Cho phản ứng:
CH4(g) + H2O(l) → CO(g) + 3H2(g) ${\Delta _r},H_{298}^0$= 250 kJ.
Ở điều kiện chuẩn, để thu được 1 gam H2, phản ứng này cần hấp thu nhiệt lượng bằng bao nhiêu.
Giá trị ${\Delta _r}H_{298}^0$ của phản ứng sau là bao nhiêu kJ?
½ CH4(g) + O2(g) → ½ CO2(g) + H2O(l)
½ CH4(g) + O2(g) → ½ CO2(g) + H2O(l) ${\Delta _r}H_{298}^0 = \frac{{ - 890,36}}{2} = - 445,18kJ$
Tính ${\Delta _r},H_{298}^0$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.
- Xét phản ứng đốt cháy 1 mol C2H4:
C2H4 (g) + 3O2 (g) → 2CO2 (g)+ 2H2O (g)
∆fH0298 = 2 x ∆fH0298 (CO2) + 2 x ∆fH0298 (H2O) - 3 x ∆fH0298 (O2) - 1 x ∆fH0298 (C2H4)
= -393,5 x 2 + -241,8 x 2 – 3 x 0 – 1 x 52,4 = -1323 kJ.mol-1
- Xét phản ứng đốt cháy 1 mol C2H6:
C2H6 (g) + 7/2 O2 (g) → 2CO2 (g)+ 3H2O (g)
∆fH0298 = 2 x ∆fH0298 (CO2) + 3 x ∆fH0298 (H2O) - 7/2 x ∆fH0298 (O2) - 1 x ∆fH0298 (C2H6)
= -393,5 x 2 + -241,8 x 3 –7/2 x 0 – 1 x -84 = -1428,4 kJ.mol-1
- Xét phản ứng đốt cháy 1 mol CO:
CO(g) + ½ O2 (g) → CO2(g)
∆fH0298 = 1 x ∆fH0298 (CO2) – 1/2 x ∆fH0298 (O2) - 1 x ∆fH0298 (CO)
= -393,5 x 1 – 1/2 x 0 – 1 x -110,5 = -283 kJ.mol-1
Cho hai phản ứng đốt cháy:
(1) C(s) + O2(g) → CO2(g) ${\Delta _r},H_{298}^0$ = -393,5 kJ
(2) 2Al(s) + 3/2 O2(g) → Al2O3(s) ${\Delta _r},H_{298}^0$ = -1675,7 kJ
Với cùng một khối lượng C và Al, chất nào khi đốt cháy tỏa ra nhiều nhiệt hơn?
Giả sử: 1 gam C và Al
+ 1 gam C có 1/12 mol
1 mol C : ${\Delta _r},H_{298}^0$ = -393,5 kJ
1/12 mol C ${\Delta _r},H_{298}^0$ = -32,79 kJ
+ 1 gam Al có 1/27 mol
2 mol Al : ${\Delta _r},H_{298}^0$= -1675,7 kJ
1/27mol Al : ${\Delta _r},H_{298}^0$= -31,03 kJ
⇒ Với cùng một khối lượng C và Al, C khi đốt cháy tỏa ra nhiều nhiệt hơn.
Dựa vào năng lượng liên kết, tính ${\Delta _r},H_{298}^0$ 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) + ½ O2(g)
Dự đoán các phản ứng trên là thuận lợi hay không thuận lợi.
a)
- Xét phản ứng đốt cháy 1 mol C2H4
C2H4 (g) + 3O2 (g) → 2CO2 (g)+ 2H2O (g)
∆fH0298 = 1 x Eb (C2H4) + 3 x Eb (O2) - 2 x Eb (CO2) - 2 x Eb (H2O)
∆fH0298 = 1 x EC=C + 4 x EC-H + 3 x EO2 – 2 x 2EC=O – 2 x 2EO-H
∆fH0298 = 1x611 + 4x414 + 3x498 – 2x2x799 – 2x2x464 = -1291kJ
- Xét phản ứng đốt cháy 1 mol C2H6
C2H6 (g) + 7/2 O2 (g) → 2CO2 (g)+ 3H2O (g)
∆fH0298 = 1 x Eb (C2H6) + 7/2 x Eb (O2) - 2 x Eb (CO2) - 3 x Eb (H2O)
∆fH0298 = 1 x EC-C + 6 x EC-H + 7/2 x EO2 – 2 x 2EC=O – 3 x 2EO-H
∆fH0298 = 1x347 + 6x414 + 7/2 x498 – 2x2x799 – 3x2x464 = -1406kJ
- Xét phản ứng đốt cháy 1 mol CO
CO(g) + ½ O2 (g) → CO2(g)
∆fH0298 = 1 x Eb (CO) + 1/2 x Eb (O2) - 1 x Eb (CO2)
∆fH0298 = 1 x ECO + 1/2 x EO2 – 1 x 2EC=O
∆fH0298 = 1 x 1072 + 1/2 x 498– 1x2x799 = -277kJ
b)
F2(g) + H2O(g) → 2HF(g) + ½ O2 (g)
∆fH0298 = 1 x Eb (F2) + 1 x Eb (H2O) - 2 x Eb (HF) – 1/2 x Eb (O2)
∆fH0298 = 1 x EF-F + 1x2EO-H - 2 x EH-F - 1/2 x EO2
∆fH0298 = 1 x 159 + 2x464– 2x565 - 1/2 x 498= -292kJ
Các phản ứng trên đều có giá trị elthanpy âm => Các phản ứng trên đều thuận lợi
Cho phản ứng nhiệt phân đá vôi để điều chế vôi sống trong công nghiệp:
CaCO3 (s) → CaO (s) + CO2 (g), , ΔrH
o
298 = 179,2 kJ.
