Hỗn hợp bột Al và NH4ClO4 được dùng làm nhiên liệu rắn cho tên lửa

Lời giải Bài tập 1 trang 47 Chuyên đề Hóa 10 sách Chuyên đề Hóa học lớp 10 Cánh diều hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời các câu hỏi & làm bài tập.

1 837 20/11/2022

Trang trước

Trang sau

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

Bài tập 1 trang 47 Chuyên đề Hóa 10: Hỗn hợp bột Al và NH₄ClO₄ được dùng làm nhiên liệu rắn cho tên lửa. Hỗn hợp bột Al và Fe₂O₃ được dùng để hàn kim loại. Phản ứng xảy ra khi sử dụng các hỗn hợp bột này như sau:

3Al(s) + 3NH₄ClO₄(s) → Al₂O₃(s) + AlCl₃(s) + 3NO(g) + 6H₂O(g) (1)

2Al(s) + Fe₂O₃(s) → Al₂O₃(s) + 2Fe(l) (2)

Các giá trị $Δ_{f} H_{298}^{0}$ (kJ mol^-1) tra ở Phụ lục 2.

a) Bằng tính toán hãy cho biết: 1 gam hỗn hợp bột nào (trộn theo đúng tỉ lệ phản ứng) tỏa ra nhiều nhiệt hơn. Từ đó dự đoán phản ứng nào xảy ra mãnh liệt hơn.

b) Có thể dùng hỗn hợp bột Al và Fe₂O₃ làm nhiên liệu trong động cơ tên lửa được không?

Trả lời:

a) Xét phản ứng (1):

∆_r $H_{298}^{o}$ = $Δ_{f} H_{298}^{0}$ (Al₂O₃(s)) + $Δ_{f} H_{298}^{0}$ (AlCl₃(s)) + 3. $Δ_{f} H_{298}^{0}$ (NO(g)) + 6. $Δ_{f} H_{298}^{0}$ (H₂O(g)) - 3. $Δ_{f} H_{298}^{0}$ (Al(s)) - 3. $Δ_{f} H_{298}^{0}$ (NH₄ClO₄(s))

∆_r $H_{298}^{o}$ = (-1675,7) + (-704,2) + 3.91,3 + 6.(-241,8) – 3.0 – 3.(-295,3) = -2670,9 kJ

Đốt cháy 3 mol Al(s) và 3 mol NH₄ClO₄(s) (hay m_hh = 433,5 gam) tỏa ra 2670,9 kJ nhiệt lượng

⇒ Đốt cháy 1 gam hỗn hợp Al và NH₄ClO₄ tỏa ra $\frac{1.2670, 9}{433, 5} =$ 6,16 kJ nhiệt lượng

Xét phản ứng (2):

∆_r $H_{298}^{0}$ = $Δ_{f} H_{298}^{0}$ (Al₂O₃(s)) + 2. $Δ_{f} H_{298}^{0}$ (Fe(l)) – 2. $Δ_{f} H_{298}^{0}$ (Al(s)) - $Δ_{f} H_{298}^{0}$ (Fe₂O₃(s))

∆_r $H_{298}^{0}$ = (-1675,7) + 2.13,1 – 2.0 – (-824,2) = -825,24 kJ

Đốt cháy hỗn hợp gồm 2 mol Al(s) và 1 mol Fe₂O₃(s) (hay m_hh = 214 gam) tỏa ra 825,24 kJ nhiệt lượng

⇒ Đốt cháy 1 gam hỗn hợp trên tỏa ra $\frac{1.825, 24}{214}$ = 3,86 kJ nhiệt lượng

Như vậy ta thấy nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy 1 gam hỗn hợp Al(s) và NH₄ClO₄(s) là lớn hơn ⇒ Phản ứng (1) xảy ra mãnh liệt hơn.

Chú ý: Đề bài đã cho 1 gam hỗn hợp xảy ra theo đúng tỉ lệ phản ứng.

b) Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cùng một lượng hỗn hợp bột Al (s) và Fe₂O₃ (s) chỉ bằng một nửa so với Al(s) và NH₄ClO₄(s) nên không dùng được Al và Fe₂O₃cho động cơ tên lửa.

Xem thêm lời giải bài tập Chuyên đề Hóa lớp 10 Cánh diều hay, chi tiết khác:

Mở đầu trang 41 Chuyên đề Hóa 10: Quan sát các phản ứng trong Hình 6.1 và Hình 6.2, cho biết tốc độ của phản ứng nào lớn hơn...

Câu hỏi 1 trang 41 Chuyên đề Hóa 10: Có những cách nào để tính biến thiên enthalpy của phản ứng...

Câu hỏi 2 trang 42 Chuyên đề Hóa 10: Nhắc lại cách tính biến thiên theo enthalpy phản ứng theo năng lượng liên kết...

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...

Luyện tập 2 trang 42 Chuyên đề Hóa 10: So sánh mức độ mãnh liệt của phản ứng đốt cháy các chất trên...

Câu hỏi 3 trang 42 Chuyên đề Hóa 10: Xác định nhiệt lượng (kJ) tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 gam mỗi chất CH₄, C₂H₂...

Câu hỏi 4 trang 44 Chuyên đề Hóa 10: Hãy tính ứng với 1 gam mỗi muối trong các phản ứng (1’), (2’), (3’) tỏa ra bao nhiêu kilôJun...

Vận dụng 1 trang 44 Chuyên đề Hóa 10: Nêu thành phần đầu que diêm và vỏ quẹt bao diêm; cơ sở hóa học sự tạo lửa của diêm...

Vận dụng 2 trang 44 Chuyên đề Hóa 10: Việt Nam là một trong những quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề của các cuộc chiến tranh để lại...

Vận dụng 3 trang 44 Chuyên đề Hóa 10: Ngày 04 – 8 – 2020 tại cảng biển thành phố Beirut, thủ đô của Liban đã xảy ra hai vụ nổ...

Câu hỏi 5 trang 45 Chuyên đề Hóa 10: Giải thích vì sao ở những nơi có điều kiện, người ta bơm khí nitrogen vào lốp xe...