Lý thuyết Hóa học 10 Chương 5 (Kết nối tri thức 2023): Năng lượng hóa học hay, chi tiết

Lý thuyết Hóa học lớp 10 Bài 18: Ôn tập Chương 5

A. Lý thuyết Hóa học 10 Chương 5: Năng lương hóa học

I. Phản ứng tỏa nhiệt, phản ứng thu nhiệt

Phản ứng tỏa nhiệt là phản ứng giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt.

Phản ứng thu nhiệt là phản ứng hấp thụ năng lượng dưới dạng nhiệt.

Ví dụ: Khi nung vôi, người ta sử dụng phản ứng đốt than để cung cấp nhiệt cho phản ứng phân hủy đá vôi. Phản ứng đốt than là phản ứng tỏa nhiệt, phản ứng phân hủy đá vôi là phản ứng thu nhiệt.

II. Tính biến thiên enthalpy của phản ứng theo nhiệt tạo thành

Biến thiên enthalpy của phản ứng được xác định bằng hiệu số giữa tổng nhiệt tạo thành các chất sản phẩm (sp) và tổng nhiệt tạo thành của các chất đầu (cđ).

Ở điều kiện chuẩn: ${\Delta }_r{H}_{298}^o=\sum {\Delta }_f{H}_{298}^o\left(sp\right)-\sum {\Delta }_f{H}_{298}^o$(cđ).

Trong tính toán cần lưu ý đến hệ số của các chất trong phương trình hóa học.

Ví dụ: Xác định biến thiên enthalpy của phản ứng sau ở điều kiện chuẩn

CO(g) + $\frac{1}{2}$O₂(g) $\stackrel{}{\to }$ CO₂(g)

biết nhiệt tạo thành chuẩn ${\Delta }_f{H}_{298}^o$ của CO₂(g) là –393,5 kJ/mol, của CO(g) là –110,5 kJ/mol.

Hướng dẫn giải:

${\Delta }_r{H}_{298}^o={\Delta }_f{H}_{298}^o\left(C{O}_2\right(g\left)\right)-\left[{\Delta }_f{H}_{298}^o\right(CO\left)\right(g\left)\right)+\frac{1}{2}{\Delta }_f{H}_{298}^o\left(O_2\right(g\left)\right)$

            = –393,5 – (–110,5 + 0×) = –283 (kJ).

III. Tính biến thiên enthalpy của phản ứng theo năng lượng liên kết

Biến thiên enthalpy của phản ứng (mà các chất đều ở thể khí), bằng hiệu số giữa tổng năng lượng liên kết của các chất đầu và tổng năng lượng liên kết của các sản phẩm (ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất).

Ở điều kiện chuẩn: ${\Delta }_r{H}_{298}^o$= $\sum E_b$(cđ) – $\sum E_b\left(sp\right)$.

Ví dụ: Tính biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng

C₃H₈(g) $\stackrel{}{\to }$ CH₄(g) + C₂H₄(g)

biết năng lượng liên kết (ở điều kiện chuẩn):

Hướng dẫn giải:

$\to$ ${\Delta }_r{H}_{298}^o$= 3E_b (C–C) + 8E_b (C–H) – 4E_b (C–H) – 2E_b (C=C) – 4E_b (C–H)

                 = 3×346 + 8×418  – 4×418 – 2×612 – 4×418 =  –186 (kJ).

B. Trắc nghiệm Hóa học 10 Chương 5: Năng lương hóa học

Câu 1. Tổng nhiệt tạo thành của các chất đầu là (cđ); tổng nhiệt tạo thành các chất sản phẩm là (sp). Ở điều kiện chuẩn, biến thiên enthalpy của phản ứng được xác định bằng biểu thức:

A. (cđ).

B. (cđ).

C. =(cđ) – (sp).

D. (cđ).

Đáp án: B

Giải thích:

Biến thiên enthalpy của phản ứng được xác định bằng hiệu số giữa tổng nhiệt tạo thành các chất sản phẩm (sp) và tổng nhiệt tạo thành của các chất đầu (cđ).

Ở điều kiện chuẩn: (cđ).

Trong tính toán cần lưu ý đến hệ số của các chất trong phương trình hóa học.

Câu 2. Phản ứng thu nhiệt là phản ứng

A. khi xảy ra kèm theo sự truyền nhiệt từ chất phản ứng ra môi trường.

B. khi xảy ra kèm theo sự truyền nhiệt từ môi trường vào chất phản ứng.

C. khi xảy ra kèm theo sự trao đổi nhiệt giữa các chất phản ứng với các chất trong môi trường.

D. khi xảy ra kèm theo sự trao đổi nhiệt giữa các chất phản ứng.

Đáp án: B

Giải thích:

Phản ứng thu nhiệt là phản ứng khi xảy ra kèm theo sự truyền nhiệt từ môi trường vào chất phản ứng.

Chú ý: Phản ứng tỏa nhiệt khi xảy ra kèm theo sự truyền nhiệt từ chất phản ứng ra môi trường.

