Đề kiểm tra 45 phút Hóa 10 Chương 5. Năng lượng hóa học

Sự phá vỡ liên kết cần cung cấp năng lượng, trong khi sự hình thành liên kết lại giải phóng năng lượng.

Giá trị tuyệt đối của biến thiên enthalpy càng lớn thì nhiệt lượng tỏa ra hay thu vào của phản ứng càng nhiều Phản ứng (a) có trị tuyệt đối của nhiệt phản ứng nhỏ hơn phản ứng (b).

Ta có:

(a) = 2.(H₂O) - 2(H₂S) - (SO₂) = -237 kJ

(b) = 2(H₂O) -  2(H₂S) = -530,5 kJ

(SO₂) = -(530,5) - (-237)

                            = -293,5 kJ

- Cả hai phản ứng đều có < 0 Cả 2 phản ứng đều là phản ứng tỏa nhiệt.

Nhiệt lượng tỏa ra là: Q = m.c.Δt = 200.4,2.(80−25) = 46200J = 46,2kJ

Số mol của CaO cần dùng cho phản ứng tỏa ra 46,2kJ là:

Khối lượng CaO cần dùng là 0,44.56 = 24,64 (gam)

-  Nhiệt tạo thành chuẩn có kí hiệu là .

-  Để tạo thành 2 mol AgBr sẽ tỏa ra 2.99,51 = 199,02 kJ nhiệt.

Các phản ứng: nhiệt phân Cu(OH)₂, phản ứng giữa H₂ và O₂ trong hỗn hợp khí, phản ứng đốt cháy cồn đều cần đốt cháy để xảy ra.

Phản ứng giữa Zn và dung dịch H₂SO₄ có thể tự xảy ra ở điều kiện thường.

Giá trị tuyệt đối của biến thiên enthalpy càng lớn thì nhiệt lượng tỏa ra hay thu vào của phản ứng càng nhiều.

 Trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, cùng một lượng thể tích khí như nhau thì lượng nhiệt do C₂H₂ sinh ra nhiều hơn lượng nhiệt do CH₄ sinh ra nên khi sử dụng C₂H₂ sẽ nhanh chóng hàn cắt được kim loại.

 Khi pha viên sủi vitamin C xảy ra phản ứng thu nhiệt nước trong cốc mát hơn.

Số mol khí CO đem đi đốt cháy là:

Ở điều kiện chuẩn, nếu đốt cháy 12,395 lít khí CO thì nhiệt lượng toả ra là: 

0,5.852,5 = 426,25 (kJ)

Biến thiên enthalpy của các phản ứng phụ thuộc vào điều kiện xảy ra phản ứng (như nhiệt độ, áp suất) và trạng thái vật lý của các chất (rắn, lỏng, khí). Để so sánh biến thiên enthalpy của các phản ứng khác nhau thì cần xác định chúng ở cùng một điều kiện.

Phản ứng (1) cần cung cấp nhiệt mới xảy ra phản ứng Phản ứng thu nhiệt.

Phản ứng (2) không cần cung cấp nhiệt vẫn tiếp tục diến ra Phản ứng tỏa nhiệt.

= (Al₂O₃) + 2.(Fe) − 2.(Al) − (Fe₂O₃)

              = 102.(−16,37) + 2.0 − 2.0 − 160.(−5,14)

                = −847,34 kJ

 Nhiệt dung của sản phẩm là: C = 102.0,84 + 2.56.0,67 = 160,72 (J.K ^-1) 

Nhiệt độ tăng lên là:

Nhiệt độ đạt được là (25 + 273) + 2109 = 2407 K 

Nhiệt tạo thành của một chất là biến thiên enthalpy của phản ứng tạo thành 1 mol chất đó từ các đơn chất ở dạng bền vững nhất, ở một điều kiện xác định. Kí hiệu là _fH.

nghĩa là để tạo thành 1 mol chất Fe₂O₃(s) từ 2 mol Fe và 1,5 mol O₂(g) giải phóng nhiệt lượng là 825,50 kJ.

 n_Al2O3 = 10,2/102 = 0,1(mol)

Từ phương trình nhiệt hóa học rút ra:

Phản ứng tạo thành 1 mol Al₂O₃ thì nhiệt lượng tỏa ra là 1675,7 kJ

Phản ứng tạo thành 0,1 mol Al₂O₃ thì nhiệt lượng tỏa ra là 0,1.1675,7 = 167,57 kJ

Biến thiên enthalpy của phản ứng:

= 3.E_C−C + 10.E_C−H + 6,5.E_O=O −4.2.E_C=O −5.2.E_O−H

             =  3.346 + 10.418 + 6,5.495 − 8.799 − 10.467

             = − 2626,5 kJ

Nhiệt lượng cần dùng để đốt cháy 12 kg butane là

Nhiệt cần đun 1 ấm nước là: 3.103.4,2.(100 - 25) = 945000 J = 945 kJ

Số ấm nước cần tìm là:

Biến thiên enthalpy chuẩn là nhiệt tỏa ra hay thu vào của phản ứng được xác định ở điều kiện chuẩn; áp suất 1 bar (đối với chất khí), nồng độ 1 mol/L (đối với chất tan trong dung dịch) và nhiệt độ thường được chọn là 25^oC (298K).

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

Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng là:

= (Na₂CO₃) + (CO₂) + (H₂O) - 2(NaHCO₃)

             = (-1130,7) + (-393,5) + (-285,8) – 2.(-950,8)

             = 91,6 kJ.

 Kí hiệu của biến thiên enthalpy chuẩn là 

n_CO = 2 mol.

Vậy lượng nhiệt giải phóng khi tạo 2 mol CO chính là ||:

|| = |2.(CO(g)) − 2.(CO₂(g))|

= |2. (–393,51) – 2. (–110,53)| = 565,96 kJ.

