Bài tập file word Hóa học 10 chân trời Ôn tập chương 5

ÔN TẬP CHƯƠNG 5: NĂNG LƯỢNG HÓA HỌC 
(20 CÂU)

Câu 1: Thế nào là phản ứng tỏa nhiệt?

Trả lời:

Phản ứng tỏa nhiệt là phản ứng hóa học trong đó có sự giải phóng nhiệt năng ra môi trường.

Câu 2: Điều kiện biến thiên enpalthy chuẩn là gì?

Trả lời:

- Áp suất 1 bar (đối với chất khí)

- Nồng độ 1mol/L ( đối với chất tan trong dung dịch)

- Nhiệt độ: 25℃

Câu 3: Phương trình nhiệt hóa học là gì?

Trả lời:

Là phương trình phản ứng háo học có kèm theo nhiệt phản ứng và trạng thái của các chất đầu và sản phẩm.

Câu 4: Lấy ví dụ về phản ứng thu nhiệt.

Trả lời:

Phản ứng: làm muối rắn, luộc trứng,…

Câu 5: Cho các phương trình hóa học:

(1) CaCO₃(s) → CaO(s) + CO₂(g)                    ∆_r = +176,0kJ

(2) C₂H₄(g) + H₂(g) → C₂H₆(g)                       ∆_r = -137,0kJ

(3) Fe₂O₃(s) + 2Al(s) → Al₂O₃(s) + Fe(s)         ∆_r = -851,5kJ

Trong các phản ứng trên, phản ứng nào tỏa nhiệt, phản ứng nào thu nhiệt?

Trả lời:

Phản ứng tỏa nhiệt: (2) và (3)

Phản ứng thu nhiệt: (1)

Phản ứng tỏa nhiệt có ∆_r < 0; phản ứng thu nhiệt có ∆_r > 0

Câu 6: Viết phương trình nhiệt hóa học của các quá trình tạo thành của các chất sau đây từ đơn chất.

a)             Aluminum oxide (Al₂O₃), biết rằng tạo thành mol Al₂O₃ tỏa ra nhiệt lượng là 1676kJ.

b)             Nước ở trạng thái lỏng, biết rằng sự tạo thành 1,5 mol nước lỏng tỏa ra nhiệt lượng là 428,76 kJ.

Trả lời:

a) 4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃

Lượng nhiệt tỏa ra khi tạo thành 1 mol Al₂O₃ là 1676kJ nên nhiệt tạo thành chuẩn của phản ứng trên là 2×(-1676) = -3352kJ.

=> Phương trình nhiệt hóa học: 4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃           ∆_r = -3352kJ

b) 2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(l)

Lượng nhiệt tỏa ra khi tạo thành 1,5 mol H₂O là 428,76kJ nên nhiệt tạo thành chuẩn của phản ứng trên là 2×(-428,76):1,5 = -571,68kJ,

=> Phương trình nhiệt hóa học: 2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(l) ∆_r = -571,68kJ

Câu 7: Xét phản ứng sau: 2H₂ (g) + O₂ (g) → H₂O (l), ∆_f = -571,68kJ. Tính nhiệt phân hủy của H₂O(l).

Trả lời:

Nhiệt phân hủy của H₂O(l) chính là nhiệt tạo thành của 1 mol H₂O(l):

∆_r : 2 = -285,84kJ

Câu 8: Xét phản ứng sau: SO₂ (g) + ½ O₂(g) → SO₃(l). Biết nhiệt tạo thành ∆_f của SO₂ là -296,8kJ/mol và của SO₃ là(l) là -441,0 kJ/mol. Tính biến thiên của phản ứng ở điều kiện chuẩn.

Trả lời:

Biến thiên enthalpy của phản ứng ở điều kiện chuẩn:

∆_f

=> ∆_r

= -441,0 – (-296,8) – ½ ×0 = -144,2kJ

Câu 9: Methane là thành phần chính của khí thiên nhiên. Xét phản ứng đốt cháy khí methane: CH₄ (g) + 2O₂(g) →CO₂(g) + 2H₂O(l); ∆_f= -890,3kJ. Biết nhiệt tạo thành chuẩn của CO₂(g) và H₂O(l) lần lượt là -393,5 kJ/mol và -285,8 kJ/mol. Tính nhiệt tạo thành chuẩn của khí methane.