Câu 3. Ở điều kiện chuẩn, biểu thức tính biến thiên enthalpy của các phản ứng tính theo năng lượng liên kết (các chất đều ở thể khí) là:

A. = (cđ) × (sp).

B. = (cđ) + (sp).

C. = (sp) – (cđ).

D. = (cđ) – (sp).

Đáp án: D

Giải thích:

Biến thiên enthalpy của phản ứng (mà các chất đều ở thể khí), bằng hiệu số giữa tổng năng lượng liên kết của các chất đầu và tổng năng lượng liên kết của các sản phẩm (ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất).

Ở điều kiện chuẩn: = (cđ) – .

Câu 4. Phát biểu nào sau đây không đúng?

A. Để so sánh biến thiên enthalpy của các phản ứng khác nhau thì cần xác định chúng ở cùng một điều kiện.

B. Phản ứng hóa học là quá trình phá vỡ các liên kết trong chất đầu và hình thành các liên kết mới để tạo thành sản phẩm.

C. Sự phá vỡ liên kết giải phóng năng lượng, trong khi sự hình thành liên kết lại cần cung cấp năng lượng.

D. Khi than, củi cháy, không khí xung quanh ấm hơn do phản ứng tỏa nhiệt.

Đáp án: C

Giải thích:

Sự phá vỡ liên kết cần cung cấp năng lượng, trong khi sự hình thành liên kết lại giải phóng năng lượng.

Câu 5. Phản ứng chuyển hóa giữa hai dạng đơn chất của phosphorus (P):

P (s, đỏ) $\to$ P (s, trắng) kJ.

Nhận xét nào sau đây là đúng?

A. Phản ứng là phản ứng thu nhiệt, P đỏ bền hơn P trắng.

B. Phản ứng là phản ứng thu nhiệt, P trắng bền hơn P đỏ.

C. Phản ứng là phản ứng tỏa nhiệt, P đỏ bền hơn P trắng.

D. Phản ứng là phản ứng tỏa nhiệt, P trắng bền hơn P đỏ.

Đáp án: A

Giải thích:

P (s, đỏ) ® P (s, trắng) kJ.

Nhận xét:

+ P đỏ bền hơn P trắng.

+ kJ > 0 ® Phản ứng là phản ứng thu nhiệt.

Câu 6. Pha viên sủi vitamin C vào nước, khi viên sủi tan, thấy nước trong cốc mát hơn, đó là do

A. xảy ra phản ứng thu nhiệt.

B. xảy ra phản ứng tỏa nhiệt.

C. xảy ra phản ứng oxi hóa – khử.

D. xảy ra phản ứng trung hòa.

Đáp án: A

Giải thích:

Pha viên sủi vitamin C vào nước, khi viên sủi tan, thấy nước trong cốc mát hơn, đó là do xảy ra phản ứng thu nhiệt.

Câu 7. Phản ứng đốt cháy hoàn toàn 1 mol carbon graphite trong khí oxygen dư (ở điều kiện chuẩn) tạo ra 1 mol CO₂. Phương trình nhiệt hóa học của phản ứng được viết như sau:

C(graphite) + O₂(g)  CO₂(g)      = –393,5 kJ

Nhận xét nào sau đây là đúng?

A. Phản ứng là phản ứng vừa thu, vừa tỏa nhiệt.

B. Phản ứng là phản ứng thu nhiệt.

C. Nhiệt lượng tỏa ra của phản ứng là 393,5 kJ.

D. Nhiệt lượng thu vào của phản ứng là 393,5 kJ.

Đáp án: C

Giải thích:

Phương trình nhiệt hóa học của phản ứng:

C(graphite) + O₂(g)  CO₂(g)      = –393,5 kJ

Phản ứng đốt cháy hoàn toàn 1 mol carbon graphite trong khí oxygen dư (ở điều kiện chuẩn) tạo ra 1 mol CO₂, nhiệt lượng tỏa ra là 393,5 kJ.

Câu 8. Dấu của biến thiên enthalpy cho biết phản ứng tỏa nhiệt hay thu nhiệt. Nhận xét nào sau đây là đúng?

A.  > 0: phản ứng tỏa nhiệt,  < 0: phản ứng thu nhiệt.

B.  > 0: phản ứng thu nhiệt,  < 0: phản ứng tỏa nhiệt.

C.  > 0 hay < 0: phản ứng luôn là phản ứng thu nhiệt.

D.  > 0 hay < 0: phản ứng luôn là phản ứng tỏa nhiệt.

Đáp án: B

Giải thích:

Dấu của biến thiên enthalpy cho biết phản ứng tỏa nhiệt hay thu nhiệt:

 > 0: phản ứng thu nhiệt.

 < 0: phản ứng tỏa nhiệt.

Chú ý: Giá trị tuyệt đối của biến thiên enthalpy càng lớn thì nhiệt lượng tỏa ra hay thu vào của phản ứng càng nhiều.

Câu 9. Các phản ứng thu nhiệt thường xảy ra khi

A. dùng chất xúc tác.

B. tăng áp suất.

C. tăng nồng độ các chất tham gia.

D. đun nóng.

Đáp án: D

Giải thích:

Các phản ứng xảy ra ở nhiệt độ phòng thường là phản ứng tỏa nhiệt, các phản ứng thu nhiệt thường xảy ra khi đun nóng.

