Bài tập HÓA HỌC 10 kết nối tri thức được biên soạn chi tiết về lí thuyết và bài tập có lời giải chi tiết giúp học sinh học tập, ôn luyện nắm vững kiến thức một cách dễ dàng mà không cần giáo viên giảng dạy. bài tập hóa học 10 kết nối tri thức giúp học sinh nâng cao tính tự giác, tự học của bản thân, rèn luyện kĩ năng tư duy độc lập, kĩ năng ghi nhớ, kĩ năng giải bài tập, giúp học sinh nắm vững kiến thức môn học là cơ sở để học tập tốt các môn học khác.
ĐÁP ÁN CHI TIẾT TÀI LIỆU GIẢNG DẠY HÓA HỌC 10 CHƯƠNG 5: NĂNG LƯỢNG HÓA HỌC Biên soạn giảng dạy: Ths Trần Thanh Bình 0977111382 | Trần Thanh Bình Học sinh: …………………………………………………………….…………… Lớp: ……………… Trường …………………………………………………… MỚI Ths.Trần Thanh Bình SĐT: 0977.111.382 MỘT SỐ NỘI DUNG KIẾN THỨC CẦN LƯU Ý Sách Kết Nối Không giới thiệu Không đề cập Sách Cánh Diều Sách Chân Trời ST Giới thiệu sơ đồ biểu diễn biến thiên enthalpy phản ứng Ho Các phản ứng tỏa nhiệt ( r 298 < 0) thường diễn thuận lợi phản ứng thu nhiệt ( r H o298 > 0) Ho + f 298 < ⇒ chất bền mặt lượng so với đơn chất bền tạo nên Khơng đề cập Ho + f 298 > ⇒ chất bền mặt lượng so với đơn chất bền tạo nên Các giá trị nhiệt tạo thành chuẩn lượng liên kết sách có khác ⇒ đề cho giá trị dùng giá trị Bộ lơng làm đẹp cơng – Học vấn làm đẹp người Ths.Trần Thanh Bình SĐT: 0977.111.382 PHẦN A - CÁC CHUYÊN ĐỀ BÀI GIẢNG CĐ1: Phản ứng hóa học enthalpy CĐ2: Cách tính biến thiên enthalpy phản ứng hóa học CĐ3: Ôn tập chương CĐ1 PHẢN ỨNG HÓA HỌC VÀ ENTHALPY KIẾN THỨC CẦN NHỚ I Phản ứng tỏa nhiệt, phản ứng thu nhiệt Phản ứng tỏa nhiệt Phản ứng thu nhiệt - Phản ứng tỏa nhiệt phản ứng giải phóng - Phản ứng thu nhiệt phản ứng hấp thu lượng dạng nhiệt lượng dạng nhiệt - Các phản ứng tỏa nhiệt có - Hầu hết phản ứng thu nhiệt cần không cần khơi mào, phản ứng xảy khơi mào phản ứng xảy cần tiếp hầu hết khơng cần đun nóng tiếp tục đun nóng - Ví dụ: Phản ứng đốt cháy xăng, dầu, gas, - Ví dụ: Phản ứng nung đá vơi, hịa tan viên củi, … C sủi vào nước, … II Biến thiên enthalpy phản ứng ý nghĩa ♦ Một số từ viết tắt kí hiệu - chất đầu (cđ); sản phẩm (sp); phản ứng (reaction: r); tạo thành (fomation: f); chất rắn (solid: s); chất lỏng (liquid: l); chất khí (gas: g); chất tan nước (aqueous: aq) liên kết (bond: b) ♦ Biến thiên enthalpy (hay nhiệt phản ứng) nhiệt lượng tỏa thu vào phản ứng điều kiện áp suất khơng đổi - Kí hiệu: ΔrH; đơn vị: kJ kcal (1 J = 0,239 cal) ♦ Biến thiên enthalpy chuẩn - Điều kiện chuẩn (đkc): Nhiệt độ: 25 oC (hay 298K), áp suất bar (đối với chất khí), nồng độ mol/L (đối với chất tan dung dịch) Ho - Biến thiên enthalpy chuẩn ( r 298 ) nhiệt lượng tỏa thu vào phản ứng điều kiện chuẩn - Phương trình nhiệt hóa học phương trình hóa học kèm theo trạng thái chất nhiệt phản Ho ứng VD: CH4(g) + 2O2(g) → CO2 (g) + 2H2O(l) r 298 = -890,0 kJ Phương trình nhiệt hóa học cho biết: chất phản ứng, sản phẩm, tỉ lệ phản ứng, điều kiện phản ứng, trạng thái chất nhiệt phản ứng III Enthalpy tạo thành (nhiệt tạo thành) Bộ lông làmtạo đẹpthành công – Học làm(Δđẹp người - Enthalpy hay nhiệt tạovấn thành chất biến thiên enthalpy phản ứng fH) tạo thành mol chất từ đơn chất trạng thái bền vững, điều kiện xác định o Ths.Trần Thanh Bình SĐT: 0977.111.382 KIẾN THỨC CẦN NHỚ + + f H o298 f H o 298 H o 298 đơn chất bền vững < ⇒ chất bền mặt lượng so với đơn chất bền tạo nên + f > ⇒ chất bền mặt lượng so với đơn chất bền tạo nên IV Ý nghĩa biến thiến enthalpy r H o298 > 0: Phản ứng thu nhiệt; r H o298 < 0: Phản ứng tỏa nhiệt Ho - Giá trị tuyệt đối r 298 lớn nhiệt lượng tỏa thu vào nhiều - Các phản ứng tỏa nhiệt thường diễn thuận lợi phản ứng thu nhiệt ❖ BÀI TẬP TỰ LUẬN ♦ VÍ DỤ MINH HỌA Câu Điền từ cụm từ thích hợp vào chỗ trống: 25oC (hay 298K) trạng thái giải phóng bar nhiệt lượng mol nhiệt phản ứng hấp thu thu nhiệt tỏa nhiệt mol/L bền vững (a) Phản ứng tỏa nhiệt phản ứng … (1)……năng lượng dạng nhiệt Phản ứng thu nhiệt phản ứng … (2)……năng lượng dạng nhiệt (b) Biến thiên enthalpy (hay nhiệt phản ứng) … (3)……tỏa thu vào phản ứng điều kiện áp suất không đổi - Điều kiện chuẩn (đkc) nhiệt độ: … (4)……, áp suất … (5)…… (đối với chất khí), nồng độ … (6)…… (đối với chất tan dung dịch) - Phương trình nhiệt hóa học phương trình hóa học kèm theo … (7)…… chất … (8)…… Ho Ho - r 298 > 0: Phản ứng… (9)……; r 298 < 0: Phản ứng… (10)…… (c) Enthalpy tạo thành hay nhiệt tạo thành (ΔfH) chất biến thiên enthalpy phản ứng tạo thành … (11)…….chất từ đơn chất trạng thái … (12)……., điều kiện xác định Hướng dẫn giải (1) giải phòng; (2) hấp thu; (3) nhiệt lượng; (4) 25oC (hay 298K); (5) bar; (6) mol/L; (7) trạng thái; (8) nhiệt phản ứng; (9) thu nhiệt; (10) tỏa nhiệt; (11) mol; (12) bền vững Câu Đun nóng hai ống nghiệm: Ống (1) chứa bột potassium chlorate (KClO 3), ống (2) chứa bột sulfur (S), xảy phản ứng: (1) 3KClO3(s) → 2KCl(s) + 3O2(g) (2) S(s) + O2(g) → SO2(g) Khi ngừng đun, ống (1) phản ứng dừng lại, ống (2) phản ứng xảy Hãy cho biết phản ứng phản ứng tỏa nhiệt? phản ứng phản ứng thu nhiệt? Hướng dẫn giải Bộ lông làm đẹp công – Học vấn làm đẹp người Ths.Trần Thanh Bình SĐT: 0977.111.382 Phản ứng (1) phản ứng thu nhiệt cần cung cấp nhiệt liên tục phản ứng xảy phản úng phản ứng (2) phản ứng tỏa nhiệt phản ứng xảy không cần cung cấp nhiệt Câu [CD – SBT] Mỗi trình sau thu nhiệt hay tỏa nhiệt? o HO H O (hơi, 100o C ) (1) (lỏng, 25 C ) o HO H O (rắn, 0o C ) (2) (lỏng, 25 C ) CaO CO2 CaCO3 (Đá vôi) Nung (CH ) cháy oxygen (4) Khí methane (3) Hướng dẫn giải Các phản ứng chuyển trạng thái rắn → lỏng → khí (nhiệt độ tăng) phản ứng thu nhiệt cần phải cung cấp lượng để nâng nhiệt độ cịn chuyển từ khí → lỏng → rắn phản ứng tỏa nhiệt ⇒ (1) Thu nhiệt; (2) Tỏa nhiệt (3) Thu nhiệt để phản ứng xảy cần phải đốt nóng liên tục (4) Tỏa nhiệt phản ứng methane cháy làm khơng khí xung quanh nóng, tỏa nhiệt phát sáng Câu Các q trình sau thu nhiệt hay tỏa nhiệt? Giải thích ngắn gọn? (a) Đốt nến (b) Nước đóng băng (c) Hòa tan muối ăn vào nước thấy cốc nước trở nên mát (d) Luộc chín trứng (e) Hịa tan bột giặt tay với nước, thấy tay ấm (g) Muối kết tinh từ nước biển ruộng muối (h) Giọt nước đọng lại vào ban đêm (i) Đổ mồ hôi sau chạy Hướng dẫn giải (a) Phản ứng tỏa nhiệt nến (parafin) bị đốt cháy giải phóng lượng, cung cấp cho việc phát sáng tỏa nhiệt (b) Phản ứng tỏa nhiệt nước hạ nhiệt độ (hay giải phóng nhiệt) để tạo khối băng (c) Phản ứng thu nhiệt muối hấp thu nhiệt từ nước để hòa tan, nước giảm nhiệt độ cốc nước trở nên mát (d) Phản ứng thu nhiệt trứng hấp thu nhiệt khiến phân tử protein kết dính với làm trứng chín (e) Phản ứng tỏa nhiệt Vì hịa tan bột giặt tay với nước, bột giặt giải phóng nhiệt hịa tan, tạo phản ứng giúp loại bỏ nhanh vết bẩn áo quần (g) Phản ứng thu nhiệt Nước biển ánh nắng mặt trời hấp thụ nhiệt bay hơi, tạo thành nước biển kết tinh (h) Phản ứng tỏa nhiệt Ban đêm, nước khơng khí hạ nhiệt để ngưng tụ, tạo thành giọt đọng lại (i) Phản ứng thu nhiệt Chạy làm nhiệt độ thể tăng Khi đổ mồ hôi, phần nước hấp thụ nhiệt bay Sự bay mồ hôi giúp làm mát thể trì thân nhiệt ổn định H SO Câu [CD – SBT] Khi pha loãng 100 ml đặc nước thấy cốc đựng dung dịch nóng lên H 2SO4 đặc q trình thu nhiệt hay tỏa nhiệt? Theo em, pha loãng H 2SO đặc nên cho từ từ H 2SO đặc vào nước hay ngược lại? Vì sao? Hướng dẫn giải Vậy q trình pha lỗng Bộ lơng làm đẹp công – Học vấn làm đẹp người Ths.Trần Thanh Bình SĐT: 0977.111.382 Phản ứng tỏa nhiệt Cần nhỏ từ từ H 2SO đặc vào nước Nếu làm ngược lại, phản ứng tỏa nhiệt H SO mạnh làm bắn xung quanh, gây an toàn làm hư hại đồ vật, quần áo,… Câu Cho phương trình nhiệt hố học: o to (1) 2NaHCO (s) Na CO (s) + CO (g) + H O(g) r H 