Đáp án Câu 6.22 Bài 6. Một số hợp chất oxygen của nitrogen (trang 22, 23, 24, 25) – SBT Hóa 11 Kết nối tri thức. Tham khảo: \({{\rm{\Delta }}_{\rm{r}}}{\rm{H}}_{{\rm{298}}}^{\rm{0}}\) > 0: Phản ứng thu nhiệt.
Câu hỏi/Đề bài:
Xét các phản ứng tạo thành oxide của nitrogen:
\(\begin{array}{*{20}{l}}{{{\rm{N}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} + {\rm{ }}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} \to {\rm{ 2NO}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }}{\Delta _{\rm{r}}}{\rm{H}}_{298}^0{\rm{ = }}180,6{\rm{ kJ}}}\\{{\rm{2NO}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} + {\rm{ }}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} \to {\rm{ 2NO}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }}{\Delta _{\rm{r}}}{\rm{H}}_{298}^0{\rm{ = }} – 114,2{\rm{ kJ}}}\end{array}\)
a) Hãy cho biết phản ứng nào toả nhiệt, phản ứng nào thu nhiệt.
b) Hãy tính \({\Delta _{\rm{r}}}{\rm{H}}_{298}^0\) của phản ứng: \({{\rm{N}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} + {\rm{ 2}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} \to {\rm{ 2N}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right)\)
Từ kết quả thu được, hãy tính \({\Delta _{\rm{f}}}{\rm{H}}_{298}^0\) của NO2(g).
Hướng dẫn:
a) \({{\rm{\Delta }}_{\rm{r}}}{\rm{H}}_{{\rm{298}}}^{\rm{0}}\) > 0: Phản ứng thu nhiệt.
\({{\rm{\Delta }}_{\rm{r}}}{\rm{H}}_{{\rm{298}}}^{\rm{0}}\) < 0: Phản ứng tỏa nhiệt.
b) Nhiệt phản ứng của \({{\rm{N}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} + {\rm{ 2}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} \to {\rm{ 2N}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right)\) bằng tổng nhiệt phản ứng của hai phương trình trên.
Nhiệt tạo thành của đơn chất bằng 0.
Lời giải:
a) Xét phản ứng: \({{\rm{N}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} + {\rm{ }}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} \to {\rm{ 2NO}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }}{\Delta _{\rm{r}}}{\rm{H}}_{298}^0{\rm{ = }}180,6{\rm{ kJ}}\)
Ta có: \({{\rm{\Delta }}_{\rm{r}}}{\rm{H}}_{{\rm{298}}}^{\rm{0}}\) > 0, do đó đây là phản ứng thu nhiệt.
Xét phản ứng: \({\rm{2NO}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} + {\rm{ }}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} \to {\rm{ 2NO}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }}{\Delta _{\rm{r}}}{\rm{H}}_{298}^0{\rm{ = }} – 114,2{\rm{ kJ}}\)
Ta có: \({{\rm{\Delta }}_{\rm{r}}}{\rm{H}}_{{\rm{298}}}^{\rm{0}}\) < 0, do đó đây là phản ứng tỏa nhiệt.
b) Ta thấy:
\(\begin{array}{l}{\rm{ }}{{\rm{N}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} + {\rm{ }}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} \to {\rm{ 2NO}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ (1)}}\\ + \\{\rm{ }}\underline {{\rm{ 2NO}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} + {\rm{ }}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} \to {\rm{ 2NO}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ (2)}}} \\{\rm{ }}{{\rm{N}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} + {\rm{ 2}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} \to {\rm{ 2N}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ (3)}}\end{array}\)
\( \Rightarrow {\Delta _{\rm{r}}}{\rm{H}}{_{298}^0_{{\rm{ (3)}}}}{\rm{ = }}{\Delta _{\rm{r}}}{\rm{H}}{_{298}^0_{{\rm{ (1)}}}} + {\Delta _{\rm{r}}}{\rm{H}}{_{298}^0_{{\rm{ (2)}}}} = 180,6 + ( – 114,2) = 66,4{\rm{ (kJ)}}\)
Xét phản ứng (3):
\(\begin{array}{l} \Leftrightarrow 2{\Delta _{\rm{f}}}{\rm{H}}_{298}^0{\rm{(N}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}){\rm{ }} – [{\Delta _{\rm{f}}}{\rm{H}}_{298}^0{\rm{(}}{{\rm{N}}_{\rm{2}}}) + {\Delta _{\rm{f}}}{\rm{H}}_{298}^0{\rm{(}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}})]{\rm{ = }}66,4\\ \Leftrightarrow 2{\Delta _{\rm{f}}}{\rm{H}}_{298}^0{\rm{(N}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}) – [0 + 0]{\rm{ = }}66,4\\ \Rightarrow {\Delta _{\rm{f}}}{\rm{H}}_{298}^0{\rm{(N}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}) = \frac{{66,4}}{2} = 33,2{\rm{ (kJ)}}\end{array}\)