Bài 14. Tính biến thiên enthalpy của phản ứng hóa học trang 88, 89, 90, 91, 92, 93 Hóa 10 Chân trời sáng tạo
Tải vềMethane cháy tỏa nhiệt lớn nên được dùng làm nhiên liệu. Khi trộn methane và oxygen với tỉ lệ thích hợp thì sẽ tạo ra hỗn hợp nổ 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 thể khí)?
CH tr 88 MĐ
|
Methane cháy tỏa nhiệt lớn nên được dùng làm nhiên liệu. Khi trộn methane và oxygen với tỉ lệ thích hợp thì sẽ tạo ra hỗn hợp nổ
Biến thiên enthalpy của phản ứng trên được tính toán dựa trên các giá trị nào? |
Phương pháp giải:
Lời giải chi tiết:
Biến thiên enthalpy của phản ứng được tính toán dựa trên giá trị năng lượng liên kết hoặc dựa vào enthalpy tạo thành
CH tr 88 CH
|
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 H 2 phản ứng với O 2 tạo thành H 2 O (ở thể khí)?
|
Phương pháp giải:
Quan sát Hình 14.1 và rút ra nhận xét
Lời giải chi tiết:
- Khi H 2 phản ứng với O 2 tạo thành H 2 O (ở thể khí)
+ Liên kết H-H và O=O bị phá vỡ
+ Liên kết H-O-H được hình thành
CH tr 89 CH
|
2. Tính biến thiên enthalpy của phản ứng dựa vào năng lượng liên kết phải viết được công thức cấu tạo của tất cả các chất trong phản ứng để xác định số lượng và loại liên kết. Xác định số lượng mỗi loại liên kết trong các phân tử sau: CH 4 , CH 3 Cl, NH 3 , CO 2 . |
Phương pháp giải:
- Viết công thức cấu tạo của các chất
=> Xác định được các loại liên kết
Lời giải chi tiết:
- CH 4 :
=> Có 4 liên kết C-H
- CH 3 Cl:
=> Có 3 liên kết C-H, 1 liên kết C-Cl
- NH 3
=> Có 3 liên kết N-H
- CO 2
=> Có 2 liên kết C=O
CH tr 89 CH
|
3. Dựa vào năng lượng liên kết ở Bảng 14.1, tính biến thiên enthalpy của phản ứng và giải thích vì sao nitrogen (N\( \equiv \)N) chỉ phản ứng với oxygen (O=O) ở nhiệt độ cao hoặc có tia lửa điện để tạo thành nitrogen monoxide (N=O). N 2 (g) + O 2 (g) \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2NO(g) |
Phương pháp giải:
\({\Delta _r}H_{298}^o\) = \(\Sigma \)E b (cđ) - \(\Sigma \)E b (sp)
Lời giải chi tiết:
N 2 (g) + O 2 (g) \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2NO(g)
=> Phản ứng trên có 1 liên kết N\( \equiv \)N, 1 liên kết O=O và 2 liên kết N=O
Ta có:
+ N 2 có 1 liên kết N\( \equiv \)N với E b = 945 kJ/mol
+ O 2 có 1 liên kết O=O với E b = 498 kJ/mol
+ NO có 1 liên kết N=O với E b = 607 kJ/mol
Mà: \({\Delta _r}H_{298}^o\) = \(\Sigma \)E b (cđ) - \(\Sigma \)E b (sp)
=> \({\Delta _r}H_{298}^o\) = E b (N 2 ) + E b (O 2 ) – 2E b (NO) = 945 + 498 – 2. 607 = 229 kJ/mol > 0
=> Phản ứng thu nhiệt
=> Để phản ứng xảy ra, cần cung cấp lượng nhiệt lớn 229 kJ/mol
=> Nitrogen chỉ phản ứng với oxygen khi ở nhiệt độ cao hoặc có tia lửa điện để tạo thành NO
CH tr 89 LT
|
Xác định \({\Delta _r}H_{298}^o\) của phản ứng sau dựa vào giá trị E b ở Bảng 14.1: CH 4 (g) + Cl 2 (g) \(\xrightarrow{{askt}}\) CH 3 Cl(g) + HCl(g) Hãy cho biết phản ứng trên tỏa nhiệt hay thu nhiệt?
