Giải Chuyên đề Hóa học 10 trang 47 Cánh diều

---

Haylamdo biên soạn và sưu tầm lời Giải Chuyên đề Hóa học 10 trang 47 trong Bài 6: Hóa học về phản ứng cháy nổ sách Cánh diều. Với lời giải hay nhất, chi tiết hy vọng sẽ giúp các học sinh dễ dàng nắm được cách làm bài tập Chuyên đề Hóa 10.

Chuyên đề Hóa học 10 trang 47 Cánh diều

Bài tập 1 trang 47 Chuyên đề học tập Hóa học 10: Hỗn hợp bột Al và NH₄ClO₄ được dùng làm nhiên liệu rắn cho tên lửa. Hỗn hợp bột Al và Fe₂O₃ được dùng để hàn kim loại. Phản ứng xảy ra khi sử dụng các hỗn hợp bột này như sau:

3Al(s) + 3NH₄ClO₄(s) → Al₂O₃(s) + AlCl₃(s) + 3NO(g) + 6H₂O(g) (1)

2Al(s) + Fe₂O₃(s) → Al₂O₃(s) + 2Fe(l) (2)

Các giá trị ${\Delta }_f{H}_{298}^0$ (kJ mol^-1) tra ở Phụ lục 2.

a) Bằng tính toán hãy cho biết: 1 gam hỗn hợp bột nào (trộn theo đúng tỉ lệ phản ứng) tỏa ra nhiều nhiệt hơn. Từ đó dự đoán phản ứng nào xảy ra mãnh liệt hơn.

b) Có thể dùng hỗn hợp bột Al và Fe₂O₃ làm nhiên liệu trong động cơ tên lửa được không?

Lời giải:

a) Xét phản ứng (1)

${\Delta }_r{H}_{298}^0$ = ${\Delta }_f{H}_{298}^0$(Al₂O₃(s)) + ${\Delta }_f{H}_{298}^0$(AlCl₃(s)) + 3.${\Delta }_f{H}_{298}^0$(NO(g)) + 6.${\Delta }_f{H}_{298}^0$(H₂O(g)) - 3.${\Delta }_f{H}_{298}^0$(Al(s)) - 3.${\Delta }_f{H}_{298}^0$(NH₄ClO₄(s))

${\Delta }_r{H}_{298}^0$ = (-1675,7) + (-704,2) + 3.91,3 + 6.(-241,8) – 3.0 – 3.(-295,3) = -2670,9 kJ

3 mol Al(s) và 3 mol NH₄ClO₄(s) tương đương khối lượng = 3.27 + 3.117,5 = 433,5g

Vậy đốt cháy 433,5g hỗn hợp tỏa ra 2670,9 kJ nhiệt lượng

⇒ Đốt cháy 1 gam hỗn hợp Al và NH₄ClO₄tỏa ra nhiệt lượng là $\frac{2670,9}{433,5}$ = 6,16 kJ nhiệt lượng

Xét phản ứng (2)

${\Delta }_r{H}_{298}^0$ = ${\Delta }_f{H}_{298}^0$(Al₂O₃(s)) + 2.${\Delta }_f{H}_{298}^0$(Fe(l)) – 2. ${\Delta }_f{H}_{298}^0$(Al(s)) - ${\Delta }_f{H}_{298}^0$(Fe₂O₃(s))

${\Delta }_r{H}_{298}^0$ = (-1675,7) + 2.13,13 – 2.0 – (-824,2) = -825,24 kJ

2 mol Al(s) và 1 mol Fe₂O₃(s) tương ứng với khối lượng là: 2.27 + 1.160 = 214g

Vậy đốt cháy 214 g hỗn hợp tỏa ra 825,24 kJ nhiệt lượng

⇒ Đốt cháy 1 gam hỗn hợp trên tỏa ra 825,24.$\frac{1}{214}$ = 3,86 kJ nhiệt lượng

Như vậy ta thấy nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy 1 gam Al(s) và NH₄ClO₄(s) là lớn hơn

⇒ Phản ứng (1) xảy ra mãnh liệt hơn.

b) Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cùng một lượng hỗn hợp bột Al và Fe₂O₃chỉ bằng một nửa so với Al(s) và NH₄ClO₄(s) nên không dùng được Al và Fe₂O₃cho động cơ tên lửa.

Bài tập 2 trang 47 Chuyên đề học tập Hóa học 10: Hexachlorobenzene rắn (C₆Cl₆) là chất cực kì độc hại với con người nên được bảo quản rất kĩ lưỡng. Nếu xảy ra hỏa hoạn nhà kho có chứa C₆Cl₆ thì chất này có dễ dàng bị tiêu hủy bởi phản ứng cháy với oxygen hay không? Hãy dự đoán bằng cách tính biến thiên enthalpy của phản ứng. Biết rằng phản ứng chát sinh ra CO₂ và Cl₂.

Lời giải:

C₆Cl₆(s) + 6O₂(g) → 6CO₂(g) + 3Cl₂(g)

${\Delta }_r{H}_{298}^0$ = 6.${\Delta }_f{H}_{298}^0$(CO₂(g)) + 3.${\Delta }_f{H}_{298}^0$(Cl₂(g)) - ${\Delta }_f{H}_{298}^0$(C₆Cl₆(s)) – 6.${\Delta }_f{H}_{298}^0$(O₂(g))

${\Delta }_r{H}_{298}^0$ = 6.(-393,5) + 3.0 – (-127,6) – 6.0 = -2233,4 kJ

Biến thiên enthalpy của phản ứng là rất âm ⇒Nếu xảy ra hỏa hoạn nhà kho có chứa C₆Cl₆ thì chất này dễ dàng bị tiêu hủy bởi phản ứng cháy với oxygen.

Bài tập 3 trang 47 Chuyên đề học tập Hóa học 10: Cho phản ứng đốt cháy hoàn toàn khí propane:

C₃H₈(g) + 5O₂(g) → 3CO₂(g) + 4H₂O(g)

Tốc độ của phản ứng sẽ thay đổi như thế nào nếu nồng độ oxygen trong không khí giảm từ 21% xuống 15% (theo thể tích)? Các yếu tố khác coi như không đổi

Lời giải:

Biểu thức tốc độ phản ứng:

v = k.$C_{C_3{H}_8}^{}{C}_{O_2}^5$

Gọi nồng độ ban đầu của các chất: $C_{C_3{H}_8}$= x M; $C_{O_2}$= y M

Khi đó ta có: v_t = k.x.y⁵ (1)

Nồng độ oxygen trong không khí giảm từ 21% xuống 15% (theo thể tích) tức là giảm xuống 1,4 lần.

Biểu thức tốc độ phản ứng sau khi giảm nồng độ oxygen là

v_s = k.x.($\frac{y}{1,4}$)⁵ (2)

Chia từng vế của (2) cho (1) ta được:

$\frac{v_s}{v_t}=\frac{{\left(\frac{y}{1,4}\right)}^5}{y^5}$ = 0,19

Vậy tốc độ phản ứng giảm 0,19 lần nếu nồng độ oxygen trong không khí giảm từ 21% xuống 15% (theo thể tích).

Bài tập 4 trang 47 Chuyên đề học tập Hóa học 10: Cho phản ứng giữa Hb với O₂ ở phổi:

Hb + O₂ → HbO₂

Giả sử lượng oxygen cung cấp cho cơ thể chỉ phụ thuộc vào tốc độ phản ứng; tần số nhịp thở trung bình của một người là 16 nhịp/phút. Hỏi nếu nồng độ oxygen trong không khí giảm từ 21% xuống 18% (theo thể tích) thì tần số nhịp thở trung bình là bao nhiêu để đảm bảo lượng oxygen cung cấp cho cơ thể không thay đổi?

Lời giải:

Hb + O₂ → HbO₂

Biểu thức tính tốc độ phản ứng:

v = k.$C_{Hb}$.$C_{O_2}$

Từ biểu thức, tốc độ phản ứng tỉ lệ bậc nhất với nồng độ O₂ nên:

$\frac{v_{18\%}}{v_{21\%}}=\frac{18}{21}$ = 0,86

⇒ Tốc độ phản ứng giảm chỉ còn bằng 0,86 lần tốc độ ban đầu.

Như vậy tần số nhịp thở phải tăng lên $\frac{1}{0,86}$ lần tần số ban đầu để đảm bảo lượng oxygen cung cấp cho cơ thể là không đổi.

⇒ Tần số nhịp thở là 16. $\frac{1}{0,86}$ = 19 nhịp/phút.

Lời giải bài tập Chuyên đề học tập Hóa học 10 Bài 6: Hóa học về phản ứng cháy nổ Cánh diều hay khác:

• Chuyên đề Hóa học 10 trang 41

• Chuyên đề Hóa học 10 trang 42

• Chuyên đề Hóa học 10 trang 44

• Chuyên đề Hóa học 10 trang 45

• Chuyên đề Hóa học 10 trang 46