Giải sách bài tập Hóa học lớp 10 Bài 14: Phản ứng hóa học và enthalpy - Cánh diều

Bài 14.1 trang 41 SBT Hóa học 10: Những phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Tất cả các phản ứng cháy đều toả nhiệt.

B. Phản ứng toả nhiệt là phản ứng giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt.

C. Tất cả các phản ứng mà chất tham gia có chứa nguyên tố oxygen đều toả nhiệt.

D. Phản ứng thu nhiệt là phản ứng hấp thụ năng lượng dưới dạng nhiệt.

E. Lượng nhiệt mà phản ứng hấp thụ hay giải phóng không phụ thuộc vào điều kiện thực hiện phản ứng và thể tồn tại của chất trong phản ứng.

G. Sự cháy của nhiên liệu (xăng, dầu, khí gas, than, gỗ,...) là những ví dụ về phản ứng thu nhiệt vì cần phải khơi mào.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A, B, D

C sai vì phản ứng CaCO₃ → CaO + CO₂ là phản ứng thu nhiệt.

E sai vì lượng nhiệt mà phản ứng hấp thụ hay giải phóng phụ thuộc vào điều kiện thực hiện phản ứng và thể tồn tại của chất trong phản ứng. Ví dụ:

${\mathrm{H}}_2\left(\mathrm{g}\right)+\frac{1}{2}{\mathrm{O}}_2\left(\mathrm{g}\right)\to {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\left(\mathrm{g}\right){\mathrm{\Delta H}}_{298}^0=-241,8\mathrm{kJ}$

Nhưng phản ứng: ${\mathrm{H}}_2\left(\mathrm{g}\right)+\frac{1}{2}{\mathrm{O}}_2\left(\mathrm{g}\right)\to {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\left(\mathrm{l}\right){\mathrm{\Delta H}}_{298}^0=-285,8\mathrm{kJ}$

G sai vì sự cháy của nhiên liệu là những ví dụ về phản ứng tỏa nhiệt. Việc khơi mào ban đầu là cung cấp nhiệt ban đầu cho sự cháy nhưng sau đó phản ứng cháy có thể tự tiếp diễn và tỏa rất nhiều nhiệt.

Bài 14.2 trang 41 SBT Hóa học 10: Những phát biểu nào sau đây là không đúng?

A. Trong phòng thí nghiệm, có thể nhận biết một phản ứng thu nhiệt hoặc toả nhiệt bằng cách đo nhiệt độ của phản ứng bằng một nhiệt kế.

B. Nhiệt độ của hệ phản ứng sẽ tăng lên nếu phản ứng thu nhiệt.

C. Nhiệt độ của hệ phản ứng sẽ tăng lên nếu phản ứng toả nhiệt.

D. Nhiệt độ của hệ phản ứng sẽ giảm đi nếu phản ứng toả nhiệt.

E. Nhiệt độ của hệ phản ứng sẽ giảm đi nếu phản ứng thu nhiệt.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B, D

Phát biểu B sai vì: Nhiệt độ của hệ phản ứng sẽ giảm đi nếu phản ứng thu nhiệt.

Phát biểu D sai vì: Nhiệt độ của hệ phản ứng sẽ tăng lên nếu phản ứng toả nhiệt.

Bài 14.3 trang 41 SBT Hóa học 10: Phát biểu nào sau đây đúng?

A. Điều kiện chuẩn là điều kiện ứng với áp suất 1 bar (với chất khí), nồng độ 1 mol L^-1 (đối với chất tan trong dung dịch) và nhiệt độ thường được chọn là 298 K.

B. Điều kiện chuẩn là điều kiện ứng với nhiệt độ 298 K.

C. Áp suất 760 mmHg là áp suất ở điều kiện chuẩn.

D. Điều kiện chuẩn là điều kiện ứng với áp suất 1 atm, nhiệt độ 0 °C.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Điều kiện chuẩn là điều kiện ứng với áp suất 1 bar (với chất khí), nồng độ 1 mol L^-1 (đối với chất tan trong dung dịch) và nhiệt độ thường được chọn là 298 K.

Bài 14.4 trang 41 SBT Hóa học 10: Mỗi quá trình sau đây là thu nhiệt hay tỏa nhiệt?

(1) H₂O (lỏng, ở 25^oC) → H₂O (hơi, ở 100^oC)

(2) H₂O (lỏng, ở 25^oC) → H₂O (rắn, ở 0^oC).

(3) CaCO₃ (Đá vôi) $\stackrel{\mathrm{Nung}}{\to }$CaO + CO₂.

(4) Khí methane (CH₄) cháy trong oxygen.

Lời giải:

Quá trình (1) thu nhiệt;

Quá trình (2) tỏa nhiệt;

Quá trình (3) thu nhiệt;

Quá trình (4) tỏa nhiệt.

Chú ý:

+ Phản ứng giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt là phản ứng tỏa nhiệt;

+ Phản ứng hấp thụ năng lượng dưới dạng nhiệt là phản ứng thu nhiệt.

