Giải chuyên đề hóa học 10 – kết nối tri thức bài (7)

Bài 7: Hóa học về phản ứng cháy, nổ
A/ Câu hỏi đầu bài
Câu hỏi mở đầu trang 38 Chuyên đề Hóa 10: Phản ứng cháy, nổ được đặc trưng
bởi hiệu ứng toả nhiệt mạnh, tốc độ phản ứng nhanh, phản ứng trước cung cấp nhiệt
cho phản ứng sau và xảy ra nối tiếp. Vậy, hiệu ứng nhiệt của phản ứng đốt cháy một
số nhiên liệu phổ biến được xác định như thế nào và giá trị thu được có ý nghĩa gì?
Lời giải:
- Hiệu ứng nhiệt của phản ứng đốt cháy được xác định qua sự biến thiên enthalpy.
- Cách tính:
+ Tính thơng qua nhiệt tạo thành:
 r Ho298   f Ho298 (sp)   f Ho298 (cd)

+ Tính theo năng lượng liên kết:
 r Ho298   E b (cd)   E b (sp)

- Phản ứng cháy, nổ kèm theo sự giải phóng năng lượng lớn và tốc độ phản ứng
nhanh.
B/ Câu hỏi giữa bài
I. Biến thiên enthalpy của một số phản ứng cháy, nổ
Câu hỏi 1 trang 40 Chuyên đề Hóa 10: Xét phản ứng:
CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g)

 r Ho298 = – 802 kJ

Tính f Ho298 của CH4(g), biết f Ho298 của CO2(g) và H2O(g) lần lượt là – 394 kJ/mol
và – 242 kJ/mol.
Lời giải:
Ta có:  r Ho298   f Ho298 (sp)   f Ho298 (cd)
 r Ho298

=

[f Ho298 (CO2 (g)).1  f Ho298 (H2O(g)).2]

[f Ho298 (CH4 (g)).1  f Ho298 (O2 (g)).2]

-


⇒ - 802 = [(-394).1 + (-242).2] – [ f Ho298 (CH4 (g)) + 0.2]
⇒ f Ho298 (CH4 (g)) = -76 kJ/mol
Câu hỏi 2 trang 40 Chuyên đề Hóa 10: Tính nhiệt lượng toả ra khi đốt cháy 1 kg
một loại củi khô, biết củi khô chứa 54% khối lượng cellulose và phân tử cellulose
được cấu tạo bởi các gốc glucose.
Giả thiết tồn bộ nhiệt lượng tỏa ra được tính từ biến thiên enthalpy của phản ứng
đốt cháy glucose:
C6H10O5(s) + 5O2(g) ⟶ 6CO2(g) + 5H2O(l)

 r Ho298 = -2 880 kJ

Lời giải:
Đốt cháy 1 mol glucose sẽ tỏa ra nhiệt lượng là 2 880 kJ.
⇒ Đốt cháy 0,162 kg glucose sẽ tỏa ra nhiệt lượng là 2 880 kJ.
Do củi khô chứa 54% khối lượng cellulose và phân tử cellulose được cấu tạo bởi các
gốc glucose.
⇒ Đốt cháy

0,162
 0,3kg củi khô sẽ tỏa ra nhiệt lượng là 2 880 kJ.
0,54

Vậy đốt cháy 1 kg sẽ tỏa ra nhiệt lượng là

2880.1
 9600 kJ.
0, 3

Câu hỏi 3 trang 40 Chuyên đề Hóa 10: Ngày 04 tháng 8 năm 2020 đã xảy ra một
vụ nổ kinh hoàng ở nhà kho tại cảng Beirut của Lebanon. Đây là nhà kho chứa
khoảng 2 700 tấn NH4NO3, một loại hoá chất vừa được sử dụng làm phân bón, vừa
được dùng làm thuốc nổ do có khả năng phân huỷ thành khí và hơi, kèm theo toả
nhiệt mạnh:
t
2NH4NO3(s) 
 2N2(g) + O2(g) + 4H2O(g)
o

a) Tính  r Ho298 của phản ứng, biết f Ho298 của NH4NO3(s) và f Ho298 của H2O(g) lần
lượt là –365, 6 kJ/mol và –242 kJ/mol.


