Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Tính biến thiên enthalpy (Hóa học Lớp 10)

Ethanol được phối trộn vào xăng truyền thống theo tỉ lệ nhất định để tạo thành xăng sinh học nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Xăng E10 gồm 10\% ethanol và 90\% xăng truyền thống về thể tích. Cho biết: Khối lượng riêng của ethanol và xăng truyền thống lần lượt là 0,789 g/mL và 0,703 g/mL, coi xăng truyền thống chỉ chứa C${}_8$H${}_{18}$(l), sản phẩm đốt cháy các nhiên liệu trên thu được CO${}_2$(g) và H${}_2$O(g), nhiệt tạo thành chuẩn (${\Delta }_f{H}_{298}^o$) của các chất được cho trong bảng:



Ở điều kiện chuẩn, lượng nhiệt tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 lít xăng E10 bằng k lần lượng nhiệt tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 lít xăng truyền thống. Giá trị của k bằng bao nhiêu? (Không làm tròn kết quả các phép tính trung gian, chỉ làm tròn kết quả cuối cùng đến hàng phần trăm).

Nhiệt tạo thành chuẩn của $MgC{O}_3$(s), MgO(s) và $C{O}_2$(g) lần lượt là -1096,0 kJ/mol; -602,0 kJ/mol và -393,5 kJ/mol. Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng: $MgC{O}_3$(s) → MgO(s) + $C{O}_2$(g) là bao nhiêu?

NH${}_4$HCO${}_3$ được dùng làm bột nở, còn gọi là bột khai, giúp bánh nở, xốp, mềm. Cho nhiệt tạo thành chuẩn (kJ/mol) của các chất:

Cho các phát biểu sau:
(a) Phản ứng nhiệt phân muối NH${}_4$HCO${}_3$ thu nhiệt từ môi trường.
(b) Phải bảo quản NH${}_4$HCO${}_3$ ở nơi thoáng mát, tránh nhiệt độ cao.
(c) Để nhiệt phân hoàn toàn 15 gam NH${}_4$HCO${}_3$ thì nhiệt lượng tối thiểu cần cung cấp cho phản ứng là 31,893 kJ.
(d) Phương trình nhiệt hóa học của phản ứng là:
$${\text{NH}}_4{\text{HCO}}_3(\text{s})\stackrel{(t^0)}{\to }{\text{NH}}_3(\text{g})+{\text{CO}}_2(\text{g})+{\text{H}}_2\text{O}(\text{g}){\Delta }_r{H}_{298}^0=167,97\text{ kJ}.$$
Số phát biểu đúng là:

Trong quy trình Ostwald để sản xuất nitric acid, khí ammonia (NH${}_3$) được oxy hóa để tạo ra khí NO theo phản ứng (1):

$$4{\text{NH}}_3+5{\text{O}}_2\underset{\text{Pt}}{\overset{800-900^{\circ }\text{C}}{\to }}4\text{NO}+6{\text{H}}_2\text{O}(1)$$

Phản ứng này là phản ứng tỏa nhiệt mạnh, nhiệt lượng tỏa ra một phần được sử dụng để duy trì nhiệt độ cao cho giai đoạn tiếp theo của quy trình sản xuất. Tuy nhiên để khởi mào cho phản ứng này, nhà máy đã sử dụng nguồn nhiệt từ quá trình oxy hóa không hoàn toàn khí methane (CH${}_4$) để gia nhiệt hỗn hợp NH${}_3$ và O${}_2$ từ 30°C lên 800°C. Lượng nhiệt này được xác định thông qua phương trình:

$$Q=m\times C\times (t_2-t_1).$$

Trong đó: m là khối lượng của hỗn hợp NH${}_3$ và O${}_2$ phản ứng, (g); C là nhiệt dung riêng của hỗn hợp khí và có giá trị 1,49 J/(g.K); t${}_1$, t${}_2$ là nhiệt độ ban đầu và lúc sau của hỗn hợp, (°K).

Biết phản ứng oxy hóa không hoàn toàn xảy ra như sau:

$$2C{H}_4+3O_2\to 2CO+4H_{2}O(2)$$

Hiệu suất của phản ứng (1) là 92\% và của phản ứng (2) là 85\%. Các giá trị nhiệt tạo thành ${\Delta }_{\mathrm{f}}{H}_{298}^0$ của các chất ở điều kiện chuẩn được cho trong bảng sau:



Để thu được 3 tấn khí NO cần x tấn khí methane cho giai đoạn khởi mào của quy trình trên. Giá trị của x là bao nhiêu? (Kết quả các phép tính trung gian không được làm tròn, chỉ kết quả cuối cùng cũng được làm tròn đến hàng phần trăm).

