Trả lời Vận dụng 17.13 Bài 17. Biến thiên Enthalpy trong phản ứng hóa học (trang 45, 46, 47) – SBT Hóa 10 Kết nối tri thức. Hướng dẫn: Tính biến thiên enthalpy của phản ứng: \({\Delta _r}H_{298}^0 = \sum {{\Delta _r}H_{298}^0(sp)} – \sum {{\Delta _r}H_{298}^0(cd)} \.
Câu hỏi/Đề bài:
Cho phản ứng nhiệt nhôm sau:
2Al(s) + Fe2O3(s) → Al2O3(s) + 2Fe(s)
Biết nhiệt tạo thành, nhiệt dung của các chất (nhiệt lượng cần cung cấp để 1 kg chất đó tăng lên 1 độ) được cho trong bảng sau:
|
Chất |
\({\Delta _f}H_{298}^0\) (kJ/mol) |
C (J/g.K) |
Chất |
\({\Delta _f}H_{298}^0\) (kJ/mol) |
C (J/g.K) |
|
Al |
0 |
|
Al2O3 |
-16,37 |
0,84 |
|
Fe2O3 |
-5,14 |
|
Fe |
0 |
0,67 |
Giả thiết phản ứng xảy ra vừa đủ, hiệu suất 100%, nhiệt độ ban đầu là 25 °C, nhiệt lượng toả ra bị thất thoát ra ngoài môi trường là 50%. Tính nhiệt độ đạt được trong lò phản ứng nhiệt nhôm.
Hướng dẫn:
– Tính biến thiên enthalpy của phản ứng: \({\Delta _r}H_{298}^0 = \sum {{\Delta _r}H_{298}^0(sp)} – \sum {{\Delta _r}H_{298}^0(cd)} \)
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
– Tính nhiệt dung của sản phẩm
– Tính nhiệt độ tăng lên -> Nhiệt độ đạt được
Lời giải:
– Có \({\Delta _r}H_{298}^0 = {\Delta _f}H_{298}^0(A{l_2}{O_3}) + 2.{\Delta _f}H_{298}^0(Fe) – 2.{\Delta _f}H_{298}^0(Al) – {\Delta _f}H_{298}^0(F{e_2}{O_3})\)
-> \({\Delta _r}H_{298}^0 = ( – 16,37) + 2.0 – 2.0 – ( – 5,14) = – 11,23kJ\)
– Nhiệt dung của sản phẩm là: C = 0,84 + 0,67.2 = 2,18 J/g.K
– Nhiệt độ tăng lên của phản ứng là: \(\Delta T = \frac{{11,{{23.10}^3}.50\% }}{{2,18}} = 2575,69(K)\)K
-> Nhiệt độ đạt được sau phản ứng = 25 + 273 + 2575,69 = 2873,69 K