Giải bài tập sách bài tập (SBT) Hoá học 10 chân trời sáng tạo bài 14 Tính biến thiên của enthalpy của phản ứng hóa học

14.1. Cách tính enthalpy của phản ứng hoá học dựa vào năng lượng liên kết và enthalpy tạo thành của các chất.

14.2. Cho phản ứng tổng quát : aA + bB →   mM + nN . Hãy chọn các phương án tính đúng $\Delta _{r}H_{298}^{o}$ của phản ứng. 

14.3. Thành phần chính của đa số các loại đá dùng trong xây dựng là CaCO₃, chúng vừa có tác dụng chịu nhiệt, vừa chịu được lực. Dựa vào bảng 13.1 sách giáo khoa (SGK) trang 84 tính $\Delta _{r}H_{298}^{o}$, của phản ứng:

CaCO₃(s) $\overset{t^{o}}{\rightarrow}$ + CaO(s) + CO₂ (g)

Phản ứng có xảy ra thuận lợi ở điều kiện thường không?

14.4. Propene là nguyên liệu cho sản xuất nhựa polypropylene (PP). PP được sử dụng để sản xuất các sản phẩm ống, màng, dây cách điện, kéo sợi, đồ gia dụng và các sản phẩm tạo hình khác.  Phản ứng tạo thành propene từ propyne:

CH₃ - C ≡ CH ( g ) + H₂ ( g ) $\overset{t^{o},Pd/PbCO_{3}}{\rightarrow}$CH3 - CH = CH2(g)

a) Hãy xác định số liên kết C - H; C – C; C ≡ C trong hợp chất CH₃ - C ≡ CH (propyne).

b) Từ năng lượng của các liên kết (Bảng 14.1, sách giáo khoa (SGK) trang 89), hãy tính biến thiên enthalpy của phản ứng tạo thành propene trên.

14.5. Tính nhiệt tạo thành chuẩn của HF và NO dựa vào năng lượng liên kết (Bảng 14.1 sách giáo khoa (SGK)), của F₂ H₂, HF, N₂, O₂, NO. Giải thích sự khác nhau về nhiệt tạo thành của HF và NO.

14.6. Phosgene là chất khí không màu, mùi cỏ mục, dễ hoá lỏng; khối lượng riêng 1,420 g/cm$^{3}$ (ở 0°C); t_s = 8,2°C. Phosgene ít tan trong nước; dễ tan trong các dung môi hữu cơ, bị thuỷ phân chậm bằng hơi nước; không cháy; là sản phẩm công nghiệp quan trọng; dùng trong tổng hợp hữu cơ để sản xuất sản phẩm nhuộm, chất diệt cò, polyurethane....

Phosgene là một chất độc. Ở nồng độ 0,005 mg/L đã nguy hiểm đối với người, trong khoảng 0,1 – 0,3 mg/L, gây tử vong sau khoảng 15 phút.

Phosgene được điều chế bằng cách cho hỗn hợp CO và CI₂ đi qua than hoạt tính.

Biết: E_b (Cl - CI) = 243 kJ / mol; Eb (C – CI) 339 kJ/mol; Eb(C = O) = 745 kJ/mol; Eb(C≡O) = 1075 kJ / mol. Hãy tính biến thiên enthalpy của phản ứng tạo thành phosgene từ CO và CI₂. 

14.7. Kim loại nhôm có thể khử được oxide của nhiều nguyên tố. Dựa vào nhiệt tạo thành chuẩn của các chất (Bảng 13.1 sách giáo khoa (SGK)), tính biến thiên enthalpy của phản ứng nhôm khử 1 mol mỗi oxide sau:

a) Fe₃O₄ (s)             b) Cr₂O₃(s).

14.8*. Cho 3 hydrocarbon X, Y, Z đều có 2 nguyên tử C trong phân tử. Số nguyên tử H trong các phân tử tăng dần theo thứ tự X, Y, Z.

a) Viết công thức cấu tạo của X, Y, Z.

b) Viết phương trình đốt cháy hoàn toàn X, Y, Z với hệ số nguyên tối giản.

c) Tính biến thiên enthalpy của mỗi phản ứng dựa vào enthalpy tạo thành tiêu chuẩn trong bảng sau.

d) Từ kết quả tính toán đưa ra kết luận về ứng dụng của phản ứng đốt cháy X, Y, Z trong thực tiễn. 

