20 bài tập Xác định biến thiên Enthalpy phản ứng dựa vào năng lượng liên kết (có lời giải)

Cho phản ứng sau: CH≡CH (g) + 2H2 (g) -> CH3–CH3 (g). Năng lượng liên kết (kJ/mol) của H–H là 436, của C–C là 347, của C–H là 414 và của C≡C là 839. Tính biến thiên enthalpy chuẩn (ΔrH°298) của phản ứng và cho biết phản ứng thu nhiệt hay tỏa nhiệt.

Cho phản ứng hydrogen hóa ethylene sau:

CH2=CH2(g) + H2(g)



CH3–CH3(g)

Biết năng lượng liên kết trong các chất cho trong bảng sau:

Liên kết

Phân tử

Eb (kJ/mol)

Liên kết

Phân tử

Eb (kJ/mol)

C=C

C2H4

612

C–C

C2H6

346

C–H

C2H4

418

C–H

C2H6

418

H–H

H2

436

Biến thiên enthalpy (kJ/mol) của phản ứng có giá trị là

Cho phản ứng đốt cháy butane sau:

C4H10(g) + 13/2O2(g)



4CO2(g) + 5H2O(g) (1)

Bảng năng lượng liên kết trong các hợp chất cho trong bảng sau:

Liên kết

Phân tử

Eb (kJ/mol)

Liên kết

Phân tử

Eb (kJ/mol)

C–C

C4H10

346

C=O

CO2

799

C–H

C4H10

418

O–H

H2O

467

O=O

O2

495

Xác định biến thiên enthalpy của (



) của phản ứng (1).

Phản ứng tổng hợp ammonia (NH3): N2(g) + 3H2(g)



2NH3(g) ∆H = –92 kJ.

Biết năng lượng liên kết (kJ/mol) của N≡N và H–H lần lượt là 946 và 436. Năng lượng liên kết của N–H trong ammonia là

Trong ngành công nghệ lọc hóa dầu, các alkane thường được loại bỏ hydrogen trong các phản ứng dehydro hóa để tạo ra những sản phẩm hydrocarbon không no có nhiều ứng dụng trong công nghiệp. Hãy tính biến thiên enthalpy chuẩn của các phản ứng sau dựa vào năng lượng liên kết. (Giá trị một số năng lượng liên kết được cho trong bảng phụ lục 2).

a) CH3–CH2–CH2–CH3



CH2=CH–CH=CH2 + 2H2

b) 6CH4



C6H6 (1,3,5-cyclohexatriene) + 9H2

Cho biết công thức cấu tạo của 1,3,5-cyclohexatriene như sau:



Các phản ứng trên có thuận lợi về phương diện nhiệt hay không? Phản ứng theo chiều ngược lại có biến thiên enthalpy bằng bao nhiêu?

Bằng cách tính biến thiên enthalpy chuẩn của quá trình dựa vào năng lượng liên kết (số liệu bảng phụ lục 1), hãy chỉ ra ở điều kiện chuẩn, CH3–CH2–OH hay CH3–O–CH3 bền hơn.

CH3–CH2–OH (g)



CH3–O–CH3 (g)

Cho giá trị trung bình của các năng lượng liên kết ở điều kiện chuẩn:

Liên kết

C–H

C–C

C=C

Eb (kJ/mol)

418

346

612

Biến thiên enthalpy của phản ứng: C3H8(g)



CH4(g) + C2H4(g) có giá trị là

Biết acetone (CH3COCH3) có công thức cấu tạo:



Từ số liệu năng lượng liên kết (Eb) ở bảng phụ lục, hãy xác định biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng đốt cháy acetone theo phương trình sau:

CH3COCH3(g) + 4O2(g) -> 3CO2(g) + 3H2O(g)

Cho biết: Eb(C-C) = 347 kJ/mol; Eb(C-H) = 413 kJ/mol; Eb(C=O) (trong acetone) = 736 kJ/mol; Eb(O=O) = 495 kJ/mol; Eb(C=O) (trong CO2) = 799 kJ/mol; Eb(O-H) = 467 kJ/mol.

Propene là nguyên liệu cho sản xuất nhựa polypropylene (PP). PP được sử dụng để sản xuất các sản phẩm ống, màng, dây cách điện, kéo sợi, đồ gia dụng và các sản phẩm tạo hình khác. Phản ứng tạo thành propene từ propyne:

CH3–C≡CH(g) + H2(g) -> CH3–CH=CH2(g)

Hãy xác định số liên kết C–H, C–C và C≡C trong phân tử propyne (CH3–C≡CH).

Propene là nguyên liệu cho sản xuất nhựa polypropylene (PP). PP được sử dụng để sản xuất các sản phẩm ống, màng, dây cách điện, kéo sợi, đồ gia dụng và các sản phẩm tạo hình khác. Phản ứng hydrogen hóa propyne tạo thành propene diễn ra như sau:

CH3–C≡CH(g) + H2(g) -> CH3–CH=CH2(g)

Sử dụng năng lượng liên kết (Eb) sau đây để tính biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng (ΔrH°298):
- Eb(C–C) = 347 kJ/mol
- Eb(C=C) = 614 kJ/mol
- Eb(C≡C) = 839 kJ/mol
- Eb(C–H) = 413 kJ/mol
- Eb(H–H) = 436 kJ/mol

(Lưu ý: Cấu trúc của propyne là CH3–C≡CH, propene là CH3–CH=CH2)