Giải bài tập hóa lớp 10 bài 17

Giải Hóa 10 Bài 17 giúp các em học sinh lớp 10 nắm vững được kiến thức về phản ứng oxi hóa khử, chất khử, sự khử, lập phương trình phản ứng hóa học. Đồng thời giải nhanh được các bài tập Hóa học 10 chương IV trang 82, 83.

Việc giải bài tập Hóa 10 bài 17 trước khi đến lớp các em nhanh chóng nắm vững kiến thức hôm sau ở trên lớp sẽ học gì, hiểu sơ qua về nội dung học. Đồng thời giúp thầy cô tham khảo, nhanh chóng soạn giáo án cho học sinh của mình. Vậy sau đây là nội dung chi tiết tài liệu, mời các bạn cùng tham khảo tại đây.

Hóa 10 Bài 17: Phản ứng oxi hóa - khử

Lý thuyết Phản ứng oxi hóa - khử

1. Định nghĩa phản ứng oxi hoá - khử

Phản ứng oxi hoá - khử là phản ứng hoá học trong đó có sự thay đổi số oxi hoá của một số nguyên tố hay là phản ứng trong đó có sự chuyến electron giữa các chất phản ứng.

2. Xác định số oxi hoá trong hợp chất

Chú ý : Người ta ghi số oxi hoá ở phía trên nguyên tử của nguyên tố. Ghi dấu trước, số sau.

II. CHẤT KHỬ, CHẤT OXI HOÁ, SỰ OXI HOÁ, SỰ KHỬ

- Chất khử là chất nhường electron hay là chất có số oxi hoá tăng sau phản ứng.

- Chất oxi hoá là chất nhận electron hay chất có số oxi hoá giảm sau phản ứng.

(Câu thần chú: Chất khử cho tăng, chất o nhận giảm)

- Sự oxi hoá (quá trình OXH) của một chất là làm cho chất đó nhường electron hay làm tăng số oxi hoá chất đó.

- Sự khử (quá trình khử) của một chất là làm cho chất đó nhận electron hay làm giảm số oxi hoá chất đó.

* Sự nhường electron chỉ có thể xảy ra khi có sự nhận electron. Vì vậy sự oxi hoá và sự khử bao giờ

cũng diễn ra đồng thời trong một phản ứng.

* Chất khử tạo nên sự OXH, chất OXH tạo nên sự khử

III. LẬP PHƯƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG OXI HOÁ - KHỬ

Để lập phương trình phản ứng oxi hoá - khử theo phương pháp tháng bằng electron, ta thực hiện các bước sau đây :

Bước 1 : Ghi số oxi hoá của những nguyên tố có số oxi hoá thay đổi :

Bước 2 : Viết quá trình oxi hoá và quá trình khử, cân bằng mỗi quá trình :

Bước 3 : Tìm hệ số thích hợp sao cho tổng số electron do chất khử nhường bằng tổng số electron mà chất oxi hoá nhận .

Giải bài tập SGK Hóa 10 trang 82, 83

Câu 1

Cho phản ứng sau:

1. 2HgO 2Hg + O2.

2. CaCO3 CaO + CO2.

3. 2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O.

4. 2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O.

Phản ứng nào là phản ứng oxi hóa - khử.

Gợi ý đáp án

Những phản ứng theo đề bài cho, phản ứng oxi hóa - khử là: A.

2HgO 2Hg + O2.

Còn các phản ứng khác không phải là phản ứng oxi hóa khử

Câu 2

Cho các phản ứng sau:

1. 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O.

2. 2NH3 + 3Cl2 → N2 + 6HCl.

3. NH3 + 3CuO → 3Cu + N2 + 3H2O.

4. 2NH3 + H2O2 + MnSO4 → MnO2 + (NH4)2SO4.

Ở phản ứng nào NH3 không đóng vai trò chất khử?

Gợi ý đáp án

Phản ứng NH3 không đóng vai trò chất khử.

4. 2NH3 +H2O2 + MnSO4 → MnO2 + (NH4)2SO4.

Câu 3

Gợi ý đáp án

1. HNO3 + NaOH → NaNO3+ H2O.

2. N2O5 + H2O → 2HNO3.

3. 2HNO3 + 3H2S → 3S + 2NO + 4H2O.

4. 2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O.

Phản ứng nào là phản ứng oxi hóa - khử.

Gợi ý đáp án

Trong các phản ứng trên chỉ có phản ứng C là phản ứng oxi hóa - khử vì có sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố.

Câu 4

Trong phản ứng 3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO. NO2 đóng vai trò gì?

1. Chỉ là chất oxi hóa.

2. Chỉ là chất khử.

3. Là chất oxi hóa, nhưng đồng thời cũng là chất khử.

4. Không là chất oxi hóa, không là chất khử.

Chọn đáp án đúng.

Gợi ý đáp án

Câu 5

Phân biệt chất oxi hóa và sự oxi hóa, chất khử và sự khử. Lấy thí dụ để minh họa.

Gợi ý đáp án

Chất oxi hóa là chất nhận electron.

Sự oxi hóa một chất là làm cho chất đó nhường electron.

