Giải bài 14: Tính biến thiên của enthalpy của phản ứng hóa học - Sách hóa học 10 chân trời sáng tạo. Phần đáp án chuẩn, hướng dẫn giải chi tiết cho từng bài tập có trong chương trình học của sách giáo khoa. Hi vọng, các em học sinh hiểu và nắm vững kiến thức bài học..
1. Xác định biến thiên enthalpy của phản ứng dựa vào năng lượng liên kết
Câu 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 thế khí)?
Trả lời:
- Liên kết cộng hóa trị bị phá vỡ, liên kết hydrogen được hình thành khi H2 phản ứng với O2 tạo thành H2O (ở thế khí)
B. Bài tập và hướng dẫn giải
Câu 2: Tính biến thiên enthalpy của phản ứng dựa vào năng lượng liên kết phải viết được ông thức cấu tạo của tất cả các chất trong phản ứng để xác định số lượng và loại liên kết. 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
Câu 3: Dựa vào năng lượng liên lết ở bảng 14.2, tính biến thiên enthlpy của phản ứng và giải thích vì sao nitrogne ( N=N) chỉ phản ứng với oxygen (O=O) ở nhiệt độ cao hoặc có tia lửa điện để tạo thành nitrogen monxide (N=O)
- N2 (g) + O2 (g) (t 0 , tia lửa điện)------> 2NO (g)
Câu hỏi bổ sung:
Xác định ∆rHo298 của phản ứng sau dựa vào giá trị E b, ở bảng 14.2:
CH4 (g) + Cl 2 (g) (askt) ------> CH3Cl (g) + HCl
Hãy cho biết phản ứng trên tỏa nhiệt hay thu nhiệt?
Câu hỏi vận dụng: 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) (t 0) -------> 2H2O (1)
C7H16 (g) + 10 O2 (g) (t 0) -------> 7 CO2 (g) + 8H2O (g) (2)
So sánh kết quả thu được từ đó cho biết H2 hay C7H16 là nhiên liệu hiệu quả hơn cho biết tên lửa (biết trong C7H16 có 6 liệ kết C-C và 16 liên kết C-H)
Bổ sung: Tính ∆rHo298 của hai phản ứng sau:
3 O2 (g) ---> 2O3 (g) (1)
2 O3 (g) ---> 3 O2 (g) (2)
Liên kết giữa giá trị ∆rHo298 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
2. Xác định biến thiên enthalpy của phản ứng dựa vào enthalpy tạo thành
Câu hỏi vận dụng:
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)-------> 6 N 2 (g) + 12 CO2 (g) + 10 H2O + O2 (g)
Câu 4: Giá trị biến thiên enthalpy của phản ứng có liên quan tới hệ số các chất trong chương trình nhiệt hóa học không? Giá trị enthalpy tạo thành thường được đo ở điều kiện nào?
Bài tập
Bài 1: Tính ∆rHo298 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) (to)---> 2Cl2(g) + 2H2O(g)
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 hoàn toàn 1,0 g propane C3H8(g) với lượng nhiệt sinh ra khi đốt cháy hoàn toàn 1,0g benzene C6H6(l)
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) (to)---> 2Fe(s) + Al2O3(s)
Từ kết quả tính được ở trên, hãy rút ra ý nghĩa của dấu và giá trị ∆rHo298 đối với phản ứng.
Bài 4: Cho phương trình nhiệt hóa học sau:
SO2(g) + 12O2 (to, V2O5)---> SO3(g); ∆rHo298 = -98,5kJ
a) Tính lượng nhiệt giải phóng ra khi chuyển 74,6g SO2 thành SO3
b) Giá trị ∆rHo298 của phản ứng SO3(g) ---> SO2(g) + $\frac{1}{2}$ O2 là bao nhiêu?
Bài 6: Xét quá trình đốt cháy khí propane C3H8(g):
C3H8(g) + 5O2 (to)---> 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.