Giải Hóa học 10 Cánh diều bài 15

Với nội dung bài Giải bài tập Hóa học lớp 10 bài 15: Ý nghĩa và cách tính biến thiên Enthalpy phản ứng hóa học sách Cánh diều hay, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời câu hỏi Hóa học 10.

Mở đầu trang 82 Hóa học 10: Cho hai phản ứng đốt cháy:

(1) C(s) + O₂(g) → CO₂(g)    ∆_r H₂₉₈^o = -393,5 kJ

(2) 2Al(s) + 32 O₂(g) → Al₂O₃(s)   ∆ _r H₂₉₈^o = -1675,7 kJ

Với cùng một khối lượng C và Al, chất nào khi đốt cháy tỏa ra nhiều nhiệt hơn?

Lời giải:

Giả sử đốt cháy hoàn toàn 1 gam C và 1 gam Al ta có:

Đốt cháy hoàn toàn 1 mol C tỏa ra 393,5 kJ nhiệt lượng

Nếu đốt cháy hoàn toàn 1/12 mol C tỏa ra 393,5.1/12 = 32,79 kJ nhiệt lượng

Đốt cháy hoàn toàn 2 mol Al tỏa ra 1675,7 kJ nhiệt lượng

Nếu đốt cháy hoàn toàn 1/27 mol Al tỏa ra 1675,7/2.1/27 = 31,03 kJ nhiệt lượng

Vậy với cùng một khối lượng C và Al, khi đốt cháy C tỏa ra nhiều nhiệt hơn.

I. Ý nghĩa về dấu và giá trị của biến thiên Enthalpy phản ứng

Câu hỏi 1 trang 82 Hóa học 10:Xác định dấu của ∆_r H₂₉₈^o trong các phản ứng được thể hiện trong hai hình dưới đây:

Lời giải:

Hình a) năng lượng của hệ chất tham gia cao hơn năng lượng của hệ sản phẩm ⇒ Phản ứng diễn ra kèm theo sự giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt ⇒ Phản ứng tỏa nhiệt.

Hình b) năng lượng của hệ chất tham gia thấp hơn năng lượng của hệ sản phẩm ⇒ Phản ứng diễn ra kèm theo sự hấp thu năng lượng dưới dạng nhiệt ⇒ Phản ứng thu nhiệt.

Luyện tập 1 trang 83 Hóa học 10:Cho phản ứng:

CH₄(g) + H₂O(l) → CO(g) + 3H₂(g)    ∆_r H₂₉₈^o = 249,9 kJ

Ở điều kiện chuẩn, để thu được 1 gam H₂, phản ứng này cần hấp thu nhiệt lượng bằng bao nhiêu?

Lời giải:

n_H2 = 1/2 = 0,5mol

Để đốt cháy 1 mol CH₄(g) cần hấp thu 249,9 kJ nhiệt lượng

Vậy đốt cháy 16 mol CH₄(g) cần hấp thu 249,9.16 = 41,65 kJ nhiệt lượng.

Vận dụng 1 trang 83 Hóa học 10: Giải thích vì sao để giữ ấm cơ thể, trước khi lặn, người ta thường uống nước mắmcốt (là loại nước mắm chứa nhiều chất đạm).

Lời giải:

Nước mắm là hỗn hợp của muối với các acid amin được chuyển biến từ protein trong thịt cá qua một quá trình thủy phân với tác nhân là các hệ enzim có sẵn trong ruột cá cùng với một loại vi khuẩn kị khí chịu mặn, nhờ các men chất đạm từ cá được cắt nhỏ thành các acid amin giúp cơ thể hấp thu trực tiếp và dễ dàng. Trong nước mắm cốt có chứa rất nhiều đạm giúp cung cấp năng lượng, giữ ấm cơ thể.

Thực tế chứng minh trước khi lặn xuống nước uống nước mắm cốt giúp cơ thể người lặn nóng lên, xuống nước không còn thấy giá rét, tránh được nguy cơ cảm lạnh. Nước mắm cốt giúp tăng sức, giữ ấm cơ thể khi lặn xuống mực nước sâu.

Vận dụng 2 trang 83 Hóa học 10: Khi đốt cháy tờ giấy hay đốt lò than, ta cần thực hiện giai đoạn khơi mào như thế nào?

