Giải bài tập Hóa học 10 KNTT Bài 17

Khi đun nóng ống nghiệm đựng KMnO₄ ( thuốc tím), nhiệt của ngọn lửa làm cho KMnO₄ bị nhiệt phân, tạo ra hỗn hợp bột màu đen:

2KMnO₄ →  K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

Em hãy dự đoán phản ứng này tỏa nhiệt hay thu nhiệt.

Theo dõi sự thay đổi nhiệt độ của phản ứng trung hòa

Chuẩn bị: dung dịch HCl 0,5 m, dung dịch NaOH 0,5 M, 1 cốc 150 mL, giá treo nhiệt kế, nhiệt kế (có dải đo đến 100⁰C), que khuấy và 2 ống đong 100 ml.

Tiến hành:

- Dùng ống đong lấy 50 mL dung dịch HCl 0,5 M cho vào cốc phản ứng, lắp nhiệt kế lên giá sao cho đầu nhiệt kế nhúng vào dung dịch trong cốc (Hình 17.1). Đọc nhiệt độ dung dịch.

- Dùng ống đong khác lấy 50 mL dung dịch NaOH 0,5M cho vào cốc phản ứng. Khuấy nhẹ.

Theo dõi sự thay đổi nhiệt độ của dung dịch và trả lời câu hỏi:

1. Nhiệt độ trên nhiệt kế thay đổi như thế nào sau khi rót dung dịch NaOH vào cốc?

Phản ứng trung hòa là tỏa nhiệt hay thu nhiệt?

2. Trong thí nghiệm trên, nếu thay các dung dịch HCl và NaOH bằng các dung dịch loãng hơn thì nhiệt độ thay đổi như thế nào so với thí nghiệm trên?

Cho các phương trình nhiệt hóa học:

\(\begin{array}{l}
(1)\,\,\,CaC{O_3}(s)\, \to \,CaO(s)\,\, + \,\,C{O_2}\,(g)\,\,\,\,\Delta \gamma H_{298}^0 =  + 176,0kJ\\
(2)\,\,{C_2}{H_4}(g)\,\,\, + \,\,\,{H_2}(g)\,\, \to \,\,\,{C_2}{H_6}(g)\,\,\,\,\,\Delta \gamma H_{298}^0 = 137,0kJ\\
(3)\,\,\,F{e_2}{O_3}\,\,\, + \,\,2Al(s)\,\, \to \,\,\,A{l_2}{O_3}(s)\,\,\, + \,\,2Fe(s)\,\,\,\,\Delta \gamma H_{298}^0 =  - 851,5kJ
\end{array}\)

Trong các phản ứng trên, phản ứng nào tỏa nhiệt, phản ứng nào thu nhiệt?

Biết phản ứng đốt cháy khí carbon monoxide (CO) như sau:

\(CO(g)\,\,\,\, + \,\,\frac{1}{2}{O_2}(g)\,\,\,\,\, \to \,C{O_2}\,(g)\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,{\Delta _r}H_{298}^0 =  - 851,5kJ\)

Ở điều kiện chuẩn, nếu đốt cháy hoàn toàn 2,479 L khí CO thì nhiệt lượng tỏa ra là bao nhiêu?

Phản ứng tôi vôi tỏa ra nhiệt lượng rất lớn, có thể làm sôi nước. Hãy nêu các biện pháp để đảm bảo an toàn khi thực hiện quá trình tối vôi.

Cho phản ứng:

C (kim loại) →   C (graphite)

\({\Delta _r}H_{298}^0 =  - 1,9kJ\)

a) Ở điều kiện chuẩn, kim cương hay graphite có mức năng lượng thấp hơn?

b) Trong phản ứng xác định nhiệt tạo thành của CO₂(g): C(s) + O₂(g)  →  CO₂(g), carbon ở dạng kim cương hay graphite?

Từ số liệu Bảng 17.1, hãy xác định biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng đốt cháy ethane:

\(\,{C_2}{H_6}(g)\,\,\, + \,\,\,\frac{7}{2}{O_2}(g)\,\,\, \to \,\,2C{O_2}(g)\,\,\, + \,\,3{H_2}O\)

a) Cho biết năng lượng liên kết trong các phân tử O_2, N₂ và NO lần lượt là 494 kJ/mol, 945 kJ/mol và 607 kJ/mol. Tính biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng:

N₂(g) + O₂(g) → 2NO(g)

b) Giải thích vì sao nitrogen chỉ phản ứng với oxygen ở nhiệt độ cao hoặc khi có tia lửa điện.

Từ số liệu năng lượng liên kết ở Bảng 12.2, hãy tính biến thiên enthalpy của phản ứng đốt cháy butane theo năng lượng liên kết, biết sản phảm phản ứng đều ở thể khí.