|
Phương pháp giải:
Bước 1: Xác định số lượng liên kết và loại liên kết của các chất trong phản ứng
Bước 2: Áp dụng công thức: \({\Delta _r}H_{298}^o\) = \(\Sigma \)E b (cđ) - \(\Sigma \)E b (sp)
=> Phản ứng thu nhiệt hay tỏa nhiệt
Lời giải chi tiết:
CH 4 (g) + Cl 2 (g) \(\xrightarrow{{askt}}\) CH 3 Cl(g) + HCl(g)
- Chất đầu:
+ CH 4 có 4 liên kết C-H
+ Cl 2 có 1 liên kết Cl-Cl
- Sản phẩm
+ CH 3 Cl có 3 liên kết C-H, 1 liên kết C-Cl
+ HCl có 1 liên kết H-Cl
Mà: \({\Delta _r}H_{298}^o\) = \(\Sigma \)E b (cđ) - \(\Sigma \)E b (sp)
=> \({\Delta _r}H_{298}^o\) = E b (CH 4 ) + E b (Cl 2 ) – E b (CH 3 Cl)- E b (HCl)
= 4 E b (C-H) + E b (Cl-Cl) – 3E b (C-H) - E b (C-Cl) - E b (H-Cl)
= 4.413 + 243 – 3. 413 – 339 - 427 = -110 kJ/mol < 0
=> Phản ứng tỏa nhiệt
CH tr 90 VD
|
Dựa vào số liệu về năng lượng liên kết ở Bảng 14.1, hãy tính biến thiên enthalpy của 2 phản ứng sau: 2H 2 (g) + O 2 (g) \(\xrightarrow{{{t^o}}}\)2H 2 O(g) (1) C 7 H 16 (g) + 11O 2 (g) \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 7CO 2 (g) + 8H 2 O(g) (2) So sánh kết quả thu được, từ đó cho biết H 2 hay C 7 H 16 là nhiên liệu hiệu quả hơn cho tên lửa (biết trong C 7 H 16 có 6 liên kết C-C và 16 liên kết C-H)
|
Phương pháp giải:
Bước 1: Xác định số lượng liên kết và loại liên kết của các chất trong phản ứng
Bước 2: Áp dụng công thức: \({\Delta _r}H_{298}^o\) = \(\Sigma \)E b (cđ) - \(\Sigma \)E b (sp)
Lời giải chi tiết:
- Xét phản ứng: 2H 2 (g) + O 2 (g) \(\xrightarrow{{{t^o}}}\)2H 2 O(g) (1)
\({\Delta _r}H_{298}^o\) = \(\Sigma \)E b (cđ) - \(\Sigma \)E b (sp)
=> \({\Delta _r}H_{298}^o\)(1) = 2E b (H 2 ) + E b (O 2 ) – 2E b (H 2 O)
= 2.E b (H-H) + E b (O=O) – 2.2.E b (O-H)
= 2.432 + 498 – 2.2.467 = -506 kJ/mol
- Xét phản ứng: C 7 H 16 (g) + 11O 2 (g) \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 7CO 2 (g) + 8H 2 O(g) (2)
\({\Delta _r}H_{298}^o\) = \(\Sigma \)E b (cđ) - \(\Sigma \)E b (sp)
=> \({\Delta _r}H_{298}^o\)(2) = E b (C 7 H 16 ) + 11.E b (O 2 ) – 7.E b (CO 2 ) – 8.E b (H 2 O)
= 6.E b (C-C) + 16. E b (C-H) + 11.E b (O=O) – 7.2.E b (C=O) – 8.2.E b (O-H)
= 6.347 + 16.432 + 11.498 –7.2.745 - 8.2.467 = -3430 kJ/mol
Ta có: \({\Delta _r}H_{298}^o\)(2) < \({\Delta _r}H_{298}^o\)(1)
=> Phản ứng (2) xảy ra thuận lợi hơn so với phản ứng (1)
=> C 7 H 16 là nhiên liệu hiệu quả hơn cho tên lửa
CH tr 90 LT
|
