Chuyên đề Bài tập hóa học 10 sách mới: Chủ đề 5 Năng lượng hóa học Bài tập thiết kế theo chương trình phổ thông mới Có đáp án chi tiết.Chuyên đề Bài tập hóa học 10 sách mới: Chủ đề 5 Năng lượng hóa học Bài tập thiết kế theo chương trình phổ thông mới Có đáp án chi tiết.
CHỦ ĐỀ 5: NĂNG LƯỢNG HĨA HỌC Năng lượng đóng vai trò quan trọng sống người a, Thực phẩm cung cấp lượng cho người b, Quá trình đốt cháy xăng cung cấp lượng cho ô tô c, Than cốc cung cấp lượng cần thiết để chuyển hóa quặng sắt thành sắt I Một số khái niệm Điều kiện chuẩn: Kí hiệu: • • • • g (gas): Chất khí s (solid): Chất rắn l (liquid): Chất lỏng aq (aquecous): Chất tan nước Phản ứng tỏa nhiệt phản ứng hóa học giải phóng lượng mơi trường dạng nhiệt Biến thiên enthalpy phản ứng có giá trị âm Biến thiên enthalpy âm, phản ứng tỏa nhiều nhiệt Phản ứng thu nhiệt phản ứng hóa học hấp thụ lượng từ mơi trường dạng nhiệt Biến thiên enthalpy phản ứng có giá trị dương Biến thiên enthalpy dương, phản ứng thu nhiệt Nhiệt tạo thành chuẩn ( ) chất lượng nhiệt kèm theo phản ứng tạo thành mol chất từ đơn chất dạng bền điều kiện chuẩn Năng lượng liên kết lượng cần thiết để phá vỡ liên kết phân tử tạo thành nguyên tử trạng thái khí, kí hiệu Eb Eb > Biến thiên enthalpy phản ứng điều kiện chuẩn kí hiệu II Biến thiên enthalpy phản ứng Tính biến thiên enthalpy theo nhiệt tạo thành Biến thiên enthalpy phản ứng (hay nhiệt phản ứng) tổng enthalpy tạo thành sản phẩm trừ tổng enthalpy tạo thành chất đầu r H o298 f H o298 (sp) f H o298 (cd) Tính biến thiên enthalpy theo lượng liên kết Biến thiên enthalpy phản ứng tổng lượng liên kết chất đầu trừ tổng lượng liên kết chất sản phẩm r H o298 E b (cd) E b (sp) Ý nghĩa dấu giá trị - Phản ứng thu nhiệt: > 0, - Phản ứng tỏa nhiệt: < 0, Ý nghĩa biến thiên enthalpy dương, thu vào nhiều nhiệt âm, tỏa nhiều nhiệt PHẦN TỰ LUẬN Dạng 1: Ôn tập lí thuyết Bài 1: Hình ảnh biểu thị phản ứng tỏa nhiệt hay thu nhiệt? Hướng dẫn giải: Phản ứng phản ứng thu nhiệt Bài 2: Đánh dấu “x” vào tương ứng để hồn thiện bảng sau Phản ứng tỏa nhiệt a, Quá trình pháo hoa cháy sáng khơng khí b, Q trình quang hợp thực vật c, Q trình oxi hóa carbohydrate thể người d, Đốt magnesium khơng khí e, Nhiệt phân magnesium nitrate Phản ứng thu nhiệt Hướng dẫn giải: Phản ứng tỏa nhiệt a, Quá trình pháo hoa cháy sáng Phản ứng thu nhiệt x b, Quá trình quang hợp thực vật c, Quá trình oxi hóa carbohydrate x thể người d, Đốt magnesium khơng khí x x e, Nhiệt phân magnesium nitrate x Bài 3: Cho phản ứng sau, phản ứng phản ứng thu nhiệt, phản ứng phản ứng tỏa nhiệt? Cho dung dịch silver nitrate phản ứng với sodium chloride (thấy nhiệt độ tăng) Calcium oxide tác dụng với nước Cho dung dịch X phản ứng với dung dịch Y thấy xuất kết tủa trắng, Nhiệt phân Cu(OH)2 đáy cốc có tượng đóng đá Hướng dẫn giải: B: Phản ứng tỏa nhiệt, C: Phản ứng tỏa nhiệt, D: Phản ứng thu nhiệt, F: Phản ứng thu nhiệt Bài 4: Vẽ sơ đồ biểu diễn biến thiên enthalpy cho phản ứng a, Quá trình đốt cháy sulfur để tạo thành sulfur dioxide biết nhiệt tạo thành chuẩn SO2(g) -296,8 kJ/mol b, Điều chế oxygen theo Joseph Priestly: HgO(s) → Hg(l) + O 2(s) biết nhiệt tạo thành chuẩn HgO(s) -90,5 kJ/mol c, Nhiệt phân calcium carbonate biết nhiệt phân mol calcium carbonate cần cung cấp 178,49 kJ nhiệt lượng Hướng dẫn giải: a, b, c, Bài 5: Hình 5.1 biểu diễn biến thiên enthalpy q trình oxi hóa glucose oxygen Viết phương trình hóa học phản ứng trên, cho biết phản ứng xảy phản ứng tỏa nhiệt hay thu nhiệt? Hình 5.1 Biến thiên enthalpy