Lời giải:

Khi đốt cháy tờ giấy hay đốt lò than, ta cần thực hiện giai đoạn khơi mào bằng cách nhóm lửa (đốt một góc tờ giấy trước, đốt cháy một góc lò than trước).

Vận dụng 3 trang 83 Hóa học 10:Vì sao khi nung vôi người ta phải xếp đá vôi lẫn với than trong lò?

Lời giải:

Khi nung vôi người ta phải xếp đá vôi lẫn với than trong lò vì:

- Phản ứng đốt cháy than là phản ứng tỏa nhiệt.

- Phản ứng nung vôi là phản ứng thu nhiệt.

- Nhiệt tỏa ra trong quá trình đốt cháy than sẽ cung cấp cho quá trình nung vôi.

Câu hỏi 2 trang 84 Hóa học 10: Phản ứng đốt cháy cồn hay phản ứng nung vôi dễ thực hiện hơn?

Lời giải:

Phản ứng đốt cháy cồn là phản ứng tỏa nhiệt.

Phản ứng nung vôi là phản ứng thu nhiệt.

Các phản ứng tỏa nhiệt thường diễn ra thuận lợi hơn các phản ứng thu nhiệt.

⇒ Phản ứng đốt cháy cồn dễ thực hiện hơn.

Câu hỏi 3 trang 84 Hóa học 10: CaSO₄ là thành phần chính của thạch cao. Biết rằng:

2CaSO₄(s) → 2CaO(s) + 2SO₂(g) + O₂(g) có ∆_r H₂₉₈^o = 1000,6 kJ.

a) Phản ứng này diễn ra thuận lợi hay không thuận lợi?

b) Giải thích vì sao trong xây dựng, người ta sử dụng thạch cao để chế tạo các tấm vật liệu chịu nhiệt, chống cháy.

Lời giải:

a) Phản ứng này không thuận lợi vì có ∆_r H₂₉₈^o = 1000,6 kJ > 0

Ở điều kiện chuẩn, phản ứng chỉ xảy ra khi được đốt nóng (cung cấp nhiệt), dừng đốt nóng phản ứng sẽ dừng lại.

b) ∆_r H₂₉₈^o = 1000,6 kJ > 0 nên cần cung cấp một nhiệt lượng lớn thạch cao mới có thể bị phân hủy.

⇒ Thạch cao bền với nhiệt

⇒ Trong xây dựng, người ta sử dụng thạch cao để chế tạo các tấm vật liệu chịu nhiệt, chống cháy.

II. Cách tính biến thiên Enthalpy phản ứng

Vận dụng 4 trang 85 Hóa học 10: Cho biết:

2NaHCO₃(s) → Na₂CO₃(s) + CO₂(g) + H₂O(l) có ∆_r H₂₉₈^o = 91,6 kJ

NaHCO₃ có trong thành phần bột nở dùng để làm bánh. Vì sao khi bảo quản, cần tránh để bột nở ở nơi có nhiệt độ cao?

Lời giải:

∆_r H₂₉₈^o = 91,6 kJ > 0 nên phản ứng này thu nhiệt. Khi gặp nhiệt độ cao bột nở NaHCO₃ dễ dàng bị phân hủy.

Luyện tập 2 trang 85 Hóa học 10: Tính ∆_r H₂₉₈^o các phản ứng đốt cháy hoàn toàn 1 mol mỗi chất C₂H₄(g), C₂H₆(g), CO(g). Biết các sản phẩm thu được đều ở thể khí.

Lời giải:

Câu hỏi 4 trang 85 Hóa học 10:Cho phản ứng sau ở điều kiện chuẩn:

H-H(g) + F-F(g) → 2H-F(g)

Tính năng lượng cần để phá vỡ các liên kết trong H₂, F₂ và năng lượng tỏa ra (theo kJ) khi hình thành liên kết trong HF cho phản ứng trên.

Lời giải:

Câu hỏi 5 trang 86 Hóa học 10: Xác định số lượng mỗi loại liên kết trong các phân tử trước và sau phản ứng của CH₄ và Cl₂.