Nhiệt tạo thành chuẩn của MgCO${}_3$(s), MgO(s) và CO${}_2$(g) lần lượt là –1096,0 kJ/mol; –602,0 kJ/mol và –393,5 kJ/mol. Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng MgCO${}_3$(s) → MgO(s) + CO${}_2$(g) là:

Xăng RON95 (chỉ số octane bằng 95) có khả năng chịu nén và chống kích nổ tương đương với hỗn hợp hơi xăng gồm 5\% heptane (C${}_7$H${}_{16}$) và 95\% iso-octane (C${}_8$H${}_{18}$) về thể tích. Năng suất tỏa nhiệt của một loại xăng RON95 là a.10${}^3$ kJ/kg, giả thiết loại xăng này có tỉ lệ hơi xăng gồm 5\% heptane và 95\% iso-octane về thể tích. Biến thiên enthalpy hình thành chuẩn của các chất được cho ở bảng dưới đây, hãy tính giá trị của a. (Không làm tròn kết quả các phép tính trung gian, chỉ làm tròn kết quả cuối cùng đến hàng đơn vị).

Ở một lò nung vôi công nghiệp, cứ sản xuất được 1000 kg vôi sống cần dùng m kg than đá làm nhiên liệu. Biết rằng:
- Than đá chứa 84\% carbon về khối lượng, còn lại là các tạp chất tro.
- Có 50\% lượng nhiệt tỏa ra từ nhiên liệu được hấp thụ để phân hủy đá vôi.
- Nhiệt tạo thành của các chất được cho trong bảng sau:



Giá trị của m bằng bao nhiêu (không làm tròn kết quả các phép tính trung gian, chỉ làm tròn kết quả cuối cùng đến hàng đơn vị)?

Phản ứng tổng hợp ammonia: ${\mathrm{N}}_2(\mathrm{g})+3{\mathrm{H}}_2(\mathrm{g})\to 2N{\mathrm{H}}_3(\mathrm{g})$; ${\Delta }_{\mathrm{r}}{\mathrm{H}}_{298}^0=-92$ kJ

Biết năng lượng liên kết ở điều kiện chuẩn



Năng lượng liên kết của $\mathrm{N}-\mathrm{H}$ trong ammonia là

Để hàn một vết nứt đường ray tàu hoả có thể tích 12,6 cm³, người ta phải dùng tối thiểu m gam hỗn hợp termite (Al và Fe₂O₃ theo tỉ lệ mol tương ứng 2 : 1). Giả thiết chỉ xảy ra phản ứng hoá học sau với hiệu suất bằng 62,5\%.

$$2Al(s)+F{e}_2{O}_3(s)\stackrel{t^0}{\to }A{l}_2{O}_3(s)+2Fe(s)(\ast )$$

Biết lượng iron (Fe) cần hàn cho vết nứt bằng 75\% lượng iron sinh ra trong phản ứng (*). Khối lượng riêng của iron là 7,86 g/cm³. Các giá trị nhiệt tạo thành (Δ_fH°₂₉₈) của các chất ở điều kiện chuẩn được cho trong bảng sau:



Cho các phát biểu sau:
(1) Theo phản ứng (*) tách được kim loại iron (sắt) bằng phương pháp nhiệt luyện.
(2) Giá trị của m là 80,25 (kết quả làm tròn đến hàng phần trăm).
(3) Biến thiên enthalpy của phản ứng sau (*) ở điều kiện chuẩn là -849,8 kJ.
(4) Nhiệt lượng toả ra của phản ứng (*) ở điều kiện chuẩn khi có 2,7 kg Al phản ứng hết là 42490 kJ. Liệt kê các phát biểu đúng theo thứ tự tăng dần.

Một trong các loại lon cà phê tự làm nóng có thành phần làm nóng gồm một dung dịch rất loãng của sodium hydroxide và m gam calcium oxide. Nhờ đó, 210 mL cà phê trong lon được làm nóng lên khoảng 40°C so với nhiệt độ cà phê ban đầu. Phương trình nhiệt hóa học của phản ứng làm nóng cà phê trong lon như sau: $CaO(s)+H_{2}O(l)\to Ca(OH{)}_2(aq)$ ${\Delta }_r{H}_{298}^o=-82$ kJ
Xác định giá trị của m. Biết để làm 1 gam cà phê trong lon nóng lên 1°C cần cung cấp 4,18 J. Cho khối lượng riêng của cà phê trong lon là D = 1 g/cm³. Phần cà phê bên trong chỉ nhận được tối đa 60% lượng nhiệt tỏa ra. (Làm tròn kết quả đến hàng đơn vị)
Đáp số: ..................

