Lý thuyết Ý nghĩa và cách tính biến thiên enthalpy phản ứng hóa học (Cánh diều 2024) Hóa 10

Lý thuyết Hóa học lớp 10 Bài 15: Ý nghĩa và cách tính biến thiên enthalpy phản ứng hóa học

A. Lý thuyết Ý nghĩa và cách tính biến thiên enthalpy phản ứng hóa học

I. Ý nghĩa về dấu và giá trị của biến thiên enthalpy phản ứng

Với các phản ứng có kèm theo sự trao đổi năng lượng dưới dạng nhiệt, có hai khả năng sau đây:

- Phản ứng tỏa nhiệt: biến thiên enthalpy của phản ứng có giá trị âm. Biến thiên enthalpy càng âm, phản ứng tỏa ra càng nhiều nhiệt.

- Phản ứng thu nhiệt: biến thiên enthalpy của phản ứng có giá trị dương. Biến thiên enthalpy càng dương, phản ứng thu vào càng nhiều nhiệt.

- Với phản ứng tỏa nhiệt, năng lượng của hệ chất phản ứng cao hơn năng lượng của hệ sản phẩm, do vậy phản ứng diễn ra kèm theo sự giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt.

- Với phản ứng thu nhiệt, năng lượng của hệ chất phản ứng thấp hơn năng lượng của hệ sản phẩm, do vậy phản ứng diễn ra kèm theo sự hấp thu năng lượng dưới dạng nhiệt.

Ví dụ: Cho phản ứng đốt cháy methane và acetylene:

CH4(g) + 2O2(g) $\stackrel{}{\to }$ CO2(g) + 2H2O(l)                    Δr$H_{298}^0$= -890,5 kJmol-1

C2H2(g) + $\frac{3}{2}$O2(g) $\stackrel{}{\to }$2CO2(g) + H2O(l)                 Δr$H_{298}^0$= -1300,2 kJmol-1

Với chất khí trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, tỉ lệ về số mol bằng tỉ lệ thể tích nên khi đốt cháy cùng một thể tích CH4 và C2H2, lượng nhiệt do C2H2 sinh ra nhiều gấp khoảng 1,5 lần lượng nhiệt do CH4 sinh ra. Thực tế, người ta sử dụng C2H2 trong đèn xì để hàn, cắt kim loại mà không dùng CH4.

Hình 15.1. Đèn xì acetylene dùng để hàn, cắt kim loại

- So sánh phản ứng thu nhiệt và phản ứng tỏa nhiệt:

Loại phản ứng Giai đoạn	Phản ứng thu nhiệt	Phản ứng tỏa nhiệt
Giai đoạn khơi mào	Hầu hết các phản ứng cần thiết khơi mào (đun hoặc đốt nóng, …).	Có thể có hoặc không cần khơi mào, tùy phản ứng cụ thể.
Giai đoạn tiếp diễn	Hầu hết các phản ứng cần phải tiếp tục đun hoặc đốt nóng.	Hầu hết các phản ứng không cần tiếp tục đun hoặc đốt nóng.
Ví dụ	Phản ứng nung vôi cần nhiệt từ quá trình đốt cháy than, nếu dừng cung cấp nhiệt thì phản ứng nung vôi sẽ không tiếp diễn.	- Phản ứng cần khơi mào: phản ứng cháy, nổ, … sau đó, phản ứng tỏa nhiệt có thể tự tiếp diễn mà không cần tiếp tục đun nóng. - Phản ứng không cần khơi mào: phản ứng tạo gỉ sắt, gỉ đồng, phản ứng trung hòa acid – base, tôi vôi, ...

 Lưu ý: Các phản ứng tỏa nhiệt (Δr$H_{298}^0$ < 0) thường diễn ra thuận lợi hơn các phản ứng thu nhiệt (Δr$H_{298}^0$ >0).

Ví dụ: Sau khi được đốt nóng, Na tự cháy trong chlorine cho đến hết do phản ứng này có Δr$H_{298}^0$rất âm.

Na(s) + $\frac{1}{2}$Cl2(g) $\stackrel{}{\to }$ NaCl(s)               Δr$H_{298}^0$ = - 411,2 kJmol-1

® Phản ứng này diễn ra thuận lợi hơn rất nhiều so với phản ứng giữa N2 và O2. Ở điều kiện chuẩn, phản ứng chỉ xảy ra khi được đốt nóng đến khoảng 3000oC (cung cấp nhiệt), khi dừng đốt nóng phản ứng sẽ dừng lại.

