Bài 14.8 trang 56, 57, 58 SBT Hóa 10 - Chân trời sáng tạo: Cho 3 hydrocarbon X, Y, Z đều có 2 nguyên tử trong phân tử...

Cho 3 hydrocarbon X, Y, Z đều có 2 nguyên tử C trong phân tử. Số nguyên tử H trong các phân tử tăng dần theo thứ tự X, Y, Z.

a) Viết công thức cấu tạo của X, Y, Z.

b) Viết phương trình đốt cháy hoàn toàn X, Y, Z với hệ số nguyên tối giản.

c) Tính biến thiên enthalpy của mỗi phản ứng dựa vào enthalpy tạo thành tiêu chuẩn trong bảng sau:

d) Từ kết quả tính toán đưa ra kết luận về ứng dụng của phản ứng đốt cháy X, Y, Z trong thực tiễn.

Phương pháp giải :

- Trong hợp chất C_xH_yO_z thì y luôn là số chẵn và y ≤ 2x + 2

- Công thức tính biến thiên enthalpy: \({\Delta _r}H_{298}^0 = \sum {{\Delta _f}H_{298}^0(sp)} - \sum {{\Delta _f}H_{298}^0(cd)} \)

Lời giải chi tiết:

a) - Số nguyên tử Hydrogen trong hợp chất ≤ 2.2 + 2 = 6 và phải là số chẵn

=> Các công thức của X, Y và Z lần lượt là: C₂H₂; C₂H₄ và C₂H₆

b) Phương trình đốt cháy:

2C₂H₂ + 5O₂ 4CO₂ + 2H₂O

C₂H₄ + 3O₂ 2CO₂ + 2H₂O

2C₂H₆ + 7O₂ 4CO₂ + 6H₂O

c) - Xét phương trình 2C₂H₂ + 5O₂ 4CO₂ + 2H₂O

\({\Delta _r}H_{298}^0 = \sum {{\Delta _f}H_{298}^0(sp)} - \sum {{\Delta _f}H_{298}^0(cd)} \)

=> \({\Delta _r}H_{298}^0 = 4.{\Delta _f}H_{298}^0(C{O_2}) + 2.{\Delta _f}H_{298}^0({H_2}O) - 2.{\Delta _f}H_{298}^0({C_2}{H_2})\)

(Do \({\Delta _f}H_{298}^0\) của đơn chất = 0)

=> \({\Delta _r}H_{298}^0 = 4.( - 393,5) + 2.( - 241,82) - 2.(227,0) = - 2511,64kJ\)

- Xét phương trình C₂H₄ + 3O₂ 2CO₂ + 2H₂O

\({\Delta _r}H_{298}^0 = \sum {{\Delta _f}H_{298}^0(sp)} - \sum {{\Delta _f}H_{298}^0(cd)} \)

=> \({\Delta _r}H_{298}^0 = 2.{\Delta _f}H_{298}^0(C{O_2}) + 2.{\Delta _f}H_{298}^0({H_2}O) - {\Delta _f}H_{298}^0({C_2}{H_4})\)

(Do \({\Delta _f}H_{298}^0\) của đơn chất = 0)

=> \({\Delta _r}H_{298}^0 = 2.( - 393,5) + 2.( - 241,82) - 52,47 = - 1323,11kJ\)

- Xét phương trình 2C₂H₆ + 7O₂ 4CO₂ + 6H₂O

\({\Delta _r}H_{298}^0 = \sum {{\Delta _f}H_{298}^0(sp)} - \sum {{\Delta _f}H_{298}^0(cd)} \)

=> \({\Delta _r}H_{298}^0 = 4.{\Delta _f}H_{298}^0(C{O_2}) + 6.{\Delta _f}H_{298}^0({H_2}O) - 2.{\Delta _f}H_{298}^0({C_2}{H_6})\)

(Do \({\Delta _f}H_{298}^0\) của đơn chất = 0)

=> \({\Delta _r}H_{298}^0 = 4.( - 393,5) + 6.( - 241,82) - 2.( - 84,67) = - 2855,58kJ\)

d) \({\Delta _r}H_{298}^0\) của cả 3 phương trình đều có giá trị lớn và < 0 " trong thực tiễn được dùng làm nhiên liệu.