Công thức tính biến thiên enthalpy chuẩn theo năng lượng liên kết lớp 10 (hay, chi tiết)

Bài viết Công thức tính biến thiên enthalpy chuẩn theo năng lượng liên kết lớp 10 trình bày đầy đủ công thức, ví dụ minh họa có lời giải chi tiết và các bài tập tự luyện giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm về Công thức tính biến thiên enthalpy chuẩn theo năng lượng liên kết từ đó học tốt môn Hóa học.

Công thức tính biến thiên enthalpy chuẩn theo năng lượng liên kết lớp 10 (hay, chi tiết)

(199k) Xem Khóa học Hóa 10 KNTTXem Khóa học Hóa 10 CDXem Khóa học Hóa 10 CTST

I. Lý thuyết và phương pháp giải

- Giả sử có phản ứng tổng quát:

aA(g) + bB(g) → mM(g) + nN(g)

Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng này được tính theo công thức:

                        ${\Delta }_r{H}_{298}^0=a\times E_b\left(A\right)+b\times E_b\left(B\right)-m\times E_b\left(M\right)-n\times E_b\left(N\right)$

Trong đó, E_b(A), E_b(B), E_b(M), E_b(N) lần lượt là tổng năng lượng liên kết của tất cả các liên kết trong các phân tử A, B, M, N.

- Năng lượng liên kết của một số loại liên kết được cho ở bảng sau:

(Trích phụ lục 2 – SGK Hóa học 10 – Cánh diều)

II. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho phản ứng hóa học sau:

3H₂ (g) + N₂ (g) → 2NH₃ (g)

Biết năng lượng liên kết (kJmol^-1) trong các chất như sau:

 Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng trên được tính theo năng lượng liên kết là

A. +105 kJ.                     

B. -105 kJ.

C. +986 kJ.                     

D. -986 kJ.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng trên được tính theo năng lượng liên kết là

${\Delta }_r{H}_{298}^0=3\times E_b\left(H_2\right)+E_b\left(N_2\right)-2\times E_b\left(N{H}_3\right)$

= 3 × E_{b (H – H)} + E_{b (N ≡ N)} – 2 × 3 × E_{b (N – H)}

=  3 × 432 + 945 - 2 × 3 × 391 = -105 kJ.

Ví dụ 2: Cho phản ứng hóa học sau:

CH₄ (g) + Cl₂ (g) → CH₃Cl (g) + HCl (g)

Biết năng lượng liên kết (kJmol^-1) trong các chất cho ở bảng sau:

Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng trên được tính theo năng lượng liên kết là

A. -113 kJ.                      

B. +113 kJ.

C. -527 kJ.

D. +527 kJ.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng trên được tính theo năng lượng liên kết là

${\Delta }_r{H}_{298}^0=1\times E_b\left(C{H}_4\right)+1\times E_b\left(C{l}_2\right)-1\times E_b\left(C{H}_{3}Cl\right)-1\times E_b\left(HCl\right)$

= 1 × 4E_{C – H} + 1 × E_{Cl – Cl} – 1 × (3E_{C – H} + E_{C – Cl}) – 1 × E_{H – Cl}

= 1 × 4 × 414 + 1 × 243 - 1×(3×414 + 339) - 1×431 = -113 (kJ).

III. Bài tập vận dụng

Câu 1: Cho giá trị trung bình của các năng lượng liên kết ở điều kiện chuẩn:

Liên kết	C – H	C – C	C = C
Eb (kJ/mol)	418	346	612

Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng C₃H₈(g) ⟶ CH₄(g) + C₂H₄(g) là

A. +103 kJ.

B. – 103 kJ.       

C. +80 kJ.

D. – 80 kJ.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

${\Delta }_r{H}_{298}^o=2.{E_b}_{\left(C–C\right)}+8.{E_b}_{\left(C–H\right)}-1.{E_b}_{\left(C=C\right)}\text{ - }8.{E_b}_{\left(C–H\right)}$

= 2.346 + 8.418 - 1.612 - 8.418 = +80 kJ.

Câu 2: Cho phản ứng hóa học sau:

H₂C=CH₂(g) + H₂(g) → H₃C-CH₃(g)

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

Liên kết	C – H	C – C	C = C	H - H
Eb (kJ/mol)	418	346	612	436

Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng là

A. +134.

B. -134.

C. +478.

D. +284.

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: B

${\Delta }_r{H}_{298}^o=E_{C=C}+4.E_{C-H}+E_{H-H}–E_{C-C}–6E_{C-H}$

= E_C=C + E_H-H – E_C-C – 2E_C-H = 612 + 436 – 346 – 2.418 = -134 (kJ).

Câu 3: Cho phản ứng sau:

H₂ (g) + Cl₂ (g) → 2HCl (g)

Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng là

Biết: E_b (H – H) = 436 kJ/mol, E_b (Cl – Cl) = 243 kJ/mol, E_b (H – Cl) = 432 kJ/ mol.

A. +158 kJ.                     

B. -158 kJ.

C. +185 kJ.                     

D. -185 kJ.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng là:

${\Delta }_r{H}_{298}^0={E_b}_{(H-H)}+E_{b(Cl-Cl)}-2E_{b(H-Cl)}=436+243-2.432=-185\left(kJ\right).$

Câu 4: Cho phản ứng hóa học sau:

2H₂(g) + O₂(g) $\stackrel{t°}{\to }$ 2H₂O(g)          

Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng là

Biết: E_b(H-H) = 432 kJ/mol; E_b(O=O) = 498 kJ/mol; E_b(O-H) = 467 kJ/mol.

A. -560 kJ.                      

B. -506 kJ.

C. +560 kJ.                     

D. +506 kJ.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng là

${\Delta }_r{H}_{298}^o=2.E_b\left(H_2\right)+E_b\left(O_2\right)–2.E_b\left(H_{2}O\right)$

= 2.E_b(H-H) + E_b(O=O) – 2.2.E_b(O-H) = 2.432 + 498 – 2.2.467 = -506 (kJ).

Câu 5: Cho phản ứng hóa học sau:

C₇H₁₆(g) + 11O₂(g) $\stackrel{t°}{\to }$ 7CO₂(g) + 8H₂O(g)

Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng là

Biết: E_b(C-C) = 347 kJ/mol; E_b(C-H) = 413 kJ/mol; E_b(O=O) = 498 kJ/mol; E_b(C=O) = 745 kJ/mol; E_b(O-H) = 467 kJ/mol.

A. -3734 kJ.                       

B. +3734 kJ.

C. -46 kJ.

D. +46 kJ.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng là

${\Delta }_r{H}_{298}^o=E_b\left(C_7{H}_{16}\right)+11.E_b\left(O_2\right)–7.E_b\left(C{O}_2\right)–8.E_b\left(H_{2}O\right)$

= 6.E_b(C-C)  + 16E_b(C-H)  + 11.E_b(O=O)  – 7.2.E_b(C=O)  – 8.2.E_b(O-H)

= 6.347 + 16.413 + 11.498 – 7.2.745 – 8.2.467 = -3734 kJ.

Câu 6: Cho phản ứng tạo thành propene từ propyne:

$C{H}_3-C\equiv CH\left(g\right)+H_2\left(g\right)\stackrel{t°,Pd/PbC{O}_3}{\to }C{H}_3-CH=C{H}_2\left(g\right)$

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

Liên kết	C – H	C – C	C = C	C ≡ C	H - H
Eb (kJ/mol)	413	347	614	839	432

Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng là

A. -169 kJ.                      

B. +169 kJ.

C. -196 kJ.                      

D. +196 kJ.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

${\Delta }_r{H}_{298}^0={E_b}_{\left(C\equiv C\right)}+{E_b}_{\left(C-C\right)}$$+4.{E_b}_{\left(C-H\right)}+{E_b}_{\left(H-H\right)}-{E_b}_{\left(C=C\right)}-{E_b}_{\left(C-C\right)}-6.{E_b}_{\left(C-H\right)}$

= E_{b (C≡C)} – E_b(C=C) + E_b(H-H) – 2E_b(C-H)

= 839 – 614  + 432 – 2.413 = -169 kJ.

Câu 7: Cho phản ứng đốt cháy octane như sau:

C₈H₁₈ (g) + $\frac{25}{2}{O}_2\left(g\right)$→ 8CO₂ (g) + 9H₂O (l)              ${\Delta }_r{H}_{298}^0=-5030kJ$

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

Liên kết	C – H	C – C	O = O	C = O	H - O
Eb (kJ/mol)	414	347	498	799	x

Giá trị của x là

A. 305.

B. 360.

C. 464.

D. 837.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Ta có:

${\Delta }_r{H}_{298}^0=E_b\left(C_8{H}_{18}\right)+\frac{25}{2}{E}_b\left(O_2\right)-8E_b\left(C{O}_2\right)-9E_b\left(H_{2}O\right)$

$\Rightarrow$ x = 464

Câu 8: Cho phản ứng tổng quát: aA + bB → mM + nN. Hãy chọn phương án tính đúng ${\Delta }_r{H}_{298}^o$ của phản ứng:

A. ${\Delta }_r{H}_{298K}^o=m\times {\Delta }_f{H}_{298}^o\left(M\right)$ $+n\times {\Delta }_f{H}_{298}^o\left(N\right)$ $+a\times {\Delta }_f{H}_{298}^o\left(A\right)+b\times {\Delta }_f{H}_{298}^o\left(B\right)$

B. ${\Delta }_r{H}_{298K}^o=a\times {\Delta }_f{H}_{298}^o\left(A\right)$ $+b\times {\Delta }_f{H}_{298}^o\left(B\right)$ $-m\times {\Delta }_f{H}_{298}^o\left(M\right)$$-n\times {\Delta }_f{H}_{298}^o\left(N\right)$

C. ${\Delta }_r{H}_{298K}^o=a\times E_b\left(A\right)+b\times E_b\left(B\right)-m\times E_b\left(M\right)-n\times E_b\left(N\right)$

D. ${\Delta }_r{H}_{298K}^o=m\times E_b\left(M\right)+n\times E_b\left(N\right)-a\times E_b\left(A\right)-b\times E_b\left(B\right)$

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

- Cách tính enthalpy của phản ứng hoá học dựa vào năng lượng liên kết:

${\Delta }_r{H}_{298}^0=\sum _{}^{}{E}_b\left(c\text{d}\right)-\sum _{}^{}{E}_b\left(sp\right)$

Hay ${\Delta }_r{H}_{298K}^o=a\times E_b\left(A\right)+b\times E_b\left(B\right)-m\times E_b\left(M\right)-n\times E_b\left(N\right)$

- Cách tính enthalpy của phản ứng hoá học dựa vào enthalpy tạo thành:

${\Delta }_r{H}_{298}^0=\sum _{}^{}{\Delta }_f{H}_{298}^0\left(sp\right)-\sum _{}^{}{\Delta }_f{H}_{298}^0\left(cd\right)$

Hay ${\Delta }_r{H}_{298K}^o=m\times {\Delta }_f{H}_{298}^o\left(M\right)+n$ $\times {\Delta }_f{H}_{298}^o\left(N\right)$$-a\times {\Delta }_f{H}_{298}^o\left(A\right)$$-b\times {\Delta }_f{H}_{298}^o\left(B\right)$

Câu 9: Cho phương trình hóa học của phản ứng:

$C_2{H}_4\left(g\right)+H_{2}O\left(l\right)\to C_2{H}_{5}OH\left(l\right)$

Công thức tính biến thiên enthalpy của phản ứng theo nhiệt tạo thành chuẩn của các chất là

A. ${\Delta }_r{H}_{298}^0={\Delta }_f{H}_{298}^0\left(C_2{H}_{5}OH\right)$$+{\Delta }_f{H}_{298}^0\left(C_2{H}_4\right)\text{ +}{\Delta }_f{H}_{298}^0\left(H_{2}O\right)$

B. ${\Delta }_f{H}_{298}^0={\Delta }_r{H}_{298}^0\left(C_2{H}_{5}OH\right)$ $-{\Delta }_r{H}_{298}^0\left(C_2{H}_4\right)-{\Delta }_r{H}_{298}^0\left(H_{2}O\right)$

C. ${\Delta }_r{H}_{298}^0={\Delta }_f{H}_{298}^0\left(C_2{H}_{5}OH\right)$$-{\Delta }_f{H}_{298}^0\left(C_2{H}_4\right)-{\Delta }_f{H}_{298}^0\left(H_{2}O\right)$

D. ${\Delta }_r{H}_{298}^0={\Delta }_f{H}_{298}^0\left(C_2{H}_4\right)$$+{\Delta }_f{H}_{298}^0\left(H_{2}O\right)-{\Delta }_f{H}_{298}^0\left(C_2{H}_{5}OH\right)$

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Phản ứng: $C_2{H}_4\left(g\right)+H_{2}O\left(l\right)\to C_2{H}_{5}OH\left(l\right)$

Biến thiên enthalpy của phản ứng tính theo nhiệt tạo thành chuẩn:

${\Delta }_r{H}_{298}^0={\Delta }_f{H}_{298}^0\left(C_2{H}_{5}OH\right)$$-{\Delta }_f{H}_{298}^0\left(C_2{H}_4\right)-{\Delta }_f{H}_{298}^0\left(H_{2}O\right)$

Câu 10: Phosgene (COCl₂) được điều chế bằng cách cho hỗn hợp CO và Cl₂ đi qua than hoạt tính. Biết ở điều kiện chuẩn: E_b(Cl-Cl) = 243 kJ/mol; E_b(C-Cl) = 339 kJ/mol; E_b(C=O) = 745 kJ/mol; E_b(C ≡ O) = 1075 kJ/mol. Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng tạo thành phosgene từ CO và Cl₂ là

A. +105 kJ.                     

B. -105 kJ.

C. +150 kJ.                     

D. -150 kJ.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

$CO\left(g\right)+C{l}_2\left(g\right)\stackrel{thanhoattinh}{\to }COC{l}_2\left(g\right)$

Áp dụng công thức: ${\Delta }_r{H}_{298}^0=E_b\left(CO\right)+E_b\left(C{l}_2\right)-E_b\left(COC{l}_2\right)$

= E_C≡O + E_{Cl – Cl} – E_C=O – 2E_{C – Cl}  = 1075 + 243 – 745 – 2.339 = - 105 kJ.

(199k) Xem Khóa học Hóa 10 KNTTXem Khóa học Hóa 10 CDXem Khóa học Hóa 10 CTST

Xem thêm các bài viết về công thức Hóa học 10 hay, chi tiết khác:

• Công thức tính số oxi hóa

• Công thức bảo toàn electron

• Công thức tính biến thiên enthalpy theo nhiệt tạo thành chuẩn

• Công thức tính tốc độ trung bình của phản ứng

• Công thức tính tốc độ tức thời của phản ứng hay công thức định luật tác dụng khối lượng

• Công thức tính hệ số nhiệt van't hoff

---