Tính \({\Delta _r}H_{298}^o\) của hai phản ứng sau: 3O 2 (g) → 2O 3 (g) (1) 2O 3 (g) → 3O 2 (g) (2) Liên hệ giữa giá trị \({\Delta _r}H_{298}^o\) với độ bền của O 3 , O 2 và giải thích, biết phân tử O 3 gồm 1 liên kết đôi O=O và 1 liên kết đơn O-O |
Phương pháp giải:
Bước 1: Xác định số lượng liên kết và loại liên kết của các chất trong phản ứng
Bước 2: Áp dụng công thức: \({\Delta _r}H_{298}^o\) = \(\Sigma \)E b (cđ) - \(\Sigma \)E b (sp)
Lời giải chi tiết:
- Xét phản ứng: 3O 2 (g) → 2O 3 (g) (1)
\({\Delta _r}H_{298}^o\) = \(\Sigma \)E b (cđ) - \(\Sigma \)E b (sp)
=> \({\Delta _r}H_{298}^o\)(1) = 3. E b (O 2 ) – 2.E b (O 3 )
= 3.E b (O=O) – 2.(E b (O=O) + E b (O-O))
= 3.498 –2.(498 + 204) = 90 kJ/mol > 0
- Xét phản ứng: 2O 3 (g) → 3O 2 (g) (2)
\({\Delta _r}H_{298}^o\) = \(\Sigma \)E b (cđ) - \(\Sigma \)E b (sp)
=> \({\Delta _r}H_{298}^o\)(2) = 2.E b (O 3 ) - 3. E b (O 2 )
= 2.(E b (O=O) + E b (O-O)) - 3.E b (O=O)
= 2.(498 + 204) - 3.498 = -90 kJ/mol < 0
=> Phản ứng (1) xảy ra cần phải cung cấp năng lượng là 90 kJ/mol. Phản ứng (2) xảy ra tỏa ra năng lượng là 90 kJ/mol
=> Phản ứng (2) xảy ra thuận lợi hơn
=> Liên kết O 3 bền hơn O 2
CH tr 91 VD
|
Tính biến thiên enthalpy của phản ứng phân hủy trinitroglycerin (C 3 H 5 O 3 (NO 2 ) 3 ), theo phương trình sau (biết nhiệt tạo thành của nitroglycerin là -370,15 kJ/mol): 4 C 3 H 5 O 3 (NO 2 ) 3 (s) → 6N 2 (g) + 12CO 2 (g) + 10H 2 O(g) + O 2 (g) Hãy giải thích vì sao trinitroglycerin được ứng dụng làm thành phần thuốc súng không khói |
Phương pháp giải:
Áp dụng công thức: \({\Delta _r}H_{298}^o\)= \(\Sigma \)\({\Delta _f}H_{298}^o\)(sp) - \(\Sigma \)\({\Delta _f}H_{298}^o\)(bđ)
Lời giải chi tiết:
|
Chất |
C 3 H 5 O 3 (NO 2 ) 3 (s) |
N 2 (g) |
CO 2 (g) |
H 2 O(g) |
O 2 (g) |
|
\({\Delta _f}H_{298}^o\) |
-370,15 |
0 |
-393,50 |
-241,82 |
0 |
\({\Delta _r}H_{298}^o\) = 6.\({\Delta _f}H_{298}^o\)(N 2 ) + 12.\({\Delta _f}H_{298}^o\)(CO 2 ) + 10.\({\Delta _f}H_{298}^o\)(H 2 O) + \({\Delta _f}H_{298}^o\)(O 2 ) - 4.\({\Delta _f}H_{298}^o\)(C 3 H 5 O 3 (NO 2 ) 3 )
= 6.0 + 12.(-393,50) + 10.(-241,82) + 1.0 – 4.(-370,15)
= -5659,60 kJ < 0
=> Phản ứng phân hủy trinitroglycerin tỏa ra lượng nhiệt rất lớn => Gây tính sát thương cao
=> Trinitroglycerin được ứng dụng làm thành phần của thuốc súng không khói
CH tr 91 CH
|
4. Giá trị biến thiên enthalpy của phản ứng có liên quan tới hệ số các chất trong phương trình nhiệt hóa học không? Giá trị enthalpy tạo thành thường được đo ở điều kiện nào? |