$\frac{1}{2}$N2(s) + $\frac{1}{2}$O2(g) $\stackrel{}{\to }$NO(g)               Δr$H_{298}^0$ = 91,3 kJmol-1

II. Cách tính biến thiên enthalpy phản ứng

1. Tính biến thiên enthalpy phản ứng theo enthalpy tạo thành

- Giả sử có phản ứng tổng quát:

aA + bB $\stackrel{}{\to }$ mM + nN

- Biến thiên enthalpy chuẩn phản ứng của phản ứng được tính theo công thức: 

Δr $H_{298}^0$= m× Δf$H_{298}^0$(M) + n× Δf$H_{298}^0$(N) - a× Δf$H_{298}^0$(A) - b× Δf$H_{298}^0$(B)

Trong đó: A, B, M, N là các chất trong phản ứng; a, b, m, n là hệ số tương ứng của các chất.

- Chú ý: Enthalpy tạo thành chuẩn của đơn chất bằng 0.

Ví dụ 1: Cho phản ứng: 2Na2O(s) $\stackrel{}{\to }$ 4Na(s) + O2(g)

Biến thiên enthalpy chuẩn phản ứng của phản ứng được tính như sau:

Δr $H_{298}^0$= 4× Δf$H_{298}^0$(Na(s)) + 1× Δf$H_{298}^0$(O2(g)) - 2× Δf$H_{298}^0$(Na2O(s))

= 4×0 + 1×0 - 2× (- 418,0) = 836,0 (kJ)

$\Rightarrow$ Do Δr$H_{298}^0$của phản ứng rất dương nên phản ứng thu nhiệt.

Ví dụ 2: Biến thiên enthalpy của phản ứng đốt cháy hoàn toàn 1 mol C2H6(g) được tính như sau:

C2H6(g) + $\frac{1}{2}$O2(g) $\stackrel{}{\to }$ 2CO2(g) + 3H2O(l)

Δr$H_{298}^0$= 2×Δf$H_{298}^0$(CO2(g)) + 3×Δf$H_{298}^0$(H2O(l)) - 1×Δf$H_{298}^0$(C2H6(s)) - $\frac{7}{2}$×Δf$H_{298}^0$O2(g))

= 2×(- 393,5) + 3×(- 285,8) - 1×(- 84) - $\frac{7}{2}$×0 = -1560,4 (kJ)

$\Rightarrow$ Do Δr$H_{298}^0$ủa phản ứng rất âm nên phản ứng tỏa nhiệt mạnh, rất thuận lợi và cung cấp nhiều năng lượng.

2. Tính biến thiên enthalpy phản ứng theo năng lượng liên kết

Khi các chất trong phản ứng ở thể khí, biến thiên enthalpy phản ứng cũng có thể tính được nếu biết giá trị năng lượng liên kết của tất cả các chất trong phản ứng.

- Giả sử có phản ứng tổng quát:

aA(g) + bB(g) $\stackrel{}{\to }$ mM(g) + nN(g)

- Biến thiên enthalpy chuẩn phản ứng của phản ứng được tính theo công thức:

Δr $H_{298}^0$= a× Eb(A) + b× Eb(B) - m× Eb(M) - n× Eb(N)

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

Lưu ý: Để tính biến thiên enthalpy của phản ứng theo năng lượng liên kết, phải viết được công thức cấu tạo của tất cả các chất trong phản ứng để xác định số lượng và loại liên kết.

Ví dụ: Cho phản ứng:

C2H6(g) + Cl2(g) $\stackrel{}{\to }$ C2H5Cl(g) + HCl(g)

Biến thiên enthalpy chuẩn phản ứng của phản ứng được tính theo năng lượng liên kết như sau:

Δr $H_{298}^0$=1× Eb(C2H6) + 1× Eb(Cl2) - 1× Eb(C2H5Cl) - 1× Eb(HCl)

Δr $H_{298}^0$ =1×6EC - H + 1× EC – C + 1×ECl - Cl - 1× (5EC – H + EC – C + EC - Cl) - 1×EH – Cl

Δr$H_{298}^0$= 1×6×414 + 1×347 + 1×243 - 1× (5×414 + 347 + 339) - 1×431 = -113 (kJ)

→ Phản ứng có Δr$H_{298}^0$ âm nên phản ứng tỏa nhiệt và diễn ra thuận lợi. Trong thực tế, chỉ cần được chiếu ánh sáng mặt trời là phản ứng đã diễn ra.

