Câu 18.17 trang 66 SBT Hóa 10 - Cánh diều: Thực tế, không cần đun nóng, hai phản ứng trên vẫn diễn ra ở nhiệt độ phòng...

Trong phòng thí nghiệm, hydrochloric acid đặc có thể được dùng để điều chế khí chlorine theo hai phản ứng sau:

16HCl(aq) + 2KMnO₄ (s) → 2MnCl₂(aq) + 2KCl(aq) + 8H₂O(l) + 5Cl₂(g) (1)

4HCl(aq) + MnO₂(s) → MnCl₂(aq) + 2H2O(l) + Cl₂ (g) (2)

Cho bảng giá trị enthalpy tạo thành chuẩn (kJ mol^-1) của các chất như dưới đây:

a) Hãy tính biến thiên enthalpy chuẩn của mỗi phản ứng.

b) Thực tế, không cần đun nóng, hai phản ứng trên vẫn diễn ra ở nhiệt độ phòng. Vậy phản ứng trên đã có thể thu nhiệt từ đâu?

Lời giải chi tiết:

a) - Xét phản ứng:

16HCl(aq) + 2KMnO4 (s) → 2MnCl2(aq) + 2KCl(aq) + 8H2O(l) + 5Cl2(g) (1)

\(\begin{array}{l}{\Delta _r}H_{298}^0 = 2.{\Delta _f}H_{298}^0(MnC{l_2}) + 2.{\Delta _f}H_{298}^0(KCl) + 8.{\Delta _f}H_{298}^0({H_2}O) + 5.{\Delta _f}H_{298}^0(C{l_2})\\\quad \quad \quad \;\; - 16.{\Delta _f}H_{298}^0(HCl) - 2.{\Delta _f}H_{298}^0(KMn{O_4})\end{array}\)

→ \({\Delta _r}H_{298}^0 = \;2.\left( { - 555} \right) + 2.\left( { - 419} \right) + 8.\left( { - 285} \right) + 5.0 - 16.\left( { - 167} \right) - 2.\left( { - 837} \right) = 118\left( {kJ} \right)\)

- Xét phản ứng:

4HCl(aq) + MnO2(s) → MnCl2(aq) + 2H2O(l) + Cl2 (g) (2)

\({\Delta _r}H_{298}^0 = {\Delta _f}H_{298}^0(MnC{l_2}) + 2.{\Delta _f}H_{298}^0({H_2}O) + {\Delta _f}H_{298}^0(C{l_2}) - 4.{\Delta _f}H_{298}^0(HCl) - 2.{\Delta _f}H_{298}^0(Mn{O_2})\)

→ \({\Delta _r}H_{298}^0 = \;( - 555) + 2.\left( { - 285} \right) + 0 - 4.\left( { - 167} \right) - \left( { - 520} \right) = 63\left( {kJ} \right)\)

b) Thực tế, không cần đun nóng, hai phản ứng trên vẫn diễn ra ở nhiệt độ phòng do các phản ứng này thu nhiệt từ môi trường.