q trình oxi hóa glucose oxygen Hướng dẫn giải: PTTH: C6H12O6 + O2 → CO2 + H2O Phản ứng phản ứng tỏa nhiệt Bài 6: Viết phương trình nhiệt hóa học phản ứng có sơ đồ biến thiên enthalpy biểu diễn hình 5.2 Phản ứng diễn thuận lợi hơn? Hình 5.2 Sơ đồ biểu diễn biến thiên enthalpy phản ứng Hướng dẫn giải: 2ClCl3(g) + 2O2(g) → Cl2O(g) + 3F2O(g) = +394,1 kJ (1) 2CH3OH(l) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 4H2O(l) = -1450 kJ (2) Phản ứng (2) giải phóng lượng lớn => sản phẩm tạo thành bền, lượng phản ứng đủ để trì cho phản ứng xảy liên tục => phản ứng (2) diễn thuận lợi Phản ứng (1) phản ứng thu nhiệt, phải cung cấp nhiệt suốt trình phản ứng Phản ứng tỏa nhiệt diễn thuận lợi so với phản ứng thu nhiệt Phản ứng (2) diễn thuận lợi Bài 7: Hình 5.3 biểu diễn biến thiên enthalpy phản ứng lị luyện gang, thép Phương trình hóa học xảy sau: Fe2O3 (s) + 3CO (g) 2Fe (s) + 3CO2 (g) = –24,74 kJ Hoàn thành sơ đồ biểu diễn biến thiên enthalpy phản ứng Enthalpy (kJ mol-1) ΔH… ΔH = ……… ΔH… Hướng dẫn giải: Phản ứng tỏa nhiệt có = –24,74 kJ < Mà =Σ (sp) – Σ (cđ) Sản phẩm có tổng enthalpy nhỏ chất đầu Điền chất đầu mức lượng cao, sản phẩm mức lượng thấp giá trị ΔH = –24,74 kJ Bài 8: Hình 5.4 biểu diễn biến thiên enthalpy phản ứng sulfur fluorine theo phương trình hóa học sau: S(g) + 2F2(g) → SF4(g) = –775 kJ Hoàn thành sơ đồ biểu diễn biến thiên enthalpy phản ứng Hình 5.4 Sơ đồ biến thiên enthalpy phản ứng sulfur fluorine Hướng dẫn giải: Bài 9: Viết phương trình nhiệt hóa học trình tạo thành chất sau từ đơn chất a, Nước trạng thái khí biết tạo thành mol nước từ đơn chất trạng thái bền vững điều kiện thường giải phóng 214,6 kJ nhiệt b, Hydrogen iodide (HI) trạng thái khí biết tạo thành mol HI từ đơn chất trạng thái bền vững điều kiện thường cần phải cung cấp 26,5 kJ nhiệt lượng c, Ammonia (NH3) trạng thái khí biết để tạo thành 2,5 gam ammonia từ đơn chất trạng thái bền vững điều kiện thường giải phóng 22,99 kJ nhiệt Hướng dẫn giải: a, H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(g) = -214,6 kJ/mol b, 1/2H2(g) + 1/2I2(s) → HI(g) =26,5 kJ/mol c, Vậy mol ammonia giải phóng 156, 33 kJ nhiệt 3H2(g) + N2(g) → 2NH3(g) = -312, 66 kJ/mol Dạng 2: Tính biến thiên enthalpy phản ứng theo enthalpy chuẩn tạo thành Bài 10: Vào năm 1700, phương pháp đưa để điều chế khí chlorine từ sodium chloride sau: NaCl(s) + H2SO4(l) + MnO2(s) → Na2SO4(s) + MnCl2(aq) + H2O(l) + Cl2(g) Dựa giá trị enthalpy tạo thành tính biến thiên enthalpy cho phản ứng trên. Phản ứng toả nhiệt hay toả nhiệt? Biết enthalpy tạo thành chuẩn chất cho bảng sau: NaCl(s) H2SO4(l) MnO2(s) Na2SO4(s) MnCl2(aq) H2O(l) -411,2 -813,98 -520,0 -1387,1 -481,3 -285,8 (kJ/mol) Hướng dẫn giải: 4NaCl(s) + 2H2SO4(l) + MnO2(s) → 2Na2SO4(s) + MnCl2(aq) + 2H2O(l) + Cl2(g) = -34,34 kJ; phản ứng tỏa nhiệt Bài 11: Thạch cao nung (CaSO4.0,5H2O) hóa chất sử dụng để đúc tượng, bó bột y học 10 ... -393 ,5 49,00 -1 05 ,00 Hướng dẫn giải: C6H6(l) + 15/ 2 O2(g) 6CO2(g) + 3H2O(l) Khi đốt cháy mol C6H6(l) = (-393 ,50 ) + 3.(-2 85, 84) – (+49,00) – 15/ 2.0 = -3267 ,52 kJ gam benzene chứa 1/78 (mol) => Lượng. .. = = 58 ,14 mol Lượng nhiệt cần cung cấp để chuyển 10 kg thạch cao sống thành thạch cao nung = 58 ,14 83,27 = 4841, 32 kJ Bài 12: Đá vơi (có chứa CaCO 3) thành phần có loại đá dùng xây dựng có khả... cho bảng sau: Chất C3H5O3(NO2)3(s) N2(g) CO2(g) H2O(g) O2(g) -370, 15 (kJ/mol) -393 ,50 -241,82 Hướng dẫn giải: = 6.0 + 12.(-393 ,50 ) + 10. (-241,82) + 1.0 – 4.(-370, 15) = -56 59,60 kJ < => Phản ứng