Phản ứng giữa khí nitrogen và oxygen chỉ xảy ra ở nhiệt độ cao (3000 °C) hoặc nhờ tia lửa điện:

VẬN DỤNG

Bài tập 17.12. Phản ứng giữa khí 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.

Bài tập 17.13. Cho phản ứng nhiệt nhôm sau:

2 Al(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:

Chất

$\Delta _{f}H_{298}^{o}$(kJ/mol)

C (J/g.K)

Chất

$\Delta _{f}H_{298}^{o}$(kJ/mol)

C (J/g.K)

Al

0

 

Al2O3

-16,37

0,84

Fe2O3

-5,14

 

Fe

0

0,67

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

Bài tập 17.14. 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 biên thiên enthalpy ($\Delta _{r}H_{298}^{o}$) 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 2 L nước ở 25 °C, nhiệt dung của nước là 4,2 J/g.K, có 40% nhiệt đốt cháy butane bị thất thoát ra ngoài môi trường).

Câu trả lời:

Bài tập 17.12.

a) do phản ứng chỉ xảy ra ở nhiệt độ cao (3000 °C) hoặc nhờ tia lửa điện nên đó là phản ứng thu nhiệt

b) do năng lượng liên kết trong các phân tử các chất phản ứng rất lớn (N2: 945 kJ/mol, O2 494 kJ/mol) so với sản phẩm (NO: 607 kJ/mol) nên phản ứng khó xảy ra.

Bài tập 17.13. Xét phản ứng giữa 2 mol Al với 1 mol Fe2O3 tạo ra 1 mol Al2O3 và 2 mol Fe

Biến thiên enthalpy của phản ứng:

$\Delta _{f}H_{298}^{o}$=$\Delta _{f}H_{298}^{o}$( Al2O3) + 2$\Delta _{f}H_{298}^{o}$(Fe) - 2$\Delta _{f}H_{298}^{o}$( Al) - $\Delta _{f}H_{298}^{o}$( Fe2O3)

= 102. (-16,37) + 2.0 - 2.0 - 160.(-5,14) = - 847,34 (kJ).

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

Nhiệt độ tăng lên: ∆T = $\frac{847,34.10^{3}.50%}{160,72}$= 2636  (K)

Nhiệt độ đạt được = (25 + 273) + 2636 = 2934 (K)

Bài tập 17.14.

a) C4H10(g) + $\frac{13}{2}$O2(g) → 4CO2(g) + 5H2O(g) (1)

b) $\Delta _{r}H_{298}^{o}$ = 3. EC - C + 10.EC - H + 6,5.EC=O - 4.2.EC = O - 5.2. EO - H

 = 3.346 + 10.418 + 6,5.495 - 8.799 - 10.467 = -2626,5 (kJ).

c) Q = $\frac{12.10^{3}.2626,5}{58}$ = 964163,4 (kJ)

Nhiệt cần đun 1 ấm nước: 2.$10^{3}$.4,2.(100-25)=630000 (J) = 630 (kJ) 

Số ấm nước: $\frac{964163,4.60%}{630}$ = 918 (ấm nước)

Xem thêm các môn học

Giải SBT hóa học 10 kết nối tri thức


Đia chỉ: Tòa nhà TH Office, 90 Khuất Duy Tiến, Thanh Xuân, Hà Nội
Điện thoại hỗ trợ: Fidutech - click vào đây
Chúng tôi trên Yotube
Cùng hệ thống: baivan.net - Kenhgiaovien.com - tech12h.com