Methane cháy tỏa nhiệt lớn nên được dùng làm nhiên liệu. Khi trộn methane và oxygen với tỉ lệ thích hợp thì sẽ tạo ra hỗn hợp nổ

Biến thiên enthalpy của phản ứng trên được tính toán dựa trên các giá trị nào?

1. Quan sát Hình 14.1 cho biết liên kết hóa học nào bị phá vỡ, liên kết hóa học nào được hình thành khi H₂ phản ứng với O₂ tạo thành H₂O (ở thể khí)?

2. Tính biến thiên enthalpy của phản ứng dựa vào 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. Xác định số lượng mỗi loại liên kết trong các phân tử sau: CH₄, CH₃Cl, NH₃, CO₂.

3. Dựa vào năng lượng liên kết ở Bảng 14.1, tính biến thiên enthalpy của phản ứng và giải thích vì sao nitrogen (N$\equiv$N) chỉ phản ứng với oxygen (O=O) ở nhiệt độ cao hoặc có tia lửa điện để tạo thành nitrogen monoxide (N=O).

N₂(g) + O₂(g) $\xrightarrow{{{t^o}}}$ 2NO(g)

Xác định ${\Delta _r}H_{298}^o$ của phản ứng sau dựa vào giá trị E_b ở Bảng 14.1:

CH₄(g) + Cl₂(g) $\xrightarrow{{askt}}$ CH₃Cl(g) + HCl(g)

Hãy cho biết phản ứng trên tỏa nhiệt hay thu nhiệt?

Dựa vào số liệu về năng lượng liên kết ở Bảng 14.1, hãy tính biến thiên enthalpy của 2 phản ứng sau:

2H₂(g) + O₂(g) $\xrightarrow{{{t^o}}}$2H₂O(g) (1)

C₇H₁₆(g) + 11O₂(g) $\xrightarrow{{{t^o}}}$ 7CO₂(g) + 8H₂O(g) (2)

So sánh kết quả thu được, từ đó cho biết H₂ hay C₇H₁₆ là nhiên liệu hiệu quả hơn cho tên lửa (biết trong C₇H₁₆ có 6 liên kết C-C và 16 liên kết C-H)

Tính ${\Delta _r}H_{298}^o$ của hai phản ứng sau:

3O₂(g) → 2O₃(g)  (1)

2O₃(g)  → 3O₂(g)  (2)

Liên hệ giữa giá trị ${\Delta _r}H_{298}^o$ với độ bền của O₃, O₂ và giải thích, biết phân tử O₃ gồm 1 liên kết đôi O=O và 1 liên kết đơn O-O

Tính biến thiên enthalpy của phản ứng phân hủy trinitroglycerin (C₃H₅O₃(NO₂)₃), theo phương trình sau (biết nhiệt tạo thành của nitroglycerin là -370,15 kJ/mol):

4 C₃H₅O₃(NO₂)₃(s) → 6N₂(g) + 12CO₂(g) + 10H₂O(g) + O₂(g)

Hãy giải thích vì sao trinitroglycerin được ứng dụng làm thành phần thuốc súng không khói

4. Giá trị biến thiên enthalpy của phản ứng có liên quan tới hệ số các chất trong phương trình nhiệt hóa học không? Giá trị enthalpy tạo thành thường được đo ở điều kiện nào?

Dựa vào giá trị enthalpy tạo thành ở Bảng 13.1, hãy tính giá trị ${\Delta _r}H_{298}^o$ của các phản ứng sau:

CS₂(l) + 3O₂(g) $\xrightarrow{{{t^o}}}$ CO₂(g) + 2SO₂(g)  (1)

4NH₃(g) + 3O₂ $\xrightarrow{{{t^o}}}$ 2N₂(g) + 6H₂O(g)  (2)   

Bài 1: Tính ${\Delta _r}H_{298}^o$ của các phản ứng sau dựa theo năng lượng liên kết (sử dụng số liệu từ Bảng 14.1):

a) N₂H₄(g) → N₂(g) + 2H₂(g)

b) 4HCl(g) + O₂(g) $\xrightarrow{{{t^o}}}$ 2Cl₂(g) + 2H₂O(g)

Bài 2: Dựa vào Bảng 13.1, tính biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng đốt cháy hoàn toàn 1 mol benzene C₆H₆(l) trong khí oxygen, tạo thành CO₂(g) và  H₂O(l). So sánh lượng nhiệt sinh ra khi đốt cháy hoàn toàn 1,0 g propane C₃H₈(g) với lượng nhiệt sinh ra khi đốt cháy hoàn toàn 1,0 g benzenne C₆H₆(l).

Bài 3: Dựa vào enthalpy tạo thành ở Bảng 13.1, tính biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng nhiệt nhôm:

2Al(s) + Fe₂O₃(s) $\xrightarrow{{{t^o}}}$ 2Fe(s) + Al₂O₃(s)

Từ kết quả tính được ở trên, hãy rút ra ý nghĩa của dấu và giá trị ${\Delta _r}H_{298}^o$ đối với phản ứng

Bài 4: Cho phương trình nhiệt hóa học sau:

SO₂(g) + ½ O₂(g) $\xrightarrow{{{t^o},{V_2}{O_5}}}$ SO₃(g)  ${\Delta _r}H_{298}^o$ = -98,5 kJ

a) Tính lượng nhiệt giải phóng ra khi chuyển 74,6 g SO₂ thành SO₃

b) Giá trị ${\Delta _r}H_{298}^o$ của phản ứng: SO₃(g)  → SO₂(g) + ½ O₂(g) là bao nhiêu?

Bài 5: Khí hydrogen cháy trong không khí tạo thành nước theo phương trình hóa học sau:

2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(g)   ${\Delta _r}H_{298}^o$ = -483,64 kJ

a) Nước hay hỗn hợp của oxygen và hydrogen có năng lượng lớn hơn? Giải thích

b) Vẽ sơ đồ biến thiên năng lượng của phản ứng giữa hydrogen và oxygen

Bài 6: Xét quá trình đốt cháy khí propane C₃H₈(g):

C₃H₈(g) + 5O₂(g) $\xrightarrow{{{t^o}}}$ 3CO₂(g) + 4H₂O(g)

Tính biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng dựa vào nhiệt tạo thành của hợp chất (Bảng 13.1) và dựa vào năng lượng liên kết (Bảng 14.1). So sánh hai giá trị đó và rút ra kết luận