Chuyên đề Hóa học 10 Bài 7: Hóa học về phản ứng cháy, nổ | Kết nối tri thức

Giải bài tập Chuyên đề Hóa học 10 Bài 7: Hóa học về phản ứng cháy, nổ

Giải Chuyên đề Hóa học 10 trang 38

A/ Câu hỏi đầu bài

Câu hỏi mở đầu trang 38 Chuyên đề Hóa 10: Phản ứng cháy, nổ được đặc trưng bởi hiệu ứng toả nhiệt mạnh, tốc độ phản ứng nhanh, phản ứng trước cung cấp nhiệt cho phản ứng sau và xảy ra nối tiếp. Vậy, hiệu ứng nhiệt của phản ứng đốt cháy một số nhiên liệu phổ biến được xác định như thế nào và giá trị thu được có ý nghĩa gì?

Lời giải:

– Hiệu ứng nhiệt của phản ứng đốt cháy được xác định qua sự biến thiên enthalpy.

– Cách tính:

+ Tính thông qua nhiệt tạo thành:

$Δ_{r} H_{298}^{o} = \sum Δ_{f} H_{298}^{o} (s p)$ $- \sum Δ_{f} H_{298}^{o} (c d)$

+ Tính theo năng lượng liên kết:

$Δ_{r} H_{298}^{o} = \sum E_{b} (c d) - \sum E_{b} (s p)$

– Phản ứng cháy, nổ kèm theo sự giải phóng năng lượng lớn và tốc độ phản ứng nhanh.

Giải Chuyên đề Hóa học 10 trang 40

B/ Câu hỏi giữa bài

I. Biến thiên enthalpy của một số phản ứng cháy, nổ

Câu hỏi 1 trang 40 Chuyên đề Hóa 10: Xét phản ứng:

CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(g) $Δ_{r} H_{298}^{o}$ = – 802 kJ

Tính $Δ_{f} H_{298}^{o}$ của CH₄(g), biết $Δ_{f} H_{298}^{o}$ của CO₂(g) và H₂O(g) lần lượt là – 394 kJ/mol và – 242 kJ/mol.

Lời giải:

Ta có:

Chuyên đề Hóa 10 Bài 7: Hóa học về phản ứng cháy, nổ - Kết nối tri thức (ảnh 1)

Câu hỏi 2 trang 40 Chuyên đề Hóa 10: Tính nhiệt lượng toả ra khi đốt cháy 1 kg một loại củi khô, biết củi khô chứa 54% khối lượng cellulose và phân tử cellulose được cấu tạo bởi các gốc glucose.

Giả thiết toàn bộ nhiệt lượng tỏa ra được tính từ biến thiên enthalpy của phản ứng đốt cháy glucose:

C₆H₁₀O₅(s) + 5O₂(g) ⟶ 6CO₂(g) + 5H₂O(l) $Δ_{r} H_{298}^{o}$ = -2 880 kJ

Lời giải:

Đốt cháy 1 mol glucose sẽ tỏa ra nhiệt lượng là 2 880 kJ.

⇒ Đốt cháy 0,162 kg glucose sẽ tỏa ra nhiệt lượng là 2 880 kJ.

Do củi khô chứa 54% khối lượng cellulose và phân tử cellulose được cấu tạo bởi các gốc glucose.

⇒ Đốt cháy $\frac{0, 162}{0, 54} = 0, 3 k g$ củi khô sẽ tỏa ra nhiệt lượng là 2 880 kJ.

Vậy đốt cháy 1 kg sẽ tỏa ra nhiệt lượng là $\frac{2880.1}{0, 3} = 9600$ kJ.

Câu hỏi 3 trang 40 Chuyên đề Hóa 10: Ngày 04 tháng 8 năm 2020 đã xảy ra một vụ nổ kinh hoàng ở nhà kho tại cảng Beirut của Lebanon. Đây là nhà kho chứa khoảng 2 700 tấn NH₄NO₃, một loại hoá chất vừa được sử dụng làm phân bón, vừa được dùng làm thuốc nổ do có khả năng phân huỷ thành khí và hơi, kèm theo toả nhiệt mạnh:

2NH₄NO₃(s) $\overset{t^{o}}{\to}$ 2N₂(g) + O₂(g) + 4H₂O(g)

a) Tính $Δ_{r} H_{298}^{o}$ của phản ứng, biết $Δ_{f} H_{298}^{o}$ của NH₄NO₃(s) và $Δ_{f} H_{298}^{o}$ của H₂O(g) lần lượt là –365, 6 kJ/mol và –242 kJ/mol.

b) Tính nhiệt lượng tối đa giải phóng ra từ vụ nổ khi toàn bộ lượng NH₄NO₃ bị phân huỷ.

