Chương V : Lý thuyết về phản ứng hóa học

Cách tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng hĩa học a.. Tính theo năng lượng liên kết , hoặc nhiệt tạo thành - Năng lượng liên kết E lk hoặc H lk là năng lượng cần thiết để phá vở 1 liên kế

CHƯƠNG V : LÍ THUYẾT VỀ PHẢN ỨNG HĨA HỌC

CHUYÊN ĐỀ 1 : HIỆU ỨNG NHIỆT CỦA PHẢN ỨNG HĨA HỌC

I KIẾN THỨC CƠ BẢN

1 Hiệu ứng nhiệt

- Hiệu ứng nhiệt là năng lượng tỏa ra hay hấp thụ trong một phản ứng hĩa học

- Được kí hiệu là : H (entapi) , đơn vị là KCal/mol hoặc KJ/mol (1Cal =

4,184J)

- H < 0 : phản ứng tỏa nhiệt

- H > 0 : phản ứng thu nhiệt

2 Cách tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng hĩa học

a Tính theo năng lượng liên kết , hoặc nhiệt tạo thành

- Năng lượng liên kết (E lk hoặc H lk) là năng lượng cần thiết để phá vở 1 liên kết hĩa học thành các các nguyên tử riêng rẽ ở trạng thái khí

H = E (sản phẩm) - E (ban đầu) lk  lk

- Nhiệt tạo thành của một hợp chất là lượng nhiệt tỏa ra hay hấp thụ khi tạo thành một mol chất đĩ từ các đơn chất bền Nhiệt tạo thành của đơn chất bằng 0

H = nhiệt tạo thành sản phẩm - nhiệt tạo thành các chất ban đầu

b Định luật Hess

- Hiệu ứng nhiệt của phản ứng hĩa học chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và trạng thái cuối của các chất , khơng phụ thuộc vào các giai đoạn trung gian

II BÀI TẬP

1 Phản ứng giữa H2 và Cl2 là phản ứng tỏa nhiệt hay phản ứng thu nhiệt Cho biết năng lượng liên kết của H2 , Cl2 và HCl lần lượt là : E = 435,9 kJ/mol , H 2

2

Cl

E = 242,4 kJ/mol , EHCl = 432 kJ/mol

2 Cho khí HI vào bình kính rồi đun nĩng đến nhiệt độ xác định thì xảy ra phản ứng sau : 2HI(k)  H2 (k) + I2 (k) H = +52kJ

Tính năng lượng liên kết H-I Biết rằng năng lượng liên kết E = 439,5 kJ/mol vàH 2

E = 151 kJ/mol H 2

3 Xác định hiệu ứng nhiệt của quá trình

C than chì (r)  C kim cương (r) H = ? Biết :

C than chì (r) + O2 (k)  CO2 (k) H1 = -94,052 kJ/mol

C kim cương (r) + O2 (k)  CO2 (k) H2 = -94,505 kJ/mol

4 Cho phương trình nhiệt hĩa học

C3H6 + 9

2O2 (k)  3CO2 (k) + 3H2O (l) Ho = -2061 kJ/mol

Tính Ho của phản ứng ( Ho là hiệu ứng nhiệt chuẩn , tính ở 25oC )

9CO2 (k) + 9H2O (l)  3C3H6 + 27

5 Từ các dữ kiện sau đây

KClO3 t o

  KCl + 9

2O2 Ho = -49,4 kJ/mol KClO4 t o

  KCl + 2O2 Ho = 33 kJ/mol Hãy tính Ho của phản ứng : 4KClO3  3KClO4 + KCl

6 Tính năng lượng mạng lưới ion của CaCl2 từ các dữ kiện thực nghiệm sau :

Ho của tinh thể CaCl2 = -795 kJ/mol

Ca (k)  Ca2+ (k) năng lượng ion hóa I1 + I2= 1745 kJ/mol

Năng lượng liên kết của Cl2 : ECl2 = 242,4 kJ/mol

Năng lượng kết hợp electron của Clo

Cl (k) + 1e  Cl- (k) E = -364 kJ/mol

Biết : Năng lượng mạng lưới ion của CaCl2 là hiệu ứng nhiệt của quá trình

Ca2+ (k) + 2Cl- (k)  CaCl2 (r)