b) Tính nhiệt lượng tối đa giải phóng ra từ vụ nổ khi toàn bộ lượng NH4NO3 bị phân
huỷ.
Lời giải:
a) Tổng nhiệt tạo thành chất đầu là:

 H
f

o
298

(cd)  f Ho298 (NH4 NO3 (s)).2 = -365,6.2 = - 731,2 kJ

Tổng nhiệt tạo thành các chất sản phẩm là:

 H
 H
f

o
298

(sp)  f Ho298 (N2 (g)).2  f Ho298 (O2 (g)).1  f Ho298 (H 2O(g)).4

f

o
298

(sp) = 0.2 + 0.1 + (-242).4 = - 968 kJ

Biến thiên enthalpy của phản ứng:

r Ho298   f Ho298 (sp)   f Ho298 (cd) = - 968 - (-731,2) = - 236,8 kJ
b) Ta có: 2700 tấn NH4NO3 =

2700.106
mol = 3375.104 mol NH4NO3.
80

Nhiệt lượng tỏa ra khi nổ 1 mol NH4NO3 là 236,8 kJ.
236,8.3375.104
⇒ Nhiệt lượng tỏa ra khi nổ 3375.10 mol NH4NO3 là
= 79,92.108
1
4

kJ.
II. Tốc độ phản ứng cháy và tốc độ “phản ứng hô hấp”
Câu hỏi 4 trang 42 Chuyên đề Hóa 10: Một người ngủ qn trong ơ tơ tắt máy,
đóng kín cửa. Sau một thời gian, khi phần trăm thể tích oxygen giảm xuống cịn 16%
thì rất may có người kịp thời phát hiện, phá vỡ kính xe để đưa đi cấp cứu.
Hỏi tại thời điểm có người đến cứu, tốc độ “phản ứng hô hấp" của người trong xe
giảm bao nhiêu lần so với bình thường? Giả thiết vhô hấp = k.CO2 .
Lời giải:
Tốc độ “phản ứng hô hấp” giảm so với điều kiện bình thường là:


v(21%O2 )
v(16%O2 )



k.C(21%O2 )



k.C(16%O2 )

k.V(21%O2 )

k.V(16%O2 )



21
 1,3125 lần
16

Câu hỏi 5 trang 42 Chuyên đề Hóa 10: Đỉnh Fansipan (có độ cao 3 147 m so với
mực nước biển) là ngọn núi cao nhất Việt Nam. Giả thiết khơng khí trên đỉnh
Fansipan có áp suất 0,66 atm và chứa 21% thể tích oxygen. Hỏi tốc độ “phản ứng
hơ hấp" giảm bao nhiêu lần so với điều kiện bình thường? Giả thiết vhô hấp = k.CO2 .
Lời giải:
Chú ý:
- Ở điều kiện thường, oxygen chiếm 21% thể tích khơng khí và có áp suất 0,21 atm.
- Nồng độ oxygen tỉ lệ với áp suất.
⇒ Tốc độ “phản ứng hô hấp” giảm so với điều kiện bình thường là:

v(PO

2

v(PO

2

 0,66atm)
 0,21atm)



k.C(PO

2

k.C(PO

2

 0,66atm)
 0,21atm)



k.P(PO

2

k.P(PO

2

 0,66atm)
 0,21atm)



0,66
 3,143 lần
0,21

Em có thể trang 42 Chuyên đề Hóa 10:
• Tính được hiệu ứng nhiệt của phản ứng chảy, nổ từ các giá trị năng lượng liên kết
hoặc nhiệt hình thành, dự đốn được mức độ mãnh liệt của các phản ứng đó.
• Duy trì khơng gian thơng thống đề đảm bảo lượng oxygen cho cơ thể.
Lời giải:
- Cơng thức tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng cháy, nổ:
+ Dựa vào nhiệt hình thành của các chất
 r Ho298   f Ho298 (sp)   f Ho298 (cd)

+ Dựa vào năng lượng liên kết
 r Ho298   E b (cd)   E b (sp)

- Phản ứng cháy, nổ kèm theo sự giải phóng năng lượng lớn và tốc độ phản ứng
nhanh.
- Để duy trì khơng gian thơng thống để đảm bảo lượng oxygen cho cơ thể cần:


+ Tạo khơng gian sống thống mát, sạch sẽ
+ Khơng để cây to trong phịng ngủ, phịng kín.
+ Trồng nhiều cây xanh quanh nhà.