Bài 7 Hóa học về phản ứng cháy, nổ A/ Câu hỏi đầu bài Câu hỏi mở đầu trang 38 Chuyên đề Hóa 10 Phản ứng cháy, nổ được đặc trưng bởi hiệu ứng toả nhiệt mạnh, tốc độ phản ứng nhanh, phản ứng trước cung[.]
Bài 7: Hóa học phản ứng cháy, nổ A/ Câu hỏi đầu Câu hỏi mở đầu trang 38 Chuyên đề Hóa 10: Phản ứng cháy, nổ đặc trưng hiệu ứng toả nhiệt mạnh, tốc độ phản ứng nhanh, phản ứng trước cung cấp nhiệt cho phản ứng sau xảy nối tiếp Vậy, hiệu ứng nhiệt phản ứng đốt cháy số nhiên liệu phổ biến xác định giá trị thu có ý nghĩa gì? Lời giải: - Hiệu ứng nhiệt phản ứng đốt cháy xác định qua biến thiên enthalpy - Cách tính: + Tính thơng qua nhiệt tạo thành: r Ho298 f Ho298 (sp) f Ho298 (cd) + Tính theo lượng liên kết: r Ho298 E b (cd) E b (sp) - Phản ứng cháy, nổ kèm theo giải phóng lượng lớn tốc độ phản ứng nhanh B/ Câu hỏi I Biến thiên enthalpy số phản ứng cháy, nổ Câu hỏi trang 40 Chuyên đề Hóa 10: Xét phản ứng: CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g) r Ho298 = – 802 kJ Tính f Ho298 CH4(g), biết f Ho298 CO2(g) H2O(g) – 394 kJ/mol – 242 kJ/mol Lời giải: Ta có: r Ho298 f Ho298 (sp) f Ho298 (cd) r Ho298 = [f Ho298 (CO2 (g)).1 f Ho298 (H2O(g)).2] [f Ho298 (CH4 (g)).1 f Ho298 (O2 (g)).2] - ⇒ - 802 = [(-394).1 + (-242).2] – [ f Ho298 (CH4 (g)) + 0.2] ⇒ f Ho298 (CH4 (g)) = -76 kJ/mol Câu hỏi trang 40 Chuyên đề Hóa 10: Tính nhiệt lượng toả đốt cháy kg loại củi khô, biết củi khô chứa 54% khối lượng cellulose phân tử cellulose cấu tạo gốc glucose Giả thiết toàn nhiệt lượng tỏa tính từ biến thiên enthalpy phản ứng đốt cháy glucose: C6H10O5(s) + 5O2(g) ⟶ 6CO2(g) + 5H2O(l) r Ho298 = -2 880 kJ Lời giải: Đốt cháy mol glucose tỏa nhiệt lượng 880 kJ ⇒ Đốt cháy 0,162 kg glucose tỏa nhiệt lượng 880 kJ Do củi khô chứa 54% khối lượng cellulose phân tử cellulose cấu tạo gốc glucose ⇒ Đốt cháy 0,162 0,3kg củi khô tỏa nhiệt lượng 880 kJ 0,54 Vậy đốt cháy kg tỏa nhiệt lượng 2880.1 9600 kJ 0, Câu hỏi trang 40 Chuyên đề Hóa 10: Ngày 04 tháng năm 2020 xảy vụ nổ kinh hoàng nhà kho cảng Beirut Lebanon Đây nhà kho chứa khoảng 700 NH4NO3, loại hoá chất vừa sử dụng làm phân bón, vừa dùng làm thuốc nổ có khả phân huỷ thành khí hơi, kèm theo toả nhiệt mạnh: t 2NH4NO3(s) 2N2(g) + O2(g) + 4H2O(g) o a) Tính r Ho298 phản ứng, biết f Ho298 NH4NO3(s) f Ho298 H2O(g) –365, kJ/mol –242 kJ/mol b) Tính nhiệt lượng tối đa giải phóng từ vụ nổ tồn lượng NH4NO3 bị phân huỷ Lời giải: a) Tổng nhiệt tạo thành chất đầu là: H f o 298 (cd) f Ho298 (NH4 NO3 (s)).2 = -365,6.2 = - 731,2 kJ Tổng nhiệt tạo thành chất sản phẩm là: H H f o 298 (sp) f Ho298 (N2 (g)).2 f Ho298 (O2 (g)).1 f Ho298 (H 2O(g)).4 f o 298 (sp) = 0.2 + 