Giải bài tập Chuyên đề Hoá học 10 Cánh diều bài 4 Entropy và biến thiên năng lượng tự do Gibbs

Hướng dẫn giải bài 4 Entropy và biến thiên năng lượng tự do Gibbs trong sách hóa học lớp 10

Trong chuyên đề bài 4 về Entropy và biến thiên năng lượng tự do Gibbs trang 28 của sách hóa học lớp 10 Cánh diều, bộ sách đã được thiết kế để giúp học sinh phát triển khả năng áp dụng tri thức vào thực tế. Hướng dẫn cụ thể và giải chi tiết được đưa ra để giúp học sinh hiểu bài học một cách tốt nhất.

Thông qua cách hướng dẫn đầy tính chất thực tiễn và sắc nét, sách cung cấp cho học sinh những kiến thức cần thiết về Entropy và biến thiên năng lượng tự do Gibbs. Với sự hỗ trợ của sách, học sinh sẽ dễ dàng nắm bắt và áp dụng các kiến thức này vào các bài tập và thực hành.

Hy vọng rằng bộ sách chuyên đề hóa học lớp 10 Cánh diều sẽ giúp các em học sinh phát triển kỹ năng không chỉ trong môn học mà còn trong cuộc sống hàng ngày. Các em sẽ có cơ hội tiếp cận và hiểu sâu hơn về Entropy và năng lượng tự do Gibbs thông qua sự hướng dẫn chi tiết và dễ hiểu trong cuốn sách.

Bài tập và hướng dẫn giải

Câu hỏi khởi động

Hình 4.1 mô tả trật tự sắp xếp của các phân tử nước ở ba thể: rắn, lỏng và khí. Em hãy cho biết mức độ “mất trật tự” của hệ tăng hay giảm theo chiều từ nước đá tới hơi nước.

Trả lời: Cách 1:Để làm bài này, ta cần xem xét cấu trúc của các phân tử nước ở ba trạng thái khác nhau: rắn,... Xem hướng dẫn giải chi tiết

I. Entropy

Câu hỏi 1: Khi đun nóng chảy tinh thể NaCl, độ mất trật tự của các ion tăng hay giảm? Tại sao?

Trả lời: Cách làm:1. Phân tích vấn đề: Đun nóng chảy tinh thể NaCl là quá trình năng lượng được cấp cho tinh... Xem hướng dẫn giải chi tiết

1. Ý nghĩa của entropy

2. Tính biến thiên entropy của một phản ứng hoặc một quá trình

Câu hỏi 2: Tính biến thiên entropy chuẩn cho phản ứng đốt cháy 1 mol CH3OH(l) bằng O2(g), thu được CO2(g) và H2O(g)

Luyện tập 1: Tính $\Delta _{r}S_{298}^{o}$ của các phản ứng sau:

a) 2Ca(s) + O2(g) → 2CaO(s)

b) CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g)

c) NH3(g) + HCl(g) → NH4Cl(s)

Luyện tập 2: Tại sao $S_{298}^{o}$ của quá trình (1) lại dương?

Trả lời: Để tính biến thiên entropy chuẩn cho phản ứng đốt cháy 1 mol CH3OH(l) bằng O2(g), thu được CO2(g) và... Xem hướng dẫn giải chi tiết

II. Biến thiên năng lượng tự do Gibbs và khả năng xảy ra của phản ứng hóa học

Luyện tập 3: Tính $\Delta _{r}G_{298}^{o}$ của các phản ứng sau và cho biết ở điều kiện chuẩn các phản ứng có tự xảy ra hay không.

a) H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(g)    $\Delta _{r}H_{298}^{o}$ = -184,6 kJ

b) CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l) $\Delta _{r}H_{298}^{o}$= -890,3 kJ

c) 2Na(s) + O2(g) → Na2O2(s) $\Delta _{r}H_{298}^{o}$ = -510,9 kJ

Vận dụng 1: Từ giá trị $\Delta _{r}H_{T}^{o}$của phản ứng (2) ở nhiệt độ 298 K và 203 K, hãy cho biết ở nhiệt độ thấp hơn hay cao hơn thì phản ứng diễn ra thuận lợi hơn?

Vận dụng 2: Phản ứng (3) trong thực tế còn gọi là phản ứng gì?

Vận dụng 3: Mặc dù phản ứng (3) có thể xảy ra ở nhiệt độ 848oC, nhưng trong thực tế người ta thường nung nóng CaCO3 tới nhiệt độ 1 000oC. Giải thích vì sao?

Trả lời: Để tính $\Delta _{r}G_{298}^{o}$ của các phản ứng, ta sử dụng công thức:\begin{align*}\Delta... Xem hướng dẫn giải chi tiết

Bài tập

Bài 1: Thả một vài tinh thể patassium dichromate K2Cr2O7 màu cam đỏ vào nước (Hình 4.3). Entropy của quá trình hòa tan này tăng hay giảm? Giải thích.

Bài 2: Hãy đánh giá khả năng tự xảy ra của phản ứng sau ở nhiệt độ chuẩn:

2Al(s) + 3H2O(l) → Al2O3(s) + 3H2(g)

Biết rằng: $\Delta _{r}H_{298}^{o}$ = - 818,3 kJ, $\Delta _{r}S_{298}^{o}$ được tính theo số liệu cho trong Phụ lục 1. Từ kết quả này hãy đưa ra một số lí do giải thích cho việc vì sao các đồ vật bằng nhôm được sử dụng rất phổ biến.

Bài 3: Hãy xác định nhiệt độ sôi của CHCl3(l) ở 1 bar và so sánh với giá trị đo được từ thực nghiệm (61,2oC). Giả thiết biến thiên enthalpy và entropy của quá trình không thay đổi theo nhiệt độ.

Biết rằng:

 

$\Delta _{f}H_{298}^{o}$(kJ mol-1)

$S_{298}^{o}$ (J mol-1K-1)

CHCl3(l)

-134,1

201,7

CHCl3(g)

-102,7

295,7

Bài 4: ZnCO3(s) → ZnO(s) + CO2(g)

Ở điều kiện chuẩn, phản ứng có tự xảy ra tại các nhiệt độ sau hay không?

a) 25oC

b) 500oC.

Biết rằng: $\Delta _{f}H_{298}^{o}$ = 710 kJ, $\Delta _{f}S_{298}^{o}$ = 174,8 J K-1. Giả sử biến thiên enthalpy và biến thiên entropy của phản ứng không phụ thuộc vào nhiệt độ.

Bài 5: Hãy xác định nhiệt độ thấp nhất để phản ứng nhiệt phân NaHCO3 dưới đây diễn ra: 

2NaHCO3(s) → Na2CO3(s) + H2O(l) + CO2(g)

Biết rằng: $\Delta _{f}H_{298}^{o}$ = 9,16 kJ, $\Delta _{f}S_{298}^{o}$ được tính theo số liệu cho trong Phụ lục 1. Giả sử biến thiên enthapy và biến thiên entropy của phản ứng không phụ thuộc vào nhiệt độ.

Bài 6*: Ở điều kiện thường (coi là 25oC, 1 bar), có tự xảy ra quá trình sắt bị biến đổi thành Fe2O3(s) (có trong thành phần gỉ sắt) được không?

Bài 7*: Để dự đoán khả năng tự xảy ra phản ứng cần sử dụng ∆rG0, ∆rHGiải thích.

Trả lời: Để trả lời cho câu hỏi trên, ta có thể làm như sau:Bài 1:- Vì tinh thể patassium dichromate tan... Xem hướng dẫn giải chi tiết
FREE học Tiếng Anh
0.42550 sec| 2210.305 kb