Biến thiên enthalpy của phản ứng (mà các chất đều ở thể khí), bằng hiệu số giữa tổng năng lượng liên kết của các chất đầu và tổng năng lượng liên kết của các sản phẩm (ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất).

Ở điều kiện chuẩn: = E_b(cđ) – E_b(sp).

 Tổng nhiệt tạo thành các chất ban đầu là:

(cđ) = ((Fe(s))4 + (O₂(g))7

                     =  (–100,0)×4 + 0×7 = –400,0 (kJ). 

 Tổng nhiệt tạo thành các chất sản phẩm là: 

(sp) = (Fe2O₃(s))2 + (SO₂(g))4

                     =  (–825,5)×2 + (–296,8)×4 = –2838,2 (kJ). 

 Vậy, biến thiên enthalpy của phản ứng: 

= (sp) – (cđ) 

               = –2838,2 – (–400,0) = –2438,2 (kJ). 

Do tỉ lệ thể tích của propane và butane là 50 : 50 nên propane và butane có số mol bằng nhau và đặt là x mol.

Theo đề bài có 44x + 58x = 12000 x = 2000/17 mol

Năng lượng tỏa ra khi sử dụng 2000/17 mol C₃H₈ là

Năng lượng tỏa ra khi sử dụng 2000/17 mol C₄H₁₀ là 

Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 bình gas 12 kg là:

261176,4706 + 338117,6471 = 599294,1177 kJ 

Dấu của biến thiên enthalpy cho biết phản ứng tỏa nhiệt hay thu nhiệt:

> 0: phản ứng thu nhiệt.

< 0: phản ứng tỏa nhiệt.

Lấy phương trình phản ứng (b) trừ phương trình phản ứng (a) được phương trình phản ứng (c). 

(c) = (b) (a) = 133,8 - 173,6 = -39,8 kJ

Phản ứng tỏa nhiệt (hệ tỏa nhiệt ra môi trường) thì < 0.

 Ta có:

Vì > 0 Phản ứng thu nhiệt nhiệt độ giảm đi là:

Sau khi hòa tan, nước trong bình có nhiệt độ là 25 - 6,2 = 18,8^oC 

 Dấu hiệu nhận biết phản ứng tỏa nhiệt hay thu nhiệt:

> 0 Phản ứng thu nhiệt

< 0 Phản ứng tỏa nhiệt.

Theo bài ra phản ứng trên có: =−137,0kJ Phản ứng tỏa nhiệt.

Giá trị tuyệt đối của biến thiên enthalpy càng lớn thì nhiệt lượng tỏa ra hay thu vào của phản ứng càng nhiều

Thứ tự: (4), (2), (3), (1).

Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng là:

= E_b(H–H) + E_b(I–I) – 2×E_b(H–I)

             = 436 + 151 – 2×297

             = –7 (kJ).

 Các phát biểu đúng: (a); (b); (d)

(c) Sai vì có những một số phản ứng mà chất tham gia có chứa nguyên tố oxygen là phản ứng thu nhiệt:

Ví dụ: CaCO₃ → CaO + CO₂

(e) Sai vì lượng nhiệt mà phản ứng hấp thụ hay giải phóng phụ thuộc vào điều kiện thực hiện phản ứng và thể tồn tại của chất trong phản ứng.

Ví dụ: 

H₂(g) + 1/2O₂(g) → H₂O(g)                           = −241,8kJ

Nhưng phản ứng:

H₂(g) + 1/2O₂(g) → H₂O(l)                           = −285,8kJ

(g) Sai vì sự cháy của nhiên liệu là những ví dụ về phản ứng tỏa nhiệt. Việc khơi mào ban đầu là cung cấp nhiệt ban đầu cho sự cháy nhưng sau đó phản ứng cháy có thể tự tiếp diễn và tỏa rất nhiều nhiệt. 

Các phản ứng xảy ra ở nhiệt độ phòng thường là phản ứng tỏa nhiệt, các phản ứng thu nhiệt thường xảy ra khi đun nóng.

Phương trình hóa học:

= (SO₃(l)) – [ (SO₂)(g)) + (O₂(g))

                =  – 441,0 – (–296,8 + 0.)

                = –144,2 (kJ).

Phản ứng tỏa nhiệt là phản ứng giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt.

Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ cao Phản ứng thu nhiệt; ∆H > 0.

C₄H₁₀(g) C₂H₄ (g) + C₂H₆(g)                  

= 10E_b(C-H) + 3E_b(C-C) - Eb(C=C) - 4E_b(C-C) - 6E_b(C-H)

= 10.418 + 3.346 - 612 - 4.418 - 346 - 6.418 

                = 80 kJ

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

= (C₆H₁₂O₆) +6.(O₂) - 6.(CO₂) - 6.(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).

Biến thiên enthalpy của phản ứng có thể xác định bằng nhiệt lượng kế. Dựa vào két quả xác định sự thay đổi nhiệt độ của nước sẽ tính được nhiệt lượng đã cho đi (hoặc nhận vào), từ đó xác định được biến thiên enthalpy của phản ứng.

Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng là nhiệt lượng tỏa ra hay thu vào kèm theo phản ứng đó trong điều kiện chuẩn (áp suất 1 bar đối với chất khí, nồng độ 1M đối với chất tan trong dung dịch và thường chọn nhiệt độ 25^oC (hay 298K)), kí hiệu là .

Vậy trong phương trình phản ứng = −393,5 kJ có ý nghĩa là để đốt cháy hoàn toàn 1 mol carbon trong khí oxygen dư (ở 25^oC, 1 atm) tạo ra 1 mol CO₂ tỏa ra một lượng nhiệt là 393,5 kJ.