Nội dung bài viết

    Xem thêm

    Chuyên đề Hóa 10 Bài 4 (Kết nối tri thức): Entropy và biến thiên năng lượng tự do Gibbs

    Với giải bài tập Chuyên đề Hóa 10 Bài 4: Entropy và biến thiên năng lượng tự do Gibbs sách Kết nối tri thức hay nhất, chi tiết giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Chuyên đề học tập Hóa 10 KNTT Bài 4.

    1 19,610 17/11/2022
    Tải về
    Trang trước
    Chia sẻ
    Trang sau  

    Giải bài tập Chuyên đề Hóa 10 Bài 4: Entropy và biến thiên năng lượng tự do Gibbs

    Giải bài tập trang 24 Chuyên đề Hóa 10 Bài 4

    A/ Câu hỏi đầu bài

    Câu hỏi mở đầu trang 24 Chuyên đề Hóa 10: Dựa vào đại lượng nào để dự đoán phản ứng hóa học có thể xảy ra được hay không?

    Lời giải:

    Để dự đoán phản ứng hóa học có thể xảy ra được hay không, ta có thể dựa vào độ biến thiên năng lượng tự do Gibbs: ΔrGTo=ΔrHTo−T.ΔrSTo

    ΔrGTo < 0 ⇒ Phản ứng tự xảy ra.

    ΔrGTo = 0 ⇒ Phản ứng đạt trạng thái cân bằng

    ΔrGTo > 0 ⇒ Phản ứng không tự xảy ra.

    Giải bài tập trang 25 Chuyên đề Hóa 10 Bài 4

    B/ Câu hỏi giữa bài

    I. Entropy

    Câu hỏi 1 trang 25 Chuyên đề Hóa 10: Dãy nào dưới đây các chất sắp xếp theo chiều tăng giá trị entropy chuẩn?

    A. CO2(s) < CO2(l) < CO2(g).

    B. CO2(g) < CO2(l) < CO2(s).

    C. CO2(s) < CO2(g) < CO2(l)

    D. CO2(g) < CO2(s) < CO2(l).

    Lời giải:

    Đáp án đúng là: A

    Đối với một chất, entropy ở thể khí lớn hơn thể lỏng, ở thể lỏng sẽ lớn hơn ở thể rắn.

    ⇒ Chiều tăng dần giá trị entropy chuẩn của CO2 là CO2(s) < CO2(l) < CO2(g).

    Câu hỏi 2 trang 25 Chuyên đề Hóa 10: Phản ứng nào dưới đây xảy ra kèm theo sự giảm entropy?

    A. N2(g) + O2(g) → 2NO(g).

    B. N2O4(g) → 2NO2(g).

    C. 2CO(g) → C(s) + CO2(g).

    D. 2HCl(aq) + Fe(s) → FeCl2(aq) + H2(g).

    Lời giải:

    Đáp án đúng là: C

    Phản ứng C làm giảm số mol khí nên biến thiên entropy âm (∆S < O) nên phản ứng xảy ra kèm theo sự giảm entropy.

    Câu hỏi 3 trang 25 Chuyên đề Hóa 10: Biến thiên entropy chuẩn của phản ứng nào dưới đây có giá trị dương?

    A. Ag+ (aq) + Br-(aq) → AgBr(s).

    B. 2C2H6(g) + 3O2(g) → 4CO2(g) + 6H2O(l).

    C. N2(g) + 2H2(g) → N2H4(g).

    D. 2H2O2(l) → 2H2O(1) + O2(g).

    Lời giải:

    Đáp án D

    Phản ứng D làm tăng số mol khí nên biến thiên entropy dương (∆S > O).

    Câu hỏi 4 trang 25 Chuyên đề Hóa 10: Dựa vào dữ liệu ở Bảng 4.1, tính biến thiên entropy chuẩn của các phản ứng:

    a) 4Fe(s) + 3O2(g) → 2Fe2O3(s)

    b) SO2(g) + 12O2(g) → SO3(g)

    Lời giải:

    Ta có: ΔrS298o=∑S298o(sp)−∑S298o(cd)

    a) Biến thiên entropy chuẩn của phản ứng là

    ΔrS298o= (2.87,4) – (4.27,3 + 3.205) = - 549,4 (J/K)

    b) Biến thiên entropy chuẩn của phản ứng là

    ΔrS298o= 256,7 – (248,1 + 12.205,0) = – 93,9 (J/K)