298 20,33 kJ 3 2 o o t r H 298 1531 kJ (2) 4NH3(g) + 3O2(g) 2N2(g) + 6H2O(l) Các phương trình nhiệt hóa học cho biết gì? Hướng dẫn giải Phản ứng (1) cho biết: Cứ mol NaHCO thể rắn nhiệt phân tạo thành mol Na 2CO3 thể rắn, mol CO2 thể khí mol H2O thể khí hấp thu nhiệt lượng 20,33 kJ ⇒ Phản ứng thu nhiệt ( r H o298 > 0) Phản ứng (2) cho biết: Khi đốt cháy mol NH mol O2 tạo thành mol N2, mol H2O tỏa o nhiệt lượng 1531 kJ ⇒ Phản ứng tỏa nhiệt ( r H 298 < 0) Câu Cho phương trình nhiệt hố học: o r H 298 176, kJ (1) CaCO (s) CaO(s) + CO (g) (2) C2H4(g) + H2(g) C2H6(g) (3) Fe2O3(s) + 2Al(s) Al2O3(s) + 2Fe(s) CO(g) O (g) CO (g) (4) o r H 298 137, kJ o r H 298 851,5 kJ o r H 298 851,5 kJ r H o298 393, kJ (5) C(graphite, s) + O2(g) CO2(g) (a) Trong phản ứng trên, phản ứng toả nhiệt, phản ứng thu nhiệt? (b) Trong phương trình (2) (5) enthalpy chuẩn phản ứng có phải enthalpy tạo thành chuẩn C2H6 CO2 khơng? Vì sao? (c) Vẽ sơ đồ biểu diễn biến thiên enthalpy phản ứng (1) (2) Hướng dẫn giải o (a) Phản ứng (1), (5): thu nhiệt r H 298 > o Phản ứng (2), (3), (4): toả nhiệt r H 298 < (b) Enthalpy chuẩn phản ứng (2) enthalpy tạo thành chuẩn C 2H6 C2H6 phản ứng không tạo từ đơn chất bền Enthalpy chuẩn phản ứng (5) enthalpy tạo thành chuẩn CO CO2 phản ứng tạo từ đơn chất bền (c) Sơ đồ biểu diễn biến thiên enthalpy phản ứng (1), (2) Bộ lông làm đẹp công – Học vấn làm đẹp người Ths.Trần Thanh Bình SĐT: 0977.111.382 Câu [CTST - SBT] Cho đơn chất sau đây: C(graphite, s); Br2(l); Br2(g); Na(s); Hg(l); Hg(s) o Đơn chất có f H 298 = 0? Hướng dẫn giải o Các đơn chất C(graphite, s), Br2(l), Na(s), Hg(l), bền có f H298 = Câu [KNTT - SGK] Cho phản ứng: o r H 298 1, kJ C(kim cương) C(graphite) (a) Ở điều kiện chuẩn, kim cương hay graphite có mức lượng thấp hơn? (b) Trong phản ứng xác định nhiệt tạo thành CO 2(g): C(s) + O2(g) CO2(g) Carbon dạng kim cương hay graphite? Hướng dẫn giải (a) Mức lượng graphite thấp kim cương, graphite bền vững (b) Trong phản ứng xác định nhiệt tạo thành CO2, cacbon dạng graphite Câu 10 [CTST - SGK] Cho phản ứng sau: o to S(s) + O2(g) SO2(g) f H 298 (SO2, g) = -296,80 kJ/mol o (a) Cho biết ý nghĩa giá trị f H298 (SO2, g) (b) Hợp chất SO2 (g) bền hay mặt lượng so với đơn chất bền S(s) O2(g) Hướng dẫn giải o (a) Giá trị f H 298 (SO2, g) = -296,80kJ/mol cho biết lượng nhiệt tỏa tạo mol SO2 từ đơn chất trạng thái bền điều kiện chuẩn (sulfur dạng rắn, oxygen phân tử khí ) -296,80kJ o (b) Do f H298 < 0, hợp chất SO2 (g) bền mặt lượng so với đơn chất bền S(s) O2 (g) Câu 11 [CTST - SBT] Viết phương trình nhiệt hóa học ứng với sơ đồ biểu diễn biến thiên enthalpy hai phản ứng sau: Bộ lông làm đẹp công – Học vấn làm đẹp người Ths.Trần Thanh Bình SĐT: 0977.111.382 Hướng dẫn giải 2ClF3(g) + 2O2(g) Cl2O(g) + 3F2O(g) r H o298 = +394,10 kJ 2CH3OH(l) + 3O2(g) 2CO2(g) + 4H2O(l) r H o298 = -1450 kJ Câu 12 [CD - SBT] Phân tử hemoglobin(Hb) máu nhận O2 phổi để chuyển thành HbO2 Chất theo máu tới phận thể, HbO lại chuyển thành Hb O2( để cung cấp O2 cho hoạt động sinh hóa cần thiết thể) Nếu khơng khí có lẫn carbon monoxide(CO), thể nhanh chóng bị ngộ độc Cho số liệu thực nghiệm sau: o r H 298 Hb + O → HbO = -33,05kJ (1) 2 Hb + CO → HbCO o r H 298 = -47,28kJ (2) HbO2 + CO → HbCO + O2 rH (3) HbCO + O2 → HbO2 + CO rH o 298 o 298 = -14,23kJ = 14,23 kJ (4) o Liên hệ mức độ thuận lợi phản ứng (qua r H 298 ) với vấn đề thực nghiên nêu Hướng dẫn giải o Vì r H 298 phản ứng (2) có âm (1) phản ứng (3) < (4) nên hình thành HbCO thuận lợi tạo thành HbO2 ⇒ khơng có nhả O giải phóng Hb trường hợp khơng có CO, điều giải thích ngộ độc CO máu BÀI TỐN TÍNH THEO PHƯƠNG TRÌNH NHIỆT HĨA HỌC - Phương trình nhiệt hóa học phương trình hóa học kèm theo trạng thái chất nhiệt phản ứng - Biến thiên enthalpy phương trình nhiệt hóa học tỉ lệ với hệ số chất phương trình - Có thể xử lý phương trình nhiệt hóa phương trình đại số (cộng, trừ, nhân với hệ Ho số, đổi chiều r 298 chịu cách xử lý) Câu 13 [KNTT - SGK] Biết phản ứng đốt cháy khí carbon monoxide (CO) sau: CO(g) O (g) CO (g) o r H 298 851,5 kJ (a) Ở điều kiện chuẩn, đốt cháy hoàn tồn 2,479 L khí CO nhiệt lượng toả bao nhiêu? (b) Ở điều kiện chuẩn, nhiệt lượng tỏa 1277,25 kJ thể tích khí CO dùng L? Hướng dẫn giải Theo phương trình nhiệt hóa học ta có: Cứ đốt cháy mol CO nhiệt lượng tỏa 851,15 kJ Bộ lông làm đẹp công – Học vấn làm đẹp người Ths.Trần Thanh Bình SĐT: 0977.111.382 (a) Ta có: (b) Ta có: 2, 479 0,1 mol 24, 79 ⇒ Nhiệt lượng toả là: 0,1.851,5 = 85,15 kJ 1277,25 1,5mol 851,5 ⇒ Thể tích CO dùng đkc VCO 1,5.24, 79 37,185(L) n CO n CO N ( g ) 3H ( g ) 2NH ( g ) Câu 14 [CD - SGK] Cho phản ứng: N Ở điều kiện chuẩn, mol phản ứng hết tỏa 92,22 kJ Tính enthalpy tạo thành chuẩn NH Hướng dẫn giải Từ phản ứng ta thấy Cứ mol N phản ứng hết tạo mol NH tỏa 99,22 kJ Cần 0,5 mol N phản ứng hết tạo mol NH tỏa x kJ 99, 22 49, 61kJ f H 0298 49, 61kJ mol x (enthalpy có giá trị âm phản ứng tỏa nhiệt) Câu 15 [KNTT - SBT] Tính biến thiên enthapy chuẩn theo phương trình phản ứng sau, biết nhiệt tạo thành chuẩn NH3 -46 kJ/mol N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) N (g) H (g) NH (g) 2 o 298 o 298 o 298 (1) (2) o 298 (a) Tính r H (1) r H (2), so sánh r H (1) r H (2) (b) Khi tổng hợp NH3 nhiệt lượng toả hay thu vào bao nhiêu? (Tính theo phương trình đưa nhận xét) Hướng dẫn giải o (a) r H 298 (1) = 2.