Chuyên đề Năng lượng hóa học lớp 10

Tài liệu chuyên đề Năng lượng hóa học Hóa học lớp 10 gồm các dạng bài tập từ cơ bản đến nâng cao với phương pháp giải chi tiết và bài tập tự luyện đa dạng giúp Giáo viên có thêm tài liệu giảng dạy Hóa 10.

Chuyên đề Năng lượng hóa học lớp 10

Xem thử chuyên đề Hóa học 10 KNTT

Chỉ từ 450k mua trọn bộ Chuyên đề dạy thêm Hóa học 10 (cả 3 sách) bản word có lời giải chi tiết:

Quảng cáo

A. PHẦN LÍ THUYẾT

I. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM BÀI 5: ENTHALPY VÀ BIẾN THIÊN ENTHALPY TRONG CÁC PHẢN ỨNG HÓA HỌC

1. Phản ứng tỏa nhiệt, phản ứng thu nhiệt

* Phản ứng tỏa nhiệt là phản ứng hóa học trong đó có sự giải phóng nhiệt năng ra môi trường.

* Phản ứng thu nhiệt là phản ứng hóa học trong đó có sự hấp thụ nhiệt năng ra môi trường.

Chuyên đề Năng lượng hóa học lớp 10

2. Biến thiên enthalpy của phản ứng

a) Biến thiên enthalpy của phản ứng (hay nhiệt phản ứng; kí hiệu rH (r: reaction – phản ứng); đơn vị kcal, kJ) là lượng nhiệt tỏa ra hay thu vào của một phản ứng hóa học trong quá trình đẳng áp (áp suất không đổi).

b) Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng (hay nhiệt phản ứng chuẩn; kí hiệu ΔrH298o) là nhiệt kèm theo phản ứng đó trong điều kiện chuẩn.

- Điều kiện chuẩn: áp suất 1 bar (đối với chất khí), nồng độ 1 mol/L (đối với chất tan trong dung dịch) và thường chọn nhiệt độ 25 0C (hay 298 K).

3. Phương trình nhiệt hóa học

Phương trình nhiệt hóa học là phương trình phản ứng hóa học có kèm theo nhiệt phản ứng và trạng thái của các chất đầu (cđ) và sản phẩm (sp).

Ví dụ 1:

CH4(g) + H2O(l) t0CO(g) + 3H2(g)

ΔrH298o= 250 kJ

Ví dụ 2:

C2H5OH(l) + 3O2(g) t02CO2(g) + 3H2O(l)

ΔrH298o = –1366,89 kJ

Quảng cáo

4. Ý nghĩa của biến thiên enthalpy

* Phản ứng tỏa nhiệt

Ví dụ 3:

H2SO4(aq) + 2NaOH(aq) Na2SO4(aq) + 2H2O(l)

ΔrH2980 = –111,68 kJ

Chuyên đề Năng lượng hóa học lớp 10

ΔfH2980(sp) < ΔfH2980(cd)ΔrH2980 < 0

* Phản ứng thu nhiệt

CaCO3(s) t0CaO(s) + CO2(g)

ΔrH2980= +178,49 kJ

ΔfH2980(sp) > ΔfH2980(cd)ΔrH2980 > 0

* Thường các phản ứng có ΔrH2980< 0 thì xảy ra thuận lợi.

II. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM BÀI 6: TÍNH BIẾN THIÊN ENTHALPY CỦA PHẢN ỨNG HÓA HỌC

1. Xác định biến thiên enthalpy của phản ứng dựa vào enthalpy tạo thành

a) Enthalpy tạo thành (nhiệt tạo thành)

- Enthalpy tạo thành (nhiệt tạo thành, ∆fH) của một chất là biến thiên enthalpy của phản ứng tạo thành 1 mol chất đó từ các đơn chất ở dạng bền vững nhất, ở một điều kiện xác định.

- Enthalpy tạo thành chuẩn (nhiệt tạo thành chuẩn, ΔrH2980) là enthalpy tạo thành ở điều kiện chuẩn. Ví dụ:

C(graphite) + O2(g) t0 CO2(g)

ΔrH2980 (CO2, g) = –393,50 kJ/mol

S(s) + O2(g) t0SO2(g)

ΔrH2980 (SO2, g) = –296,80 kJ/mol

Quảng cáo

- Enthalpy tạo thành chuẩn của các đơn chất bằng 0. Ví dụ:

ΔrH2980 (O2, g) = 0; ΔrH2980(S, s) = 0;…

b) Tính biến thiên enthalpy của phản ứng dựa vào enthalpy tạo thành

Cho phương trình hóa học tổng quát:

aA + bB mM + nN

Có thể tính biến thiên enthalpy chuẩn của một phản ứng hóa học (ΔrH2980) khi biết các giá trị ΔrH2980 của tất cả các chất đầu và sản phẩm theo công thức sau:

Chuyên đề Năng lượng hóa học lớp 10

2. Xác định biến thiên enthalpy của phản ứng dựa vào năng lượng liên kết

Cho phản ứng tổng quát ở điều kiện chuẩn:

aA(g) + bB(g) mM(g) + nN(g)

Tính ΔrH2980của phản ứng khi biết các giá trị năng lượng liên kết (Eb) theo công thức:

Chuyên đề Năng lượng hóa học lớp 10

Quảng cáo

III. ĐỀ TỰ LUYỆN PHẦN LÍ THUYẾT

3.1. Phần tự luận

Câu 1: Khi đun nóng ống nghiệm đựng KMnO4 (thuốc tím), nhiệt của ngọn lửa làm cho KMnO4 bị nhiệt phân, tạo hỗn hợp bột màu đen:

2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2

Em hãy dự đoán phản ứng này tỏa nhiệt hay thu nhiệt?

Câu 2: Khi đun nóng muối ammonium nitrate bị nhiệt phân theo phương trình:

NH4NO3 t0 N2O + 2H2O

Hãy dự đoán phản ứng trên là tỏa nhiệt hay thu nhiệt.

Câu 3: Các quá trình nào sau đây là tỏa nhiệt hay thu nhiệt?

a) Nước hóa rắn.

b) Sự tiêu hóa thức ăn.

c) Quá trình chạy của con người.

d) Khí CH4 đốt ở trong lò.

e) Hòa tan KBr vào nước làm cho nước trở nên lạnh.

g) Sulfuric acid đặc khi thêm vào nước làm cho nước nóng lên.

Câu 4: Nối mỗi nội dung cột A vớ nội dung ở cột B cho phù hợp:

Cột A

Cột B

a) Trong phản ứng thu nhiệt, dấu của ∆H dương vì

1) giải phóng năng lượng.

b) Trong phản ứng toả nhiệt có sự

2) hấp thụ năng lượng.

c) Trong phản ứng tỏa nhiệt, ∆H có dấu âm vì

3) năng lượng của hệ chất phản ứng lớn hơn năng lượng của hệ chất sản phẩm.

d) Trong phản ứng thu nhiệt có sự

4) năng lượng của hệ chất phản ứng nhỏ hơn năng lượng của hệ chất sản phẩm.

Câu 5: Mỗi quá trình sau đây là thu nhiệt hay tỏa nhiệt?

(1) H2O (lỏng, ở 25 0C) H2O (hơi, ở 100 0C).

(2) H2O (lỏng, ở 25 0C) H2O (rắn, ở 0 0C).

(3) CaCO3 t0CaO + CO2.

(4) Khí methane (CH4) cháy trong khí oxygen.

Câu 6: Cho các phản ứng sau và biến thiên enthalpy chuẩn:

(1) 2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(l) + CO2(g)

ΔfH298o= +20,33 kJ

(2) 4NH3(g) + 3O2(g) 2N2(g) + 6H2O(l)

ΔfH298o= –1531 kJ

Phản ứng nào tỏa nhiệt, phản ứng nào thu nhiệt?

Câu 7: Cho biết phản ứng sau có ΔrH2980> 0 và diễn ra ngay ở nhiệt độ phòng:

2NH4NO3(s) + Ba(OH)2.8H2O(s) 2NH3(aq) + Ba(NO3)2(aq) + 10H2O(l)

Khi trộn đều một lượng ammonium nitrate (NH4NO3) rắn với một lượng barium hydroxide ngậm nước (Ba(OH)2.8H2O) ở nhiệt độ phòng thì nhiệt độ của hỗn hợp sẽ tăng hay giảm? Giải thích.

Câu 8: Cho 2 sơ đồ biểu diễn sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian của phản ứng (1) và (2).

Chuyên đề Năng lượng hóa học lớp 10

Sơ đồ nào chỉ quá trình thu nhiệt và sơ đồ nào chỉ quá trình tỏa nhiệt. Giải thích?

Câu 9: Viết phương trình nhiệt hóa học ứng với sơ đồ biểu diễn biến thiên enthalpy của hai phản ứng sau:

Chuyên đề Năng lượng hóa học lớp 10

Câu 10: Phản ứng giữa nitrogen và oxygen chỉ xảy ra ở nhiệt độ cao (3000 0C) hoặc nhờ tia lửa điện: N2(g) + O2(g) 2NO(g).

a) Phản ứng trên tỏa nhiệt hay thu nhiệt?

b) Bằng kiến thức về năng lượng liên kết trong phân tử các chất, hãy giải thích vì sao phản ứng trên khó xảy ra.

Câu 11: Cho phản ứng:

C(kim cương) C(graphite)

ΔrH2980= –1,9 kJ

a) Ở điều kiện chuẩn, kim cương hay graphite có mức năng lượng thấp hơn?

b) Trong phản ứng xác định nhiệt tạo thành của CO2(g):

C(s) + O2(g) CO2(g)

Carbon ở dạng kim cương hay graphite?

Câu 12: Cho hai phương trình nhiệt hóa học sau:

CO(g) + 1/2O2(g) CO2(g)

ΔrH2980= –283,00 kJ (1)

H2(g) + F2(g) 2HF(g)

ΔrH2980= –546,00 kJ (2)

So sánh nhiệt giữa hai phản ứng (1) và (2). Phản ứng nào xảy ra thuận lợi hơn?

Câu 13: Cho hai phương trình nhiệt hóa học sau:

(1) CO(g) + 1/2O2(g) CO2(g)

ΔrH2980= –283,00 kJ

(2) C2H5OH(l) + 3O2(g) 2CO2(g) + 3H2O(l)

ΔrH2980= –1366,89 kJ

Khi đốt cháy cùng 1 mol CO và C2H5OH thì phản ứng nào tỏa ra lượng nhiệt lớn hơn?

Câu 14: Thí nghiệm phân hủy hydrogen peroxide (H2O2) thành nước và khí oxygen có xúc tác KI theo phương trình nhiệt hóa học sau:

2H2O2(aq) KIO2(g) + 2H2O(l)

ΔrH2980= –196 kJ

Phản ứng trên là phản ứng thu nhiệt hay tỏa nhiệt? Hãy đề xuất cách chứng minh khí sinh ra là oxygen. Nêu ứng dụng của thí nghiệm này trong thực tiễn.

Câu 15: Phản ứng phân hủy 1 mol H2O(g) ở điều kiện chuẩn:

H2O(g) H2(g) + 1/2O2(g) (1)

Điền vào chỗ trống trong các phát biểu dưới đây:

(a) Phản ứng (1) là phản ứng……nhiệt.

(b) Nhiệt tạo thành chuẩn của H2O(g) là……

(c) Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng 2H2(g) + O2(g) 2H2O(g) là……

(d) Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng (1) là……

Các số liệu tra ở bảng phụ lục 2.

Câu 16: Cho các phương trình nhiệt hóa học:

(1) CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)

ΔrH2980= +176,0 kJ

(2) C2H4(g) + H2(g) C2H6(g) ΔrH2980= –137,0 kJ

(3) Fe2O3(s) + 2Al(s) Al2O3(s) + 2Fe(s)

ΔrH2980= –851,5 kJ

Trong các phản ứng trên, phản ứng nào tỏa nhiệt, phản ứng nào thu nhiệt?

Câu 17: Cho các đơn chất sau đây: C(graphite, s), Br2(g), Br2(l), Na(s), Hg(l), Hg(s). Đơn chất nào có ΔrH2980= 0?

Câu 18: Khi pha loãng 100 mL H2SO4 đặc bằng nước thấy cốc đựng dung dịch nóng lên. Vậy quá trình pha loãng H2SO4 đặc là quá trình thu nhiệt hay tỏa nhiệt? Theo em, khi pha loãng H2SO4 đặc nên cho từ từ H2SO4 đặc vào nước hay ngược lại? Vì sao?

Câu 19: Cho phương trình nhiệt hóa học sau:

NaOH(aq) + HCl(aq) NaCl(aq) + H2O(l)

ΔrH2980= –57,3 kJ

a) Vẽ sơ đồ biểu diễn biến thiên enthalpy của phản ứng.

b) Tính lượng nhiệt tỏa ra khi dùng dung dịch có chứa 8 gam NaOH trung hòa với lượng vừa đủ dung dịch HCl.

Câu 20: Khí hydrogen cháy trong không khí tạo thành nước theo phương trình hóa học sau:

2H2(g) + O2(g) 2H2O(g)

ΔrH2980= –483,64 kJ

a) Nước hay hỗn hợp của oxygen và hydrogen có năng lượng lớn hơn? Giải thích.

b) Vẽ sơ đồ biến thiên năng lượng của phản ứng giữa hydrogen và oxygen.

Câu 21: Biến thiên enthalpy chuẩn của quá trình “H2O(s) H2O(l)” là 6,020 kJ.

a) Quá trình tan chảy của nước đá là quá trình thu nhiệt hay tỏa nhiệt? Vì sao?

b) Vì sao khi cho viên nước đá vào một cốc nước lỏng ấm, viên đá lại tan chảy dần?

c) Vì sao cốc nước lỏng bị lạnh dần trong quá trình viên nước đá tan chảy?

d) Biết rằng để làm cho nhiệt độ 1 mol nước lỏng thay đổi 1 0C cần một nhiệt lượng là 75,4 J. Giả sử mỗi viên nước đá tương ứng với 1 mol nước, số viên nước đá tối thiểu cần tan chảy để có thể làm lạnh 500 gam nước lỏng ở 20 0C xuống 0 0C là bao nhiêu?

e) Để làm lạnh 120 gam nước lỏng ở 45 0C xuống 0 0C, một bạn học sinh đã dùng 150 gam nước đá. Lượng nước đá này vừa đủ, thiếu hay dư?

Câu 22: Phân tử hemoglobin (Hb) trong máu nhận O2 ở phổi để chuyển thành HbO2. Chất này theo máu tới các bộ phận cơ thể, tại đó HbO2 lại chuyển thành Hb và O2 (để cung cấp O2 cho các hoạt động sinh hóa cần thiết trong cơ thể). Nếu trong không khí có lẫn carbon monoxide (CO), cơ thể nhanh chóng bị ngộ độc. Cho các số liệu thực nghiệm sau:

Hb + O2 HbO2

ΔrH2980= –33,05 kJ (1)

Hb + CO HbCO <ΔrH2980= –47,28 kJ (2)

HbO2 + CO HbCO + O2 ΔrH2980= –14,23 kJ (3)

HbCO + O2 HbO2 + CO ΔrH2980= 14,23 kJ (4)

Liên hệ giữa mức độ thuận lợi của phản ứng (qua ΔrH2980) với những vấn đề thực nghiệm trên.

Câu 23: Viết phương trình nhiệt hóa học của các quá trình tạo thành những chất dưới đây từ đơn chất:

a) Nước ở trạng thái khí, biết rằng khi tạo thành 1 mol hơi nước tỏa ra 214,6 kJ nhiệt.

b) Nước lỏng, biết rằng khi tạo thành 1 mol nước lỏng tỏa ra 285,49 kJ nhiệt.

c) Ammonia (NH3), biết rằng sự tạo thành 2,5 gam ammonia tỏa ra 22,99 kJ nhiệt.

d) Phản ứng nhiệt phân đá vôi (CaCO3), biết rằng để thu được 11,2 gam vôi (CaO) phải cung cấp 6,94 kcal.

3.2. Đáp án phần tự luận

Câu 1: Khi đun nóng ống nghiệm đựng KMnO4 (thuốc tím), nhiệt của ngọn lửa làm cho KMnO4 bị nhiệt phân, tạo hỗn hợp bột màu đen:

2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2

Em hãy dự đoán phản ứng này tỏa nhiệt hay thu nhiệt?

Đáp án:

Phản ứng thu nhiệt.

Câu 2: Khi đun nóng muối ammonium nitrate bị nhiệt phân theo phương trình:

NH4NO3 t0N2O + 2H2O

Hãy dự đoán phản ứng trên là tỏa nhiệt hay thu nhiệt.

Đáp án:

Phản ứng thu nhiệt.

Câu 3: Các quá trình nào sau đây là tỏa nhiệt hay thu nhiệt?

a) Nước hóa rắn.

b) Sự tiêu hóa thức ăn.

c) Quá trình chạy của con người.

d) Khí CH4 đốt ở trong lò.

e) Hòa tan KBr vào nước làm cho nước trở nên lạnh.

g) Sulfuric acid đặc khi thêm vào nước làm cho nước nóng lên.

Đáp án:

a) Nước hóa rắn: quá trình tỏa nhiệt.

b) Sự tiêu hóa thức ăn: quá trình thu nhiệt.

c) Quá trình chạy của con người: quá trình thu nhiệt.

d) Khí CH4 đốt ở trong lò: quá trình tỏa nhiệt.

e) Hòa tan KBr vào nước làm cho nước trở nên lạnh: quá trình thu nhiệt.

g) Sulfuric acid đặc khi thêm vào nước làm cho nước nóng lên: quá trình tỏa nhiệt.

Câu 4: Nối mỗi nội dung cột A vớ nội dung ở cột B cho phù hợp:

Cột A

Cột B

a) Trong phản ứng thu nhiệt, dấu của ∆H dương vì

1) giải phóng năng lượng.

b) Trong phản ứng toả nhiệt có sự

2) hấp thụ năng lượng.

c) Trong phản ứng tỏa nhiệt, ∆H có dấu âm vì

3) năng lượng của hệ chất phản ứng lớn hơn năng lượng của hệ chất sản phẩm.

d) Trong phản ứng thu nhiệt có sự

4) năng lượng của hệ chất phản ứng nhỏ hơn năng lượng của hệ chất sản phẩm.

Đáp án:

(a) – (4); (b) – (1); (c) – (3); (d) – (2).

Câu 5: Mỗi quá trình sau đây là thu nhiệt hay tỏa nhiệt?

(1) H2O (lỏng, ở 25 0C) H2O (hơi, ở 100 0C).

(2) H2O (lỏng, ở 25 0C) H2O (rắn, ở 0 0C).

(3) CaCO3 t0 CaO + CO2.

(4) Khí methane (CH4) cháy trong khí oxygen.

Đáp án:

(1) H2O (lỏng, ở 25 0C) H2O (hơi, ở 100 0C): quá trình thu nhiệt.

(2) H2O (lỏng, ở 25 0C) H2O (rắn, ở 0 0C): quá trình tỏa nhiệt.

(3) CaCO3 t0 CaO + CO2: quá trình thu nhiệt.

(4) Khí methane (CH4) cháy trong khí oxygen: quá trình tỏa nhiệt.

Câu 6: Cho các phản ứng sau và biến thiên enthalpy chuẩn:

(1) 2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(l) + CO2(g)

ΔfH298o = +20,33 kJ

(2) 4NH3(g) + 3O2(g) 2N2(g) + 6H2O(l)

ΔfH298o= –1531 kJ

Phản ứng nào tỏa , phản ứng nào thu nhiệt?

Đáp án:

Phản ứng (1) ΔfH298o> 0, phản ứng thu nhiệt.

Phản ứng (2) ΔfH298o< 0, phản ứng tỏa nhiệt.

Câu 7: Cho biết phản ứng sau có ΔrH2980> 0 và diễn ra ngay ở nhiệt độ phòng:

2NH4NO3(s) + Ba(OH)2.8H2O(s) 2NH3(aq) + Ba(NO3)2(aq) + 10H2O(l)

Khi trộn đều một lượng ammonium nitrate (NH4NO3) rắn với một lượng barium hydroxide ngậm nước (Ba(OH)2.8H2O) ở nhiệt độ phòng thì nhiệt độ của hỗn hợp sẽ tăng hay giảm? Giải thích.

Đáp án:

Ở nhiệt độ phòng thì nhiệt độ của hỗn hợp tăng lên do phản ứng này là phản ứng thu nhiệt.

Câu 8: Cho 2 sơ đồ biểu diễn sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian của phản ứng (1) và (2).

Chuyên đề Năng lượng hóa học lớp 10

Sơ đồ nào chỉ quá trình thu nhiệt và sơ đồ nào chỉ quá trình tỏa nhiệt. Giải thích?

Đáp án:

Sơ đồ (1) chỉ quá trình tỏa nhiệt, do nhiệt độ phản ứng tăng so với nhiệt độ ban đầu (nhiệt độ phòng).

Sơ đồ (2) chỉ quá trình thu nhiệt, do nhiệt độ phản ứng giảm so với nhiệt độ ban đầu (nhiệt độ phòng).

Câu 9: Viết phương trình nhiệt hóa học ứng với sơ đồ biểu diễn biến thiên enthalpy của hai phản ứng sau:

Chuyên đề Năng lượng hóa học lớp 10

Đáp án:

2ClF3(g) + 2O2(g) Cl2O(g) + 3F2O(g)

ΔrH2980= +394,10 kJ

2CH3OH(l) + 3O2(g) 2CO2(g) + 4H2O(l)

ΔrH2980= –1450 kJ

................................

................................

................................

Xem thử chuyên đề Hóa học 10 KNTT

Xem thêm Chuyên đề dạy thêm Hóa học lớp 10 hay khác:

Lời giải bài tập lớp 10 sách mới:

ĐỀ THI, GIÁO ÁN, SÁCH LUYỆN THI DÀNH CHO GIÁO VIÊN VÀ PHỤ HUYNH LỚP 10

Bộ giáo án, bài giảng powerpoint, đề thi, sách dành cho giáo viên và gia sư dành cho phụ huynh tại https://tailieugiaovien.com.vn/ . Hỗ trợ zalo VietJack Official

Tổng đài hỗ trợ đăng ký : 084 283 45 85

Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.

Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:

Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn.


Giải bài tập lớp 10 sách mới các môn học
Tài liệu giáo viên