Bài 18: Ôn tập chương 5

Phương trình phản ứng xảy ra:

$HCl(aq) + NaHC{O_3}(aq) \to NaCl(aq) + {H_2}O(l) + C{O_2}(g)$

Biến thiên enthalpy của phản ứng là:

$\begin{array}{l}{\Delta _r}H = {\Delta _f}H(NaCl) + {\Delta _f}H({H_2}O) + {\Delta _f}H(C{O_2}) - {\Delta _f}H(HCl) - {\Delta _f}H(NaHC{O_3})\\ =  - 407 - 286 - 392 + 168 + 932 = 15kJ\end{array}$

=> Phản ứng thu nhiệt

Ta có: ${n_{HCl}} = {n_{NaHC{O_3}}} = 0,1.0,5 = 0,05mol$

=> Nhiệt lượng thu vào khi cho 0,05 mol HCl tác dụng với 0,05 mol NaHCO₃ là Q = 0,05.15 = 0,75 kJ

Mà $Q = m.C.\Delta t \Rightarrow \Delta t = \dfrac{{0,{{75.10}^3}}}{{200.4,2}} \simeq 0,89$^oC

Do phản ứng thu nhiệt nên nhiệt độ giảm đi là 0,89^oC

=> Nhiệt độ cuối cùng là 26 – 0,89 = 25,1^oC

Khi trộn hai dung dịch, nhiệt độ trước phản ứng là $\dfrac{{25 + 26}}{2} = 25,{5^o}C$

Nhiệt lượng tỏa ra là $Q = mc\Delta t = (100 + 100).4,2.(28 - 25,5) = 2100J$

Phương trình phản ứng xảy ra là:

$AgN{O_3}(aq) + NaCl(aq) \to AgCl(s) + NaN{O_3}(aq)$

Theo đề bài ta có ${n_{AgN{O_3}}} = {n_{NaCl}} = 0,1.0,5 = 0,05mol$

=> Nhiệt của phản ứng là $\Delta H = \dfrac{{2100}}{{0,05}} =$42000 J

Gọi số mol của CH₃OH và C₂H₅OH trong X lần lượt là a và b

Theo bài ta có hệ hai phương trình:

$\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{32a + 46b = 6,2}\\{716a + 1370b = 172,8}\end{array}} \right. \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{a = 0,05}\\{b = 0,1}\end{array}} \right.$

=> ${m_{C{H_3}OH}} = 0,05.32 = 1,6g$

=> Phần trăm methanol trong X là $\dfrac{{1,6}}{{6,2}}.100\%  \simeq 25,81\%$

Giá trị tuyệt đối của biến thiên enthalpy càng lớn thì nhiệt lượng tỏa ra hay thu vào của phản ứng càng nhiều => Phản ứng (a) có trị tuyệt đối của nhiệt phản ứng nhỏ hơn phản ứng (b) => Phản ứng (a) tỏa ra nhiệt lượng ít hơn phản ứng (b) (A đúng, D sai)

Có ${\Delta _r}H_{298}^0(a) = 2{\Delta _f}H_{298}^0({H_2}O) - 2{\Delta _f}H_{298}^0({H_2}S) - {\Delta _f}H_{298}^0(S{O_2}) =  - 237$

${\Delta _r}H_{298}^0(b) = 2{\Delta _f}H_{298}^0({H_2}O) - 2{\Delta _f}H_{298}^0({H_2}S) =  - 530,5$

=> ${\Delta _f}H_{298}^0(S{O_2}) =  - 530,5 - ( - 237) =  - 293,5kJ$(B sai)

C sai do cả hai phản ứng có biến thiên nhiệt mang giá trị âm => Phản ứng tỏa nhiệt

Nhiệt lượng của dung dịch nhận là $Q = mc\Delta t = 200.4,2.3 = 2520J$

Phương trình phản ứng: $Mg(s) + 2HCl(aq) \to MgC{l_2}(aq) + {H_2}(g)$

Theo đề bài ta có: ${n_{Mg}} = \dfrac{{4,8}}{{24}} = 0,2mol;{n_{HCl}} = 0,2.1 = 0,2mol$

Theo PTHH => Mg là chất dư, HCl là chất hết => Số mol Mg phản ứng là 0,1 mol

=> Nhiệt phản ứng là ${\Delta _r}H = \dfrac{Q}{{0,1}} = \dfrac{{2520}}{{0,1}} = 25200J$

Nhiệt lượng của dung dịch là $Q = mc\Delta t = 20.4,2.(37 - 30) = 588J$

PTHH: $Fe(s) + CuS{O_4}(aq) \to FeS{O_4}(aq) + Cu(s)$

Theo đề bài có: ${n_{Fe}} = \dfrac{{0,35}}{{56}} = 6,{25.10^{ - 3}}(mol);{n_{CuS{O_4}}} = 0,02.0,1 = {2.10^{ - 3}}(mol)$