(-46) – 1.0 – 3.0 = -92 kJ r H o 298 (2) = (-46) – – = -46 kJ o o Phản ứng toả nhiệt r H 298 (1) = r H 298 (2) 46.10 2,7.10 (kJ) (b) Khi tổng hợp NH3 nhiệt lượng toả = 17 Tính theo phương trình kết giống HO Câu 16 [CD – SBT] Phản ứng phân hủy mol (g) điều kiện chuẩn: H O (g) H 2(g) O 2(g) cần cung cấp nhiệt lượng 241,8 kJ Điền vào chỗ trống phát biểu đây: (a) Phản ứng (1) phản ứng…… nhiệt (b) Nhiệt tạo thành chuẩn H O(g) …… (c) Biến thiên enthalpy chuẩn phản ứng 2H 2(g) O 2(g) 2H 2O(g) Bộ lông làm đẹp công – Học vấn làm đẹp người …… Ths.Trần Thanh Bình SĐT: 0977.111.382 (d) Biến thiên enthalpy chuẩn phản ứng (1) là…… Hướng dẫn giải (a) Phản ứng (1) phản ứng thu nhiệt (b) Nhiệt tạo thành chuẩn H O(g) 1 241,8kJ mol 2H O 2H 2O(g) 2(g) 2(g) (c) Biến thiên enthalpy chuẩn phản ứng (d) Biến thiên enthalpy chuẩn phản ứng (1) 241,8 kJ Câu 17 [CTST - SBT] Cho phản ứng: – 483,6 kJ to r H o298 = -285,66 kJ 2ZnS(s) + 3O2(g) 2ZnO(s) + 2SO2(g) Ho Xác định giá trị r 298 khi: (a) Lấy gấp lần khối lượng chất phản ứng (b) Lấy nửa khối lượng chất phản ứng (c) Đảo chiều phản ứng Hướng dẫn giải (a) Nhân phương trình phản ứng với 3: (b) Chia phương trình phản ứng với 2: o r H298 = -285,66 x = -856,98 kJ o r H298 = -285,66 : = -142,83 kJ Ho (c) Đảo chiều phản ứng: r 298 = +285,66 kJ Câu 18 [CTST - SBT] Viết phương trình nhiệt hóa học q trình tạo thành chất từ đơn chất điều kiện chuẩn: (a) Nước trạng thái, biết tạo thành mol nước tỏa 214,6 kJ nhiệt (b) Nước lỏng, biết tạo thành mol nước lỏng tỏa 285,49 kJ nhiệt (c) Ammonia (NH3), biết tạo thành 2,5 g ammonia tỏa 22,99 kJ nhiệt (d) Phản ứng nhiệt phân đá vôi (CaCO3), biết để thu 11,2 g vôi (CaO) phải cung cấp 6,94 kcal Hướng dẫn giải (a) H2(g) + O2(g) H2O(g) o r H298 = -214,6 kJ (b) H2(g) + O2(g) H2O(l) o r H298 = -285,49 kJ 5 (c) Số mol ammonia = 34 mol mol ammonia tỏa 22,99 : 34 = 156,332 kJ nhiệt r H o298 = -156,332 kJ H2(g) + N2(g) NH3(g) (d) nCaO = 0,2 mol ⇒ Để tạo thành mol CaO cần cung cấp 6,94.5 = 34,7 kcal o to r H298 CaCO3(s) CO2(g) + CaO(s) = +34,7 kcal Câu 19 [CTST - SBT] Lactic acid hay acid sữa hợp chất hố học đóng vai trị quan trọng nhiều q trình sinh hố, lần phân tách vào năm 1780 nhà hoá học Thuỵ Bộ lông làm đẹp công – Học vấn làm đẹp người 10