Phương pháp giải:
Lời giải chi tiết:
- Giá trị biến thiên enthalpy tỉ lệ với hệ số các chất trong phương trình
Ví dụ: 2NO 2 (g) → N 2 O 4 (g) có \({\Delta _r}H_{298}^o\) = -57,24 kJ
=> NO 2 (g) → ½ N 2 O 4 (g) có \({\Delta _r}H_{298}^o\) = -57,24 : 2 = -28,62 kJ
CH tr 91 LT
|
Dựa vào giá trị enthalpy tạo thành ở Bảng 13.1, hãy tính giá trị \({\Delta _r}H_{298}^o\) của các phản ứng sau: CS 2 (l) + 3O 2 (g) \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) CO 2 (g) + 2SO 2 (g) (1) 4NH 3 (g) + 3O 2 \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2N 2 (g) + 6H 2 O(g) (2) \(\) |
Phương pháp giải:
Áp dụng công thức: \({\Delta _r}H_{298}^o\)= \(\Sigma \)\({\Delta _f}H_{298}^o\)(sp) - \(\Sigma \)\({\Delta _f}H_{298}^o\)(bđ)
Lời giải chi tiết:
- Xét phản ứng: CS 2 (l) + 3O 2 (g) \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) CO 2 (g) + 2SO 2 (g) (1)
|
Chất |
CS 2 (l) |
O 2 (g) |
CO 2 (g) |
SO 2 (g) |
|
\({\Delta _f}H_{298}^o\) |
+87,90 |
0 |
-393,50 |
-296,80 |
\({\Delta _r}H_{298}^o\) =\({\Delta _f}H_{298}^o\)(CO 2 ) + 2.\({\Delta _f}H_{298}^o\)(SO 2 ) - \({\Delta _f}H_{298}^o\)(CS 2 ) - 3.\({\Delta _f}H_{298}^o\)(O 2 )
= (-393,50) + 2.(-296,80) – (+87,90) - 3.0
= -1075 kJ
- Xét phản ứng: 4NH 3 (g) + 3O 2 \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2N 2 (g) + 6H 2 O(g) (2)
|
Chất |
NH 3 (g) |
O 2 (g) |
N 2 (g) |
H 2 O(g) |
|
\({\Delta _f}H_{298}^o\) |
-45,90 |
0 |
0 |
-241,82 |
\({\Delta _r}H_{298}^o\) = 2.\({\Delta _f}H_{298}^o\)(N 2 ) + 6.\({\Delta _f}H_{298}^o\)(H 2 O) – 4.\({\Delta _f}H_{298}^o\)(NH 3 ) - 3.\({\Delta _f}H_{298}^o\)(O 2 )
= 2.0 + 6.(-241,82) – 4.(-45,90) – 3.0
= -1267,32 kJ
Bài tập 1
|
Bài 1: Tính \({\Delta _r}H_{298}^o\) của các phản ứng sau dựa theo năng lượng liên kết (sử dụng số liệu từ Bảng 14.1):
a) N 2 H 4 (g) → N 2 (g) + 2H 2 (g) b) 4HCl(g) + O 2 (g) \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2Cl 2 (g) + 2H 2 O(g) |
Phương pháp giải:
Bước 1: Xác định số lượng liên kết và loại liên kết của các chất trong phản ứng
Bước 2: Áp dụng công thức: \({\Delta _r}H_{298}^o\) = \(\Sigma \)E b (cđ) - \(\Sigma \)E b (sp)
Lời giải chi tiết:
a) N 2 H 4 (g) → N 2 (g) + 2H 2 (g)
Công thức cấu tạo của N 2 H 4 :
\({\Delta _r}H_{298}^o\) = \(\Sigma \)E b (cđ) - \(\Sigma \)E b (sp)
=> \({\Delta _r}H_{298}^o\) = E b (N 2 H 4 ) – E b (N 2 ) – 2. E b (H 2 )
= E b (N-N) + 4.E b (N-H) – E b (N\( \equiv \)N) - 2.E b (H-H)
=
