Chuyên đề Hóa học 10 Bài 5: Sơ lược về phản ứng cháy, nổ | Kết nối tri thức

Giải bài tập Chuyên đề Hóa học 10 Bài 5: Sơ lược về phản ứng cháy, nổ

Giải Chuyên đề Hóa học 10 trang 28

A/ Câu hỏi đầu bài

Câu hỏi mở đầu trang 28 Chuyên đề Hóa 10: Phản ứng cháy, nổ xảy ra phổ biến trong tự nhiên, đời sống và sản xuất. Dựa vào các tính của vật liệu, con người có thể điều khiển quá trình cháy, nổ xảy ra đúng mục đích, an toàn. Ngược lại, một vụ cháy, nổ bất ngờ, ngoài tầm kiểm soát có thể gây thiệt hại lớn về người và tài sản. Vậy, phản ứng cháy, nổ là gì? Chúng xảy ra khi hội tụ đủ các yếu tố nào?

Lời giải:

– Phản ứng cháy là phản ứng oxi hóa – khử có tỏa nhiệt và phát sáng.

– Phản ứng nổ là phản ứng xảy ra với tốc độ rất nhanh, mạnh, tỏa nhiều nhiệt và ánh sáng, gây ra sự tăng thể tích đột ngột, tạo ra tiếng nổ mạnh.

– Để phản ứng cháy xảy ra cần có đủ ba yếu tố: Chất cháy, chất oxi hóa và nguồn nhiệt. Nếu thiếu một trong các yếu tố này thì phản ứng cháy sẽ không xảy ra.

– Phản ứng nổ xảy ra khi và chỉ khi:

+ Nổ lý học: là nổ do áp suất trong một thể tích tăng lên quá cao thể tích đó không chịu được áp lực lớn nên bị nổ (như nổ xăm lốp xe khi bị bơm quá căng, nổ nồi hơi các thiết bị áp lực khác…)

+ Nổ hóa học: là hiện tượng cháy xảy ra với tốc độ nhanh làm hỗn hợp khí xung quanh giãn nở đột biến sinh công gây nổ.

+ Nổ hạt nhân: là vụ nổ gây bởi phản ứng nhiệt hạch hoặc phản ứng phân hạch.

Giải Chuyên đề Hóa học 10 trang 31

B/ Câu hỏi giữa bài

I. Phản ứng cháy

Câu hỏi 1 trang 31 Chuyên đề Hóa 10: Trình bày khái niệm và các đặc điểm cơ bản của phản ứng cháy.

Lời giải:

– Khái niệm: Phản ứng cháy là phản ứng oxi hóa – khử có tỏa nhiệt và phát sáng.

– Các đặc điểm cơ bản của phản ứng cháy:

+ Có xảy ra phản ứng hóa học.

+ Có tỏa nhiệt.

+ Có phát sáng.

Câu hỏi 2 trang 31 Chuyên đề Hóa 10: Tính năng suất tỏa nhiệt của một loại than đá theo đơn vị kJ/kg, biết than đá chứa 84% khối lượng carbon và giả thiết toàn bộ nhiệt lượng toả ra khi đốt than đá đều sinh ra từ phản ứng:

C(s) + O₂(g) → CO₂(g)                         $\Delta H^o$= – 394 kJ/mol

Lời giải:

Đốt cháy 1 mol C = 12 gam C tỏa ra 394 kJ

Mà than đá chứa 84% khối lượng carbon.

⇒ Khối lượng than đá chứa 12g C là: $\frac{12.100}{84}=14,29g$

⇒ Đốt cháy 14,29 g = 14,29.10^-3 kg than đá tỏa ra 394 kJ nhiệt lượng

⇒ Đốt cháy 1 kg than đá tỏa ra là $\frac{394}{14,{29.10}^{-3}}=27572$ kJ nhiệt lượng

⇒ Năng suất tỏa nhiệt khi đốt than đá là 27572 kJ/kg

Câu hỏi 3 trang 31 Chuyên đề Hóa 10: Than tổ ong hiện vẫn được một số nơi sử dụng để đun nấu. Một viên than tổ ong nặng 1200 g có chứa 40% carbon về khối lượng.

a) Tính số mol carbon có trong một viên than tổ ong.

b) Tính thể tích khí CO₂ tạo ra ở điều kiện chuẩn khi đốt cháy hoàn toàn viên than trên.

