)
${\Delta _f}H_{298}^o$	-105,00	0	-393,50	-285,84

Khi đốt cháy 1 mol C3H8(g)

${\Delta _r}H_{298}^o = 3.{\Delta _f}H_{298}^o(CO2) + 4.{\Delta _f}H_{298}^o(H2O) - {\Delta _f}H_{298}^o(C3H8) – 5.{\Delta _f}H_{298}^o(O2)$

= 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 3

Dựa vào enthalpy tạo thành ở Bảng 13.1, tính biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng nhiệt nhôm:

$2Al(s) + Fe2O3(s) \xrightarrow{{{t^o}}} 2Fe(s) + Al2O3(s)$

Từ kết quả tính được ở trên, hãy rút ra ý nghĩa của dấu và giá trị ${\Delta _r}H_{298}^o$ đối với phản ứng

Lời giải chi tiết:

- Xét phản ứng: $2Al(s) + Fe2O3(s) \xrightarrow{{{t^o}}} 2Fe(s) + Al2O3(s)$

Chất	Fe(s)	Al2O3(s)	Al(s)	Fe2O3(s)
${\Delta _f}H_{298}^o$	0	-1676,00	0	-825,50

${\Delta _r}H_{298}^o = 2.{\Delta _f}H_{298}^o(Fe) + 1.{\Delta _f}H_{298}^o(Al2O3) – 2.{\Delta _f}H_{298}^o(Al) - 1.{\Delta _f}H_{298}^o(Fe2O3)$

= 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 4

Cho phương trình nhiệt hóa học sau:

$SO2(g) + ½ O2(g) \xrightarrow{{{t^o},{V_2}{O_5}}} SO3(g) {\Delta _r}H_{298}^o = -98,5 kJ$

a) Tính lượng nhiệt giải phóng ra khi chuyển 74,6 g SO2 thành SO₃

b) Giá trị ${\Delta _r}H_{298}^o$ của phản ứng: SO₃(g) → SO₂(g) + ½ O₂(g) là bao nhiêu?

Gợi ý đáp án

- 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

- Xét phản ứng: $SO2(g) + ½ O2(g) \xrightarrow{{{t^o},{V_2}{O_5}}} SO3(g)$

${\Delta _r}H_{298}^o= \Sigma {\Delta _f}H_{298}^o(sp) - \Sigma {\Delta _f}H_{298}^o(bđ)$

$= {\Delta _f}H_{298}^o(SO3) - {\Delta _f}H_{298}^o(SO2) – ½ . {\Delta _f}H_{298}^o(O2) = -98,5 kJ$

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

${\Delta _r}H_{298}^o= \Sigma {\Delta _f}H_{298}^o(sp) - \Sigma {\Delta _f}H_{298}^o(bđ)$

$={\Delta _f}H_{298}^o(SO2) + ½ . {\Delta _f}H_{298}^o(O2) - {\Delta _f}H_{298}^o(SO3) = +98,5 kJ$

Bài 5

Khí hydrogen cháy trong không khí tạo thành nước theo phương trình hóa học sau:

2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g) ${\Delta _r}H_{298}^o = -483,64 kJ$

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

Lời giải chi tiết:

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

${\Delta _r}H_{298}^o= \Sigma {\Delta _f}H_{298}^o(sp) - \Sigma {\Delta _f}H_{298}^o(bđ)$

$= 2.{\Delta _f}H_{298}^o(H2O) - {\Delta _f}H_{298}^o(O2) – 2. {\Delta _f}H_{298}^o(H2) = -483,64 kJ < 0$

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

Bài 6

Xét quá trình đốt cháy khí propane C3H8(g):

C3H8(g) + 5O2(g) \xrightarrow{{{t^o}}} 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

Gợi ý đáp án

- Dựa vào nhiệt tạo thành: $C3H8(g) + 5O2(g) \xrightarrow{{{t^o}}} 3CO2(g) + 4H2O(g)$