Bài 4.7 trang 14, 15, 16 SBT Hóa 11 - Cánh diều: Cho bảng giá trị năng lượng của một số liên kết ở điều kiện chuẩn sau...

Cho bảng giá trị năng lượng của một số liên kết ở điều kiện chuẩn sau:

a) Tính giá trị biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng sau theo năng lượng liên kết:

N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)

b) Từ kết quả tính ở a) thì có thể suy ra giá trị enthalpy tạo thành chuẩn của khí ammonia là bao nhiêu kJ mol−1

c) Kết quả thực nghiệm xác nhận giá trị enthalpy tạo thành chuẩn của khí ammonia là -45,9 kJ mol⁻¹. Hãy cho biết vì sao có sự khác biệt về giá trị enthalpy tạo thành chuẩn của khí ammonia theo kết quả tính ở b) và kết quả thực nghiệm.

Phương pháp giải :

Dựa vào công thức tính giá trị biến thiên năng lượng của phản ứng

Lời giải chi tiết:

a) Δ_rH^o₂₉₈= 1.946 + 3.436 - 6.389 = -80 (kJ).

b) Với kết quả tính được từ a) thì enthalpy tạo thành chuẩn của ammonia là.

Δ_rH^o₂₉₈ = 2Δ_fH^o₂₉₈(NH₃) − Δ_fH^o₂₉₈(N₂) − 3Δ_fH^o₂₉₈(H₂) = 2Δ_fH^o₂₉₈(NH3)

⇒ Δ_fH^o₂₉₈(NH₃) =\(\frac{{{\Delta _r}H_{298}^0}}{2} = \frac{{ - 80}}{2}\) = -40 kJ.mol⁻¹

c) Giá trị enthalpy tạo thành chuẩn tính theo năng lượng liên kết thường khác biệt nhiều với giá trị thực nghiệm. Do giá trị năng lượng của một liên kết được tính là giá trị năng lượng trung bình của liên kết đó trong nhiều hợp chất, khi tính toán sẽ có sai lệch so với thực tế. Cụ thể trong bài tập này, giá trị 389 kJ.mol⁻¹ được hiểu là giá trị trung bình năng lượng liên kết N và H trong nhiều hợp chất khác nhau, như NH₃, CH₃–NH₂, NH₄NO₃…