Câu 10. Nhiệt tạo thành (D_fH) của một chất là

A. biến thiên enthalpy của phản ứng tạo thành 1 mol chất đó từ các đơn chất ở dạng bền vững nhất, ở một điều kiện xác định.

B. biến thiên enthalpy của phản ứng tạo thành 1 mol chất đó từ các đơn chất bất kì.

C. biến thiên enthalpy của phản ứng tạo thành 2 mol chất đó từ các đơn chất ở dạng bền vững nhất, ở một điều kiện xác định.

D. biến thiên enthalpy của phản ứng tạo thành 2 mol chất đó từ các đơn chất bất kì.

Đáp án: A

Giải thích:

Nhiệt tạo thành (D_fH) của một chất là biến thiên enthalpy của phản ứng tạo thành 1 mol chất đó từ các đơn chất ở dạng bền vững nhất, ở một điều kiện xác định.

Nhiệt tạo thành chuẩn () là nhiệt tạo thành ở điều kiện chuẩn.

Câu 11. Phản ứng đốt cháy 2 mol khí hydrogen bằng 1 mol khí oxygen, tạo thành 2 mol nước ở trạng thái lỏng, tỏa ra nhiệt lượng 571,6 kJ. Viết phương trình nhiệt hóa học của phản ứng.

A. 2H₂(g) + O₂(g) $\to$ 2H₂O(l);  = +571,6 kJ.

B. 2H₂(g) + O₂(g) $\to$ 2H₂O(l);  = –571,6 kJ.

C. H₂(g) + O₂(g) $\to$ H₂O(l);  = –571,6 kJ.

D. H₂(g) + O₂(g) $\to$H₂O(l);  = +571,6 kJ.

Đáp án: B

Giải thích:

Phản ứng đốt cháy 2 mol khí hydrogen bằng 1 mol khí oxygen, tạo thành 2 mol nước ở trạng thái lỏng, tỏa ra nhiệt lượng 571,6 kJ. Phản ứng trên có biến thiên enthalpy  = –571,6 kJ, biểu diễn bằng phương trình nhiệt hóa học như sau:

2H₂(g) + O₂(g) ® 2H₂O(l)      = –571,6 kJ

Câu 12. Tính biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng

H₂(g) + I₂(s) $\to$2HI(g)

biết E_b (H–H) = 436 kJ/mol, E_b (I–I) = 151 kJ/mol, E_b (H–I) = 297 kJ/mol.

A. –7 kJ.

B. +7 kJ.

C. –13 kJ.

D. +13 kJ.

Đáp án: A

Giải thích:

Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng là:

 = E_b (H–H) + E_b (I–I) – 2×E_b (H–I) = 436 + 151 – 2×297 = –7 (kJ).

Câu 13. Xác định biến thiên enthalpy của phản ứng sau ở điều kiện chuẩn

CO(g) + O₂(g) $\to$ CO₂(g)

biết nhiệt tạo thành chuẩn  của CO₂(g) là –393,5 kJ/mol, của CO(g) là –110,5 kJ/mol.

A. –283 kJ.

B. +283 kJ.

C. –316 kJ.

D. +316 kJ.

Đáp án: A

Giải thích:

Phương trình hóa học của phản ứng:

CO(g) + O₂(g) ® CO₂(g)

            = –393,5 – (–110,5 + 0×) = –283 (kJ)

Câu 14. Xét phản ứng đốt cháy methane:

CH₄(g) + 2O₂(g) $\to$ CO₂(g) + 2H₂O (l) kJ.

Biết nhiệt tạo thành chuẩn của CH₄(g) và H₂O(l) tương ứng là –74,6 và –285,8 kJ/mol. Hãy tính nhiệt tạo thành chuẩn của khí CO₂.

A. +393,3 kJ/mol.

B. –393,3 kJ/mol.

C. –325,2 kJ/mol.

D. +325,2 kJ/mol.

Đáp án: B

Giải thích:

Phản ứng đốt cháy methane:

CH₄(g) + 2O₂(g) ® CO₂(g) + 2H₂O (l) kJ.

–890,3 = [+ 2×(–285,8)] – [ –74,6 + 2×0 ]

® =  –393,3 kJ/mol.

Câu 15. 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 2803,0 kJ.

Một người bệnh được truyền một chai chứa 250 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

A. +192,367 kJ.

B. +195,128 kJ.

C. +198,546 kJ.

D. +201,412 kJ.

Đáp án: C

Giải thích:

250 ml dung dịch glucose 5% có chứa:  gam glucose.

Năng lượng tối đa từ phản ứng oxi hóa hoàn toàn glucose mà bệnh nhân đó có thể nhận được là: (kJ).

Bài giảng Hóa học 10 Bài 18: Ôn tập chương 5 – Kết nối tri thức

Xem thêm các bài tóm tắt lý thuyết Hóa học 10 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài 17: Biến thiên enthalpy trong các phản ứng hóa học

Bài 19: Tốc độ phản ứng

Chương 6: Tốc độ phản ứng

Bài 21: Nhóm halogen