Với giải Câu hỏi trang 47 SBT Hoá học10 Kết nối tri thức Bài 17: Biến thiên Enthalpy trong phản ứng hóa học giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập SBT Hoá học 10. Mời các bạn đón xem:

SBT Hoá học 10 Kết nối tri thức trang 47 Bài 17: Biến thiên Enthalpy trong phản ứng hóa học

Bài 17.9 trang 47 SBT Hóa học 10: Tính biến thiên enthalpy theo các phương trình phản ứng sau, biết nhiệt sinh của NH3 bằng -46 kJ/mol.

N2(g) + 3H2(g) -> 2NH3(g) (1)

$\frac{1}{2}$N2(g) + $\frac{3}{2}$H2(g) -> NH3 (g) (2)

          So sánh $\mathrm{\Delta }H$ (1) và $\mathrm{\Delta }H$ (2). Khi tổng hợp được 1 tấn NH3 thì nhiệt lượng toả ra hay thu vào là bao nhiêu? Tính theo hai phương trình phản ứng trên thì kết quả thu được giống nhau hay khác nhau.

Phương pháp giải:

Dựa vào

- ${\mathrm{\Delta }}_r{H}_{298}^0$ < 0 -> Phản ứng tỏa nhiệt

- ${\mathrm{\Delta }}_r{H}_{298}^0$ > 0 -> Phản ứng thu nhiệt

- Cách tính enthalpy của phản ứng hóa học dựa vào enthalpy tạo thành của các chất

${\mathrm{\Delta }}_r{H}_{298}^0=\sum {\mathrm{\Delta }}_r{H}_{298}^0(sp)-\sum {\mathrm{\Delta }}_r{H}_{298}^0(cd)$

          Trong đó: $\sum {\mathrm{\Delta }}_r{H}_{298}^0(sp)$ và $\sum {\mathrm{\Delta }}_r{H}_{298}^0(cd)$ là tổng enthalpy tạo thành ở điều kiện chuẩn của sản phẩm và chất đầu của phản ứng   

Lời giải:

- Có ${\mathrm{\Delta }}_r{H}_{298}^0(1)=2.{\mathrm{\Delta }}_f{H}_{298}^0(N{H}_3)-1.{\mathrm{\Delta }}_f{H}_{298}^0(N_2)-3.{\mathrm{\Delta }}_f{H}_{298}^0(H_2)=2.(-46)-1.0-3.0=-92kJ$

${\mathrm{\Delta }}_r{H}_{298}^0(2)={\mathrm{\Delta }}_f{H}_{298}^0(N{H}_3)-\frac{1}{2}.{\mathrm{\Delta }}_f{H}_{298}^0(N_2)-\frac{3}{2}.{\mathrm{\Delta }}_f{H}_{298}^0(H_2)=-46-\frac{1}{2}.0-\frac{3}{2}.0=-46kJ$

-> Phản ứng tỏa nhiệt và $\mathrm{\Delta }H(1)=2.\mathrm{\Delta }H(2)$

- Khi tổng hợp được 1 tấn NH3 thì lượng nhiệt tỏa ra = $\frac{{10}^6}{17}.46=2,{71.10}^{6}kJ$

- Tính theo 2 phương trình phản ứng đều ra kết quả giống nhau

Bài 17.10 trang 47 SBT Hóa học 10: Cho các phản ứng sau:

CaCO3(s) -> CaO(s) + CO2(g) (1)

C(graphite) + O2(g) -> CO2(g) (2)

          Tính biến thiên enthalpy của các phản ứng trên. (Biết nhiệt sinh (kJ/mol) của CaCO3, CaO và CO2 lần lượt là -1207, -635 và -393,5)

Phương pháp giải:

- Cách tính enthalpy của phản ứng hóa học dựa vào enthalpy tạo thành của các chất

${\mathrm{\Delta }}_r{H}_{298}^0=\sum {\mathrm{\Delta }}_r{H}_{298}^0(sp)-\sum {\mathrm{\Delta }}_r{H}_{298}^0(cd)$

          Trong đó: $\sum {\mathrm{\Delta }}_r{H}_{298}^0(sp)$ và $\sum {\mathrm{\Delta }}_r{H}_{298}^0(cd)$ là tổng enthalpy tạo thành ở điều kiện chuẩn của sản phẩm và chất đầu của phản ứng   

Lời giải:

- Phản ứng (1) có:

${\mathrm{\Delta }}_r{H}_{298}^0={\mathrm{\Delta }}_f{H}_{298}^0(CaO)+{\mathrm{\Delta }}_f{H}_{298}^0(C{O}_2)-{\mathrm{\Delta }}_f{H}_{298}^0(CaC{O}_3)=-635+(-393,5)-(-1207)=+178,5kJ$- Phản ứng (2) có:

${\mathrm{\Delta }}_r{H}_{298}^0={\mathrm{\Delta }}_f{H}_{298}^0(C{O}_2)-{\mathrm{\Delta }}_f{H}_{298}^0(C)-{\mathrm{\Delta }}_f{H}_{298}^0(O_2)=-393,5-0-0=-393,5kJ$

Bài 17.11 trang 47 SBT Hóa học 10: Cho các phản ứng sau và biến thiên enthalpy chuẩn:

(1) 2NaHCO3(s) -> Na2CO3(s) + H2O(l) + CO2(g) ${\mathrm{\Delta }}_r{H}_{298}^0=+20,33kJ$

(2) 4NH3(g) + 3O2(g) -> 2N2(g) + 6H2O(l) ${\mathrm{\Delta }}_r{H}_{298}^0=-1531kJ$

          Phản ứng nào toả nhiệt? Phản ứng nào thu nhiệt?