b) 4HCl(g) + O 2 (g) \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2Cl 2 (g) + 2H 2 O(g)
\({\Delta _r}H_{298}^o\) = \(\Sigma \)E b (cđ) - \(\Sigma \)E b (sp)
=> \({\Delta _r}H_{298}^o\) = 4.E b (HCl) + E b (O 2 ) – 2.E b (Cl 2 ) – 2.E b (H 2 O)
= 4.E b (H-Cl) + E b (O=O) – 2.E b (Cl-Cl) - 2.2.E b (O-H)
= 4.427 + 498 – 2.243 – 2.2.467 = -148 kJ
Bài tập 2
|
Bài 2: Dựa vào Bảng 13.1, tính biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng đốt cháy hoàn toàn 1 mol benzene C 6 H 6 (l) trong khí oxygen, tạo thành CO 2 (g) và H 2 O(l). So sánh lượng nhiệt sinh ra khi đốt cháy hoàn toàn 1,0 g propane C 3 H 8 (g) với lượng nhiệt sinh ra khi đốt cháy hoàn toàn 1,0 g benzenne C 6 H 6 (l). |
Phương pháp giải:
C 6 H 6 (l) + 15/2 O 2 (g) \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 6CO 2 (g) + 3H 2 O(l)
Áp dụng công thức: \({\Delta _r}H_{298}^o\)= \(\Sigma \)\({\Delta _f}H_{298}^o\)(sp) - \(\Sigma \)\({\Delta _f}H_{298}^o\)(bđ)
Lời giải chi tiết:
- Xét phản ứng: C 6 H 6 (l) + 15/2 O 2 (g) \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 6CO 2 (g) + 3H 2 O(l)
|
Chất |
C 6 H 6 (l) |
O 2 (g) |
CO 2 (g) |
H 2 O(l) |
|
\({\Delta _f}H_{298}^o\) |
+49,00 |
0 |
-393,50 |
-285,84 |
Khi đốt cháy 1 mol C 6 H 6 (l)
\({\Delta _r}H_{298}^o\) = 6.\({\Delta _f}H_{298}^o\)(CO 2 ) + 3.\({\Delta _f}H_{298}^o\)(H 2 O) - \({\Delta _f}H_{298}^o\)(C 6 H 6 ) – 15/2.\({\Delta _f}H_{298}^o\)(O 2 )
= 6.(-393,50) + 3.(-285,84) – (+49,00) – 15/2.0
= -3267,52 kJ
Ta có: 1,0 g benzene = 1/78 (mol)
=> Lượng nhiệt sinh ra khi đốt cháy hoàn toàn 1,0 g benzene = -3267,52 . 1/78 = -41,89 kJ
- Xét phản ứng: C 3 H 8 (g) + 5O 2 (g) \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 3CO 2 (g) + 4H 2 O(l)
|
Chất |
C 3 H 8 (g) |
O 2 (g) |
CO 2 (g) |
H 2 O(l) |
|
\({\Delta _f}H_{298}^o\) |
-105,00 |
0 |
-393,50 |
-285,84 |
Khi đốt cháy 1 mol C 3 H 8 (g)
\({\Delta _r}H_{298}^o\) = 3.\({\Delta _f}H_{298}^o\)(CO 2 ) + 4.\({\Delta _f}H_{298}^o\)(H 2 O) - \({\Delta _f}H_{298}^o\)(C 3 H 8 ) – 5.\({\Delta _f}H_{298}^o\)(O 2 )
= 3.(-393,50) + 4.(-285,84) – (-105,00) – 5.0
= -2218,86 kJ
Ta có: 1,0 g C 3 H 8 = 1/44 (mol)
=> Lượng nhiệt sinh ra khi đốt cháy hoàn toàn 1,0 g C 3 H 8 = -2218,86 . 1/44 = -50,43 kJ
=> Lượng nhiệt sinh ra khi đốt cháy 1,0 g propane nhiều hơn khi đốt cháy 1,0 g benzene
Bài tập 3
|
