Câu 15.3* trang 45 SBT Hóa 10 - Cánh diều: Quá trình tan chảy của nước đá là quá trình thu nhiệt hay toả nhiệt? Vì sao?...

Biến thiên enthalpy chuẩn của quá trình “H₂O(s) → H₂O(l)” là 6,020 kJ.

a) Quá trình tan chảy của nước đá là quá trình thu nhiệt hay toả nhiệt? Vì sao?

b) Vì sao khi cho viên nước đá vào một cốc nước lỏng ấm, viên đá lại tan chảy dần?

c) Vì sao cốc nước lỏng bị lạnh dần trong quá trình viên nước đá tan chảy?

d) Biết rằng để làm cho nhiệt độ của 1 mol nước lỏng thay đổi 1°C cần một nhiệt lượng là 75,4 J. Giả sử mỗi viên nước đá tương ứng với 1 mol nước, số viên nước đá tối thiểu cần tan chảy để có thể làm lạnh 500 gam nước lỏng ở 20°C xuống 0°C là

A. 1. B. 7. C. 14. D. 15. E. 126.

e) Để làm lạnh 120 gam nước lỏng ở 45°C xuống 0°C, một bạn học sinh đã dùng 150 gam nước đá. Lượng nước đá này là vừa đủ, thiếu hay dư?

(Trong phần d, e, giả thiết chỉ có sự trao đổi nhiệt giữa nước và nước đá.)

Lời giải chi tiết:

a) Biến thiên enthalpy dương → Quá trình tan chảy của nước đá là quá trình thu nhiệt

b) Nước lỏng ấm có nhiệt độ cao hơn đá viên → viên đá sẽ lấy nhiệt từ nước lỏng ấm nên sẽ bị tan chảy dần

c) Do viên đá lấy nhiệt từ nước lỏng ấm trong cốc → làm mất nhiệt của nước → cốc nước lỏng bị lạnh dần

d) - Nhiệt lượng cần tan chảy để có thể làm lạnh 500 gam nước lỏng ở 20°C xuống 0°C là \(\frac{{500}}{{18}}.(20 - 0).75,4 = 41888,9J = 41,889kJ\)

- Phần nhiệt lượng tỏa ra này được viên nước đá hấp thụ để tan chảy. Số viên nước đá cần tối thiểu là: \(\frac{{41,889}}{{6,02}} \approx 7\)(viên)

→ Đáp án: B

e) - Nhiệt lượng cần để làm lạnh 120 gam nước lỏng ở 45°C xuống 0°C là:

\(\frac{{120}}{{18}}.(45 - 0).75,4 = 22620J = 22,62kJ\)

- Khối lượng nước đá cần tối thiểu là: \(\frac{{22,62}}{{6,02}}{.18.10^{ - 3}} = 67,63g\)(gam)

→ Dùng 150 gam nước đá là dư