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

Ammonia có nhiều ứng dụng quan trọng như sản xuất phân đạm, nitric acid, làm dung môi. Hiện nay người ta sản xuất ammonia bằng cách chuyển hoá có xúc tác một hỗn hợp gồm không khí, hơi nước và khí methane (thành phần chính của khí thiên nhiên) theo quy trình Haber.
Phản ứng điều chế H${}_2$: $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_4(\mathrm{g})+2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}(\mathrm{g})\stackrel{\mathrm{xt},{\mathrm{t}}^{\mathrm{o}}}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2(\mathrm{g})+4{\mathrm{H}}_2(\mathrm{g})$ (1)
Phản ứng loại O${}_2$ để thu N${}_2$: $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_4(\mathrm{g})+2{\mathrm{O}}_2(\mathrm{g})\stackrel{{\mathrm{t}}^{\mathrm{o}}}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2(\mathrm{g})+2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}(\mathrm{g})$ (2)
Phản ứng tổng hợp NH${}_3$: ${\mathrm{N}}_2(\mathrm{g})+3{\mathrm{H}}_2(\mathrm{g})\underset{\mathrm{xt},{\mathrm{t}}^{\mathrm{o}}}{\rightleftharpoons }2N{\mathrm{H}}_3(\mathrm{g})$ ${\Delta }_{\mathrm{r}}{\mathrm{H}}_{298}^o=-92\mathrm{kJ}$ (3)
Phản ứng (1) là phản ứng thu nhiệt mạnh. Lượng nhiệt này được cung cấp từ quá trình đốt cháy hoàn toàn khí methane theo phương trình hóa học (2). Xét các phản ứng ở điều kiện chuẩn và hiệu suất chuyển hóa của methane là 100%. Biết 80% lượng nhiệt tỏa ra từ phản ứng (2) được cung cấp cho phản ứng (1) và các giá trị nhiệt tạo thành (${\Delta }_{\mathrm{f}}{\mathrm{H}}_{298}^o$) của các chất ở điều kiện chuẩn được cho trong bảng sau:

Để sản xuất được 0,36 tấn khí hydrogen trong giai đoạn trên cần dùng m tấn khí methane. Giá trị của m là? (Không làm tròn kết quả các phép tính trung gian, chỉ làm tròn kết quả cuối cùng đến hàng phần mười)

NaHCO${}_3$ được dùng làm bột nở vì khi đun nóng, chất này bị nhiệt phân, giải phóng khí CO${}_2$ làm bánh nở xốp.
$$2NaHC{O}_3(s)\stackrel{t^o}{\to }N{a}_{2}C{O}_3(s)+C{O}_2(g)+H_{2}O(g){\Delta }_r{H}_{298}^0=129,2\text{ kJ}$$
Biết nhiệt tạo thành chuẩn của Na${}_2$CO${}_3$(s), CO${}_2$(g) và H${}_2$O(g) lần lượt là -1130,9 kJ/mol, -393,5 kJ/mol, -241,8 kJ/mol. Nhiệt tạo thành chuẩn của NaHCO${}_3$(s) là

Khí thiên nhiên được sử dụng làm nhiên liệu để thắp sáng, đun nấu, chạy máy phát điện,… Một loại khí thiên nhiên X (đã qua xử lí để loại bỏ một số khí vô cơ như nitrogen, carbon dioxide, hydrogen sulfide, hydrogen,…) có thành phần phần trăm về thể tích các khí như sau: 90\% methane, 5\% ethane, 4\% propane và 1\% butane. Giả thiết, khi đốt cháy hoàn toàn X ở điều kiện chuẩn chỉ xảy ra các phản ứng hoá học sau:
(1) $C{H}_4(g)+2O_2(g)\stackrel{t^o}{\to }C{O}_2(g)+2H_{2}O(l)$
(2) $2C_2{H}_6(g)+7O_2(g)\stackrel{t^o}{\to }4C{O}_2(g)+6H_{2}O(l)$
(3) $C_3{H}_8(g)+5O_2(g)\stackrel{t^o}{\to }3C{O}_2(g)+4H_{2}O(l)$
(4) $2C_4{H}_{10}(g)+13O_2(g)\stackrel{t^o}{\to }8C{O}_2(g)+10H_{2}O(l)$
Một nhà máy nhiệt điện có công suất 2400 kW (không đổi trong quá trình hoạt động), sử dụng khí thiên nhiên X làm nhiên liệu. Sau z ngày thì nhà máy nhiệt điện trên tiêu thụ hết (đốt cháy hoàn toàn) 364,8 tấn khí thiên nhiên X ở điều kiện chuẩn. Xác định giá trị của z. (Không làm tròn kết quả các phép tính trung gian, chỉ làm tròn kết quả cuối cùng đến hàng đơn vị).
Cho biết: Có 25\% nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn khí thiên nhiên X chuyển hóa thành điện năng và 1 kW = 1 kJ/s; nhiệt tạo thành chuẩn (kJ/mol) của các chất được cho trong bảng sau:

