Giải bài tập trang 42 Chuyên đề Hóa 10 Bài 6 - Cánh diều

Giải bài tập trang 42 Chuyên đề Hóa 10 - Cánh diều

Câu hỏi 2 trang 42 Chuyên đề Hóa 10: Nhắc lại cách tính biến thiên theo enthalpy phản ứng theo năng lượng liên kết.

Trả lời:

Tính biến thiên enthalpy của phản ứng theo năng lượng liên kết:

Giả sử có phản ứng tổng quát:

aA(g) + bB(g) → mM(g) + nN(g)

${\Delta }_r{H}_{298}^0$= a.E_b(A) + b.E_b(B) – m.E_b(M) – n.E_b(N)

Trong đó E_b(A), E_b(B), E_b(M), E_b(N) lần lượt là tổng năng lượng liên kết của tất cả các liên kết trong phân tử A, B, M, N.

Luyện tập 1 trang 42 Chuyên đề Hóa 10: Đốt cháy hoàn toàn 1 gam (ở thể hơi) mỗi chất trong dãy CH₄, CH₃Cl, CH₂Cl₂, CHCl₃, CCl₄ sẽ tỏa ra bao nhiêu kilôJun nhiệt lượng trong điều kiện chuẩn? Biết sản phẩm phản ứng là CO₂, H₂O, HCl, Cl₂ đều ở thể khí. Năng lượng của một số liên kết được cho ở Phụ lục 3.

Trả lời:

CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(g)

∆_r${\Delta }_r{H}_{298}^0$= E_b(CH₄) + 2.E_b(O₂) –E_b(CO₂) – 2.E_b(H₂O)

∆_r${\Delta }_r{H}_{298}^0$= 4E_C-H + 2.E_O=O – 2.E_C=O – 2.2.E_O-H

∆_r${\Delta }_r{H}_{298}^0$= 4.414 + 2.498 – 2.736 – 2.2.464 = -676 kJ

Đốt cháy 1 mol CH₄(g) tỏa ra 676 kJ nhiệt lượng

⇒ Đốt cháy 1 gam (tương đương với $\frac{1}{16}$mol) CH₄(g) tỏa ra

$676.\frac{1}{16}$= 42,25 kJ nhiệt lượng.

2CH₃Cl(g) + 3O₂(g) → 2CO₂(g) + 2H₂O(g) + 2HCl(g)

∆_r$H_{298}^o$= 2.E_b(CH₃Cl) + 3.E_b(O₂) –2.E_b(CO₂) – 2.E_b(H₂O) – 2.E_b(HCl)

∆_r$H_{298}^o$= 2.(E_C-Cl + 3.E_C-H) + 3.E_O=O – 2.2.E_C=O – 2.2E_O-H – 2.E_H-Cl

∆_r$H_{298}^o$= 2.(339 + 3.414) + 3.498 – 2.2.736 – 2.2.464 – 2.431 = -1006 kJ

Đốt cháy 2 mol CH₃Cl(g) tỏa ra 1006 kJ nhiệt lượng

⇒ Đốt cháy 1 gam = $\frac{1}{50,5}$mol CH₃Cl(g) tỏa ra $\frac{1006}{2}.\frac{1}{50,5}$= 9,96 kJ nhiệt lượng

2CH₂Cl₂(g) + 3O₂(g) → 2CO₂(g) + 2H₂O(g) + 2Cl₂(g)

∆_r$H_{298}^o$= 2.E_b(CH₂Cl₂) + 3.E_b(O₂) –2.E_b(CO₂) – 2.E_b(H₂O) – 2.E_b(Cl₂)

∆_r$H_{298}^o$= 2.(2E_C-Cl + 2E_C-H) + 3.E_O=O - 2.2.E_C=O – 2.2E_O-H – 2.E_Cl-Cl

∆_r$H_{298}^o$= 2.(2.339 + 2.414) + 3.498 – 2.2.736 – 2.2.464 – 2.243 = -780 kJ

Đốt cháy 2 mol CH₂Cl₂(g) tỏa ra 780 kJ nhiệt lượng

Đốt cháy 1 gam = $\frac{1}{85}$mol CH₂Cl₂(g) tỏa ra là $\frac{780}{2}.\frac{1}{85}$= 4,59 kJ nhiệt lượng