B. Trắc nghiệm Ý nghĩa và cách tính biến thiên enthalpy phản ứng hóa học

Câu 1. ${\Delta }_r{H}_{298}^0$ của phản ứng đốt cháy hoàn toàn 1 mol C2H4 ở thể khí là

A. 1912 kJ

B. – 1912 kJ

C. 1291 kJ

D. – 1291 kJ

Đáp án: D

Giải thích:

C2H4 (g) + 3O2 (g) ⟶ 2CO2 (g) + 2H2O (g)

H2C = CH2 + 3O = O ⟶ 2O = C = O + 2H – O – H

${\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left({\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_4\right)=4\times {\mathrm{E}}_{\mathrm{C}-\mathrm{H}}+{\mathrm{E}}_{\mathrm{C}=\mathrm{C}}=4\times 414+611=2267$ (kJ)

${\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left({\mathrm{O}}_2\right)={\mathrm{E}}_{\mathrm{O}=\mathrm{O}}=498$ (kJ)

${\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left({\mathrm{CO}}_2\right)=2\times {\mathrm{E}}_{\mathrm{C}=\mathrm{O}}=2\times 799=1598$ (kJ)

$E_b\left(H_{2}O\right)=2\times E_{O-H}=2\times 464=928$ (kJ)

${\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}{\mathrm{H}}_{298}^0$ của phản ứng đốt cháy 1 mol C2H4 (g) là

${\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}{\mathrm{H}}_{298}^0$ = ${\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left({\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_4\right)+3\times {\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left({\mathrm{O}}_2\right)-2\times {\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left({\mathrm{CO}}_2\right)-2\times {\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left({\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\right)$ 

= $2267+3\times 498-2\times 1598-2\times 928$ = − 1291 (kJ mol−1)

Câu 2. Khẳng định sai là

A. Nếu biến thiên enthalpy có giá trị âm thì phản ứng tỏa nhiệt

B. Nếu biến thiên enthalpy có giá trị dương thì phản ứng thu nhiệt

C. Biến thiên enthalpy càng âm thì phản ứng tỏa nhiệt càng ít

D. Biến thiên enthalpy càng dương thì phản ứng thu nhiệt càng nhiều

Đáp án: C

Giải thích:

Biến thiên enthalpy càng âm thì phản ứng tỏa nhiệt càng ít. ⇒ Sai vì biến thiên enthalpy càng âm thì phản ứng tỏa ra càng nhiều nhiệt.

Câu 3. Tính ${\Delta }_r{H}_{298}^0$ của phản ứng đốt cháy 1 mol C2H4 (g) biết các sản phẩm thu được đều ở thể khí.

A. – 1270,6 kJ

B. – 1323 kJ

C. – 1218,2 kJ

D. – 1232 kJ

Đáp án: B

Giải thích:

C2H4 (g) + 3O2 (g) ⟶ 2CO2 (g) + 2H2O (g)

${\Delta }_r{H}_{298}^0$ của phản ứng đốt cháy 1 mol C2H4 (g) là

${\Delta }_r{H}_{298}^0$ 

= $$\begin{gathered} 2\times {\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\mathrm{H}}_{298}^0\left({\mathrm{CO}}_2\left(\mathrm{g}\right)\right)+2\times {\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\mathrm{H}}_{298}^0\left({\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\left(\mathrm{g}\right)\right)-3\times {\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\mathrm{H}}_{298}^0\left({\mathrm{O}}_2\left(\mathrm{g}\right)\right) \\ -{\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\mathrm{H}}_{298}^0\left({\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_4\left(\mathrm{g}\right)\right) \end{gathered}$$

${\Delta }_r{H}_{298}^0$= $2\times \left(-393,5\right)+2\times \left(-241,8\right)-3\times 0-52,4$

${\Delta }_r{H}_{298}^0$= − 1323 (kJ mol−1)

Câu 4. Tính ${\Delta }_r{H}_{298}^0$ của phản ứng đốt cháy 14 gam CO (g) biết các sản phẩm thu được đều ở thể khí.