Trả lời:

Biến thiên enthalpy của phản ứng ở điều kiện chuẩn:

∆_f

=> ∆_f

=> ∆_f

= (-393,5) + 2×(-285,8) - 2×0 – (-890,3) = -74,8 kJ/mol.

Câu 10: Carbon monoxide(CO) là hợp chất cực kì nguy hiểm, do việc hít thở phải một lượng lớn CO sẽ dẫn tới tương tổn do giảm oxygen trong máu hay tổn thương hệ thần kinh cũng như có thể gây tử vong. Nồng độ chỉ khoảng 0,01 cacbon monoxide trong không khí cũng có thể là nguy hiểm đến tính mạng. CO là chất khí không màu không mùi và không gây kích ứng nên rất nguy hiểm vì người ta không cảm nhận được sự hiện diện của co trong không khí. CO có tính liên kết với hemoglobin (Hb) trong hồng cầu mạnh gấp 250 - 280 lần so với oxygen nên khi được hít vào phổi CO sẽ gắn chặt với Hb thành HbCo do máu không thể chuyên chở oxygen lên đến tế bào. Có nhiều nguồn sinh ra Carbon monoxide như khí thải động cơ, sự đốt nhiên liệu đó là sản phẩm chính trong sự cháy không hoàn toàn của Carbon và các hợp chất chứa Cacbon.

Xét phản ứng tạo thành:   C(s) + CO₂ → 2CO(g)

Tính  nhiệt tạo thành của phản ứng biết  enthalpy tạo thành chuẩn của CO(g) là -393,5kJ/mol, CO(g) là -110,5kJ/mol. Cho biết phương trình này tỏa nhiệt hay thu nhiệt.

Trả lời:

C(s) + CO₂ → 2CO(g)

Biến thiên enthalpy của phản ứng ở điều kiện chuẩn:

∆_f

=> ∆_f

= 2×(-110,5) – (-393,5) – 0 = +172,5kJ

Phản ứng có ∆_f = +172,5 kJ > 0 nên đây là phản ứng thu nhiệt.

Câu 11: Dung dịch glucose C₆H₁₂O₆ 5%, có khối lượng riêng là 1,02 g/ml phản ứng oxi hóa 1 mol glucose tạo thành CO₂(g) và H2O(l) tỏa ra nhiệt lượng là 2803,0kJ. Một người bệnh được truyền một chai chứa 500 ml dung dịch glucose 5%. Năng lượng tối đa từ phản ứng oxi hóa hoàn toàn glucose mà bệnh nhân đó có thể nhận được là bao nhiêu?

Trả lời:

Công thức hóa học của glucose: C₆H₁₂O₆

Khối lượng dung dịch glucose đã dùng: m_dd = D×V = 1,02×500 = 510 gam

Khối lượng chất tan glucose đã dùng: m_ct = C% × m_dd : 100 = 5×510:100

= 25,5 gam

Số mol glucose đã dùng: n = m : M = 25,5:180 = 0,1417 mol

Năng lượng nhận được khi truyền 500 ml dung dịch glucose 5% là:

2803×0,1417 = 397,1851 kJ

Câu 12: Khí LPG là hỗn hợp của các chất hydrocarbon, trong đó thành phần chủ yếu là propane (C₃H₈), butane (C₄H₁₀) và một số thành phần khác.