Lời giải:

Ta có phản ứng:

Phân tử CH₄ gồm 4 liên kết C-H

Phân tử Cl₂ gồm 1 liên kết Cl-Cl

Phân tử CH₃Cl gồm 3 liên kết C-H và 1 liên kết C-Cl

Phân tử HCl gồm 1 liên kết H-Cl

Luyện tập 3 trang 86 Hóa học 10: Dựa vào năng lượng liên kết, tính ∆_r H298o các phản ứng sau:

a) Các phản ứng đốt cháy hoàn toàn 1 mol mỗi chất C₂H₄, C₂H₆, H₂ ở thể khí.

b) F₂(g) + H₂O(g) → 2HF(g) + 12 O₂(g)

Dự đoán các phản ứng trên là thuận lợi hay không thuận lợi.

Lời giải:

Vận dụng 5 trang 86 Hóa học 10: Phản ứng quang hợp là phản ứng thu năng lượng dưới dạng ánh sáng:

6CO₂(g) + 6H₂O(l) → C₆H₁₂O₆ (s) + 6O₂(g)

Hãy tính xem cần phải cung cấp bao nhiêu năng lượng dưới dạng ánh sáng cho những phản ứng quang hợp để tạo thành 1 mol glucose C₆H₁₂O₆(s), biết enthalpy tạo thành chuẩn của chất này là -1271,1 kJ mol^-1. Biến thiên enthalpy tạo thành chuẩn của các chất khác được cho ở phụ lục 3.

Lời giải:

Để tạo thành 1 mol glucose C₆H₁₂O₆(s) ta có

Vậy cần phải cung cấp năng lượng là 2804,7 kJ dưới dạng ánh sáng cho những phản ứng quang hợp để tạo thành 1 mol glucose C₆H₁₂O₆(s).

Bài tập (trang 87)

Bài 1 trang 87 Hóa học 10: Joseph Priestly (Dô-sép Prít-li) đã điều chế oxygen vào năm 1774 bằng cách nung nóng HgO(s) thành Hg(l) và O₂(g). Tính lượng nhiệt cần thiết (kJ, ở điều kiện chuẩn) để điều chế được 1 mol O₂ theo phương pháp này.

Biết ∆_f H298o (HgO(s)) = -90,5 kJ mol^-1

Lời giải:

Vậy để điều chế được 1 mol O₂ theo phương pháp này cần cung cấp 181 kJ nhiệt lượng.

Bài 2 trang 87 Hóa học 10: Tính ∆_r H298o cho phản ứng sau dựa theo năng lượng liên kết.

CH₄(g) + X₂(g) → CH₃X(g) + HX(g)Với X = F, Cl, Br, I.

Liên hệ giữa mức độ phản ứng (dựa theo ∆_f H298o) với tính phi kim (F > Cl > Br > I). Tra các giá trị năng lượng liên kết ở Phụ lục 2, trang 119.

Lời giải:

Theo chiều giảm dần tính phi kim (F > Cl > Br > I) thì ∆_f H298o của mỗi phản ứng tăng dần

⇒ Tính phi kim càng mạnh, phản ứng diễn ra càng thuận lợi.

Bài 3 trang 87 Hóa học 10: Khi đun bếp than, củi, để đun nấu nhanh hơn, người ta thường dùng quạt để thổi thêm không khí vào bếp. Cách làm này có làm thay đổi biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng C(s) + O₂(g) → CO₂(g) không? Giải thích.

Lời giải:

Khi đun bếp than, củi, để đun nấu nhanh hơn, người ta thường dùng quạt để thổi thêm không khí vào bếp (cung cấp thêm O₂) giúp phản ứng diễn ra nhanh hơn, C được cháy hoàn toàn

Tuy nhiên cách làm này không làm thay đổi biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng

>>>> Bài tiếp theo: Giải Hóa học 10 Cánh diều bài 16

Như vậy, VnDoc.com đã gửi tới các bạn Giải Hóa 10 bài 15: Ý nghĩa và cách tính biến thiên Enthalpy phản ứng hóa học. Ngoài ra, các em học sinh có thể tham khảo môn: Vật Lý 10 Cánh Diều và Toán 10 Cánh Diều Tập 1, Toán 10 Cánh Diều Tập 2, Sinh 10 Cánh Diều đầy đủ khác.