Giải SBT Hoá học 10 Chân trời bài 13 Enthalpy tạo thành và biến thiên Emthalpy của phản ứng hóa học

a) Enthalpy tạo thành của một chất là nhiệt kèm theo phản ứng tạo thành 1 mol chất đó từ các đơn chất bền.

b) Biến thiên enthalpy trong các phản ứng hoá học là lượng nhiệt toả ra hay thu vào của một phản ứng hoá học (∆_rH được tính theo đơn vị kJ hoặc kcal).

c) Enthalpy tạo thành được đo trong điều kiện chuẩn được gọi là enthalpy tạo thành tiêu chuẩn (hay nhiệt tạo thành tiêu chuẩn) và được kí hiệu là $\Delta _{r}H_{298}^{o}$

d) Kí hiệu Enthalpy tạo thành chuẩn của đơn chất bền bằng 0.

Bài tập 13.9. Các quá trình sau đây là toả nhiệt hay thu nhiệt?

a) Nước hoá rắn.

b) Sự tiêu hoá thức ăn.

c) Quá trình chạy của con người.

d) Khi CH₄ đốt ở trong lò.

e) Hoà tan KBr vào nước làm cho nước trở nên lạnh.

g) Sulfuric acid đặc khi thêm vào nước làm cho nước nóng lên.

Hướng dẫn: 

Cho kim loại iron (Fe) tác dụng với giấm (CH₃COOH). Phương trình nhiệt hoá học.

Fe (s) + 2CH₃COOH (aq) → (CH₃COO)₂Fe (aq) + H₂ (g)         $\Delta _{r}H_{298}^{o}$ < 0

→ Phản ứng toả nhiệt. 

Cho NaHCO₃ tác dụng với acid. Phương trình nhiệt hoá học:

2NaHCO₃ (s) + H₂SO₄ (aq) → Na₂SO₄ (aq) + 2CO₂ (g) + 2H₂O (g) $\Delta _{r}H_{298}^{o}$ > 0

→ Phản ứng thu nhiệt.  

Bài tập 13.11. Khi đun nóng muối ammonium nitrate bị nhiệt phân theo phương trình:

NH₄NO₃ $\overset{t^{o}}{\rightarrow}$ N₂O + 2H₂O

Hãy dự đoán phản ứng trên là toả nhiệt hay thu nhiệt. 

Hướng dẫn: 

Bài tập 13.13. Cho các đơn chất sau đây: C (graphite, s), Br₂ (l), Br₂(g), Na (s), Na (g), Hg (l), Hg (s). Đơn chất nào có $\Delta _{r}H_{298}^{o}$= 0? 

Hướng dẫn: Các đơn chất C (graphite, s), Br₂ (l), Na (s), Hg (l) bền có $\Delta _{r}H_{298}^{o}$ = 0.

• Sơ đồ (1) chỉ quá trình toả nhiệt, do nhiệt độ phản ứng tăng so với nhiệt độ ban đầu (nhiệt độ phòng).
• Sơ đồ (2) chỉ quá trình thu nhiệt, do nhiệt độ phản ứng giảm so với nhiệt độ ban đầu.

Bài tập 13.15. Dựa vào Bảng 13.1, SGK trang 84, viết phương trình nhiệt hoá học của 2 phản ứng sau đây:

a) Phản ứng tạo thành Al₂O₃.

b) Phản ứng tạo thành NO. 

Hướng dẫn: 

Phương trình nhiệt hoá học của các phản ứng.

a) 4Al (s) + 3O₂ (g) → 2Al₂O₃(s) $\Delta _{r}H_{298}^{o}$= - 1676,00 kJ

b) N₂ (g) + O₂ (g) → 2NO (g)   $\Delta _{r}H_{298}^{o}$= +90,29 kJ

Phương trình nhiệt hoá học ứng với sơ đồ:

2CIF₂ (g) + 2O₂ (g) → CI₂O (g) + 3F₂O (g) $\Delta _{r}H_{298}^{o}$ = +394,10 kJ

2CH₃OH (l) + 3O₂(g) → 2CO₂ (g) + 4H₂O (l) $\Delta _{r}H_{298}^{o}$ = -1450 kJ

Bài tập 13.17. Cho phản ứng:

2ZnS (s) + 3O₂ (g) $\overset{t^{o}}{\rightarrow}$ 2CO₂ (g) + 4H₂O (l) $\Delta _{r}H_{298}^{o}$ = -285,66 kJ 

Xác định giá trị của $\Delta _{r}H_{298}^{o}$ khi:

a) Lấy gấp 3 lần khối lượng của các chất phản ứng.

b) Lấy một nửa khối lượng của các chất phản ứng.

c) Đảo chiều của phản ứng. 

