Với giải Câu hỏi 3 trang 84 Hóa học lớp 10 Cánh diều chi tiết trong Bài 15: Ý nghĩa và cách tính biến thiên enthalpy phản ứng hóa học giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập Hóa học 10. Mời các bạn đón xem:

Giải bài tập Hóa học lớp 10 Bài 15: Ý nghĩa và cách tính biến thiên enthalpy phản ứng hóa học

Câu hỏi 3 trang 84 Hóa học 10: CaSO₄ là thành phần chính của thạch cao. Biết rằng:

2CaSO₄(s) → 2CaO(s) + 2SO₂(g) + O₂(g) có ∆_r $H_{298}^o$ = 1000,6 kJ.

a) Phản ứng này diễn ra thuận lợi hay không thuận lợi?

b) Giải thích vì sao trong xây dựng, người ta sử dụng thạch cao để chế tạo các tấm vật liệu chịu nhiệt, chống cháy.

Lời giải:

a) Phản ứng này không thuận lợi vì có ∆_r $H_{298}^o$ = 1000,6 kJ > 0

Ở điều kiện chuẩn, phản ứng chỉ xảy ra khi được đốt nóng (cung cấp nhiệt), dừng đốt nóng phản ứng sẽ dừng lại.

b) ∆_r $H_{298}^o$ = 1000,6 kJ > 0 nên cần cung cấp một nhiệt lượng lớn thạch cao mới có thể bị phân hủy.

⇒ Thạch cao bền với nhiệt

⇒ Trong xây dựng, người ta sử dụng thạch cao để chế tạo các tấm vật liệu chịu nhiệt, chống cháy.

Lý thuyết Ý nghĩa về dấu và giá trị của biến thiên enthalpy phản ứng

Với các phản ứng có kèm theo sự trao đổi năng lượng dưới dạng nhiệt, có hai khả năng sau đây:

- Phản ứng tỏa nhiệt: biến thiên enthalpy của phản ứng có giá trị âm. Biến thiên enthalpy càng âm, phản ứng tỏa ra càng nhiều nhiệt.

- Phản ứng thu nhiệt: biến thiên enthalpy của phản ứng có giá trị dương. Biến thiên enthalpy càng dương, phản ứng thu vào càng nhiều nhiệt.

- Với phản ứng tỏa nhiệt, năng lượng của hệ chất phản ứng cao hơn năng lượng của hệ sản phẩm, do vậy phản ứng diễn ra kèm theo sự giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt.

- Với phản ứng thu nhiệt, năng lượng của hệ chất phản ứng thấp hơn năng lượng của hệ sản phẩm, do vậy phản ứng diễn ra kèm theo sự hấp thu năng lượng dưới dạng nhiệt.

Ví dụ: Cho phản ứng đốt cháy methane và acetylene:

CH₄(g) + 2O₂(g) $\stackrel{}{\to }$ CO₂(g) + 2H₂O(l)                    Δ_{r$H_{298}^0$}= -890,5 kJmol^-1

C₂H₂(g) + $\frac{3}{2}$O₂(g) $\stackrel{}{\to }$2CO₂(g) + H₂O(l)                 Δ_{r$H_{298}^0$}= -1300,2 kJmol^-1

Với chất khí trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, tỉ lệ về số mol bằng tỉ lệ thể tích nên khi đốt cháy cùng một thể tích CH₄ và C₂H₂, lượng nhiệt do C₂H₂ sinh ra nhiều gấp khoảng 1,5 lần lượng nhiệt do CH₄ sinh ra. Thực tế, người ta sử dụng C₂H₂ trong đèn xì để hàn, cắt kim loại mà không dùng CH₄.

Hình 15.1. Đèn xì acetylene dùng để hàn, cắt kim loại

- So sánh phản ứng thu nhiệt và phản ứng tỏa nhiệt:

 Lưu ý: Các phản ứng tỏa nhiệt (Δ_{r$H_{298}^0$} < 0) thường diễn ra thuận lợi hơn các phản ứng thu nhiệt (Δ_{r$H_{298}^0$} >0).

Ví dụ: Sau khi được đốt nóng, Na tự cháy trong chlorine cho đến hết do phản ứng này có Δ_{r$H_{298}^0$}rất âm.

Na(s) + $\frac{1}{2}$Cl₂(g) $\stackrel{}{\to }$ NaCl(s)               Δ_{r$H_{298}^0$} = - 411,2 kJmol^-1

® Phản ứng này diễn ra thuận lợi hơn rất nhiều so với phản ứng giữa N₂ và O₂. Ở điều kiện chuẩn, phản ứng chỉ xảy ra khi được đốt nóng đến khoảng 3000^oC (cung cấp nhiệt), khi dừng đốt nóng phản ứng sẽ dừng lại.

$\frac{1}{2}$N₂(s) + $\frac{1}{2}$O₂(g) $\stackrel{}{\to }$NO(g)               Δ_{r$H_{298}^0$} = 91,3 kJmol^-1