Xăng E5 là một loại xăng sinh học, được tạo thành khi trộn 5 thể tích C${}_2$H${}_5$OH (D = 0,8 g/mL) với 95 thể tích xăng truyền thống. Giả sử xăng truyền thống chỉ chứa hai alkane C${}_8$H${}_{18}$ và C${}_9$H${}_{20}$ (tỉ lệ mol tương ứng 3 : 4, D = 0,7 g/mL). Biết nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy 1 mol các chất trong xăng E5 như sau:



Một người đàn ông ngồi trên chiếc xe máy di chuyển trung bình 10 km trên đường bằng phẳng thì cần một nhiệt lượng chuyển thành công cơ học là 2225 kJ. Biết hiệu suất sử dụng nhiên liệu của động cơ xe máy là 32\%. Nếu người đàn ông ngồi trên chiếc xe máy đó di chuyển từ Nha Trang đến Phan Rang – Tháp Chàm theo Quốc lộ 1A (đường bằng phẳng) với quãng đường là 100 km thì hết khoảng bao nhiêu lít xăng *(kết quả làm tròn đến hàng phần trăm)*?

Cho chu trình enthalpy sau:



Giá trị của x là

Cho phản ứng hoá học xảy ra ở điều kiện chuẩn sau:
$$2N{O}_2(g)(đỏn\hat{a}u)\to N_2{O}_4(g)(kh\hat{o}ngm\grave{a}u)$$
Biết NO${}_2$ và N${}_2$O${}_4$ có ${\Delta }_f{H}_{298}^o$ tương ứng là 33,18 kJ/mol và 9,16 kJ/mol. Điều này chứng tỏ phản ứng

Nhiệt tạo thành chuẩn $({\Delta }_f{H}_{298}^0)$ của $C_3{H}_8(g)$, $H_{2}O(l)$ và $C{O}_2(g)$ lần lượt là -105,00 kJ·mol⁻¹; −285,8 kJ·mol⁻¹ và −393,50 kJ·mol⁻¹. Biến thiên enthalpy chuẩn $({\Delta }_r{H}_{298}^0)$ của phản ứng $C_3{H}_8(g)+5O_2(g)\to 3C{O}_2(g)+4H_{2}O(l)$ là bao nhiêu?

Trong cơ thể người, tristearin (một loại triglyceride bão hòa) bị oxi hóa hoàn toàn thông qua chu trình chuẩn độ sinh học để giải phóng năng lượng cho các hoạt động sống. Phương trình nhiệt hóa học của quá trình được tóm tắt như sau:
$$(C_{17}{H}_{35}COO{)}_3{C}_3{H}_5(s)+\frac{163}{2}{O}_2(g)\to 57C{O}_2(g)+55H_{2}O(l)$$
Cho biết nhiệt tạo thành chuẩn của các chất:

Cho các phát biểu sau:
(1) Tristearin thuộc loại chất béo bão hòa, do đó nó có nhiệt độ nóng chảy cao và thường tồn tại ở trạng thái rắn trong điều kiện thường.
(2) Ở điều kiện chuẩn, cứ 1 mol tristearin bị oxi hóa hoàn toàn theo phản ứng (1) sẽ giải phóng một lượng nhiệt là 40492,5 kJ ra môi trường.
(3) Nếu một vận động viên tiêu thụ 100 g tristearin, năng lượng sinh ra tương đương với khoảng 961 kcal (biết 1 kcal = 4,184 kJ).
(4) Hiệu suất năng lượng của tristearin (tính theo kJ/kg) đạt trên 90\% so với năng suất tỏa nhiệt dầu hỏa thương phẩm (44000 kJ/kg).
Liệt kê các phát biểu đúng theo thứ tự tăng dần.

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 hóa học, được dùng để khử chua đất trồng trọt, xử lí nước thải công nghiệp, khử độc môi trường. Còn $C{O}_2$ được dùng sản xuất $C{O}_2$ lỏng phục vụ cho nhu cầu công nghiệp và dân sinh. Quá trình nung vôi xảy ra theo phương trình hóa học như sau:
$$CaC{O}_3(s)\to CaO(s)+C{O}_2(g)(1)$$
Phản ứng (1) là phản ứng thu nhiệt mạnh. Lượng nhiệt này được cung cấp từ quá trình đốt cháy hoàn toàn than đá (chứa 98% là carbon graphite và 2% tạp chất tro):
$$C(graphite)+O_2(g)\to C{O}_2(g)(2)$$
Xét các phản ứng ở điều kiện chuẩn và hiệu suất chuyển hóa của $CaC{O}_3$ là 100%. Tính khối lượng than đá (theo tấn, làm tròn đến hàng đơn vị) cần thiết để sản xuất 420 tấn CaO(s) trong giai đoạn trên. Biết 95% tổng lượng nhiệt tỏa ra từ phản ứng (2) được cung cấp cho phản ứng (1) và các giá trị nhiệt tạo thành của các chất ở điều kiện chuẩn được cho trong bảng sau:
Nhiệt tạo thành chuẩn của các chất:

Ở điều kiện chuẩn, cần phải đốt cháy hoàn toàn bao nhiêu gam methane CH${}_4$(g) (làm tròn đến hàng phần trăm) để cung cấp nhiệt cho phản ứng tạo 1 mol CaO bằng cách nung CaCO${}_3$. Giả thiết hiệu suất các quá trình đều là 100\%. Phương trình nhiệt của phản ứng nung vôi và đốt cháy methane như sau:

(1) CaCO${}_3$(s) → CaO(s) + CO${}_2$(s)

(2) CH${}_4$(g) + 2O${}_2$(g) → CO${}_2$(g) + 2H${}_2$O(g)

Biết nhiệt tạo thành (${\Delta }_f{H}_{298}^0$) của các chất ở điều kiện chuẩn được cho trong bảng sau:

Theo khuyến nghị của Bộ Y tế Việt Nam, năng lượng cần thiết đối với nữ giới độ tuổi từ 15 – 19 và có mức vận động thể lực nhẹ là khoảng 2110 kcal mỗi ngày/người. Trong đó có 55 – 65\% năng lượng nên được cung cấp từ nhóm bột đường. Biết rằng trong cơ thể, tinh bột được thủy phân hoàn toàn thành glucose, sau đó glucose bị oxi hóa hoàn toàn để cung cấp năng lượng cho tế bào. Phản ứng oxi hóa hoàn toàn glucose trong cơ thể như sau:
$$C_6{H}_{12}{O}_6(aq)+6O_2(g)\to 6C{O}_2(g)+6H_{2}O(l)$$
Biến thiên enthalpy tạo thành chuẩn của các chất:

Một nữ sinh thực hiện chế độ ăn 2110 kcal/ngày với 60\% năng lượng từ tinh bột. Hãy tính khối lượng tinh bột (tính bằng gam) mà nữ sinh này cần ăn mỗi ngày để đáp ứng đủ nhu cầu năng lượng từ tinh bột theo chế độ. (Làm tròn kết quả đến hàng đơn vị, biết 1 kcal = 4,18 kJ)

Xác định biến thiên enthalpy của phản ứng sau ở điều kiện chuẩn:
$$4\text{FeS(s)}+7{\text{O}}_2\text{(g)}\to 2{\text{Fe}}_2{\text{O}}_3\text{(s)}+4{\text{SO}}_2\text{(g)}.$$
Biết nhiệt tạo thành của các chất FeS (s), Fe${}_2$O${}_3$(s) và SO${}_2$(g) lần lượt là -100,0 kJ/mol, -825,5 kJ/mol và -296,8 kJ/mol.

Trong sản xuất vôi bằng lò vôi thủ công, người ta sử dụng than đá để cung cấp nhiệt cho quá trình nung vôi. Biết khi đốt cháy 1 kg than tỏa ra $30.10^3$ kJ và chỉ có 70\% nhiệt tỏa ra khi đốt than được sử dụng cho phản ứng phân hủy CaCO${}_3$; nhiệt tạo thành chuẩn của CO${}_2$(g), CaO(s) và CaCO${}_3$(s) lần lượt là -394 kJ/mol, -635 kJ/mol, -1207 kJ/mol. Để sản xuất được 15 tấn vôi sống thì cần sử dụng bao nhiêu tấn than đá loại? (Làm tròn kết quả đến hàng phần trăm)

Ammonia được tạo ra bằng cách cho nitrogen phản ứng với hydrogen với sự có mặt của chất xúc tác là iron. Phương trình phản ứng tạo ammonia diễn ra như sau: $N_2(g)+3H_2(g)\rightleftharpoons 2N{H}_3(g)$. Biết năng lượng liên kết ($E_b$) ở 25°C; 1 bar của một số loại liên kết được cho trong bảng sau:



Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng (kJ) tính theo năng lượng liên kết ở điều kiện trên có giá trị là

Để sản xuất $HN{O}_3$, giai đoạn đầu người ta oxi hoá $N{H}_3$ có xúc tác Pt ở 900°C bằng oxygen không khí theo phản ứng: $2N{H}_3(g)+2,5O_2(g)\to 2NO(g)+3H_{2}O(l)$. Cho bảng giá trị nhiệt tạo thành chuẩn của các chất như sau



Oxi hoá NH₃ tạo ra 2 mol NO theo phản ứng trên ở điều kiện chuẩn toả ra bao nhiêu kJ nhiệt? (Kết quả làm tròn đến hàng đơn vị)

Nescafe đã sản xuất thành công lon coffee tự làm nóng. Để làm nóng coffee, chỉ cần ấn nút (trên lon) để trộn nguyên liệu gồm dung dịch KOH hoặc NaOH rất loãng và CaO; 250 mL coffee trong lon sẽ được hâm nóng đến khoảng 40°C. Giả sử nhiệt dung riêng của coffee là 4,18 J/g.K (Nhiệt dung riêng là nhiệt lượng cần cung cấp để 1 gam chất tăng lên 1°C). Cho ${\Delta }_{\mathrm{f}}{H}_{298}^0$ (kJ.mol${}^{-1}$) của CaO, H${}_2$O(l), Ca(OH)${}_2$ lần lượt là -635; -286; -985; các giá trị này không đổi trong khoảng nhiệt độ đang xét. Nhiệt tỏa ra từ phản ứng thất thoát vào sản phẩm, vỏ hộp và môi trường là 20\%. Tính khối lượng CaO theo gam cần cung cấp để làm nóng 250 mL coffee từ 10°C đến 40°C (d = 1,0 g/ml). (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị)

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:

$$CaC{O}_3(s)\stackrel{t^0}{\to }CaO(s)+C{O}_2(g)(1)$$

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):

$$C{H}_4(g)+2O_2(g)\stackrel{t^0}{\to }C{O}_2(g)+2H_{2}O(g)(2)$$

$$C_2{H}_6(g)+3,5O_2(g)\stackrel{t^0}{\to }2C{O}_2(g)+3H_{2}O(g)(3)$$

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).

Pin nhiên liệu sử dụng ethanol được đặc biệt quan tâm do có nguồn nhiên liệu sinh học dồi dào. Phản ứng chung trong pin ethanol – oxygen như sau: C${}_2$H${}_5$OH(l) + 3O${}_2$(g) → 2CO${}_2$(g) + 3H${}_2$O(l). Một pin ethanol – oxygen được dùng để thắp sáng 5 bóng đèn LED, mỗi bóng có công suất 3 W (3 J/s) liên tục trong 72 giờ, tiêu thụ hết m gam ethanol. Biết rằng 60% lượng nhiệt sinh ra từ phản ứng (ở điều kiện chuẩn) được chuyển hoá thành điện năng. Cho biết nhiệt tạo thành chuẩn của các chất:



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

Lẩu tự sôi là hộp đựng thực phẩm có khả năng tự làm nóng mà không cần dùng điện hay gas. Cấu trúc hộp gồm 2 tầng: Tầng trên là khay đựng thức ăn, tầng dưới là khay chứa gói tự sôi. Hộp làm nóng sẽ hoạt động khi đổ nước vào tầng dưới, gói tự sôi sẽ xảy ra phản ứng hóa học tỏa nhiệt, làm nóng thức ăn ở tầng trên. Trong một hộp lẩu tự sôi, người ta sử dụng một gói tạo nhiệt chứa m gam calcium oxide (CaO) nguyên chất.
Khi người dùng đổ nước vào khay dưới, xảy ra phản ứng: $CaO(s)+H_{2}O(l)⟶Ca(OH{)}_2(s)$
Cho biết nhiệt tạo thành chuẩn của các chất như sau:

Giả sử 80\% lượng nhiệt tỏa ra để làm nóng 400 gam nước lẩu ở $25^{o}C$ lên $71,7^{o}C$. Biết lượng nhiệt cần thiết để 1 gam nước lẩu thay đổi $1^{o}C$ là 4,184 J. 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)

Nescafe đã sản xuất thành công lon coffee tự làm nóng. Để làm nóng coffee, chỉ cần ấn nút (trên lon) để trộn nguyên liệu gồm dung dịch KOH hoặc NaOH rất loãng và CaO; 210 mL coffee trong lon sẽ được hâm nóng đến khoảng 40 °C. Giả sử nhiệt dung riêng của coffee là 4,18 J/g.K (Nhiệt dung riêng là nhiệt lượng cần cung cấp để 1 gam chất tăng lên 1 °C). Cho ${\Delta }_f{H}_{298}^o$ (kJ.mol${}^{-1}$) của CaO, H${}_2$O${}_{(l)}$, Ca(OH)${}_2$ lần lượt là -635; -286; -985; các giá trị này không đổi trong khoảng nhiệt độ đang xét. Nhiệt tỏa ra từ phản ứng thất thoát vào sản phẩm, vỏ hộp và môi trường là 20\%.
Tính khối lượng CaO cần cung cấp để làm nóng 210 mL coffee từ 10 °C đến 40 °C (d = 1,0 g/ml). (làm tròn đến phần nguyên).