Bài 18. Ôn tập chương 5 - Năng lượng hóa học

a) Xác định loại phản ứng:

(1) C + O₂ → CO₂ ΔH₁ = -394 kJ

• ΔH < 0 → Phản ứng tỏa nhiệt
• Đốt cháy carbon

(2) CaCO₃ → CaO + CO₂ ΔH₂ = +178 kJ

• ΔH > 0 → Phản ứng thu nhiệt
• Phân hủy nhiệt

(3) HCl + NaOH → NaCl + H₂O ΔH₃ < 0

• ΔH < 0 → Phản ứng tỏa nhiệt
• Trung hòa axit - bazơ

b) Biểu đồ năng lượng phản ứng (1):

Năng lượng

↑

| C + O₂ (chất đầu)

| ↓ ΔH = -394 kJ

| CO₂ (sản phẩm)

└──────────────→ Tiến trình phản ứng

Năng lượng giảm → Tỏa nhiệt

c) Giải thích phản ứng (2) cần đun nóng:

• Phản ứng thu nhiệt (ΔH > 0)
• Cần hấp thụ năng lượng từ bên ngoài
• Đun nóng cung cấp năng lượng cần thiết
• Nhiệt độ cao giúp phá vỡ liên kết trong CaCO₃

a) Tính nhiệt lượng:

V(H₂) = 11.2 lít (đktc)

n(H₂) = 11.2 / 22.4 = 0.5 mol

Theo phương trình: 2 mol H₂ tỏa ra 572 kJ

→ 0.5 mol H₂ tỏa ra: Q = 572 × (0.5/2) = 143 kJ

b) Tính khối lượng H₂O:

Theo PT: n(H₂O) = n(H₂) = 0.5 mol

M(H₂O) = 2 + 16 = 18 g/mol

m(H₂O) = 0.5 × 18 = 9 g

c) Nhiệt lượng thực tế:

Q(thực tế) = 143 × 80% = 114.4 kJ

Phần còn lại (20%) thất thoát ra môi trường

a) Năng lượng từ 1 tấn than:

m(C) = 1 tấn = 1,000,000 g

M(C) = 12 g/mol

n(C) = 1,000,000 / 12 ≈ 83,333 mol

Q = 394 × 83,333 ≈ 32,833,333 kJ ≈ 32,833 MJ

b) Điện năng thu được:

E(điện) = 32,833 × 40% ≈ 13,133 MJ

Phần còn lại (60%) thất thoát dưới dạng nhiệt

c) Lượng CO₂ thải ra:

Theo PT: n(CO₂) = n(C) = 83,333 mol

M(CO₂) = 12 + 32 = 44 g/mol

m(CO₂) = 83,333 × 44 ≈ 3,667,000 g ≈ 3.67 tấn

d) Giải pháp giảm ô nhiễm:

1. Công nghệ:

• Lắp đặt hệ thống lọc khí thải
• Thu hồi và lưu trữ CO₂
• Nâng cao hiệu suất đốt cháy

2. Chuyển đổi năng lượng:

• Sử dụng khí tự nhiên (ít CO₂ hơn)
• Phát triển năng lượng tái tạo:
  • Điện mặt trời
  • Điện gió
  • Thủy điện

3. Tiết kiệm năng lượng:

• Sử dụng thiết bị tiết kiệm điện
• Cải thiện cách nhiệt nhà cửa
• Nâng cao ý thức người dân

Kết luận:

• Than đá tỏa nhiệt cao nhưng gây ô nhiễm
• Cần chuyển dần sang năng lượng sạch
• Kết hợp nhiều giải pháp để bảo vệ môi trường