14.9. Cho các phản ứng:

CaCO₃ (s) → CaO (s) + CO₂(g) $\Delta _{r}H_{298}^{o}$= + 178,49 kJ

C₂H₅OH (l) + 3O₂ (g) → 2CO₂ (g) + 3H₂O (l) $\Delta _{r}H_{298}^{o}$= -1370,70 kJ

C (graphite, s) + O₂ (g) → CO₂ (g) $\Delta _{r}H_{298}^{o}$=  - 393,51 kJ

a) Phản ứng nào có thể tự xảy ra (sau giai đoạn khơi mào ban đầu), phản ứng nào không thể tự xảy ra? 

b) Khối lượng ethanol hay graphite cần dùng khi đốt cháy hoàn toàn đủ tạo lượng nhiệt cho quá trình nhiệt phân hoàn toàn 0,1 mol CaCO₃. Giả thiết hiệu suất các quá trình đều là 100%. 

14.10. Lactic acid hay acid sữa là hợp chất hoá học đóng vai trò quan trọng trong nhiều quá trình sinh hoá, lần đầu tiên được phân tách vào năm 1780 bởi nhà hoá học Thụy Điển Carl Wilhelm Scheele. Lactic acid có công thức phân tử C₃H₆O₃, công thức cấu tạo CH₃—CH(OH)—COOH.

Khi vận động mạnh cơ thể không đủ cung cấp oxygen, thì cơ thể sẽ chuyển hoá glucose thành lactic acid từ các tế bảo để cung cấp năng lượng cho cơ thể (lactic acid tạo thành từ quá trình này sẽ gây mỏi cơ) theo phương trình sau:

C₆H₁₂O₆ (aq) → 2C3H6O3 (aq) $\Delta _{r}H_{298}^{o}$ = - 150 kJ

Biết rằng cơ thể chỉ cung cấp 98 % năng lượng nhờ oxygen, năng lượng còn lại nhờ vào sự chuyển hoá glucose thành lactic acid.

Giả sử một người chạy bộ trong một thời gian tiêu tốn 300 kcal. Tính khối lượng lactic acid tạo ra từ quá trình chuyển hoá đó (biết 1 cal = 4,184 J). 

14.11. Chloromethane (CH₃CI), còn được gọi là methyl chloride, Refrigerant – 40 hoặc HCC 40. CH₃Cl từng được sử dụng rộng rãi như một chất làm lạnh. Hợp chất khí này rất dễ cháy, có thể không mùi hoặc có mùi thơm nhẹ.

Từ năng lượng của các liên kết (Bảng 14.1 sách giáo khoa (SGK)), hãy tinh biến thiên enthalpy của phản ứng tạo thành chloromethane:

CH₄ (g) + Cl₂ (g) → CH₃Cl (g) + HCl (g)

Cho biết phản ứng dễ dàng xảy ra dưới ánh sáng mặt trời. Kết quả tính có mâu thuẫn với khả năng dễ xảy ra của phản ứng không. 

14.12*. Một xe tải đang vận chuyển đất đèn (thành phần chính là CaC₂ và CaO) gặp mưa xảy ra sự cố, xe tải đã bốc cháy.

a) Viết phản ứng của CaC₂ và CaO với nước.

b) Xe tải bốc cháy do các phản ứng trên toả nhiệt kích thích phản ứng cháy của acetylene:

C₂H₂ (g) + 2,5O₂ (g)→  2CO₂ (g) + H₂O (g)

Dựa vào Bảng 13.1 sách giáo khoa (SGK), tinh biến thiên enthalpy của các phản ứng trên. Cho biết phản ứng toả nhiệt hay thu nhiệt. 

14.13. Cho phương trình hoá học của phản ứng:

C₂H₂ (g) + H₂O (l) → C₂H₅OH (I)

Tính biến thiên enthalpy của phản ứng theo nhiệt tạo thành chuẩn của các chất (Bảng 13.1 sách giáo khoa (SGK)).

14.14*. Cho phản ứng phân huỷ hydrazine: N₂H₄(g) → N₂(g) + 2H₂(g)

a) Tính $\Delta _{r}H_{298}^{o}$ theo năng lượng liên kết của phản ứng trên.

b) Hydrazine (N₂H₄) là chất lỏng ở điều kiện thưởng (sôi ở 114 °C, khối lượng riêng 1,021g/cm$^{3}$). Hãy đề xuất lí do N₂H₄ được sử dụng làm nhiên liệu trong động cơ tên lửa. Biết: E_b(N—N) = 160 kJ/mol; Eb(N—H) = 391 kJ/mol; Eb(N≡N) = 945 kJ/mol, Eb(H-H) = 432 kJ/mol.

14.15. Quá trình hoà tan calcium chloride trong nước:

CaCl₂ (s) → Ca²⁺ (aq) + 2Cl^- (aq)

Tính biến thiên enthalpy của quá trình.