1. Bài 14. Phản ứng hóa học và enthalpy

CH tr 41 14.1

Những phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Tất cả các phản ứng cháy đều toả nhiệt.

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

C. Tất cả các phản ứng mà chất tham gia có chứa nguyên tố oxygen đều toả nhiệt.

D. Phản ứng thu nhiệt là phản ứng hấp thụ năng lượng dưới dạng nhiệt.

E. Lượng nhiệt mà phản ứng hấp thụ hay giải phóng không phụ thuộc vào điều kiện thực hiện phản ứng và thể tồn tại của chất trong phản ứng.

G. Sự cháy của nhiên liệu (xăng, dầu, khí gas, than, gỗ,...) là những ví dụ về phản ứng thu nhiệt vì cần phải khơi mào.

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: A, B, D

- Giải thích:

+ C. Sai. Ví dụ: phản ứng phân hủy nước, phản ứng nung vôi CaCO3 là những phản ứng thu nhiệt

+ E. Sai. Ví dụ: phản ứng H₂(g) + \(\frac{1}{2}\)O₂(g) → H₂O(g) có \({\Delta _r}H_{298}^0 =  - 241,8kJ\)

nhưng phản ứng H₂(g) + \(\frac{1}{2}\)O₂(g) → H₂O(l) có \({\Delta _r}H_{298}^0 =  - 285,8kJ\)

+ G. Sai vì sự cháy của nhiên liệu ban đầu cần sự hơi mào để có thể cháy nhưng sau đó phản ứng cháy tiếp tục tự xảy ra do phản ứng tỏa ra rất nhiều nhiệt

CH tr 41 14.2

Những phát biểu nào sau đây là không đúng?

A. Trong phòng thí nghiệm, có thể nhận biết một phản ứng thu nhiệt hoặc toả nhiệt bằng cách đo nhiệt độ của phản ứng bằng một nhiệt kế.

B. Nhiệt độ của hệ phản ứng sẽ tăng lên nếu phản ứng thu nhiệt.

C. Nhiệt độ của hệ phản ứng sẽ tăng lên nếu phản ứng toả nhiệt.

D. Nhiệt độ của hệ phản ứng sẽ giảm đi nếu phản ứng toả nhiệt.

E. Nhiệt độ của hệ phản ứng sẽ giảm đi nếu phản ứng thu nhiệt.

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Nếu sau phản ứng:

+ Môi trường tăng nhiệt độ, nhiệt độ của hệ phản ứng giảm → quá trình tỏa nhiệt

+ Môi trường giảm nhiệt độ, nhiệt độ của hệ phản ứng tăng → quá trình thu nhiệt

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: B và D

CH tr 41 14.3

Phát biểu nào sau đây đúng?

A. Điều kiện chuẩn là điều kiện ứng với áp suất 1 bar (với chất khí), nồng độ 1 mol L^-1 (đối với chất tan trong dung dịch) và nhiệt độ thường được chọn là 298 K.

B. Điều kiện chuẩn là điều kiện ứng với nhiệt độ 298 K.

C. Áp suất 760 mmHg là áp suất ở điều kiện chuẩn.

D. Điều kiện chuẩn là điều kiện ứng với áp suất 1 atm, nhiệt độ 0°C.

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: A

CH tr 41 14.4

Mỗi quá trình sau đây là thu nhiệt hay tỏa nhiệt?

(1) H₂O (lỏng, ở 25^oC) → H₂O (hơi, ở 100^oC)

(2) H₂O (lỏng, ở 25^oC) → H₂O (rắn, ở 0^oC).

(3) CaCO₃ (Đá vôi) \(\xrightarrow{Nung}\) CaO + CO₂.

(4) Khí methane (CH₄) cháy trong oxygen.

Phương pháp giải:

- Nếu sau phản ứng:

+ Môi trường tăng nhiệt độ, nhiệt độ của hệ phản ứng giảm → quá trình tỏa nhiệt

+ Môi trường giảm nhiệt độ, nhiệt độ của hệ phản ứng tăng → quá trình thu nhiệt

Lời giải chi tiết:

(1) H₂O (lỏng, ở 25^oC) → H₂O (hơi, ở 100^oC)

→ Đây là phản ứng thu nhiệt vì nhiệt độ của hệ phản ứng tăng

(2) H₂O (lỏng, ở 25^oC) → H₂O (rắn, ở 0^oC).

→ Đây là phản ứng tỏa nhiệt vì nhiệt độ của hệ phản ứng giảm

 (3) CaCO₃ (Đá vôi) \(\xrightarrow{Nung}\) CaO + CO₂.

