Đốt cháy hoàn toàn 1 gam (ở thể hơi) mỗi chất trong dãy CH4, CH3Cl, CH2Cl2, CHCl3, CCl4

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

Luyện tập 1 trang 42 Chuyên đề Hóa 10: Đốt cháy hoàn toàn 1 gam (ở thể hơi) mỗi chất trong dãy CH₄, CH₃Cl, CH₂Cl₂, CHCl₃, CCl₄ sẽ tỏa ra bao nhiêu kilôJun nhiệt lượng trong điều kiện chuẩn? Biết sản phẩm phản ứng là CO₂, H₂O, HCl, Cl₂ đều ở thể khí. Năng lượng của một số liên kết được cho ở Phụ lục 3.

Trả lời:

CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(g)

∆_r${\Delta }_r{H}_{298}^0$ = E_b(CH₄) + 2.E_b(O₂) –  E_b(CO₂) – 2.E_b(H₂O)

∆_r${\Delta }_r{H}_{298}^0$ = 4E_C-H + 2.E_O=O – 2.E_C=O – 2.2.E_O-H

∆_r${\Delta }_r{H}_{298}^0$ = 4.414 + 2.498 – 2.736 – 2.2.464 = -676 kJ

Đốt cháy 1 mol CH₄(g) tỏa ra 676 kJ nhiệt lượng

⇒ Đốt cháy 1 gam (tương đương với $\frac{1}{16}$ mol) CH₄(g) tỏa ra

$676.\frac{1}{16}$ = 42,25 kJ nhiệt lượng.

2CH₃Cl(g) + 3O₂(g) → 2CO₂(g) + 2H₂O(g) + 2HCl(g)

∆_r$H_{298}^o$ = 2.E_b(CH₃Cl) + 3.E_b(O₂) –  2.E_b(CO₂) – 2.E_b(H₂O) – 2.E_b(HCl)

∆_r$H_{298}^o$ = 2.(E_C-Cl + 3.E_C-H) + 3.E_O=O – 2.2.E_C=O – 2.2E_O-H – 2.E_H-Cl

∆_r$H_{298}^o$ = 2.(339 + 3.414) + 3.498 – 2.2.736 – 2.2.464 – 2.431 = -1006 kJ

Đốt cháy 2 mol CH₃Cl(g) tỏa ra 1006 kJ nhiệt lượng

⇒ Đốt cháy 1 gam = $\frac{1}{50,5}$ mol CH₃Cl(g) tỏa ra $\frac{1006}{2}.\frac{1}{50,5}$ = 9,96 kJ nhiệt lượng

2CH₂Cl₂(g) + 3O₂(g) → 2CO₂(g) + 2H₂O(g) + 2Cl₂(g)

∆_r$H_{298}^o$ = 2.E_b(CH₂Cl₂) + 3.E_b(O₂) –  2.E_b(CO₂) – 2.E_b(H₂O) – 2.E_b(Cl₂)

∆_r$H_{298}^o$ = 2.(2E_C-Cl + 2E_C-H) + 3.E_O=O - 2.2.E_C=O – 2.2E_O-H – 2.E_Cl-Cl

∆_r$H_{298}^o$ = 2.(2.339 + 2.414) + 3.498 – 2.2.736 – 2.2.464 – 2.243 = -780 kJ

Đốt cháy 2 mol CH₂Cl₂(g) tỏa ra 780 kJ nhiệt lượng

Đốt cháy 1 gam = $\frac{1}{85}$ mol CH₂Cl₂(g) tỏa ra là $\frac{780}{2}.\frac{1}{85}$ = 4,59 kJ nhiệt lượng

4CHCl₃(g) + 5O₂(g)  → 4CO₂(g) + 2H₂O(g) + 6Cl₂(g)

∆_r$H_{298}^o$ = 4.E_b(CHCl₃) + 5.E_b(O₂) –  4.E_b(CO₂) – 2.E_b(H₂O) – 6.E_b(Cl₂)

∆_r$H_{298}^o$ = 4.(3.E_C-Cl + E_C-H) + 5.E_O=O - 4.2.E_C=O – 2.2E_O-H – 6.E_Cl-Cl

∆_r$H_{298}^o$ = 4.(3.339 + 414) + 5.498 – 4.2.736 – 2.2.464 – 6.243 = -988 kJ

Đốt cháy 4 mol CHCl₃(g) tỏa ra 988 kJ nhiệt lượng

⇒ Đốt cháy 1 gam = $\frac{1}{119,5}$ mol CHCl₃(g) tỏa ra là $\frac{988}{4}.\frac{1}{119,5}$ = 2,07 kJ nhiệt lượng.

CCl₄(g) + O₂(g) → CO₂(g) + 2Cl₂(g)

∆_r$H_{298}^o$ = E_b(CCl₄) + E_b(O₂) –  E_b(CO₂) – 2.E_b(Cl₂)

∆_r$H_{298}^o$ = 4.E_C-Cl + E_O=O  - 2.E_C=O – 2.E_Cl-Cl

∆_r$H_{298}^o$ = 4.339 + 498 – 2.736 – 2.243 = -104 kJ

Đốt cháy 1 mol CCl₄(g) tỏa ra 104 kJ nhiệt lượng

Đốt cháy 1 gam = $\frac{1}{154}$ mol CCl₄(g) tỏa ra là 104. $\frac{1}{154}$ = 0,68 kJ nhiệt lượng.