Lời giải:

a) Tổng nhiệt tạo thành chất đầu là:

$\sum Δ_{f} H_{298}^{o} (c d)$ $= Δ_{f} H_{298}^{o} (N H_{4} N O_{3} (s)) .2$ = -365,6.2 = – 731,2 kJ

Tổng nhiệt tạo thành các chất sản phẩm là:

$\sum Δ_{f} H_{298}^{o} (s p) = Δ_{f} H_{298}^{o} (N_{2} (g)) .2 +$ $Δ_{f} H_{298}^{o} (O_{2} (g)) .1 + Δ_{f} H_{298}^{o} (H_{2} O (g)) .4$

$\sum Δ_{f} H_{298}^{o} (s p)$ = 0.2 + 0.1 + (-242).4 = – 968 kJ

Biến thiên enthalpy của phản ứng:

$Δ_{r} H_{298}^{o} = \sum Δ_{f} H_{298}^{o} (s p) - \sum Δ_{f} H_{298}^{o} (c d)$ = – 968 – (-731,2) = – 236,8 kJ

b) Ta có: 2700 tấn NH₄NO₃ = ${\frac{{2700.10}^{6}}{80}}^{}$ mol = 3375.10⁴ mol NH₄NO₃.

Nhiệt lượng tỏa ra khi nổ 1 mol NH₄NO₃ là 236,8 kJ.

⇒ Nhiệt lượng tỏa ra khi nổ 3375.10⁴ mol NH₄NO₃ là $\frac{236, {8.3375.10}^{4}}{1}$ = 79,92.10⁸kJ.

Giải Chuyên đề Hóa học 10 trang 42

II. Tốc độ phản ứng cháy và tốc độ “phản ứng hô hấp”

Câu hỏi 4 trang 42 Chuyên đề Hóa 10: Một người ngủ quên trong ô tô tắt máy, đóng kín cửa. Sau một thời gian, khi phần trăm thể tích oxygen giảm xuống còn 16% thì rất may có người kịp thời phát hiện, phá vỡ kính xe để đưa đi cấp cứu.

Hỏi tại thời điểm có người đến cứu, tốc độ “phản ứng hô hấp” của người trong xe giảm bao nhiêu lần so với bình thường? Giả thiết v_{hô hấp} = $k . C_{O_{2}}$ .

Lời giải:

Tốc độ “phản ứng hô hấp” giảm so với điều kiện bình thường là:

$\frac{v_{(21 % O_{2})}}{v_{(16 % O_{2})}} = \frac{k . C_{(21 % O_{2})}}{k . C_{(16 % O_{2})}}$ $= \frac{k . V_{(21 % O_{2})}}{k . V_{(16 % O_{2})}} = \frac{21}{16} = 1, 3125$ lần

Câu hỏi 5 trang 42 Chuyên đề Hóa 10: Đỉnh Fansipan (có độ cao 3 147 m so với mực nước biển) là ngọn núi cao nhất Việt Nam. Giả thiết không khí trên đỉnh Fansipan có áp suất 0,66 atm và chứa 21% thể tích oxygen. Hỏi tốc độ “phản ứng hô hấp” giảm bao nhiêu lần so với điều kiện bình thường? Giả thiết v_{hô hấp} = $k . C_{O_{2}}$ .

Lời giải:

Chú ý:

– Ở điều kiện thường, oxygen chiếm 21% thể tích không khí và có áp suất 0,21 atm.

– Nồng độ oxygen tỉ lệ với áp suất.

⇒ Tốc độ “phản ứng hô hấp” giảm so với điều kiện bình thường là:

$\frac{v_{(P_{O_{2}} = 0, 66 a t m)}}{v_{(P_{O_{2}} = 0, 21 a t m)}} = \frac{k . C_{(P_{O_{2}} = 0, 66 a t m)}}{k . C_{(P_{O_{2}} = 0, 21 a t m)}}$ $= \frac{k . P_{(P_{O_{2}} = 0, 66 a t m)}}{k . P_{(P_{O_{2}} = 0, 21 a t m)}} = \frac{0, 66}{0, 21} = 3, 143$ lần

Em có thể trang 42 Chuyên đề Hóa 10: • Tính được hiệu ứng nhiệt của phản ứng chảy, nổ từ các giá trị năng lượng liên kết hoặc nhiệt hình thành, dự đoán được mức độ mãnh liệt của các phản ứng đó.

• Duy trì không gian thông thoáng đề đảm bảo lượng oxygen cho cơ thể.

Lời giải:

– Công thức tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng cháy, nổ:

+ Dựa vào nhiệt hình thành của các chất

$Δ_{r} H_{298}^{o} = \sum Δ_{f} H_{298}^{o} (s p) - \sum Δ_{f} H_{298}^{o} (c d)$

+ Dựa vào năng lượng liên kết

$Δ_{r} H_{298}^{o} = \sum E_{b} (c d) - \sum E_{b} (s p)$

– Phản ứng cháy, nổ kèm theo sự giải phóng năng lượng lớn và tốc độ phản ứng nhanh.

– Để duy trì không gian thông thoáng để đảm bảo lượng oxygen cho cơ thể cần:

+ Tạo không gian sống thoáng mát, sạch sẽ

+ Không để cây to trong phòng ngủ, phòng kín.

+ Trồng nhiều cây xanh quanh nhà.

Bài liên quan:

Leave a Comment Hủy