Ở điều kiện chuẩn cần cung cấp bao nhiêu nhiệt lượng để điều chế được 280 kg vôi sống?
A. 179200 kJ. B. 896000 kJ. C. 716800 kJ. D. 50176 kJ.
\(179,2.\dfrac{280000}{40+12+16.3}=501760kJ\)
Tính ${\Delta _r},H_{298}^0$ 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 ${\Delta _r},H_{298}^0$) với tính phi kim (F > Cl > Br > I). Tra các giá trị năng lượng liên kết của Phụ lục 2, trang 118.
- Xét X là F:
CH4(g) + F2(g) → CH3F(g) + HF(g)
∆rH0298 = 1 x Eb (CH4) + 1 x Eb (F2) - 1 x Eb (HF) - x Eb (CH3F)
∆rH0298 = 1 x 4EC-H + 1 x EF-F - 1 x EH-F - 1 x (3EC-H + EC-F)
∆rH0298 = 1x4 x414 + 1x159– 1x565 - 1x(3x414 + 1x485)= -477kJ
- Xét X là Cl:
CH4(g) + Cl2(g) → CH3Cl(g) + HCl(g)
∆rH0298 = 1 x Eb (CH4) + 1 x Eb (Cl2) - 1 x Eb (HCl) - x Eb (CH3Cl)
∆rH0298 = 1 x 4EC-H + 1 x ECl-Cl - 1 x EH-Cl - 1 x (3EC-H + EC-Cl)
∆rH0298 = 1x4 x414 + 1x243– 1x431 - 1 x(3x414 + 1x339)= -113kJ
- Xét X là Br:
CH4(g) + Br2(g) → CH3Br(g) + HBr(g)
∆rH0298 = 1 x Eb (CH4) + 1 x Eb (Br2) - 1 x Eb (HBr) - x Eb (CH3Br)
∆rH0298 = 1 x 4EC-H + 1 x EBr-Br - 1 x EH-Br - 1 x (3EC-H + EC-Br)
∆rH0298 = 1x4 x414 + 1x193– 1x364 - 1 x(3x414 + 1x276)= -33kJ
- Xét X là I:
CH4(g) + I2(g) → CH3I(g) + HI(g)
∆rH0298 = 1 x Eb (CH4) + 1 x Eb (I2) - 1 x Eb (HI) - x Eb (CH3I)
∆rH0298 = 1 x 4EC-H + 1 x EI-I - 1 x EH-I - 1 x (3EC-H + EC-I)
∆rH0298 = 1x4 x414 + 1x151– 1x297 - 1 x(3x414 + 1x240)= 28kJ
=> Từ F đến I, tính phi kim giảm dần nên khả năng tham gia phản ứng giảm dần
Cho biết:
2NaHCO3(s) → Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(l) ${\Delta _r},H_{298}^0$ = 85 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?
${\Delta _r},H_{298}^0$ > 0 => Phản ứng thu nhiệt, cần cung cấp nhiệt để phản ứng
=> Khi để bột nở ở nơi có nhiệt độ cao, NaHCO3 sẽ bị phân hủy, không còn tính chất của bột nở
CaSO4 là thành phần chính của thạch cao. Biết rằng
CaSO4(s) → CaO(s) + SO2(g) + O2(g) có ${\Delta _r},H_{298}^0$ = 1000,6 kJ.
a) Phản ứng này 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
a) Phản ứng này không thuận lợi vì ${\Delta _r},H_{298}^0$ > 0 (phản ứng thu nhiệt)
b) Để phân hủy thạch cao, cần một lượng nhiệt rất lớn và thạch cao sẽ thu hết nhiệt
=> Dùng làm vật liệu tản nhiệt, chống cháy
Đốt cháy hoàn toàn 1 gam C2H2(g) ở điều kiện chuẩn, thu được CO2(g) và H2O(l), giải phóng 49,98 kJ. Tính biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng đốt cháy 1 mol C2H2.
nC2H2 = 1/26 (mol)
Đốt cháy 1/26 mol C2H2 tỏa ra 49,98 kJ
=> Đốt cháy 1 mol C2H2 tỏa ra x kJ
=> x = 1 x 49,98 : (1/26) = 1299,48 kJ
=> ${\Delta _r}H_{298}^0$ = -1299,48 kJ (vì đây là phản ứng tỏa nhiệt nên enthalpy mang giá trị âm)