Tại sao hiện nay các nhiên liệu hóa thạch được khuyến cáo hạn chế sử dụng trên toàn thế giới?

c) Tại sao đun bếp than tổ ong trong phòng ngủ đề sưởi ấm có thể gây hôn mê, bại não?

Lời giải:

a) Số mol carbon có trong một viên than tổ ong là:

$n_C=\frac{1200.0,4}{12}=40mol$

b) Phương trình hóa học: C + O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ CO₂

Theo phương trình hóa học: $n_{C{O}_2}=n_C$= 40 mol

⇒ $V_{C{O}_2}=40.24,79=991,6$ lít

Nhiên liệu hóa thạch được khuyến cáo hạn chế sử dụng trên toàn thế giới vì sinh ra khí CO₂ là một loại khí nhà kính làm tăng lực phóng xạ và góp phần vào sự nóng lên toàn cầu.

Ngoài CO₂, đốt nhiên liệu hóa thạch cũng tạo ra các chất ô nhiễm không khí khác như các chất NO₂, SO₂, hợp chất hữu cơ dễ bay hơi và các kim loại nặng. 

Mặt khác nhiên liệu hóa thạch là nguồn nhiên liệu không thể tái tạo. Việc khai thác quá mức, sẽ dẫn đến cạn kiệt nguồn nhiên liệu này.

c) Khi cháy trong điều kiện thiếu oxygen sẽ sinh ra loại khí cực độc là CO.

Phương trình hóa học: C + CO₂ → 2CO

CO có khả năng kết hợp với hemoglobin trong hồng cầu, làm giảm khả năng vận chuyển oxygen cung cấp cho hoạt động sống. Con người sẽ bị bất tỉnh sau vài giây và tử vòng sau vài phút nếu hít thở không khí có chứa 1,28% thể tích là khí CO.

Câu hỏi 4 trang 31 Chuyên đề Hóa 10: Một loại gas dùng làm nhiên liệu đun nấu có thành phần chính gồm C₃H₈ và C₄H_10­ theo tỉ lệ mol tương ứng là 2 : 3.

a) Tính phần trăm thể tích mỗi alkane trên trong khí gas.

b) Tính phân tử khối trung bình của khí gas. Khí gas nặng hơn không khí bao nhiêu lần? Tại sao sau khi hơi gas rò rỉ sẽ tích tụ ở những nơi thấp trên mặt đất?

Lời giải:

a) Do số mol tỉ lệ thuận với thể tích nên phần trăm về số mol mỗi khí cũng chính là phần trăm về thể tích của mỗi khí.

Phần trăm thể tích các khí trong khí gas là

$\begin{array}{l}\%V_{C_3{H}_8}=\frac{2}{2+3}.100=40\%\\ \%V_{C_4{H}_{10}}=100\%-40\%=60\%\end{array}$

b) Phân tử khối trung bình của khí gas là

$\overline{M}=\frac{2.44+3.58}{2+3}=52,4$> 29

⇒ Khí gas nặng hơn không khí $\frac{52,4}{29}=1,8$lần.

⇒ Sau khi hơi gas rò rỉ sẽ tích tụ ở những nơi thấp trên mặt đất.

Giải Chuyên đề Hóa học 10 trang 33

II. Phản ứng nổ

Câu hỏi 5 trang 33 Chuyên đề Hóa 10: Hiện tượng nào sau đây là nổ vật lí. Hiện tượng nào là nổ hóa học?

a) Nổ quả bóng bay do bơm quá căng.

b) Nổ chùm bóng bay chứa khí hydrogen do bắt lửa.

Lời giải:

a) Nổ quả bóng bay do bơm quá căng.

⇒ Hiện tượng nổ vật lí.

Vì khi bơm quá căng làm cho không khí bị nén dưới một áp suất cao, khi quá giới hạn sẽ gây nổ.

b) Nổ chùm bóng bay chứa khí hydrogen do bắt lửa.

⇒ Hiện tượng nổ hóa học.

Vì khi bắt lửa đã làm cho khí hydrogen cháy gây nổ. Có phản ứng hóa học xảy ra:

2H₂ + O₂ ⟶ 2H₂O