Bài 14.5 trang 42 SBT Hóa học 10: Biết rằng ở điều kiện chuẩn, 1 mol enthanol cháy tỏa ra một nhiệt lượng là 1,37 × 10³ kJ. Nếu đốt cháy hoàn toàn 15,1 gam ethanol, năng được được giải phóng ra dưới dạng nhiệt bởi phản ứng là

A. 0,450 kJ.

B. 2,25 × 10³ kJ.

C. 4,50 × 10² kJ.

D. 1,37 × 10³ kJ.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Nếu đốt cháy hoàn toàn 15,1 gam ethanol, năng được được giải phóng ra dưới dạng nhiệt bởi phản ứng là

         $\frac{15,1}{46}\times (1,37\times {10}^3)=449,7\left(\mathrm{kJ}\right).$

Bài 14.6 trang 42 SBT Hóa học 10: Chọn câu trả lời đúng.

Enthalpy tạo thành chuẩn của một đơn chất bền

A. là biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng giữa nguyên tố đó với hydrogen.

B. là biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng giữa nguyên tố đó với oxygen.

C. được xác định từ nhiệt độ nóng chảy của nguyên tố đó.

D. bằng 0.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Enthalpy tạo thành chuẩn của một đơn chất bền bằng 0.

Bài 14.7 trang 42 SBT Hóa học 10: Những phát biểu nào sau đây đúng?

A. Biến thiên enthalpy chuẩn của một phản ứng hoá học là lượng nhiệt kèm theo phản ứng đó ở áp suất 1 atm và 25^oC.

B. Nhiệt (toả ra hay thu vào) kèm theo một phản ứng được thực hiện ở 1 bar và 298 K là biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng đó.

C. Một số phản ứng khi xảy ra làm môi trường xung quanh nóng lên là phản ứng thu nhiệt.

D. Một số phản ứng khi xảy ra làm môi trường xung quanh lạnh đi là do các phản ứng này thu nhiệt và lấy nhiệt từ môi trường.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B và D

A sai vì: Biến thiên enthalpy chuẩn của một phản ứng hoá học là lượng nhiệt kèm theo phản ứng đó ở áp suất 1 bar và 25^oC.

C sai vì: Một số phản ứng khi xảy ra làm môi trường xung quanh nóng lên là phản ứng tỏa nhiệt.

Bài 14.8 trang 42 SBT Hóa học 10: Cho hai phản ứng cùng xảy ra ở điều kiện chuẩn:

(1) N₂(g) + O₂(g) → 2NO(g)                ${\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}{\mathrm{H}}_{298\left(1\right)}^0$

(2) $\mathrm{NO}\left(\mathrm{g}\right)+\frac{1}{2}{\mathrm{O}}_2\left(\mathrm{g}\right)\to {\mathrm{NO}}_2\left(\mathrm{g}\right){\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}{\mathrm{H}}_{298\left(2\right)}^0$

Những phát biểu nào sau đây không đúng?

A. Enthalpy tạo thành chuẩn của NO là $\frac{1}{2}{\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}{\mathrm{H}}_{298\left(1\right)}^0\mathrm{kJ}{\mathrm{mol}}^{-1}$

B. Enthalpy tạo thành chuẩn của NO₂ là ${\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}{\mathrm{H}}_{298\left(2\right)}^0\mathrm{kJ}{\mathrm{mol}}^{-1}$

C. Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng giữa 1 mol N₂ với 1 mol O₂ tạo thành 2 mol NO là $\frac{1}{2}{\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}{\mathrm{H}}_{298\left(1\right)}^0\mathrm{kJ}$

D. Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng giữa 1 mol khí NO với 0,5 mol khí O₂ tạo thành 1 mol khí NO₂ là ${\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}{\mathrm{H}}_{298\left(2\right)}^0\mathrm{kJ}$

E. Enthalpy tạo thành chuẩn của NO₂ (g) là:

$\frac{1}{2}{\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}{\mathrm{H}}_{298\left(1\right)}^0+{\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}{\mathrm{H}}_{298\left(2\right)}^0\left(\mathrm{kJ}{\mathrm{mol}}^{-1}\right)$

Lời giải:

Đáp án đúng là: B, C

Phát biểu B sai vì: Enthalpy tạo thành chuẩn của NO₂ là lượng nhiệt kèm theo của phản ứng tạo thành 1 mol NO₂ từ các đơn chất N₂ và O₂ trong điều kiện chuẩn.

Phát biểu C sai vì: Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng giữa 1 mol N₂ với 1 mol O₂ tạo thành 2 mol NO là ${\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}{\mathrm{H}}_{298\left(1\right)}^0\mathrm{kJ}$

Bài 14.9 trang 43 SBT Hóa học 10: Phản ứng phân hủy 1 mol H₂O (g) ở điều kiện tiêu chuẩn:

                      ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\left(\mathrm{g}\right)\to {\mathrm{H}}_2\left(\mathrm{g}\right)+\frac{1}{2}{\mathrm{O}}_2\left(\mathrm{g}\right)\left(1\right)$

cần cung cấp một nhiệt lượng là 241,8 kJ.