7 Tính năng lượng liên kết trung bình C-H và C-C từ các kết quả thực nghiệm sau :

- Nhiệt đốt cháy CH4 = -801,7 kJ/mol

- Nhiệt đốt cháy C2H6 = -1412,7 kJ/mol

- Nhiệt đốt cháy H2 = -241,5 kJ/mol

- Nhiệt đốt cháy than chì = -393,4 kJ/mol

- Nhiệt hóa hơi than chì = 715 kJ/mol

- Năng lượng liên kết H2= 431,5 kJ/mol

8 Xác định nhiệt tạo thành 1 mol AlCl3 , khi biết

Al2O3 + 3COCl2  3CO2 + 2AlCl3 H1 = -232,24 kJ/mol

CO + Cl2  COCl2 H2 = -112,40 kJ/mol

Al2O3 + 9

2O2 (k)  Al2O3 H3 = -1668,20 kJ/mol Nhiệt tạo thành của CO = -110,40 kJ/mol

Nhiệt tao thành của CO2 = - 393,13 kJ/mol

9 Tính nhiệt tạo thành chuẩn của khí CO từ các dữ kiện thực nghiệm sau :

C than chì + O2 (k)  CO2 (k) 0

298

ΔH=-94,05 kCalH = -94,05 kCal

2CO (k) + O2 (k)  2CO2 (k) 0

298

ΔH=-94,05 kCalH = -135, 28 kCal

Kết quả này phù hợp với công thức cấu tạo của CO là C=O hay không Giải thích Biết

Nhiệt thăng hoa của than chì là 170 kCal/mol

Năng lượng liên kết E = 118 kCal/mol O 2

Năng lượng liên kết C=O trong CO2 168 kCal/mol

10 Cho các số liệu nhiệt động của một số phản ứng sau ở 298oK :

2NH3 + 3N2O  4N2 + 3H2O H1 = -1011 kJ/mol

N2O + 3H2  N2H4 + H2O H2 = -317 kJ/mol

2NH3 + 1

2O2  N2H4 + H2O H3 = -143 kJ/mol

H2 + 1

2O2  H2O H4 = -286 kJ/mol Hãy tính nhiệt tạo thành của N2H4 , N2O và NH3

11 Cho biết sinh nhiệt chuẩn của

Ho(O3)(khí) = +34 kCal/mol

Ho(CO2)(khí) = -94,05 kCal/mol

Ho(NH3)(khí) = -11,04 kCal/mol

Ho(HI)(khí) = 6,2 kCal/mol

a Sắp xếp theo thứ tự bền tăng dần của các hợp chất O3 ; CO2 ; NH3 và HI Tại sao

b Tính năng lượng liên kết EN-N Biết EH-H = 04 kCal/mol

và EN-H = 93 kCal/mol

N2 (k) + 3H2 (k)  2NH3 (k) H = -11,04 kJ/mol

12 Biết : nhiệt tạo thành của H2O (k) là -241,8 kJ/mol

nhiệt hóa hơi của H2O là 44 kJ/mol nhiệt tạo thành của HCl (k) -92,3 kJ/mol nhiệt tạo thành của C2H2 (k) +226,8 kJ/mol nhiệt tạo thành của C2H6 (k) -84,7 kJ/mol nhiệt tạo thành của CO2 (k) -343,5 kJ/mol Tính hiệu ứng nhiệt của các phản ứng sau , cho biết phản ứng nào tỏa nhiệt , phản ứng nào thu nhiệt

a 4HCl (k) + O2 (k)  2H2O (k) + 2Cl2 Ha = ?

b 4HCl (k) + O2 (k)  2H2O (l) + 2Cl2 Hb = ?

c C2H2 (k) + 2H2 (k)  C2H6 (k) Hc = ?

d C2H6 (k) + 7

2O2 (k)  2CO2 (k) + 3H2O (k) Hd = ?

13 Tính năng lượng mạng lưới của tinh thể NaCl , biết :

Nhiệt thăng hoa của Na Hth,Na = 25,9 kCal/mol Nhiệt tạo thành của Cl HCl2 = 57,2 kCal/mol Năng lượng ion hóa của Na INa = 117,8 kCal/mol

Nhiệt tạo thành của NaCl (r) Hth,NaCl = 98,2Kcal/mol