4CHCl₃(g) + 5O₂(g)→ 4CO₂(g) + 2H₂O(g) + 6Cl₂(g)

∆_r$H_{298}^o$= 4.E_b(CHCl₃) + 5.E_b(O₂) –4.E_b(CO₂) – 2.E_b(H₂O) – 6.E_b(Cl₂)

∆_r$H_{298}^o$= 4.(3.E_C-Cl + E_C-H) + 5.E_O=O - 4.2.E_C=O – 2.2E_O-H – 6.E_Cl-Cl

∆_r$H_{298}^o$= 4.(3.339 + 414) + 5.498 – 4.2.736 – 2.2.464 – 6.243 = -988 kJ

Đốt cháy 4 mol CHCl₃(g) tỏa ra 988 kJ nhiệt lượng

⇒ Đốt cháy 1 gam = $\frac{1}{119,5}$mol CHCl₃(g) tỏa ra là $\frac{988}{4}.\frac{1}{119,5}$= 2,07 kJ nhiệt lượng.

CCl₄(g) + O₂(g) → CO₂(g) + 2Cl₂(g)

∆_r$H_{298}^o$= E_b(CCl₄) + E_b(O₂) –E_b(CO₂) – 2.E_b(Cl₂)

∆_r$H_{298}^o$= 4.E_C-Cl + E_O=O- 2.E_C=O – 2.E_Cl-Cl

∆_r$H_{298}^o$= 4.339 + 498 – 2.736 – 2.243 = -104 kJ

Đốt cháy 1 mol CCl₄(g) tỏa ra 104 kJ nhiệt lượng

Đốt cháy 1 gam = $\frac{1}{154}$mol CCl₄(g) tỏa ra là 104. $\frac{1}{154}$= 0,68 kJ nhiệt lượng.

Luyện tập 2 trang 42 Chuyên đề Hóa 10:So sánh mức độ mãnh liệt của phản ứng đốt cháy các chất trên.

Trả lời:

Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy cùng một khối lượng các chất trên tăng dần theo dãy:

CCl₄(g) (0,68 kJ) < CH₃Cl(g) (2,07 kJ) < CH₂Cl₂ (g) (4,59 kJ) < CH₃Cl (g) (9,96 kJ) < CH₄ (42,25 kJ).

Vậy độ mãnh liệt khi đốt các chất tăng dần theo thứ tự:

CCl₄ < CHCl₃ < CH₂Cl₂ < CH₃Cl < CH₄.

Câu hỏi 3 trang 42 Chuyên đề Hóa 10:Xác định nhiệt lượng (kJ) tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 gam mỗi chất CH₄, C₂H₂ ở điều kiện chuẩn. Biết các sản phẩm thu được đều ở thể khí.

Trả lời:

Xác định nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 gam CH₄:

1 gam CH₄ ứng với $\frac{1}{16}$mol CH₄

CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(g) ${\Delta }_r{H}_{298}^0$= -890,5 kJ

Đốt cháy hoàn toàn 1 mol CH₄ tỏa ra 890,5 kJ nhiệt lượng

⇒ Đốt cháy hoàn toàn $\frac{1}{16}$mol CH₄ tỏa ra 890,5. $\frac{1}{16}$= 55,66 kJ nhiệt lượng.

Xác định nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 gam C₂H₂:

1 gam C₂H₂ ứng với $\frac{1}{26}$mol C₂H₂

C₂H₂(g) + $\frac{5}{2}$O₂(g) → 2CO₂(g) + H₂O(g)${\Delta }_r{H}_{298}^0$= -1300,2 kJ

Đốt cháy hoàn toàn 1 mol C₂H₂ tỏa ra 1300,2 kJ nhiệt lượng

⇒ Đốt cháy hoàn toàn $\frac{1}{26}$mol C₂H₂ tỏa ra 1300,2 . $\frac{1}{26}$= 50,01 kJ