Bài 3: Dựa vào enthalpy tạo thành ở Bảng 13.1, tính biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng nhiệt nhôm: 2Al(s) + Fe 2 O 3 (s) \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2Fe(s) + Al 2 O 3 (s) Từ kết quả tính được ở trên, hãy rút ra ý nghĩa của dấu và giá trị \({\Delta _r}H_{298}^o\) đối với phản ứng |
Phương pháp giải:
Áp dụng công thức: \({\Delta _r}H_{298}^o\)= \(\Sigma \)\({\Delta _f}H_{298}^o\)(sp) - \(\Sigma \)\({\Delta _f}H_{298}^o\)(bđ)
Lời giải chi tiết:
- Xét phản ứng: 2Al(s) + Fe 2 O 3 (s) \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2Fe(s) + Al 2 O 3 (s) \(\)
|
Chất |
Fe(s) |
Al 2 O 3 (s) |
Al(s) |
Fe 2 O 3 (s) |
|
\({\Delta _f}H_{298}^o\) |
0 |
-1676,00 |
0 |
-825,50 |
\({\Delta _r}H_{298}^o\) = 2.\({\Delta _f}H_{298}^o\)(Fe) + 1.\({\Delta _f}H_{298}^o\)(Al 2 O 3 ) – 2.\({\Delta _f}H_{298}^o\)(Al) - 1.\({\Delta _f}H_{298}^o\)(Fe 2 O 3 )
= 2.0 + 1.(-1676,00) – 2.0 – 1.(-825,50)
= -850,50 kJ < 0
Phản ứng nhiệt nhôm diễn ra sẽ sinh ra lượng nhiệt lớn là 850,50 kJ
Bài tập 4
|
Bài 4: Cho phương trình nhiệt hóa học sau: SO 2 (g) + ½ O 2 (g) \(\xrightarrow{{{t^o},{V_2}{O_5}}}\) SO 3 (g) \({\Delta _r}H_{298}^o\) = -98,5 kJ a) Tính lượng nhiệt giải phóng ra khi chuyển 74,6 g SO 2 thành SO 3 b) Giá trị \({\Delta _r}H_{298}^o\) của phản ứng: SO 3 (g) → SO 2 (g) + ½ O 2 (g) là bao nhiêu? |
Phương pháp giải:
a)
Chuyển 1 mol SO 2 thành SO 3 sinh ra lượng nhiệt là 98,5 kJ
Chuyển x mol SO 2 thành SO 3 sinh ra lượng nhiệt là y kJ
b)
Áp dụng công thức: \({\Delta _r}H_{298}^o\)= \(\Sigma \)\({\Delta _f}H_{298}^o\)(sp) - \(\Sigma \)\({\Delta _f}H_{298}^o\)(bđ)
Lời giải chi tiết:
a)
- Mol của 74,6 g SO 2 = 74,6 : 64 = 373/320 (mol)
Chuyển 1 mol SO 2 thành SO 3 sinh ra lượng nhiệt là 98,5 kJ
Chuyển 373/320 mol SO 2 thành SO 3 sinh ra lượng nhiệt là y kJ
=> y = 98,5 x 373/320 = 114,81 kJ
=> Lượng nhiệt giải phóng ra khi chuyển 74,6 g SO 2 thành SO 3 là 114,81 kJ
b)
- Xét phản ứng: SO 2 (g) + ½ O 2 (g) \(\xrightarrow{{{t^o},{V_2}{O_5}}}\) SO 3 (g)
\({\Delta _r}H_{298}^o\)= \(\Sigma \)\({\Delta _f}H_{298}^o\)(sp) - \(\Sigma \)\({\Delta _f}H_{298}^o\)(bđ)
= \({\Delta _f}H_{298}^o\)(SO 3 ) - \({\Delta _f}H_{298}^o\)(SO 2 ) – ½ . \({\Delta _f}H_{298}^o\)(O 2 ) = -98,5 kJ
- Xét phương trình: SO 3 (g) → SO 2 (g) + ½ O 2 (g)
\({\Delta _r}H_{298}^o\)= \(\Sigma \)\({\Delta _f}H_{298}^o\)(sp) - \(\Sigma \)\({\Delta _f}H_{298}^o\)(bđ)
=\({\Delta _f}H_{298}^o\)(SO 2 ) + ½ . \({\Delta _f}H_{298}^o\)(O 2 ) - \({\Delta _f}H_{298}^o\)(SO 3 ) = +98,5 kJ