Nhiệt tạo thành chuẩn $({\Delta }_f{H}_{298}^0)$ của $F{e}_2{O}_3(s)$, $A{l}_2{O}_3(s)$ và $Fe(s)$ lần lượt là –824,2 kJ.mol⁻¹; –1675,7 kJ.mol⁻¹ và 0 kJ.mol⁻¹. Biến thiên enthalpy chuẩn $({\Delta }_r{H}_{298}^0)$ của phản ứng $F{e}_2{O}_3(s)+2Al(s)\to A{l}_2{O}_3(s)+2Fe(s)$ là bao nhiêu?

Trong công nghiệp, thuốc nổ trinitrotoluene (kí hiệu là TNT) được điều chế từ toluene bằng phản ứng nitro hoá (với HNO${}_3$) qua ba giai đoạn như sau:

[Hình cần kiểm tra lại: p4_f3]

Kí hiệu xt là xúc tác. Khi TNT (s) nổ, giả thiết chỉ xảy ra phản ứng:
$$TNT(s)⇢CO(g)+H_{2}O(g)+N_2(g)+C(s)$$
Carbon sinh ra ở dạng muội than. Ở đkc, khi 1,0 mol TNT (s) nổ theo phản ứng trên sẽ tỏa ra lượng nhiệt là 1477,6 kJ. Cho giá trị nhiệt tạo thành của các chất:

Một bình gas (khí hoá lỏng) chứa hỗn hợp propane và butane với tỉ lệ số mol 1 : 2. Khi bị đốt cháy, khí gas tạo sản phẩm theo sơ đồ sau:
$$C_3{H}_8(g)+O_2(g)\to C{O}_2(g)+H_{2}O(g)$$
$$C_4{H}_{10}(g)+O_2(g)\to C{O}_2(g)+H_{2}O(g)$$

Cho biết giá trị trung bình của các năng lượng liên kết ở điều kiện chuẩn:



Trung bình mỗi ngày, một hộ gia đình cần 10000 kJ nhiệt để phục vụ sinh hoạt. Với 12 kg khí gas thì một hộ gia đình sẽ sử dụng được trong bao nhiêu ngày? (Kết quả các phép tính trung gian không được làm tròn, chỉ kết quả cuối cùng được làm tròn đến số nguyên).

Một nhà máy sản xuất vôi sống (CaO) bằng cách nung đá vôi (CaCO${}_3$). Phản ứng nung đá vôi: $CaC{O}_3(s)\to CaO(s)+C{O}_2(g)$ có ${\Delta }_r{H}_{298}^0=+178$ kJ.
Để cung cấp nhiệt cho phản ứng nung 1 tấn đá vôi (chứa 90% CaCO${}_3$ về khối lượng, còn lại là tạp chất trơ), nhà máy sử dụng than đá (chứa 95% carbon, còn lại là tạp chất không cháy). Biết hiệu suất sử dụng nhiệt là 80%. Tính khối lượng than đá tối thiểu cần dùng (kg). Biết nhiệt đốt cháy của carbon là -393,5 kJ/mol. (Không làm tròn kết quả các phép tính trung gian, chỉ làm tròn kết quả cuối cùng đến hàng phần mười).

Cho phản ứng: $H_2(g)+C{l}_2(g)\to 2HCl(g)$. Biết năng lượng liên kết $(E_b)$ của H-H là 436 kJ/mol; Cl-Cl là 243 kJ/mol và H-Cl là 432 kJ/mol. Biến thiên enthalpy chuẩn $({\Delta }_r{H}_{298}^0)$ của phản ứng là

Nhiệt tạo thành chuẩn của MgCO${}_3$(s), MgO(s) và CO${}_2$(g) lần lượt là –1096,0 kJ/mol; –602,0 kJ/mol và –393,5 kJ/mol. Biến thiên enthalpy chuẩn $({\Delta }_r{H}_{298}^0)$ của phản ứng MgCO${}_3$(s) → MgO(s) + CO${}_2$(g) là bao nhiêu?