Hướng dẫn: 

a) Nhân phương trình của phản ứng với 3: $\Delta _{r}H_{298}^{o}$ = –285,66 × 3 = −856,98 kJ

b) Chia phương trình của phản ứng với 2: $\Delta _{r}H_{298}^{o}$ = –285,66: 2 = –142,83kJ

c) Đảo chiều của phản ứng: $\Delta _{r}H_{298}^{o}$ = + 285,66 kJ 

Bài tập 13.18*. Điều chế NH₃ từ N₂ (g) và H₂ (g) làm nguồn chất tải nhiệt, nguồn để điều chế nitric acid và sản xuất phân urea.

Viết phương trình nhiệt hoá học của phản ứng tạo thành NH₃ biết khi sử dụng 7 g khí N₂ sinh ra 22,95 kJ nhiệt. 

Hướng dẫn: 

Số mol N₂ = 7: 28 = 0,25 mol. ⇒ Số mol NH₃ = 2.Số mol N₂ = 0,5 mol. 

Để tạo 2 mol NH₃ cần 1 mol N₂.

$\Delta _{r}H_{298}^{o}$ = - 22,95 x 2 : 0,5 = - 91,8 kJ

Phương trình nhiệt hoá học: N₂ (g) + 3H₂(g) $\rightleftharpoons $ 2NH₃ (g) $\Delta _{r}H_{298}^{o}$ =  - 91,8 kJ

Bài tập 13.19. Viết phương trình nhiệt hoá học của các quá trình tạo thành những chất dưới đây từ đơn chất

a) Nước ở trạng thái khí, biết rằng khi tạo thành 1 mol hơi nước toả ra 214,6 kJ nhiệt.

b) Nước lỏng, biết rằng sự tạo thành 1 mol nước lỏng toả ra 285,49 kJ nhiệt.

c) Ammonia (NH₃), biết rằng sự tạo thành 2,5 g ammonia toả ra 22,99 kJ nhiệt.

d) Phản ứng nhiệt phân đá vôi (CaCO₃), biết rằng để thu được 11,2 g vôi (CaO) phải cung cấp 6,94 kcal. 

Hướng dẫn: 

a) H₂ (g)+ $\frac{1}{2}$O₂ (g) → H₂O (g)  $\Delta _{f}H_{298}^{o}$ =  - 91,8 kJ 

b) H₂ (g)+ $\frac{1}{2}$O₂ (g) → H₂O (l)  $\Delta _{f}H_{298}^{o}$ = - 214,6 kJ/mol

c) n_ammonia = $\frac{2,5}{17}$ = $\frac{5}{34}$ mol.

→ 1 mol ammonia toả ra 22,99 : $\frac{5}{34}$ =156,33 kJ nhiệt.

3H₂ (g) + N₂ (g) → 2NH₃ (g) $\Delta _{f}H_{298}^{o}$ = - 285,49 kJ/mol

d) n_CaO = 0,2 mol.

1 mol vôi cung cấp 6,94 : 0,2 = 34,7 kcal.

CaCO₃ (s) $\overset{t^{o}}{\rightarrow}$ CO₂(g) + CaO(s) $\Delta _{f}H_{298}^{o}$ = + 34,7 kcal/mol 

Bài tập 13.20. Dựa vào Bảng 13.1, SGK trang 84, sắp xếp các oxide sau đây: Fe₂O₃ (s), Cr₂O₃ (s), Al₂O₃ (s) theo thứ tự giảm dần độ bền nhiệt. 

Hướng dẫn: