Bài tập Hóa học về phản ứng cháy nổ có đáp án

Có hai cách tính biến thiên enthalpy của phản ứng:

Cách 1: Tính biến thiên enthalpy của phản ứng theo enthalpy tạo thành

Cách 2: Tính biến thiên enthalpy của phản ứng theo năng lượng liên kết.

Tính biến thiên enthalpy của phản ứng theo năng lượng liên kết.

Giả sử có phản ứng tổng quát:

aA(g) + bB(g) → mM(g) + nN(g)

${Δ}_{r}{H}_{298}^{0}$ = a.Eb(A) + b.Eb(B) – m.Eb(M) – n.Eb(N)

Trong đó Eb(A), Eb(B), Eb(M), Eb(N) lần lượt là tổng năng lượng liên kết của tất cả các liên kết trong phân tử A, B, M, N.

CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g)

∆r${H}_{298}^{o}$ = Eb(CH4) + 2.Eb(O2) – Eb(CO2) – 2.Eb(H2O)

∆r${H}_{298}^{o}$ = 4EC-H + 2.EO=O – 2.EC=O – 2.2.EO-H

∆r${H}_{298}^{o}$ = 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 = $\frac{1}{16}$ 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.Eb(CH3Cl) + 3.Eb(O2) – 2.Eb(CO2) – 2.Eb(H2O) – 2.Eb(HCl)

∆r${H}_{298}^{o}$ = 2.(EC-Cl + 3.EC-H) + 3.EO=O – 2.2.EC=O – 2.2EO-H – 2.EH-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.Eb(CH2Cl2) + 3.Eb(O2) – 2.Eb(CO2) – 2.Eb(H2O) – 2.Eb(Cl2)

∆r${H}_{298}^{o}$ = 2.(2EC-Cl + 2EC-H) + 3.EO=O - 2.2.EC=O – 2.2EO-H – 2.ECl-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.Eb(CHCl3) + 5.Eb(O2) – 4.Eb(CO2) – 2.Eb(H2O) – 6.Eb(Cl2)

∆r${H}_{298}^{o}$ = 4.(3.EC-Cl + EC-H) + 5.EO=O - 4.2.EC=O – 2.2EO-H – 6.ECl-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${H}_{298}^{o}$ = Eb(CCl4) + Eb(O2) – Eb(CO2) – 2.Eb(Cl2)

∆r${H}_{298}^{o}$ = 4.EC-Cl + EO=O - 2.EC=O – 2.ECl-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

Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy cùng một khối lượng các chất trên tăng dần theo dãy:

CCl4(g) (0,68 kJ) < CHCl3(g) (2,07 kJ) < CH2Cl2(g) (4,59 kJ) < CH3Cl(g) (9,96 kJ) < CH4(g) (42,25 kJ)