Sản phẩm của quá trình nung vôi có nhiều ứng dụng trong thực tế, CaO sinh ra được sử dụng trong công nghiệp luyện kim và làm nguyên liệu cho công nghiệp hoá học, được dùng để khử chua đất trồng trọt, xử lí nước thải công nghiệp, khử độc môi trường. Còn CO${}_2$ được dùng sản xuất CO${}_2$ lỏng phục vụ cho nhu cầu công nghiệp và dân sinh. Quá trình nung vôi xảy ra theo phương trình hóa học (1) như sau:
$$\mathrm{CaC}{\mathrm{O}}_3(\mathrm{s})\stackrel{t^0}{\to }\mathrm{CaO}(\mathrm{s})+\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2(\mathrm{g})(1)$$
Phản ứng (1) là phản ứng thu nhiệt mạnh. Lượng nhiệt này được cung cấp từ quá trình đốt cháy hoàn toàn khí thiên nhiên hóa lỏng (chứa 96% methane, 4% ethane về thể tích) theo phương trình hóa học (2) và (3):
$$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_4(\mathrm{g})+2{\mathrm{O}}_2(\mathrm{g})\stackrel{t^0}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2(\mathrm{g})+2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}(\mathrm{g})(2)$$
$${\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_6(\mathrm{g})+3,5{\mathrm{O}}_2(\mathrm{g})\stackrel{t^0}{\to }2\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2(\mathrm{g})+3{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}(\mathrm{g})(3)$$
Xét các phản ứng ở điều kiện chuẩn và hiệu suất chuyển hóa của CaCO${}_3$ là 100%. Khối lượng khí thiên nhiên hóa lỏng là m tấn cần thiết để sản xuất 560 tấn CaO(s) trong giai đoạn trên. Biết 92% tổng lượng nhiệt tỏa ra từ phản ứng (2), (3) được cung cấp cho phản ứng (1) và các giá trị nhiệt tạo thành (${\Delta }_f{H}_{298}^0$) của các chất, năng lượng liên kết trung bình của một số liên kết hóa học ở điều kiện chuẩn được cho trong bảng sau:
Nhiệt tạo thành chuẩn của các chất:

Năng lượng liên kết trung bình của một số liên kết hóa học ở điều kiện chuẩn:

Giá trị của m (theo tấn) là bao nhiêu? (Không làm tròn kết quả các phép tính trung gian, chỉ làm tròn kết quả cuối cùng đến hàng đơn vị).

Một gói làm nóng thức ăn (FRH) được sử dụng trong quân đội chứa 8 gam hỗn hợp (Mg 90%, Fe 4%, NaCl 6% về khối lượng), khi tiếp xúc với nước sẽ xảy ra phản ứng:
$$Mg(s)+2H_{2}O(l)\to Mg(OH{)}_2(s)+2H_2(g)$$
Cho biết: Phản ứng này tỏa ra nhiều nhiệt và làm nóng phần thức ăn đi kèm. Enthalpy tạo thành chuẩn (kJ mol⁻¹) của Mg(OH)₂(s) và H₂O(l) lần lượt là -928,4 và -285,8. Nhiệt dung riêng của nước, C = 4,2 J g⁻¹ K⁻¹; khối lượng riêng của nước là D = 1 g/mL. Phần nước được làm nóng chỉ nhận được tối đa 60% lượng nhiệt tỏa ra. Lượng nhiệt mà nước nhận được để thay đổi Δt (°C) được tính theo công thức Q = m.C.Δt. Nếu sử dụng gói FRH trên để làm nóng nước từ 25°C lên 100°C thì lượng nước tối đa theo mL được làm nóng là

Fluoroethane, CH${}_3$CH${}_2$F từng sử dụng làm chất làm lạnh, được tạo ra theo phản ứng
$$C{H}_2=C{H}_2+HF\to C{H}_{3}C{H}_{2}F{\Delta }_r{H}_{298}^0=-73kJ$$
Năng lượng của liên kết C-F trong fluoroethane có giá trị là (biết năng lượng liên kết của một số liên kết được cho trong bảng sau):

Cho phản ứng: 2Mg(s) + CO${}_2$(g) → 2MgO(s) + C(g)
Biết nhiệt tạo thành chuẩn của MgO(s) và CO${}_2$(g) lần lượt là –601,8 kJ/mol và –393,5 kJ/mol. Biến thiên enthalpy của phản ứng ở điều kiện chuẩn là