A. – 566 kJ

B. – 283 kJ

C. − 141,5 kJ

D. – 3962 kJ

Đáp án: C

Giải thích:

CO (g) + $\frac{1}{2}$O2 (g) ⟶ CO2 (g)

${\Delta }_r{H}_{298}^0$ của phản ứng đốt cháy 1 mol CO (g) là

${\Delta }_r{H}_{298}^0$ = ${\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\mathrm{H}}_{298}^0\left({\mathrm{CO}}_2\left(\mathrm{g}\right)\right)-\frac{1}{2}{\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\mathrm{H}}_{298}^0\left({\mathrm{O}}_2\left(\mathrm{g}\right)\right)-{\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\mathrm{H}}_{298}^0\left(\mathrm{CO}\left(\mathrm{g}\right)\right)$

${\Delta }_r{H}_{298}^0$= $\left(-393,5\right)-\frac{1}{2}\times 0-\left(-110,5\right)$

${\Delta }_r{H}_{298}^0$= − 283 (kJ mol−1)

14 gam CO có số mol là: nCO = $\frac{14}{28}$ = 0,5 (mol)

${\Delta }_r{H}_{298}^0$ của phản ứng đốt cháy 14 gam CO (g) là: $-283\times 0,5$ = − 141,5 (kJ)

Câu 5. Cho phản ứng có dạng: aA (g) + bB (g) ⟶ mM (g) + nN (g)

Công thức tính biến thiên enthalpy phản ứng theo năng lượng liên kết là

A. ${\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}{\mathrm{H}}_{298}^0$ = $E_b\left(A\right)+E_b\left(B\right)-E_b\left(M\right)-E_b\left(N\right)$

B. ${\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}{\mathrm{H}}_{298}^0$ = $\mathrm{a}\times {\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{A}\right)+\mathrm{b}\times {\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{B}\right)-\mathrm{m}\times {\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{M}\right)-\mathrm{n}\times {\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{N}\right)$

C. ${\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}{\mathrm{H}}_{298}^0$ = ${\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{M}\right)+{\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{N}\right)-{\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{A}\right)-{\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{B}\right)$

D. ${\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}{\mathrm{H}}_{298}^0$ = $\mathrm{m}\times {\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{M}\right)+\mathrm{n}\times {\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{N}\right)-\mathrm{a}\times {\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{A}\right)-\mathrm{b}\times {\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{B}\right)$

Đáp án: B

Giải thích:

Cho phản ứng có dạng: aA (g) + bB (g) ⟶ mM (g) + nN (g)

Công thức tính biến thiên enthalpy phản ứng theo năng lượng liên kết là:

${\Delta }_r{H}_{298}^0$ = $\mathrm{a}\times {\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{A}\right)+\mathrm{b}\times {\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{B}\right)-\mathrm{m}\times {\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{M}\right)-\mathrm{n}\times {\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{N}\right)$

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

Câu 6. Cho phản ứng sau ở điều kiện chuẩn:

H – H (g) + F – F (g) ⟶ 2H – F (g)

Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng trên tính theo năng lượng liên kết là

A. – 535 kJ

B. 30 kJ

C. 1160 kJ

D. 535 kJ

Đáp án: A

Giải thích:

Năng lượng tỏa ra khi hình thành liên kết HF là

${\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}{\mathrm{H}}_{298}^0$ = ${\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left({\mathrm{H}}_2\right)+{\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left({\mathrm{F}}_2\right)-2\times {\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{HF}\right)$ = $436+159-2\times 565$ = − 535 (kJ)

Câu 7. Cho phản ứng: CH4 (g) + H2O (l) ⟶ CO (g) + 3H2 (g) ${\Delta }_r{H}_{298}^0$ = 249,9 kJ.

Ở điều kiện chuẩn, để thu được 1 gam H2, phản ứng này cần hấp thu nhiệt lượng bằng bao nhiêu?

A. 249,9 kJ

B. 83,3 kJ

C. 41,65 kJ

D. 124,95 kJ

Đáp án: C

Giải thích:

1 gam H2 ⇒  =  = 0,5 (mol)

CH4 (g) + H2O (l) ⟶ CO (g) + 3H2 (g)  = 249,9 kJ

Theo phương trình, để thu được 3 mol H2 cần hấp thu nhiệt lượng 249,9 kJ

⇒ Để thu được 0,5 mol H2 cần hấp thu nhiệt lượng là:  (kJ)

Câu 8. Cho các phản ứng:

2Na (s) + $\frac{1}{2}$O2 (g) ⟶ Na2O (s) ${\Delta }_r{H}_{298}^0$ = − 418 kJ

C (s) + O2 (g) ⟶ CO2 (g) ${\Delta }_r{H}_{298}^0$ = − 393,5 kJ

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

CaCO3 (s) ⟶ CaO (s) + CO2 (g) ${\Delta }_r{H}_{298}^0$ = 179,2 kJ

Phản ứng diễn ra khó khăn nhất là

A. 2Na (s) + $\frac{1}{2}$O2 (g) ⟶ Na2O

B. C (s) + O2 (g) ⟶ CO2 (g)

C. CH4 (g) + 2O2 (g) ⟶ CO2 (g) + 2H2O (l)

D. CaCO3 (s) ⟶ CaO (s) + CO2 (g)

Đáp án: D

Giải thích:

Trong các phản ứng thì phản ứng CaCO3 (s) ⟶ CaO (s) + CO2 (g) có  = 179,2 kJ > 0. Các phản ứng còn lại  đều nhỏ hơn 0.

Mà các phản ứng tỏa nhiệt ( < 0) thường diễn ra thuận lợi hơn các phản ứng thu nhiệt ( > 0).

Do đó, phản ứng CaCO3 (s) ⟶ CaO (s) + CO2 (g)  = 179,2 kJ diễn ra khó khăn hơn so với các phản ứng còn lại.

Câu 9. Cho phản ứng có dạng: aA + bB ⟶ mM + nN

Công thức tính biến thiên enthalpy phản ứng theo enthalpy tạo thành là

A. ${\Delta }_r{H}_{298}^0$ = $m\times {\Delta }_f{H}_{298}^0\left(M\right)+n\times {\Delta }_f{H}_{298}^0\left(N\right)-a\times {\Delta }_f{H}_{298}^0\left(A\right)-b\times {\Delta }_f{H}_{298}^0\left(B\right)$

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

C. ${\Delta }_r{H}_{298}^0$ = ${\Delta }_f{H}_{298}^0\left(M\right)+{\Delta }_f{H}_{298}^0\left(N\right)-{\Delta }_f{H}_{298}^0\left(A\right)-{\Delta }_f{H}_{298}^0\left(B\right)$

D. ${\Delta }_r{H}_{298}^0$ = $a\times {\Delta }_f{H}_{298}^0\left(A\right)+b\times {\Delta }_f{H}_{298}^0\left(B\right)-m\times {\Delta }_f{H}_{298}^0\left(M\right)-n\times {\Delta }_f{H}_{298}^0\left(N\right)$

Đáp án: A

Giải thích:

Cho phản ứng có dạng: aA + bB ⟶ mM + nN

Công thức tính biến thiên enthalpy phản ứng theo enthalpy tạo thành là:

 = 

Câu 10. Cho phản ứng: NH3 (g) + HCl (g) ⟶ NH4Cl (s)

Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng là

A. – 176,2 kJ

B. – 314,4 kJ

C. – 452,6 kJ

D. 176,2 kJ

Đáp án: A

Giải thích:

Ta có:  = 

⇒  =  (kJ)

Câu 11. ${\Delta }_r{H}_{298}^0$ của phản ứng đốt cháy hoàn toàn 1 mol H2 ở thể khí là

A. – 486 kJ

B. 486 kJ

C. 442 kJ

D. – 442 kJ

Đáp án: A

Giải thích:

Xét phản ứng tạo thành 1 mol H2 (g)

2H2 (g) + O2 (g) ⟶ 2H2O (g)

2H – H + O = O ⟶ 2H – O – H

 $E_b\left(H_2\right)=436$ (kJ)

${\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left({\mathrm{O}}_2\right)={\mathrm{E}}_{\mathrm{O}=\mathrm{O}}=498$ (kJ)

${\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left({\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\right)=2\times {\mathrm{E}}_{\mathrm{O}-\mathrm{H}}=2\times 464=928$ (kJ)

${\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}{\mathrm{H}}_{298}^0$ của phản ứng đốt cháy 1 mol H2 (g) là

${\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}{\mathrm{H}}_{298}^0$ = $2\times {\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left({\mathrm{H}}_2\right)+{\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left({\mathrm{O}}_2\right)-2\times {\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left({\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\right)$ 

= $2\times 436+498-2\times 928$ = − 486 (kJ mol−1)

Câu 12. Phản ứng quang hợp là phản ứng thu năng lượng dưới dạng ánh sáng:

6CO2 (g) + 6H2O (l) ⟶ C6H12O6 (s) + 6O2 (g)

Biết enthalpy tạo thành chuẩn của C6H12O6 (s) là – 1271,1 kJ mol−1. Cần cung cấp bao nhiêu năng lượng dưới dạng ánh sáng cho phản ứng quang hợp để tạo thành 1 mol C6H12O6 (s)?