Điền vào chỗ trống trong các phát biểu dưới đây:

a) Phản ứng (1) là phản ứng …… nhiệt.

b) Nhiệt tạo thành chuẩn của H₂O (g) là ……..

c) Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng 2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(g) là …….

d) Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng (1) là ………

Lời giải:

a) Phản ứng (1) là phản ứng thu nhiệt.

b) Nhiệt tạo thành chuẩn của H₂O (g) là -241,8 kJ mol^-1.

c) Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng 2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(g) là -483,6 kJ.

d) Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng (1) là 248,1 kJ.

Bài 14.10 trang 43 SBT Hóa học 10: Phương trình hóa học nào dưới đây biểu thị enthalpy tạo thành chuẩn của CO(g)?

A. 2C(than chì) + O₂(g) → 2CO(g)

B. C(than chì) + O(g) → CO(g)

C. C(than chì) + $\frac{1}{2}{\mathrm{O}}_2\left(\mathrm{g}\right)\to \mathrm{CO}\left(\mathrm{g}\right)$

D. C(than chì) + CO₂(g) → 2CO(g)

E. CO(g) → C(than chì) + O(g).

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Enthalpy tạo thành chuẩn (hay nhiệt tạo thành chuẩn) của một chất là lượng nhiệt kèm theo của phản ứng tạo thành 1 mol chất đó từ các đơn chất dạng bền nhất trong điều kiện chuẩn.

Vậy phương trình biểu thị enthalpy tạo thành chuẩn của CO(g) là:

C(than chì) + $\frac{1}{2}{\mathrm{O}}_2\left(\mathrm{g}\right)\to \mathrm{CO}\left(\mathrm{g}\right)$

Bài 14.11 trang 43 SBT Hóa học 10: Khi pha loãng 100 mL H₂SO₄ đặc bằng nước thấy cốc đựng dung dịch nóng lên. Vậy quá trình pha loãng H₂SO₄ đặc là quá trình thu nhiệt hay tỏa nhiệt?

Theo em, khi pha loãng H₂SO₄ đặc nên cho từ từ H₂SO₄ đặc vào nước hay ngược lại? Vì sao?

Lời giải:

Khi pha loãng 100 mL H₂SO₄ đặc bằng nước thấy cốc đựng dung dịch nóng lên. Vậy quá trình pha loãng H₂SO₄ đặc là quá trình tỏa nhiệt.

Để pha loãng H₂SO₄ đặc an toàn cần cho từ từ H₂SO₄ đặc vào nước và khuấy nhẹ bằng đũa thủy tinh. Tuyệt đối không làm ngược lại vì phản ứng tỏa nhiệt mạnh, làm nước sôi đột ngột kéo theo những giọt acid bắn ra ngoài gây nguy hiểm.

Bài 14.12 trang 43 SBT Hóa học 10: Nhiệt tỏa ra khi đốt cháy 1 gam một mẫu than là 23,0 kJ. Giả thiết rằng toàn bộ lượng nhiệt của quá trình đốt than tỏa ra đều dùng để làm nóng nước, không có sự thất thoát nhiệt, hãy tính lượng than cần phải đốt để làm nóng 500 gam nước từ 20^oC tới 90^oC. Biết để làm nóng 1 mol nước thêm 1^oC cần một nhiệt lượng là 75,4 J.

Lời giải:

Lượng nhiệt cần để làm nóng 500 gam nước từ 20^oC tới 90^oC là:

              $\frac{500}{18}\times 75,4\times (90-20)=146611,1\left(\mathrm{J}\right)=146,6111\left(\mathrm{kJ}\right)$

Lượng than cần phải đốt là:

    $\frac{146,6111}{23}=6,37\left(\mathrm{g}\right).$

Bài 14.13* trang 44 SBT Hóa học 10: Ethanol sôi ở 78,29^oC. Để làm 1 gam ethanol lỏng nóng thêm 1 ^oC cần một nhiệt lượng là 1,44J; để 1 gam ethanol hóa hơi (ở 78,29^oC) cần một nhiệt lượng là 855 J. Hãy tính nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng 1 kg ethanol từ 20,0 ^oC đến nhiệt độ sôi và hóa hơi hoàn toàn ở nhiệt độ đó.

Lời giải:

1kg = 1000g

Nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng 1 kg ethanol từ 20,0 ^oC đến nhiệt độ sôi là:

                                   1000 × 1,44 × (78,29 – 20) = 83 937,6 (J)

Nhiệt lượng cần cung cấp để hóa hơi hoàn toàn 1 kg ethanol ở nhiệt độ sôi là:

855 × 1000 = 855 000 (J)

Nhiệt lượng cần cung cấp để làm nóng 1 kg ethanol từ 20,0 ^oC đến nhiệt độ sôi và hóa hơi hoàn toàn ở nhiệt độ đó là:

83 937,6 + 855 000 = 938 937,6 (J)