Xét phản ứng đốt cháy khí gas:

C₃H₈(g) +5O₂ → 3CO₂(g) + 4H₂O(l)

C₄H₁₀(g) + O₂ → CO₂(g) + 5H₂O(l)

a)             Tính nhiệt tạo thành của phản ứng trên. Biết nhiệt tạo thành có biến thiên enthalpy chuẩn của C₃H₈(g) là -105,00kJ/mol, của C₄H₁₀ là -124,7 kJ/mol, của CO₂(g) là -393,6kJ/mol, H₂O(l) là -285,85kJ/mol.

b)             Tính nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 bình gas 12kg với tỉ lệ thể tích của propane : butane là 30:70 (các thành phần khác không đáng kể).

c)             Nếu một hộ gia đình cần sử dụng lượng nhiệt là 5600kJ mỗi ngày, sau bao lâu thì gia đình đó sử dụng hết 1 bình gas (biết hiệu suất hấp thụ nhiệt khoảng 80%).

Trả lời:

C₃H₈(g) +5O₂ → 3CO₂(g) + 4H₂O(l)

Nhiệt tạo thành của phản ứng ở điều kiện chuẩn:

∆_f

=> ∆_f

= 3×(-393,5) + 4×(-285,84) – 5×0 – (-105) = -2218,86kJ

C₄H₁₀(g) + O₂ → CO₂(g) + 5H₂O(l)

Nhiệt tạo thành của phản ứng ở điều kiện chuẩn:

∆_f

=> ∆_f

= 4×(-393,5) + 5×(-285,84) – ×0 – (-124,7) = -2878,5 kJ

b) Gọi x, y lần lượt là số mol propane và butane có trong 12 kg khí gas

=>

Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 bình gas 12 kg:

67×2218,86 + 156×2878,5 = 597709,62 kJ

c) Hiệu suất hấp thụ nhiệt khoảng 80% nên nhiệt lượng có ích là:

80%×597709,62 = 478167,696 kJ

Mỗi ngày hộ gia đình sử dụng nhiệt lượng là 5600 kJ nên thời gian gia đình đó sử dụng hết bình gas 12kg là: 478167,696 : 5600 = 85 ngày

Câu 13: Xét các phản ứng:

C₂H₅OH(l) +3O₂(g) → 2CO₂(g) + 3H₂O(l); ∆_f= -1365,0kJ

CH₃OH(l) + O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(l); ∆_f = -716kJ

So sánh nhiệt sinh ra khi đốt cháy 1kg cồn ethanol (C₂H₅OH) mà một kg methanol (CH₃OH).

Trả lời:

Số mol C₂H₅OH trong 1kg cồn ethanol: n_C2H5OH = m : M = 1000:46 = 21,7 mol

Lượng nhiệt tỏa ra: n_C2H5OH × |∆_r| = 31,25×716,0 = 22375 kJ.

Vậy nhiệt sinh ra khi đốt cháy 1 kg cồn (C₂H₅OH) lớn hơn nhiệt sinh ra khi đốt cháy 1kg cồn methanol (CH₃OH)

Câu 14:  Xét các phản ứng:

Al₂O₃(s)+ 3 COCl₂(g) → 3CO₂ + 2 AlCl₃; ∆_f= -232,24kJ

CO(g) + 3Cl₂(g) → COCl₂(g); ∆_f= -112,4kJ

2Al(s) + 3/2 O₂(g) → Al₂O₃(s); ∆_f= -1668,2kJ

Biết nhiệt tạo thành ∆_f của CO (g) là -110 kJ/mol và CO₂ là -393,13 kJ/mol. Tính nhiệt tạo thành 1 mol AlCl₃.

Trả lời:

CO(g) + 3Cl₂  COCl₂(g)

Biến thiên enthalpy của phản ứng ở điều kiện chuẩn:

∆_f

=> ∆_f

=>

= -122,4 + (-110,4) + 3×0 = -222,8 kJ/mol

2Al(s) + O₂(g) → Al₂O₃(s); ∆_f= -1668,2kJ

Biến thiên enthalpy của phản ứng ở điều kiện chuẩn:

∆_f

=> ∆_f

=>

= -1668,2 + 2×0 + ×0 = -1668,2 kJ/mol

Al₂O₃(s)+ 3 COCl₂(g) → 3CO₂ + 2AlCl₃; ∆_f= -232,24kJ

Biến thiên enthalpy của phản ứng ở điều kiện chuẩn:

∆_f

=> ∆_f

kJ/mol

Câu 15: Cho 0,5 g bột iron vào bình 25 ml dung dịch CuSO₄ 0,2M ở 32°C. Khuấy đều dung dịch, quan sát nhiệt kế thấy nhiệt độ lên cao nhất là 39°C. Tính nhiệt của phản ứng. (Giả thiết nhiệt lượng của phản ứng toả ra được dung dịch hấp thụ hết, nhiệt dung của dung dịch loãng bằng nhiệt dung của nước (4,2 J/g.K).

