Giải chi tiết Câu 15.4 trang 45 Bài 15: Ý nghĩa và cách tính biến thiên enthalpy phản ứng hóa học SBT Hóa 10 Cánh diều. Gợi ý: Cách tính enthalpy của phản ứng hóa học dựa vào enthalpy tạo thành của các chất.
Câu hỏi/Đề bài:
Phản ứng của 1 mol ethanol lỏng với oxygen xảy ra theo phương trình:
C2H5OH(l) + O2(g) → CO2(g) + H2O(l) (1)
a) Những nhận định nào sau đây là đúng?
(1) Đây là phản ứng tỏa nhiệt vì nó tạo ra khí CO2 và nước lỏng.
(2) Đây là phải là phản ứng oxi hóa – khử với tổng số hệ số cân bằng trong phương trình phản ứng là 9.
(3) Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng sẽ thay đổi nếu nước tạo ra ở thể khí.
(4) Sản phẩm của phản ứng chiếm một thể tích lớn hơn so với chất phản ứng.
A. (1), (2). B. (1), (2), (3).
C. (1), (3), (4). D. (3), (4).
E. (1). G. (2), (3).
b) Biến thiên enthalpy chuẩn kèm theo quá trình khi 1 mol ethanol lỏng cháy hoàn toàn trong oxygen là \({\Delta _r}H_{298}^0 = – 1,{367.10^3}kJ\), xác định enthalpy hình thành chuẩn của C2H5OH (lỏng).
(Những số liệu cần thiết được cho trong Phụ lục 3, SGK Hóa học 10, Cánh Diều).
Hướng dẫn:
– Cách tính enthalpy của phản ứng hóa học dựa vào enthalpy tạo thành của các chất
\({\Delta _r}H_{298}^0 = \sum {{\Delta _r}H_{298}^0(sp)} – \sum {{\Delta _r}H_{298}^0(cd)} \)
Trong đó: \(\sum {{\Delta _r}H_{298}^0(sp)} \) và \(\sum {{\Delta _r}H_{298}^0(cd)} \) là tổng enthalpy tạo thành ở điều kiện chuẩn của sản phẩm và chất đầu của phản ứng
Lời giải:
a) Phương trình: C2H5OH(l) + 3O2(g) \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) 2CO2(g) + 3H2O(l)
– Phát biểu (1) sai vì để xét phản ứng tỏa nhiệt hay thu nhiệt cần dựa vào năng lượng hóa học của phản ứng.
– Phát biểu (2) đúng, tổng hệ số cân bằng của phản ứng là 1 + 3 + 2 + 3 = 9.
– Phát biểu (3) đúng vì biến thiên enthalpy phụ thuộc vào trạng thái của các chất
– Phát biểu (4) sai, sản phẩm của phản ứng chiếm một số mol lớn hơn so với chất phản ứng.
→ Đáp án: G
b) Biến thiên enthalpy của phản ứng C2H5OH(l) + 3O2(g) \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) 2CO2(g) + 3H2O(l) là:
\({\Delta _r}H_{298}^0 = 2.{\Delta _f}H_{298}^0(C{O_2}) + 3.{\Delta _f}H_{298}^0({H_2}O) – {\Delta _f}H_{298}^0({C_2}{H_5}OH)\)(\({\Delta _r}H_{298}^0\) của đơn chất = 0)
→ \({\Delta _r}H_{298}^0 = 2.{\Delta _r}H_{298}^0( – 393,5) + 3.{\Delta _r}H_{298}^0( – 285,8) – {\Delta _r}H_{298}^0( – 1367) = – 277,4(kJ/mol)\)