Giải Hóa 10 Kết nối tri thức Bài 18: Ôn tập chương 5

I. Hệ thống hóa kiến thức (Giải Hóa 10 Kết nối tri thức Bài 18)

Trả lời:

II. Luyện tập

Câu hỏi 1: Phản ứng chuyển hóa giữa hai dạng đơn chất của phosphorus (P): 

P (s, đỏ) → P (s, trắng)       $\Delta _{r}H_{298}^{0}$= 17,6 kJ

Điều này chứng tỏ phản ứng:

A. thu nhiệt, P đỏ bền hơn P trắng.               

B. thu nhiệt, P trắng bền hơn P đỏ.

C. tỏa nhiệt, P đỏ bền hơn P trắng.                

D. tỏa nhiệt, P trắng bền hơn P đỏ.

Đáp án A. thu nhiệt, P đỏ bền hơn P trắng.               

Giải thích:

$\Delta _{r}H_{298}^{0}$= 17,6 kJ > 0

=> P đỏ bền hơn P trắng

Câu hỏi 2: Cho biết biến thiên enthalpy của phản ứng sau ở điều kiện chuẩn:

$CO(g)+\frac{1}{2}O_{2}(g)\rightarrow CO_{2}(g)$                 $\Delta _{r}H_{298}^{0}$=-283,0 kJ

Biết nhiệt tạo thành phần của CO₂: $\Delta _{f}H_{298}^{0}$(CO₂(g)) = -393,5 kJ/mol.

Nhiệt tạo thành chuẩn của CO là:

A. –110,5 kJ.     

B. +110,5 kJ.     

C. –141,5 kJ.     

D. –221,0 kJ.

Đáp án A. –110,5 kJ.     

Giải thích:

Câu hỏi 3: Dung dịch glucose (C₆H₁₂O₆) 5%, có khối lượng riêng là 1,02 g/mL, phản ứng oxi hóa 1 mol glucose tạo thành CO₂(g) và H₂O(l) tỏa ra nhiệt lượng là 2 803,0 kJ.

Một người bệnh được truyền một chai chứa 500mL dung dịch glucose 5%. Năng lượng tối đa từ phản ứng oxi hóa hoàn toàn glucose mà bệnh nhân đó có thể nhận được là

A. +397,09 kJ.         

B. -397,09 kJ.           

C. +416,02 kJ.         

D. -416,02 kJ.

Đáp án A. +397,09 kJ.         

Giải thích:

Câu hỏi 4: Cho giá trị trung bình của các năng lượng liên kết ở điều kiện chuẩn:

Biến thiên enthalpy của phản ứng C₃H₈(g) → CH₄(g) + C₂H₄(g) có giá trị là

A. +103 kJ.       

B. – 103 kJ.       

C. +80 kJ.          

D. – 80 kJ.

Đáp án: C. +80 kJ.          

Giải thích:

$\sum$ Eb(cd)=2.E_b(C – C) + 8.E_b(C – H) = 2.346 + 8.418 = 4036 kJ

$\sum$ Eb(sp)=1.E_b(C = C) + 8.E_b(C – H) = 1.612 + 8.418 = 3956 kJ

=> $\Delta _{r}H_{298}^{0}$=$\sum$ Eb(cd)-$\sum$ Eb(sp)= 4036 – 3956 = 80 kJ

Câu hỏi 5: Methane là thành phần chính của khí thiên nhiên. Xét phản ứng đốt cháy methane:

CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 3H₂O(l) $\Delta _{r}H_{298}^{0}$= -890,3 kJ 

Biết nhiệt tạo thành chuẩn của CO₂(g) và H₂O(l) tương ứng là -393,5 và -285,8 kJ/mol.

Hãy tính nhiệt tạo thành chuẩn của khí methane.

Trả lời:

* Cách tính thứ nhất:

$\Delta rH_{298}^{0}=\sum \Delta _{r}H_{298}^{0}(sp)-\sum \Delta _{r}H_{298}^{0}(cd)$
$\Rightarrow -890,3=2.(-285,8)-393,5-x-2.0$
$\Rightarrow x=-74,8kJ/mol$

* Cách tính thứ hai:

$\Delta _{r}H_{298}^{0}=[\Delta _{f}H_{298}^{0}(CO_{2}(g))+\Delta _{f}H_{298}^{0}(H_{2}O(l)).2]-[\Delta _{f}H_{298}^{0}(CH_{4}(g))+\Delta _{f}H_{298}^{0}(O_{2}(g)).2]$

$\Rightarrow -890,3=[(-395,5)+(-285,8.2)]-[\Delta _{f}H_{298}^{0}(CH_{4}(g))+0.2]$

$\Rightarrow \Delta _{f}H_{298}^{0}(CH_{4}(g))=-74,8 kJ$

Câu hỏi 6: So sánh nhiệt tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 kg cồn (C₂H₅OH) và 1 kg tristearin (C₅₇H₁₁₀O₆), có trong mỡ lợn). Cho biết:

Trả lời:

* Cách so sánh thứ nhất:

