Với giải Bài 2 trang 87 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

Bài 2 trang 87 Hóa học 10: Tính ∆_r $H_{298}^o$ cho phản ứng sau dựa theo năng lượng liên kết.

CH₄(g) + X₂(g) → CH₃X(g) + HX(g)Với X = F, Cl, Br, I.

Liên hệ giữa mức độ phản ứng (dựa theo ∆_f $H_{298}^o$) với tính phi kim (F > Cl > Br > I). Tra các giá trị năng lượng liên kết ở Phụ lục 2, trang 119.

Lời giải:

CH₄(g) + F₂(g) → CH₃F(g) + HF(g)

∆_r $H_{298}^o$ = E_b(CH₄) + E_b(F₂) – E_b(CH₃F) – E_b(HF)

∆_r $H_{298}^o$ = 4E_C-H + E_F-F – (3E_C-H + E_C-F) – E_H-F

∆_r $H_{298}^o$ = 4.414 + 159 – (3.414 + 485) – 565 = -477 kJ

CH₄(g) + Cl₂(g) → CH₃Cl(g) + HCl(g)

∆_r $H_{298}^o$ = E_b(CH₄) + E_b(Cl₂) – E_b(CH₃Cl) – E_b(HCl)

∆_r $H_{298}^o$ = 4E_C-H + E_Cl-Cl – (3E_C-H + E_C-Cl) – E_H-Cl

∆_r $H_{298}^o$ = 4.414 + 243 – (3.414 + 339) – 431 = -113 kJ

CH₄(g) + Br₂(g) → CH₃Br(g) + HBr(g)

∆_r $H_{298}^o$ = E_b(CH₄) + E_b(Br₂) – E_b(CH₃Br) – E_b(HBr)

∆_r $H_{298}^o$ = 4E_C-H + E_Br-Br – (3E_C-H + E_C-Br) – E_H-Br

∆_r $H_{298}^o$ = 4.414 + 193 – (3.414 + 276) – 364 = -33 kJ

CH₄(g) + I₂(g) → CH₃I(g) + HI(g)

∆_r $H_{298}^o$ = E_b(CH₄) + E_b(I₂) – E_b(CH₃I) – E_b(HI)

∆_r $H_{298}^o$ = 4E_C-H + E_I-I – (3E_C-H + E_C-I) – E_H-I

∆_r $H_{298}^o$ = 4.414 + 151 – (3.414 + 240) – 297 = 28 kJ

Theo chiều giảm dần tính phi kim (F > Cl > Br > I) thì ∆_f $H_{298}^o$ của mỗi phản ứng tăng dần

⇒ Tính phi kim càng mạnh, phản ứng diễn ra càng thuận lợi.

Bài tập vận dụng:

Câu 1. Tính ${\Delta }_r{H}_{298}^0$ của phản ứng đốt cháy 1 mol C₂H₄ (g) biết các sản phẩm thu được đều ở thể khí.

A. – 1270,6 kJ

B. – 1323 kJ

C. – 1218,2 kJ

D. – 1232 kJ

Đáp án: B

Giải thích:

C₂H₄ (g) + 3O₂ (g) ⟶ 2CO₂ (g) + 2H₂O (g)

${\Delta }_r{H}_{298}^0$ của phản ứng đốt cháy 1 mol C₂H₄ (g) là

${\Delta }_r{H}_{298}^0$ 

= $$\begin{gathered} 2\times {\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\mathrm{H}}_{298}^0\left({\mathrm{CO}}_2\left(\mathrm{g}\right)\right)+2\times {\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\mathrm{H}}_{298}^0\left({\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\left(\mathrm{g}\right)\right)-3\times {\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\mathrm{H}}_{298}^0\left({\mathrm{O}}_2\left(\mathrm{g}\right)\right) \\ -{\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\mathrm{H}}_{298}^0\left({\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_4\left(\mathrm{g}\right)\right) \end{gathered}$$

${\Delta }_r{H}_{298}^0$= $2\times \left(-393,5\right)+2\times \left(-241,8\right)-3\times 0-52,4$

${\Delta }_r{H}_{298}^0$= − 1323 (kJ mol⁻¹)

Câu 2. Tính ${\Delta }_r{H}_{298}^0$ của phản ứng đốt cháy 14 gam CO (g) biết các sản phẩm thu được đều ở thể khí.

A. – 566 kJ

B. – 283 kJ

C. − 141,5 kJ

D. – 3962 kJ

Đáp án: C

Giải thích:

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

${\Delta }_r{H}_{298}^0$ của phản ứng đốt cháy 1 mol CO (g) là

${\Delta }_r{H}_{298}^0$ = ${\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\mathrm{H}}_{298}^0\left({\mathrm{CO}}_2\left(\mathrm{g}\right)\right)-\frac{1}{2}{\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\mathrm{H}}_{298}^0\left({\mathrm{O}}_2\left(\mathrm{g}\right)\right)-{\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\mathrm{H}}_{298}^0\left(\mathrm{CO}\left(\mathrm{g}\right)\right)$

${\Delta }_r{H}_{298}^0$= $\left(-393,5\right)-\frac{1}{2}\times 0-\left(-110,5\right)$

${\Delta }_r{H}_{298}^0$= − 283 (kJ mol⁻¹)

14 gam CO có số mol là: n_CO = $\frac{14}{28}$ = 0,5 (mol)

${\Delta }_r{H}_{298}^0$ của phản ứng đốt cháy 14 gam CO (g) là: $-283\times 0,5$ = − 141,5 (kJ)

Câu 3. Cho phản ứng có dạng: aA (g) + bB (g) ⟶ mM (g) + nN (g)

Công thức tính biến thiên enthalpy phản ứng theo năng lượng liên kết là

A. ${\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}{\mathrm{H}}_{298}^0$ = $E_b\left(A\right)+E_b\left(B\right)-E_b\left(M\right)-E_b\left(N\right)$

B. ${\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}{\mathrm{H}}_{298}^0$ = $\mathrm{a}\times {\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{A}\right)+\mathrm{b}\times {\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{B}\right)-\mathrm{m}\times {\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{M}\right)-\mathrm{n}\times {\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{N}\right)$

C. ${\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}{\mathrm{H}}_{298}^0$ = ${\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{M}\right)+{\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{N}\right)-{\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{A}\right)-{\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{B}\right)$

D. ${\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}{\mathrm{H}}_{298}^0$ = $\mathrm{m}\times {\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{M}\right)+\mathrm{n}\times {\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{N}\right)-\mathrm{a}\times {\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{A}\right)-\mathrm{b}\times {\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{B}\right)$

Đáp án: B

Giải thích:

Cho phản ứng có dạng: aA (g) + bB (g) ⟶ mM (g) + nN (g)

Công thức tính biến thiên enthalpy phản ứng theo năng lượng liên kết là:

${\Delta }_r{H}_{298}^0$ = $\mathrm{a}\times {\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{A}\right)+\mathrm{b}\times {\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{B}\right)-\mathrm{m}\times {\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{M}\right)-\mathrm{n}\times {\mathrm{E}}_{\mathrm{b}}\left(\mathrm{N}\right)$

Trong đó, E_b(A), E_b(B), E_b(M), E_b(N) lần lượt là tổng năng lượng liên kết của tất cả các liên kết trong các phân tử A, B, M và N.