0.1 + (-242).4 = - 968 kJ Biến thiên enthalpy phản ứng: r Ho298 f Ho298 (sp) f Ho298 (cd) = - 968 - (-731,2) = - 236,8 kJ b) Ta có: 2700 NH4NO3 = 2700.106 mol = 3375.104 mol NH4NO3 80 Nhiệt lượng tỏa nổ mol NH4NO3 236,8 kJ 236,8.3375.104 ⇒ Nhiệt lượng tỏa nổ 3375.10 mol NH4NO3 = 79,92.108 kJ II Tốc độ phản ứng cháy tốc độ “phản ứng hơ hấp” Câu hỏi trang 42 Chun đề Hóa 10: Một người ngủ quên ô tô tắt máy, đóng kín cửa Sau thời gian, phần trăm thể tích oxygen giảm xuống cịn 16% may có người kịp thời phát hiện, phá vỡ kính xe để đưa cấp cứu Hỏi thời điểm có người đến cứu, tốc độ “phản ứng hô hấp" người xe giảm lần so với bình thường? Giả thiết vhô hấp = k.CO2 Lời giải: Tốc độ “phản ứng hô hấp” giảm so với điều kiện bình thường là: v(21%O2 ) v(16%O2 ) k.C(21%O2 ) k.C(16%O2 ) k.V(21%O2 ) k.V(16%O2 ) 21 1,3125 lần 16 Câu hỏi trang 42 Chuyên đề Hóa 10: Đỉnh Fansipan (có độ cao 147 m so với mực nước biển) núi cao Việt Nam Giả thiết khơng khí đỉnh Fansipan có áp suất 0,66 atm chứa 21% thể tích oxygen Hỏi tốc độ “phản ứng hô hấp" giảm lần so với điều kiện bình thường? Giả thiết vhô hấp = k.CO2 Lời giải: Chú ý: - Ở điều kiện thường, oxygen chiếm 21% thể tích khơng khí có áp suất 0,21 atm - Nồng độ oxygen tỉ lệ với áp suất ⇒ Tốc độ “phản ứng hơ hấp” giảm so với điều kiện bình thường là: v(PO v(PO 0,66atm) 0,21atm) k.C(PO k.C(PO 0,66atm) 0,21atm) k.P(PO k.P(PO 0,66atm) 0,21atm) 0,66 3,143 lần 0,21 Em trang 42 Chuyên đề Hóa 10: • Tính hiệu ứng nhiệt phản ứng chảy, nổ từ giá trị lượng liên kết nhiệt hình thành, dự đốn mức độ mãnh liệt phản ứng • Duy trì khơng gian thơng thống đề đảm bảo lượng oxygen cho thể Lời giải: - Cơng thức tính hiệu ứng nhiệt phản ứng cháy, nổ: + Dựa vào nhiệt hình thành chất r Ho298 f Ho298 (sp) f Ho298 (cd) + Dựa vào lượng liên kết r Ho298 E b (cd) E b (sp) - Phản ứng cháy, nổ kèm theo giải phóng lượng lớn tốc độ phản ứng nhanh - Để trì khơng gian thơng thống để đảm bảo lượng oxygen cho thể cần: + Tạo khơng gian sống thống mát, + Khơng để to phịng ngủ, phịng kín + Trồng nhiều xanh quanh nhà ... Em trang 42 Chuyên đề Hóa 10: • Tính hiệu ứng nhiệt phản ứng chảy, nổ từ giá trị lượng liên kết nhiệt hình thành, dự đốn mức độ mãnh liệt phản ứng • Duy trì khơng gian thơng thống đề đảm bảo lượng... b) Ta có: 2700 NH4NO3 = 2700 .106 mol = 3375 .104 mol NH4NO3 80 Nhiệt lượng tỏa nổ mol NH4NO3 236,8 kJ 236,8.3375 .104 ⇒ Nhiệt lượng tỏa nổ 3375 .10 mol NH4NO3 = 79,92 .108 kJ II Tốc độ phản ứng cháy...⇒ - 802 = [(-394).1 + (-242).2] – [ f Ho298 (CH4 (g)) + 0.2] ⇒ f Ho298 (CH4 (g)) = -76 kJ/mol Câu hỏi trang 40 Chuyên đề Hóa 10: Tính nhiệt lượng toả đốt cháy kg loại củi khô,