Phương pháp giải:

- ${\mathrm{\Delta }}_r{H}_{298}^0$ < 0 -> Phản ứng tỏa nhiệt

- ${\mathrm{\Delta }}_r{H}_{298}^0$ > 0 -> Phản ứng thu nhiệt

Lời giải:

- Phản ứng (1) có ${\mathrm{\Delta }}_r{H}_{298}^0=+20,33kJ$-> phản ứng thu nhiệt

- Phản ứng (2) có ${\mathrm{\Delta }}_r{H}_{298}^0=-1531kJ$-> phản ứng tỏa nhiệ->

Bài 17.12 trang 47 SBT Hóa học 10: Phản ứng giữa khi nitrogen và oxygen chỉ xảy ra ở nhiệt độ cao (3000 °C) hoặc nhờ tia lửa điện: N2(g) + O2(g) -> 2NO(g)

a) Phản ứng trên toả nhiệt hay thu nhiệt?

b) Bằng kiến thức về năng lượng liên kết trong phân tử các chất, hãy giải thích vì sao phản ứng trên khó xảy ra.

Phương pháp giải:

Dựa vào:

- Phản ứng cần cung cấp thêm năng lượng -> phản ứng thu nhiệt (${\mathrm{\Delta }}_r{H}_{298}^0$ < 0)

- Phản ứng tỏa ra năng lượng -> phản ứng tỏa nhiệt ( ${\mathrm{\Delta }}_r{H}_{298}^0$ > 0)

- Dựa vào năng lượng liên kết trong chất tham gia và sản phẩm để giải thích: Năng lượng liên kết của chất tham gia càng cao " phản ứng càng khó xảy ra và ngược lại

Lời giải:

a) Phản ứng cần cung cấp thêm năng lượng -> phản ứng thu nhiệt (${\mathrm{\Delta }}_r{H}_{298}^0$ < 0)

b) Do năng lượng liên kết trong phân tử các chất tham gia rất lớn (N2: 945 kJ/mol và O2: 494 kJ/mol) so với sản phẩm (NO: 607 kJ/mol) -> phản ứng này khó xảy ra

Bài 17.13 trang 47 SBT Hóa học 10: Cho phản ứng nhiệt nhôm sau:

2Al(s) + Fe2O3(s) → Al2O3(s) + 2Fe(s)

          Biết nhiệt tạo thành, nhiệt dung của các chất (nhiệt lượng cần cung cấp để 1 kg chất đó tăng lên 1 độ) được cho trong bảng sau:

          Giả thiết phản ứng xảy ra vừa đủ, hiệu suất 100%, nhiệt độ ban đầu là 25 °C, nhiệt lượng toả ra bị thất thoát ra ngoài môi trường là 50%. Tính nhiệt độ đạt được trong lò phản ứng nhiệt nhôm.

Phương pháp giải:

- Tính biến thiên enthalpy của phản ứng: ${\mathrm{\Delta }}_r{H}_{298}^0=\sum {\mathrm{\Delta }}_r{H}_{298}^0(sp)-\sum {\mathrm{\Delta }}_r{H}_{298}^0(cd)$

          Trong đó: $\sum {\mathrm{\Delta }}_r{H}_{298}^0(sp)$ và $\sum {\mathrm{\Delta }}_r{H}_{298}^0(cd)$ là tổng enthalpy tạo thành ở điều kiện chuẩn của sản phẩm và chất đầu của phản ứng   

- Tính nhiệt dung của sản phẩm

- Tính nhiệt độ tăng lên -> Nhiệt độ đạt được

Lời giải:

- Có ${\mathrm{\Delta }}_r{H}_{298}^0={\mathrm{\Delta }}_f{H}_{298}^0(A{l}_2{O}_3)+2.{\mathrm{\Delta }}_f{H}_{298}^0(Fe)-2.{\mathrm{\Delta }}_f{H}_{298}^0(Al)-{\mathrm{\Delta }}_f{H}_{298}^0(F{e}_2{O}_3)$

-> ${\mathrm{\Delta }}_r{H}_{298}^0=(-16,37)+2.0-2.0-(-5,14)=-11,23kJ$

- Nhiệt dung của sản phẩm là: C = 0,84 + 0,67.2 = 2,18 J/g.K

- Nhiệt độ tăng lên của phản ứng là: $\mathrm{\Delta }T=\frac{11,{23.10}^3.50\mathrm{\%}}{2,18}=2575,69(K)$K

-> Nhiệt độ đạt được sau phản ứng = 25 + 273 + 2575,69 = 2873,69 K