Bài tập 5
|
Bài 5: Khí hydrogen cháy trong không khí tạo thành nước theo phương trình hóa học sau: 2H 2 (g) + O 2 (g) → 2H 2 O(g) \({\Delta _r}H_{298}^o\) = -483,64 kJ a) Nước hay hỗn hợp của oxygen và hydrogen có năng lượng lớn hơn? Giải thích b) Vẽ sơ đồ biến thiên năng lượng của phản ứng giữa hydrogen và oxygen |
Phương pháp giải:
Áp dụng công thức: \({\Delta _r}H_{298}^o\)= \(\Sigma \)\({\Delta _f}H_{298}^o\)(sp) - \(\Sigma \)\({\Delta _f}H_{298}^o\)(bđ)
Lời giải chi tiết:
a) Xét phản ứng: 2H 2 (g) + O 2 (g) → 2H 2 O(g)
\({\Delta _r}H_{298}^o\)= \(\Sigma \)\({\Delta _f}H_{298}^o\)(sp) - \(\Sigma \)\({\Delta _f}H_{298}^o\)(bđ)
= 2.\({\Delta _f}H_{298}^o\)(H 2 O) - \({\Delta _f}H_{298}^o\)(O 2 ) – 2. \({\Delta _f}H_{298}^o\)(H 2 ) = -483,64 kJ < 0
=> Hỗn hợp của oxygen và hydrogen có năng lượng lớn hơn
b)
Bài tập 6
|
Bài 6: Xét quá trình đốt cháy khí propane C 3 H 8 (g): C 3 H 8 (g) + 5O 2 (g) \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 3CO 2 (g) + 4H 2 O(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 |
Phương pháp giải:
- Dựa vào nhiệt tạo thành: \({\Delta _r}H_{298}^o\)= \(\Sigma \)\({\Delta _f}H_{298}^o\)(sp) - \(\Sigma \)\({\Delta _f}H_{298}^o\)(bđ)
- Dựa vào năng lượng liên kết: \({\Delta _r}H_{298}^o\) = \(\Sigma \)E b (cđ) - \(\Sigma \)E b (sp)
Lời giải chi tiết:
- Dựa vào nhiệt tạo thành: C 3 H 8 (g) + 5O 2 (g) \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 3CO 2 (g) + 4H 2 O(g)
|
Chất |
C 3 H 8 (g) |
O 2 (g) |
CO 2 (g) |
H 2 O(g) |
|
\({\Delta _f}H_{298}^o\) |
-105,00 |
0 |
-393,50 |
-241,82 |
\({\Delta _r}H_{298}^o\)= \(\Sigma \)\({\Delta _f}H_{298}^o\)(sp) - \(\Sigma \)\({\Delta _f}H_{298}^o\)(bđ)
=> \({\Delta _r}H_{298}^o\) = 3.\({\Delta _f}H_{298}^o\)(CO 2 ) + 4.\({\Delta _f}H_{298}^o\)(H 2 O) - \({\Delta _f}H_{298}^o\)(C 3 H 8 ) – 5.\({\Delta _f}H_{298}^o\)(O 2 )
= 3.(-393,50) + 4.(-241,82) – (-105,00) – 5.0
= -2042,78 kJ
- Dựa vào năng lượng liên kết: C 3 H 8 (g) + 5O 2 (g) \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 3CO 2 (g) + 4H 2 O(g)
\({\Delta _r}H_{298}^o\) = \(\Sigma \)E b (cđ) - \(\Sigma \)E b (sp)
=> \({\Delta _r}H_{298}^o\) = E b (C 3 H 8 ) + 5.E b (O 2 ) – 3.E b (CO 2 ) – 4.E b (H 2 O)
= 2.E b (C-C) + 8.E b (C-H) + 5.E b (O=O) – 3.2.E b (C=O) – 4.2.E b (O-H)
= 2.347 + 8.413 + 5.498 – 6.745 – 8.467 = -1718 kJ
--> Kết luận: Hai giá trị tính được gần bằng nhau.