→ Đây là phản ứng thu nhiệt vì nhiệt độ của hệ phản ứng tăng

 (4) Khí methane (CH₄) cháy trong oxygen.

→ Đây là phản ứng tỏa nhiệt vì cần cung cấp thêm nhiệt độ để phản ứng xảy ra

CH tr 42 14.5

Biết rằng ở điều kiện chuẩn, 1 mol ethanol cháy tỏa ra một nhiệt lượng là 1,37 × 10³ kJ. Nếu đốt cháy hoàn toàn 15,1 gam ethanol, năng lượng được giải phóng ra dưới dạng nhiệt bởi phản ứng là

A. 0,450 kJ.          

B. 2,25 × 10³ kJ.  

C. 4,50 × 10² kJ.   

D. 1,37 × 10³ kJ.

Lời giải chi tiết:

- Năng lượng giải phóng khi đốt 15,1 gam ethanol là: c

→ Đáp án: C

CH tr 42 14.6

Chọn câu trả lời đúng.

  Enthalpy tạo thành chuẩn của một đơn chất bền

A. là biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng giữa nguyên tố đó với hydrogen.

B. là biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng giữa nguyên tố đó với oxygen.

C. được xác định từ nhiệt độ nóng chảy của nguyên tố đó.

D. bằng 0.

Phương pháp giải:

Dựa vào enthalpy tạo thành chuẩn của đơn chất lại bằng không vì đơn chất bền nên không có sự thay đổi

Lời giải chi tiết:

Đáp án: D

CH tr 42 14.7

Những phát biểu nào sau đây đúng?

A. Biến thiên enthalpy chuẩn của một phản ứng hoá học là lượng nhiệt kèm theo phản ứng đó ở áp suất 1 atm và 25^oC.

B. Nhiệt (toả ra hay thu vào) kèm theo một phản ứng được thực hiện ở 1 bar và 298 K là biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng đó.

C. Một số phản ứng khi xảy ra làm môi trường xung quanh nóng lên là phản ứng thu nhiệt.

D. Một số phản ứng khi xảy ra làm môi trường xung quanh lạnh đi là do các phản ứng này thu nhiệt và lấy nhiệt từ môi trường.

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: B và D

- Giải thích:

+ A. Sai ở “atm” sửa thành “bar”

+ C. Sai ở “phản ứng thu nhiệt” sửa thành “phản ứng tỏa nhiệt"

CH tr 42 14.8

Cho hai phản ứng cùng xảy ra ở điều kiện chuẩn:

(1) N₂(g) + O₂(g) → 2NO(g)                         \({\Delta _r}H_{298(1)}^0\)

(2) NO(g) + \(\frac{1}{2}\)O₂(g) → 2NO₂ (g)                  \({\Delta _r}H_{298(2)}^0\)

Những phát biểu nào sau đây không đúng?

A. Enthalpy tạo thành chuẩn của NO là \(\frac{1}{2}\)\({\Delta _r}H_{298(1)}^0\) kJmol^-1

B. Enthalpy tạo thành chuẩn của NO₂ là \({\Delta _r}H_{298(2)}^0\) kJmol^-1

C. Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng giữa 1 mol N₂ với 1 mol O₂ tạo thành 2 mol NO là \(\frac{1}{2}\)\({\Delta _r}H_{298(1)}^0\) kJmol^-1

D. Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng giữa 1 mol khí NO với 0,5 mol khí O₂ tạo thành 1 mol khí NO₂ là \({\Delta _r}H_{298(2)}^0\)kJmol^-1

E. Enthalpy tạo thành chuẩn của NO₂ (g) là: \(\frac{1}{2}\)\({\Delta _r}H_{298(1)}^0\) + \({\Delta _r}H_{298(2)}^0\) (kJmol^-1)

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: B và C

- Giải thích:

+ B sai vì enthalpy tạo thành chuẩn của NO₂ là lượng nhiệt kèm theo của phản ứng tạo thành 1 mol NO₂ từ các đơn chất là N₂ và O₂ trong điều kiện chuẩn

+ C sai vì biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng giữa 1 mol N₂ với 1 mol O₂ tạo thành 2 mol NO là \({\Delta _r}H_{298(1)}^0\) kJmol^-1

CH tr 43 14.9

Phản ứng phân hủy 1 mol H₂O (g) ở điều kiện tiêu chuẩn:

H₂O(g) → H₂(g) + O₂(g)        (1)

cần cung cấp một nhiệt lượng là 241,8 kJ.