- 1 kg cồn tương đương $\frac{1000}{46}$ mol

+ Nhiệt lượng tạo ra khi đốt cháy 1kg cồn: $\frac{1000}{46}$ . (-1365) = -29673,91 kJ

- 1kg tristearin tương đương $\frac{1000}{890}$ mol

+ Nhiệt lượng tạo ra khi đốt cháy 1kg tristearin: $\frac{1000}{890}$ . -35807 = 40232,58 kJ

=> Giá trị tuyệt đối của nhiệt lượng tạo ra khi đốt cháy 1kg cồn nhỏ hơn giá trị nhiệt lượng tạo ra khi đốt cháy 1kg tristearin

* Cách so sánh thứ hai:

- Đốt cháy 46 gam (1mol) C₂H₅OH tỏa ra lượng nhiệt là 1 365 kJ

⇒ Đốt cháy 1000 gam (1 kg) C₂H₅OH tỏa ra lượng nhiệt là: $\frac{1000.1365}{46}=29674 kJ$

- Đốt cháy 890 gam (1mol) C₅₇H₁₁₀O₆ tỏa ra lượng nhiệt là 35 807 kJ.

⇒ Đốt cháy 1000 gam (1kg) C₅₇H₁₁₀O₆ tỏa ra lượng nhiệt là: $\frac{1000.35807}{890}=40232,58 kJ$

Kết luận: Nhiệt tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 kg tristearin có trong mỡ lợn > khi đốt cháy hoàn toàn 1 kg cồn.

Câu hỏi 7: Biết CH₃COCH₃ có công thức cấu tạo:

Từ số liệu năng lượng liên kết ở Bảng 12.2, hãy xác định biến thiên enthalpy của phản ứng đốt cháy acetone (CH₃COCH₃):

CH₃COCH₃(g) + 4O₂(g) → 3CO₂(g) + 3H₂O(g)

Trả lời:

* Cách xác định thứ nhất:

$\sum$ Eb(cd)=2.E_b(C – C) + 6.E_b(C – H) + 1.E_b(C = O) + 4.E_b(O = O) = 2.346 + 6.418 + 1.732 + 4. 494 = 5908 kJ

$\sum$ Eb(sp)=6.E_b(C = O) + 6.E_b(O – H) = 6.732 + 6.459 = 7146 kJ

=> $\Delta _{r}H_{298}^{0}$=$\sum$ Eb(cd)-$\sum$ Eb(sp)= 5908 – 7146 = - 1238 kJ

* Cách xác định thứ hai:

$\sum$E_b (cd) = E_b (C=O) + 6. Е_b (С - Н) + 2. Е_b (С - C) + 4. E_b (O = O)

= 732 + 6.418 + 2.346 + 4.494 = 5908 kJ

$\sum$Ε (sp) = 3 . 2 . E_b (C = O) + 3 . 2. E_b (O - H) = 3 . 2 . 732 + 3 . 2 . 459 = 7146 kJ

$\Delta _{r}H_{298}^{0}$ =$\sum$E_b (cđ) - $\sum$E_b (sp) = 5908 - 7146 = 1238 kJ.

Câu hỏi 8: Một bình gas (khí hóa lỏng) chứa hỗn hợp propane và butane với tỉ lệ số mol 1:2. Xác định nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 12 kg khí gas trên điều kiện tiêu chuẩn. Cho biết các phản ứng:

Trung bình mỗi ngày, một hộ gia đình cần đốt gas để cung cấp 10 000 kJ nhiệt (hiệu suất hấp thụ nhiệt là 80%). Sau bao nhiêu ngày hộ gia đình trên sẽ sử dụng hết bình gas 12 kg?

Trả lời:

* Cách giải 1:

Gọi số mol của C₃H₈ và C₄H₁₀ lần lượt là x và y.

Ta có hệ phương trình:

$$\left\{\begin{matrix}\frac{x}{y}=\frac{1}{2}&\\44x+58y=12&\\\end{matrix}\right.$$

Suy ra x = 0,075 Kmol = 75 mol; y = 0, 15 Kmol = 150 mol.

Số nhiệt lượng tỏa ra của 12kg khí gas là:

75. 2220 + 150. 2874 = 597600 kJ.

Mỗi ngày nhiệt lượng cần với hiệu suất hấp thụ 80% là: 10000 : 80% = 12500 kJ

Số ngày dùng hết một bình gas của hộ gia đình là: 5976200 : 12500 ≈ 48.

Vậy sau 48 ngày thì sử dụng hết bình gas.

* Cách giải 2:

Gọi số mol của propane và butane lần lượt là x và  y

2x – y = 0

44x + 58y = 12000

=> x = 75 mol và y = 150 mol

75 mol khí propane đốt cháy tỏa 75 . 2220 = 166500 kJ

150 mol khí butane đốt cháy tỏa 150 . 2874 = 431100 kJ

Tổng lượng nhiệt bình gas 12 kg có thể cung cấp: 166500 + 431100 = 597600 kJ

Bình gas cần cung cấp lượng nhiệt thực tế trong một ngày: 10000 : 0,8 = 12500 kJ

Số ngày để hộ gia đình sử dụng hết bình gas 12 kg: 597600 : 12500 = 48 ngày