Hỗn hợp bột Al và NH4ClO4 được dùng làm nhiên liệu rắn cho tên lửa

Giải Chuyên đề Hóa học 10 Bài 6: Hóa học về phản ứng cháy nổ

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.

Xem thêm lời giải bài tập Chuyên đề học tập Hóa học 10 Cánh diều hay, chi tiết khác:

• Mở đầu trang 41 Chuyên đề Hóa học 10: Quan sát các phản ứng trong Hình 6.1 và Hình 6.2, cho biết tốc độ của phản ứng nào lớn hơn? ....

• Câu hỏi 1 trang 41 Chuyên đề Hóa học 10: Có những cách nào để tính biến thiên enthalpy của phản ứng? ....

• Câu hỏi 2 trang 42 Chuyên đề Hóa học 10: Nhắc lại cách tính biến thiên theo enthalpy phản ứng theo năng lượng liên kết ....

• Luyện tập 1 trang 42 Chuyên đề Hóa học 10: Đốt cháy hoàn toàn 1 gam (ở thể hơi) mỗi chất trong dãy CH₄, CH₃Cl, CH₂Cl₂, CHCl₃, CCl₄ sẽ tỏa ra bao nhiêu kJ nhiệt lượng trong điều kiện chuẩn? ....

• Luyện tập 2 trang 42 Chuyên đề Hóa học 10: So sánh mức độ mãnh liệt của phản ứng đốt cháy các chất trên ....

• Câu hỏi 3 trang 42 Chuyên đề Hóa học 10: Xác định nhiệt lượng (kJ) tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 gam mỗi chất CH₄, C₂H₂ ở điều kiện chuẩn ....

• Câu hỏi 4 trang 44 Chuyên đề Hóa học 10: Hãy tính ứng với 1 gam mỗi muối trong các phản ứng (1’), (2’), (3’) tỏa ra bao nhiêu kJ nhiệt lượng ....

• Vận dụng 1 trang 44 Chuyên đề Hóa học 10: Nêu thành phần đầu que diêm và vỏ quẹt bao diêm; cơ sở hóa học sự tạo lửa của diêm ....

• Vận dụng 2 trang 44 Chuyên đề Hóa học 10: Việt Nam là một trong những quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề của các cuộc chiến tranh để lại ....

• Vận dụng 3 trang 44 Chuyên đề Hóa học 10: Ngày 04 – 8 – 2020 tại cảng biển thành phố Beirut, thủ đô của Liban đã xảy ra hai vụ nổ liên tiếp ....

• Câu hỏi 5 trang 45 Chuyên đề Hóa học 10: Giải thích vì sao ở những nơi có điều kiện, người ta bơm khí nitơ vào lốp xe ô tô thay cho không khí ....

• Vận dụng 4 trang 46 Chuyên đề Hóa học 10: Giải thích các yếu tố nguy hiểm trong ba trường hợp sau: a) Ngủ trong phòng hẹp và kín ....

• Bài tập 2 trang 47 Chuyên đề Hóa học 10: Hexachlorobenzene rắn (C₆Cl₆) là chất cực kì độc hại với con người nên được bảo quản rất kĩ lưỡng ....

• Bài tập 3 trang 47 Chuyên đề Hóa học 10: Cho phản ứng đốt cháy hoàn toàn khí propane: C₃H₈(g) + 5O₂(g) → 3CO₂(g) + 4H₂O(g) ....

• Bài tập 4 trang 47 Chuyên đề Hóa học 10: Cho phản ứng giữa Hb với O₂ ở phổi: Hb + O₂ → HbO₂ ....

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 10 hay khác:

• Giải Chuyên đề Hóa học 10 Kết nối tri thức
• Giải Chuyên đề Hóa học 10 Chân trời sáng tạo
• Giải Chuyên đề Hóa học 10 Cánh diều
• Giải lớp 10 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 10 Chân trời sáng tạo (các môn học)
• Giải lớp 10 Cánh diều (các môn học)

---