A. − 2804,7 kJ

B. 624,9 kJ

C. 2804,7 kJ

D. − 624,9 kJ

Đáp án: C

Giải thích:

Xét phản ứng tạo thành 1 mol C6H12O6 (s)

6CO2 (g) + 6H2O (l) ⟶ C6H12O6 (s) + 6O2 (g)

${\Delta }_r{H}_{298}^0$ = $$\begin{gathered} 6\times {\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\mathrm{H}}_{298}^0\left({\mathrm{O}}_2\left(\mathrm{g}\right)\right)+{\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\mathrm{H}}_{298}^0\left({\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_{12}{\mathrm{O}}_6\left(\mathrm{s}\right)\right) \\ -6\times {\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\mathrm{H}}_{298}^0\left({\mathrm{CO}}_2\left(\mathrm{g}\right)\right)-6\times {\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\mathrm{H}}_{298}^0\left({\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\left(\mathrm{l}\right)\right) \end{gathered}$$

= $6\times 0+\left(-1271,1\right)-6\times \left(-393,5\right)-6\times \left(-285,8\right)$

= 2804,7 (kJ mol−1)

Câu 13. Dãy nào sau đây đều là phản ứng tỏa nhiệt

A. Than cháy, nung vôi, hòa tan viên vitamin C sủi vào cốc nước.

B. Than cháy, nhiệt nhôm, hoàn tan vôi sống với nước.

C. Nhiệt nhôm, nung vôi, than cháy

D. Hòa tan viên vitamin C sủi vào cốc nước, hoàn tan vôi sống với nước, nung vôi.

Đáp án: B

Giải thích:

Than cháy, nhiệt nhôm, hoàn tan vôi sống với nước là các phản ứng tỏa nhiệt.

Phản ứng nhiệt nhôm tỏa lượng nhiệt rất lớn (trên 2500oC) ứng dụng hàn đường ray.

Câu 14. Phản ứng nào dưới đây diễn ra thuận lợi nhất?

A. F2 (g) + H2 (g) ⟶ 2HF (g)

B. Cl2 (g) + H2 (g) ⟶ 2HCl (g)

C. Br2 (l) + H2 (g) ⟶ 2HBr (g)

D. I2 (s) + H2 (g) ⟶ 2HI (g)

Đáp án: A

Giải thích:

F2 (g) + H2 (g) ⟶ 2HF (g)

${\Delta }_r{H}_{298}^0$ = $2\times \left(-273,3\right)-0-0=-546,6$ (kJ)

Cl2 (g) + H2 (g) ⟶ 2HCl (g)

${\Delta }_r{H}_{298}^0$ = $2\times \left(-92,3\right)-0-0=-184,6$ (kJ)

Br2 (l) + H2 (g) ⟶ 2HBr (g)

${\Delta }_r{H}_{298}^0$ = $2\times \left(-36,3\right)-0-0=-72,6$ (kJ)

I2 (s) + H2 (g) ⟶ 2HI (g)

${\Delta }_r{H}_{298}^0$ = $2\times \left(26,5\right)-0-0=53$ (kJ)

⇒ Phản ứng F2 (g) + H2 (g) ⟶ 2HF (g) có ${\Delta }_r{H}_{298}^0$ nhỏ nhất nên diễn ra thuận lợi nhất.

Câu 15. Để tính biến thiên enthalpy phản ứng theo năng lượng liên kết, phải viết được

A. công thức phân tử của tất cả các chất trong phản ứng

B. công thức cấu tạo của tất cả các chất trong phản ứng

C. công thức đơn giản nhất của tất cả các chất trong phản ứng

D. Cả A, B và C đều sai

Đáp án: B

Giải thích:

Để tính biến thiên enthalpy phản ứng theo năng lượng liên kết, phải viết được công thức cấu tạo của tất cả các chất trong phản ứng để xác định được số lượng và loại liên kết.

Bài giảng Hóa học 10 Bài 15: Ý nghĩa và cách tính biến thiên enthalpy phản ứng hóa học - Cánh diều