          Điền vào chỗ trống trong các phát biểu dưới đây:

a) Phản ứng (1) là phản ứng …… nhiệt.

b) Nhiệt tạo thành chuẩn của H₂O (g) là ……..

c) Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng 2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(g) là …….

d) Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng (1) là ………

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Phản ứng cần cung cấp thêm năng lượng → Phản ứng thu nhiệt

- Phản ứng tỏa ra năng lượng → Phản ứng tỏa nhiệt

- \({\Delta _r}H_{298}^0\) < 0 → Phản ứng tỏa nhiệt

- \({\Delta _r}H_{298}^0\) > 0 → Phản ứng thu nhiệt

Lời giải chi tiết:

a) thu                   

b) -241,8 kJmol^-1   

c) -483,6kJ          

d) 241,8kJ

CH tr 43 14.10

Phương trình hóa học nào dưới đây biểu thị enthalpy tạo thành chuẩn của CO(g)?

A. 2C(than chì) + O₂(g) → 2CO(g)

B. C(than chì) + O(g) → CO(g)

C. C(than chì) +  O₂(g) → CO(g)

D. C(than chì) + CO₂(g) → 2CO(g)

E. CO(g) → C(than chì) + O(g).

Phương pháp giải:

Dựa vào enthalpy tạo thành chuẩn của CO là lượng nhiệt kèm theo của phản ứng tạo thành 1 mol CO từ các đơn chất là C và O₂ trong điều kiện chuẩn

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: C

CH tr 43 14.11

Khi pha loãng 100 mL H₂SO₄ đặc bằng nước thấy cốc đựng dung dịch nóng lên. Vậy quá trình pha loãng H₂SO₄ đặc là quá trình thu nhiệt hay tỏa nhiệt?

 Theo em, khi pha loãng H₂SO₄ đặc nên cho từ từ H₂SO₄ đặc vào nước hay ngược lại? Vì sao?

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Nếu sau phản ứng:

+ Môi trường tăng nhiệt độ, nhiệt độ của hệ phản ứng giảm → quá trình tỏa nhiệt

+ Môi trường giảm nhiệt độ, nhiệt độ của hệ phản ứng tăng → quá trình thu nhiệt

Lời giải chi tiết:

 - Do khi pha loãng 100 mL H₂SO₄ đặc bằng nước thấy cốc đựng dung dịch nóng lên → Phản ứng tỏa nhiệt.

- Cần nhỏ từ từ H₂SO₄ đặc vào nước. Nếu làm ngược lại, do phản ứng tỏa nhiệt rất mạnh sẽ làm bắn H₂SO₄ đặc ra ngoài, gây nguy hiểm đến người làm thí nghiệm

CH tr 43 14.12

Nhiệt tỏa ra khi đốt cháy 1 gam một mẫu than là 23,0 kJ. Giả thiết rằng toàn bộ lượng nhiệt của quá trình đốt than tỏa ra đều dùng để làm nóng nước, không có sự thất thoát nhiệt, hãy tính lượng than cần phải đốt để làm nóng 500 gam nước từ 20^oC tới 90^oC. Biết để làm nóng 1 mol nước thêm 1^oC cần một nhiệt lượng là 75,4 J.

Lời giải chi tiết:

- Lượng nhiệt cần để đun nóng 500 gam nước từ 20^oC tới 90^oC là:

\(\frac{{500}}{{18}}.75,4.(363 - 293) = 146611,1(J)\)

- Lượng than cần dùng là: 146611,1.10^-3:23 = 6,37 (g)

CH tr 44 14.13*

Ethanol sôi ở 78,29^oC. Để làm 1 gam ethanol lỏng nóng thêm 1 ^oC cần một nhiệt lượng là 1,44J; để 1 gam ethanol hóa hơi (ở 78,29^oC) cần một nhiệt lượng là 855 J. Hãy tính nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng 1 kg ethanol từ 20,0 ^oC đến nhiệt độ sôi và hóa hơi hoàn toàn ở nhiệt độ đó.

Lời giải chi tiết:

- Nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng 1 kg ethanol từ 20,0^oC đến nhiệt độ sôi là:

1000.1,44.(78,29 – 20) = 83937,6 (J)

- Nhiệt lượng cần cung cấp để hóa hơi hoàn toàn 1 kg ethanol ở nhiệt độ sôi là:

855.1000 = 855000 (J)

- Nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng 1 kg ethanol từ 20,0^oC đến nhiệt độ sôi và hóa hơi hoàn toàn ở nhiệt độ đó là:

83937,6 + 855000 = 938 937,6 (J) = 9,389.10⁵