Chất khử là chất nhường electron.

Sự khử một chất là sự làm cho chất đó thu electron.

Thí dụ:

- Nguyên tử Fe nhường electron, là chất khử. Sự nhường electron của Fe được gọi là sự oxi hóa nguyên tử sắt.

- Ion đồng nhận electron, là chất oxi hóa. Sự nhận electron của ion đồng được gọi là sự khử ion đồng.

Khi ngừng đun nóng, phản ứng (1) dừng lại còn phản ứng (2) tiếp tục xảy ra, chứng tỏ

1. phản ứng (1) tỏa nhiệt, phản ứng (2) thu nhiệt.

2. Phản ứng (1) thu nhiệt, phản ứng (2) tỏa nhiệt.

3. cả 2 phản ứng đều tỏa nhiệt.

4. cả 2 phản ứng đều thu nhiệt.

Lời giải

Đáp án đúng là: B

Khi ngừng đun nóng, phản ứng (1) dừng lại, chỉ còn phản ứng (2) tiếp tục xảy ra, chứng tỏ phản ứng (1) thu nhiệt, phản ứng (2) tỏa nhiệt.

Thông hiểu

Bài 17.6 trang 46 SBT Hóa học 10: Tiến hành quá trình ozone hóa 100 g oxi theo phản ứng sau:

3O2 (oxygen) → 2O3 (ozone)

Hỗn hợp thu được có chứa 24% ozone về khối lượng, tiêu tốn 71,2 kJ. Nhiệt tạo thành ΔfH298o của ozone (kJ/mol) có giá trị là

1. 142,4

2. 284,8

3. -142,4

4. -284,8

Lời giải

Đáp án đúng là: A

Số mol O3 \=100.24%48=0,5 (mol)

Tạo thành 0,5 mol O3 cần cung cấp 71,2 kJ nhiệt lượng.

Để tạo thành 2 mol O3 cần cung cấp là: ΔrH298o \=71,2.20,5=284,8kJ.

ΔrH298o\= 2. ΔfH298o(O3) – 3. ΔfH298o(O2) = 2. ΔfH298o(O3) – 3.0 = 284,8 (kJ)

⇒ ΔfH298o(O3) = 142,4 (kJ/mol)

Bài 17.7 trang 46 SBT Hóa học 10: Cho phản ứng hydrogen hóa ethylene sau:

H2C=CH2(g) + H2(g) → H3C-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) của phản ứng có giá trị là

1. 134

2. -134

3. 478

4. 284

Lời giải

Đáp án đúng là: B

ΔrH298o\= EC=C + 4.EC-H + EH-H – EC-C – 6EC-H

\= EC=C + EH-H – EC-C – 2EC-H

\= 612 + 436 – 346 – 2.418 = -134 (kJ)

Bài 17.8 trang 46 SBT Hóa học 10: Cho phương trình phản ứng sau:

2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l) ∆H = -572 kJ

Khi cho 2 g khí H2 tác dụng hoàn toàn với 32 g khí O2 thì phản ứng

1. tỏa ra nhiệt lượng 286 kJ.

2. thu vào nhiệt lượng 286 kJ.

3. tỏa ra nhiệt lượng 572 kJ.

4. thu vào nhiệt lượng 572 kJ.

Lời giải

Đáp án đúng là: A

Số mol H2 \= 1 mol, số mol O2 \= 1 mol ⇒ H2 phản ứng hết, O2 dư.

2H2g + O2g→2H2Ol 2 mol ΔH = −572 kJ1 mol Q = ?

Q = 12.∆H = -286 (kJ).

Bài 17.9 trang 47 SBT Hóa học 10: Tính biến thiên enthalpy theo các phương trình phản ứng sau, biết nhiệt sinh của NH3 bằng -46 kJ/mol.

N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) (1)

12N(g) + 32H2(g) → NH3(g) (2)

So sánh ∆H (1) và ∆H (2). Khi tổng hợp được 1 tấn NH3 thì nhiệt lượng tỏa ra hay thu vào là bao nhiêu? Tính theo hai phương trình phản ứng trên thì kết quả thu được giống nhau hay khác nhau.

Lời giải

Áp dụng công thức tính:

ΔrH298o=∑ΔfH298o(sp)−∑ΔfH298o(cd)

Chú ý: Nhiệt tạo thành (nhiệt sinh) của đơn chất bằng 0

∆H (1) = 2.(-46) – 0 – 0 = -92 (kJ).

∆H (2) = (-46) – 0 – 0 = -46 (kJ).

Phản ứng tỏa nhiệt và ∆H (1) = 2.∆H (2)

Khi tông hợp 17 gam NH3 thì tỏa ra 46 kJ nhiệt lượng.

⇒ Khi tổng hợp 1 tấn NH3 thì nhiệt lượng tỏa ra \=46.10617=2,7.106(kJ)

Tính theo 2 phương trình phản ứng đều ra kết quả giống nhau.

