Trả lời Câu 4.7 Bài 4. Đơn chất nitrogen (trang 14, 15, 16) – SBT Hóa 11 Cánh diều. Gợi ý: Dựa vào công thức tính giá trị biến thiên năng lượng của phản ứng.
Câu hỏi/Đề bài:
Cho bảng giá trị năng lượng của một số liên kết ở điều kiện chuẩn sau:
|
Liên kết |
H─H |
N─H |
NN |
|
Năng lượng liên kết (kJ mol−1) |
436 |
389 |
946 |
a) Tính giá trị biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng sau theo năng lượng liên kết:
N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)
b) Từ kết quả tính ở a) thì có thể suy ra giá trị enthalpy tạo thành chuẩn của khí ammonia là bao nhiêu kJ mol−1
c) Kết quả thực nghiệm xác nhận giá trị enthalpy tạo thành chuẩn của khí ammonia là -45,9 kJ mol−1. Hãy cho biết vì sao có sự khác biệt về giá trị enthalpy tạo thành chuẩn của khí ammonia theo kết quả tính ở b) và kết quả thực nghiệm.
Hướng dẫn:
Dựa vào công thức tính giá trị biến thiên năng lượng của phản ứng
Lời giải:
a) ΔrHo298 = 1.946 + 3.436 – 6.389 = -80 (kJ).
b) Với kết quả tính được từ a) thì enthalpy tạo thành chuẩn của ammonia là.
ΔrHo298 = 2ΔfHo298(NH3) − ΔfHo298(N2) − 3ΔfHo298(H2) = 2ΔfHo298(NH3)
⇒ ΔfHo298 (NH3) =\(\frac{{{\Delta _r}H_{298}^0}}{2} = \frac{{ – 80}}{2}\) = -40 kJ.mol−1
c) Giá trị enthalpy tạo thành chuẩn tính theo năng lượng liên kết thường khác biệt nhiều với giá trị thực nghiệm. Do giá trị năng lượng của một liên kết được tính là giá trị năng lượng trung bình của liên kết đó trong nhiều hợp chất, khi tính toán sẽ có sai lệch so với thực tế. Cụ thể trong bài tập này, giá trị 389 kJ.mol−1 được hiểu là giá trị trung bình năng lượng liên kết N và H trong nhiều hợp chất khác nhau, như NH3, CH3-NH2, NH4NO3…