Trả lời:

Nhiệt lượng toả ra là: Q = 25 - 4,2×(39 - 32) = 735 (J).

Phản ứng xảy ra: Fe(s) + CuSO₄(aq) → FeSO₄(aq) + Cu(s)

Số mol Fe =  > số mol CuSO₄ =  = 0,0005 mol

=>

Câu 16: Để làm nóng khẩu phần ăn, người ta dùng phản ứng giữa CaO và H₂O

CaO (s) + H₂O (l) → Ca(OH)₂ (aq)          ∆H = -105 kJ.

Cần cho bao nhiêu gam CaO vào 250g H₂O để nâng nhiệt độ từ 20°C lên 80°C?

Trả lời:

Q = 250×4,2×(80 - 20) = 63 000 J = 63 (kJ). 

=> m_CaO = 56×63:105 = 33,6g

Câu 17: Cho 1,5 g bột Mg (dư) vào 100 mL dung dịch HCl 1 M, sau khi phản ứng hoàn toàn, nhiệt độ dung dịch tăng lên 8,3°C. Biết nhiệt dung riêng của H2O là 4,2 J/g.K, hãy tính nhiệt lượng của phản ứng.

Trả lời:

Phản ứng xảy ra: Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl₂(aq) + H₂(g)

Số mol HCl = 0,1 mol.

Q = m.C.∆T = 100.4,2.8,3 = 3486 (J)

∆H = 2×3486:0,1 = 69720J = 69,72kJ

Câu 18: Cho 16,5 g Zn vào 500 g dung dịch HCl 1 M, dung dịch thu được có nhiệt độ tăng thêm 5°C. Xác định nhiệt lượng của phản ứng giữa Zn và HCl trong dung dịch. (Giả thiết không có sự thất thoát nhiệt ra ngoài môi trường, nhiệt dung của dung dịch loãng bằng nhiệt dung của nước (4,2 J/g.K)).

Trả lời:

Nhiệt lượng của dung dịch nhận là 500.4,2.5 = 10 500 (J) = 10,5 (kJ).

Phản ứng hoá học xảy ra: Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl₂(aq) + H₂(g)

n_HCl = 0,5 mol; n_Zn = 0,254 mol. 

⇒ HCl phản ứng hết, Zn dư

n_{Zn phản ứng} = 0,25 mol.

Nhiệt phản ứng là: ∆H = 10,5 : 0,25 = 42 kJ

Câu 19: Tìm hiểu và giải thích 2 quá trình sau:

a) Tại sao khi xoa cồn vào da, ta cảm thấy lạnh?

b) Phản ứng phân huỷ Fe(OH)₃(s) phải cung cấp nhiệt độ liên tục. 

Trả lời:

a) Do cồn có nhiệt độ bay hơi thấp, khi bay hơi cơ thể bị tản nhiệt, làm ta cảm thấy mát ở vùng da đó.

b) Phản ứng phân huỷ Fe(OH)₃ là phản ứng thu nhiệt nên cần phải cung cấp nhiệt độ liên tục. 

2Fe(OH)₃(s)  Fe₂O₃(s) + 3H₂O(s)

Câu 20: Cho phương trình nhiệt hóa học của phản ứng sau:

C (kim cương) → C (graphite);   = -1,9 kJ

Kim cương hay graphite là dạng bền hơn của carbon? 

Trả lời:

Graphite là dạng bền hơn của carbon do   = - 1,9 kJ < 0.