Bài 17.10 trang 47 SBT Hóa học 10: Cho các phản ứng sau:

CaCO3(s) → CaO + CO2(g) (1)

C(graphite) + O2 → CO2(g) (2)

Tính biến thiên enthalpy của các phản ứng trên. (Biết nhiệt sinh (kJ/mol) của CaCO3, CaO và CO2 lần lượt là -1 207, -635 và -393,5).

Lời giải

CaCO3(s) → CaO + CO2(g) (1)

ΔrH298o (1) = ΔfH298o(CaO) + ΔfH298o(CO2) - ΔfH298o(CaCO3)

ΔrH298o (1) = (-635) + (-393,5) – (-1207) = +178,5 (kJ)

C(graphite) + O2 → CO2(g) (2)

ΔrH298o (2) = ΔfH298o(CO2) - ΔfH298o(C) - ΔfH298o(O2)

ΔrH298o (2) = (-393,5) – 0 – 0 = - 393,5 (kJ)

Bài 17.11 trang 47 SBT Hóa học 10: Cho các phản ứng sau và biến thiên enthalpy chuẩn:

(1) 2NaHCO3(s) → Na2CO3(s) + H2O(l) + CO2(g) ΔrH298o \= +20,33 kJ

(2) 4NH3(g) + 3O2(g) → 2N2(g) + 6H2O(l) ΔrH298o \= -1 531 kJ

Phản ứng nào tỏa nhiệt? Phản ứng nào thu nhiệt?

Lời giải

Phản ứng (1) có ΔrH298o \= +20,33 kJ > 0 là phản ứng thu nhiệt

Phản ứng (2) có ΔrH298o \= -1 531 kJ < 0 là phản ứng tỏa nhiệt

Vận dụng

Bài 17.12 trang 47 SBT Hóa học 10: Phản ứng giữa khí nitrogen và oxygen chỉ xảy ra ở nhiệt độ cao (3 000oC) hoặc nhờ tia lửa điện: N2(g) + O2(g) → 2NO(g)

2. Phản ứng trên tỏa nhiệt hay thu nhiệt?

2. Bằng kiến thức về năng lượng liên kết trong phân tử các chất, hãy giải thích vì sao phản ứng trên khó xảy ra.

Lời giải

1. Phản ứng trên chỉ xảy ra khi nhận nhiệt bên ngoài, đó là phản ứng thu nhiệt.

2. Do năng lượng liên kết trong phân tử các chất phản ứng rất lớn (N2: 945 kJ/mol, O2: 494 kJ/mol) so với sản phẩm (NO: 607 kJ/mol) nên phản ứng trên khó xảy ra.

ΔrH298o \= Eb(N2) + Eb(O2) – 2.Eb(NO)

ΔrH298o \= Eb(N≡N) + Eb(O=O) – 2.Eb(N=O)

ΔrH298o\= 945 + 494 – 2.607 = 225 kJ

Bài 17.13 trang 47 SBT Hóa học 10: Cho phản ứng nhiệt nhôm sau:

2Al(s) + Fe2O3(s) → Al2O3(s) + 2Fe(s)

Biết nhiệt tạo thành, nhiệt dung của các chất (nhiệt lượng cần cung cấp để 1 kg chất đó tăng lên 1 độ) được cho trong bảng sau:

Chất

ΔfH298o (kJ/mol)

C (J/g.K)

Chất

ΔfH298o (kJ/mol)

C (J/g.K)

Al

0

Al2O3

-16,37

0,84

Fe2O3

-5,14

Fe

0

0,67

Giả thiết phản ứng xảy ra vừa đủ, hiệu suất 100%; nhiệt độ ban đầu là 25oC; nhiệt lượng tỏa ra bị thất thoát ngoài môi trường là 50%. Tính nhiệt độ đạt được trong lò phản ứng nhiệt nhôm.

Lời giải

Xét phản ứng giữa 2 mol Al với 1 mol Fe2O3 tạo ra 1 mol Al2O3 và 2 mol Fe.

Biến thiên enthalpy của phản ứng:

ΔrH298o \= ΔfH298o(Al2O3) + 2. ΔfH298o(Fe) – 2. ΔfH298o(Al) - ΔfH298o(Fe2O3)

\= 1. (-16,37) + 2.0 – 2.0 – 1.(-5,14) = -21,51 (kJ)

Nhiệt dung của sản phẩm: C = 102.0,84 + 2.56.0,67 = 160,72 (J.K-1).

Áp dụng công thức Q = m.C. ∆T

⇒ Nhiệt độ tăng lên: ∆T = 21,51.103.50%160,72=66,92(K)

Nhiệt độ đạt được = (25 + 273) + 66,92 = 365 (K)

Bài 17.14 trang 48 SBT Hóa học 10: Cho phản ứng đốt cháy butane sau:

C4H10(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(g) (1)

Biết 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

1. Cân bằng phương trình phản ứng (1).

2. Xác định biến thiên enthalpy (ΔrH298o) của phản ứng (1).

3. Một bình gas chứa 12 kg butane có thể đun sôi bao nhiêu ấm nước? (Giả thiết mỗi ấm nước chứa 2 L nước ở 25oC, nhiệt dung của nước là 4,2 J/g.K, có 40% nhiệt đốt cháy butane bị thất thoát ra ngoài môi trường).