Phản ứng nào sau đây là phản ứng toả nhiệt?

A. Phản ứng nhiệt phân muối KNO₃. 

B. Phản ứng phân huỷ khí NH₃.

C. Phản ứng oxi hoá glucose trong cơ thể.

D. Phản ứng hoà tan NH₄Cl trong nước.

Phản ứng nào sau đây có thể tự xảy ra ở điều kiện thưởng?

A. Phản ứng nhiệt phân Cu(OH)₂.

B. Phản ứng giữa H₂ và O₂ trong hỗn hợp khí.

C. Phản ứng giữa Zn và dung dịch H₂SO₄.

D. Phản ứng đốt cháy cồn.

Cho phản ứng hoá học xảy ra ở điều kiện chuẩn sau:

2NO₂(g) (đỏ nâu) → N₂O₄(g) (không màu)

Biết NO₂ và N₂O₄ có \({\Delta _f}H_{298}^0\), tương ứng là 33,18 kJ/mol và 9,16 kJ/mol. Điều này chứng tỏ phản ứng

A. toả nhiệt, NO₂ bền vững hơn N₂O₄.

B. thu nhiệt, NO₂ bền vững hơn N₂O₄.

C. toả nhiệt, N₂O₄ bền vững hơn NO₂.

D. thu nhiệt, N₂O₄ bền vững hơn NO₂.

Nung KNO₃ lên 550 °C xảy ra phản ứng:

KNO₃(s) → KNO₂(s) + \(\frac{1}{2}\)O₂ \(\Delta H\)

Phản ứng nhiệt phân KNO₃ là

A. toả nhiệt, có \(\Delta H\)< 0.                             

B. thu nhiệt, có \(\Delta H\)> 0.

C. toả nhiệt, có \(\Delta H\)> 0.                   

D. thu nhiệt, có \(\Delta H\)< 0.

Nung nóng hai ống nghiệm chứa NaHCO₃ và P, xảy ra các phản ứng sau:

2NaHCO₃(s) => Na₂CO₃(s) + CO₂(g) + H₂O(g) (1)

4P(s) + 5O₂(g) => 2P₂O₅(s) (2)

Khi ngừng đun nóng, phản ứng (1) dừng lại còn phản ứng (2) tiếp tục xảy ra, chứng tỏ

A. phản ứng (1) toả nhiệt, phản ứng (2) thu nhiệt.

B. phản ứng (1) thu nhiệt, phản ứng (2) toả nhiệt.

C. cả 2 phản ứng đều toả nhiệt.

D. cả 2 phản ứng đều thu nhiệt.

Tiến hành quá trình ozone hóa 100 g oxygen theo phản ứng sau:

3O₂(g) (oxygen) -> 2O₃(g) (ozone)

Hỗn hợp thu được có chứa 24% ozone về khối lượng, tiêu tốn 71,2 kJ. Nhiệt tạo thành \({\Delta _f}H_{298}^0\) của ozone (kJ/mol) có giá trị là

A. 142,4.               B. 284,8.               C. -142,4.              D. -284,8.

Cho phản ứng hydrogen hóa ethylene sau:

H₂C=CH₂(g) + H₂(g) → H₃C-CH₃(g)

Biết năng lượng liên kết trong các chất cho trong bảng sau:

Biến thiên enthalpy (kJ) của phản ứng có giá trị là

A. 134.                 B. -134.                C. 478.                 D. 284.

Cho phương trình phản ứng sau:

2H₂(g) + O₂(g) —› 2H₂O(l) ∆H=-572 kJ

Khi cho 2g khí H₂ tác dụng hoàn toàn với 32g khí O₂ thì phản ứng

A. toả ra nhiệt lượng 286 kJ.       

B. thu vào nhiệt lượng 286 kJ.

C. toả ra nhiệt lượng 572 kJ.         

D. thu vào nuệt lượng 572 kJ.

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 \(\Delta H\) (1) và \(\Delta H\) (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.

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)

Cho các phản ứng sau và biến thiên enthalpy chuẩn:

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

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

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

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.

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.

Cho phản ứng đốt cháy butane sau:

C₄H₁₀(g) + O₂(g) → CO₂(g) + H₂O(g) (1)

Biết năng lượng liên kết trong các hợp chất cho trong bảng sau:

a) Cân bằng phương trình phản ứng (1).

b) Xác định biến thiên enthalpy (\({\Delta _r}H_{298}^0\)) của phản ứng (1).

c) Một bình gas chứa 12 kg butane có thể đun sôi bao nhiêu ấm nước? (Giả thiết mỗi ấm nước chứa 2L nước ở 25 °C, nhiệt dung của nước là 4,2J/g.K, có 40% nhiệt đốt cháy butane bị thất thoát ra ngoài môi trường)