Từ PTHH => Fe là chất dư, CuSO₄ là chất hết => Tính nhiệt phản ứng theo chất hết

$\Rightarrow \Delta H = \dfrac{{588}}{{{{2.10}^{ - 3}}}} = 294000J = 294kJ$

Nhiệt lượng tỏa ra là $Q = mc\Delta t = 200.4,2.(80 - 25) = 46200J$=46,2kJ

=> Số mol của CaO cần dùng cho phản ứng tỏa ra 46,2kJ là $\dfrac{{46,2}}{{105}} = 0,44mol$

=> Khối lượng CaO cần dùng là 0,44.56=24,64 gam

Theo đề bài, ta có: ${n_{{H_2}}} = \dfrac{4}{2} = 2(mol);{n_{{O_2}}} = \dfrac{{16}}{{32}} = 0,5(mol)$

=> H₂ là chất dư, O₂ là chất hết

=> $Q = 0,5.\Delta H = 0,5.( - 572) =  - 286kJ$

Dấu “-“ chứng tỏ phản ứng tỏa nhiệt

Biến thiên enthalpy của phản ứng:

$\begin{array}{l}{\Delta _r}H_{298}^0 = {\Delta _f}H_{298}^0(A{l_2}{O_3}) + 2.{\Delta _f}H_{298}^0(Fe) - 2.{\Delta _f}H_{298}^0(Al) - {\Delta _f}H_{298}^0(F{e_2}{O_3})\\ = 102.( - 16,37) + 2.0 - 2.0 - 160.( - 5,14) =  - 847,34kJ\end{array}$

Nhiệt dung của sản phẩm là: C = 102.0,84 + 2.56.0,67 = 160,72 (J.K^-1)

Nhiệt độ tăng lên là $\Delta T = \dfrac{{847,{{34.10}^3}.60\% }}{{160,72}} = 3163K$

Nhiệt độ đạt được là (25 + 273) + 3163 = 3461 K

${C_4}{H_{10}}(g) + \dfrac{{13}}{2}{O_2}(g) \to 4C{O_2}(g) + 5{H_2}O(g)$

Biến thiên enthalpy của phản ứng:

$\begin{array}{l}{\Delta _r}H_{298}^0 = 3.{E_{C - C}} + 10.{E_{C - H}} + 6,5.{E_{O = O}} - 4.2.{E_{C = O}} - 5.2.{E_{O - H}}\\ = 3.346 + 10.418 + 6,5.495 - 8.799 - 10.467 =  - 2626,5kJ\end{array}$

Nhiệt lượng cần dùng để đốt cháy 10 kg butane là $Q = \dfrac{{{{10.10}^3}.2626,5}}{{58}} \simeq 452844,8kJ$

=> Nhiệt cần đun 1 ấm nước là: 2.10³.4,2.(100-25)=630000 J = 630 kJ

=> Số ấm nước cần tìm là $\dfrac{{452844,8.30\% }}{{630}} \simeq 216$ ấm

${n_{{O_3}}} = \dfrac{{100.30\% }}{{48}} = 0,625mol$=> ${\Delta _r}H_{298}^0 = \dfrac{{71,2.2}}{{0,625}} = 227,84kJ$

$\begin{array}{l}{\Delta _r}H_{298}^0 = 2.{\Delta _f}H_{298}^0({O_3}) - 3.{\Delta _f}H_{298}^0({O_2})\\ \Leftrightarrow 227,84 = 2.{\Delta _f}H_{298}^0({O_3}) - 3.0 \Leftrightarrow {\Delta _f}H_{298}^0({O_3}) = 113,92kJ\end{array}$

Biến thiên enthalpy của phản ứng là nhiệt lượng tỏa ra hay thu vào của phản ứng ở điều kiện áp suất không đổi.

Phương trình nhiệt hóa học biểu diễn trạng thái của chất kèm năng lượng

Đáp án C

Từ kí hiệu diễn giải theo khái niệm về biến thiên chuẩn của phản ứng

Đáp án D

Phản trình nhiệt hóa học $CaC{O_3}(s) \to CaO(s) + C{O_2}(g)$  ${\Delta _r}H_{298}^0 =  + 176,0kJ$ là phản ứng thu nhiệt vì có ${\Delta _r}H_{298}^0 > 0$

Phản ứng thu nhiệt: (1), (4), (5)

Phản ứng tỏa nhiệt: (2), (3)

Gía trị tuyệt đối của biến thiên enthalpy càng lớn thì nhiệt lượng tỏa ra hay thu vào của phản ứng càng nhiều

=> Thứ tự: (4), (2), (3), (1).

Phương trình nhiệt hóa học là phương trình phản ứng hóa học có kèm theo nhiệt phản ứng và trạng thái của các chất đầu và sản phẩm.

Gía trị tuyệt đối của biến thiên enthalpy càng lớn thì nhiệt lượng tỏa ra hay thu vào của phản ứng càng nhiều

=> Trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, cùng một lượng thể tích khí như nhau thì lượng nhiệt do C₂H₂ sinh ra nhiều hơn lượng nhiệt do CH₄ sinh ra nên khi sử dụng C₂H₂ sẽ nhanh chóng hàn cắt được kim loại