    Giải bài tập trang 27 Chuyên đề Hóa 10 Bài 4

    II. Năng lượng tự do Gibbs

    Câu hỏi 5 trang 27 Chuyên đề Hóa 10: Phản ứng phân huỷ của potassium chlorate:

    KClO3(s) → KCl(s) + 32O2(g)

    Dựa vào các giá trị của ΔfH298o, S298o ở Bảng 4.1 để tính toán và cho biết ở điều kiện chuẩn phản ứng có khả năng tự xảy ra ở 25 °C không?

    Lời giải:

    Phương trình phản ứng:

    KClO3(s) → KCl(s) + 32O2(g)

    Tại 25 oC (hay 298K). Biến thiên entropy của phản ứng là

    ΔrS298o=∑S298o(sp)−∑S298o(cd)= (82,6 + 32.205,0) – (1.143,1) = 247 (J/K)

    Biến thiên enthalpy của phản ứng là:

    ΔrH298o=∑ΔH298o(sp)−∑ΔH298o(cd)= [1.(-436,7) + 32.0] – [1.(-397,7)] = -39 kJ

    ⇒ ΔrG298o=ΔrH298o−298.ΔrS298o= –39.103 – 298. 247 = – 112 606 J < 0

    ⇒ Ở điều kiện 25oC, phản ứng tự xảy ra được.

    Câu hỏi 6 trang 27 Chuyên đề Hóa 10: Dựa vào các giá trị của ΔfH298o, S298o ở Bảng 4.1, hãy cho biết có thể dùng C (graphite) để khử Fe2O3 thành Fe ở điều kiện chuẩn theo phương trình sau được không?

    3C(graphite) + 2Fe2O3(s) ⟶ 4Fe(s) + 3CO2(g)

    Lời giải:

    Phương trình phản ứng:

    3C(graphite) + 2Fe2O3(s) ⟶ 4Fe(s) + 3CO2(g)

    Tại 25 oC (hay 298K). Biến thiên entropy của phản ứng là

    ΔrS298o=∑S298o(sp)−∑S298o(cd)= (4.27,3 + 3.213,7) – (3.5,7 + 2.87,4) = 558,4 (J/K)

    Biến thiên enthalpy của phản ứng là:

    ΔrH298o=∑ΔH298o(sp)−∑ΔH298o(cd)= [4.0 + 3.(-393,5)] – [3.0 + 2.(-825,5)] = 470,5 kJ

    ⇒ ΔrG298o=ΔrH298o−298.ΔrS298o= 470,5.103 – 298. 558,4 = 304 096,8 J > 0

    ⇒ Phản ứng không tự xảy ra.

    ⇒ Ở điều kiện 25oC, không thể dùng C (graphite) để khử Fe2O3 thành Fe được.

    Em có thể trang 27 Chuyên đề Hóa 10: Xác định được ΔrG298o từ các giá trị S298o và ΔfH298o và suy ra xu hướng tự xảy ra của các phản ứng hóa học.

    Lời giải:

    Biến thiên năng lượng tự do Gibbs: ΔrGTo=ΔrHTo−T.ΔrSTo

    ΔrGTo < 0 ⇒ Phản ứng tự xảy ra.

    ΔrGTo = 0 ⇒ Phản ứng đạt trạng thái cân bằng

    ΔrGTo > 0 ⇒ Phản ứng không tự xảy ra.

    Xem thêm lời giải bài tập Chuyên đề Hóa lớp 10 Kết nối tri thức với cuộc sống hay, chi tiết khác: 

    Bài 2: Phản ứng hạt nhân

    Bài 3: Năng lượng hoạt hóa của phản ứng hóa học

    Bài 5: Sơ lược về phản ứng cháy, nổ

    Bài 6: Điểm chớp cháy. Nhiệt độ ngọn lửa. Nhiệt độ tự bốc cháy

    Bài 7: Hóa học về phản ứng cháy, nổ

    Tham khảo các loạt bài Hóa học 10 khác:

    Bài viết cùng lớp mới nhất

    Xem thêm
    1 19,610 17/11/2022
    Tải về
    Trang trước
    Chia sẻ
    Trang sau  

    Xem thêm các chương trình khác: