Bài 6.22 trang 22, 23, 24, 25 SBT Hóa 11 - Kết nối tri thức: Xét các phản ứng tạo thành oxide của nitrogen...

Xét các phản ứng tạo thành oxide của nitrogen:

$\begin{array}{*{20}{l}}{{{\rm{N}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} + {\rm{ }}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} \to {\rm{ 2NO}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }}{\Delta _{\rm{r}}}{\rm{H}}_{298}^0{\rm{ = }}180,6{\rm{ kJ}}}\\{{\rm{2NO}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} + {\rm{ }}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} \to {\rm{ 2NO}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }}{\Delta _{\rm{r}}}{\rm{H}}_{298}^0{\rm{ = }} - 114,2{\rm{ kJ}}}\end{array}$

a) Hãy cho biết phản ứng nào toả nhiệt, phản ứng nào thu nhiệt.

b) Hãy tính ${\Delta _{\rm{r}}}{\rm{H}}_{298}^0$ của phản ứng: ${{\rm{N}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} + {\rm{ 2}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} \to {\rm{ 2N}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right)$

Từ kết quả thu được, hãy tính ${\Delta _{\rm{f}}}{\rm{H}}_{298}^0$ của NO₂(g).

a) ${{\rm{\Delta }}_{\rm{r}}}{\rm{H}}_{{\rm{298}}}^{\rm{0}}$ > 0: Phản ứng thu nhiệt.

${{\rm{\Delta }}_{\rm{r}}}{\rm{H}}_{{\rm{298}}}^{\rm{0}}$ < 0: Phản ứng tỏa nhiệt.

b) Nhiệt phản ứng của ${{\rm{N}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} + {\rm{ 2}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} \to {\rm{ 2N}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right)$ bằng tổng nhiệt phản ứng của hai phương trình trên.

Nhiệt tạo thành của đơn chất bằng 0.

a) Xét phản ứng: ${{\rm{N}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} + {\rm{ }}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} \to {\rm{ 2NO}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }}{\Delta _{\rm{r}}}{\rm{H}}_{298}^0{\rm{ = }}180,6{\rm{ kJ}}$

Ta có: ${{\rm{\Delta }}_{\rm{r}}}{\rm{H}}_{{\rm{298}}}^{\rm{0}}$ > 0, do đó đây là phản ứng thu nhiệt.

Xét phản ứng: ${\rm{2NO}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} + {\rm{ }}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} \to {\rm{ 2NO}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }}{\Delta _{\rm{r}}}{\rm{H}}_{298}^0{\rm{ = }} - 114,2{\rm{ kJ}}$

Ta có: ${{\rm{\Delta }}_{\rm{r}}}{\rm{H}}_{{\rm{298}}}^{\rm{0}}$ < 0, do đó đây là phản ứng tỏa nhiệt.

b) Ta thấy:

$\begin{array}{l}{\rm{ }}{{\rm{N}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} + {\rm{ }}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} \to {\rm{ 2NO}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ (1)}}\\ + \\{\rm{ }}\underline {{\rm{ 2NO}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} + {\rm{ }}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} \to {\rm{ 2NO}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ (2)}}} \\{\rm{ }}{{\rm{N}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} + {\rm{ 2}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ }} \to {\rm{ 2N}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}\left( {\rm{g}} \right){\rm{ (3)}}\end{array}$

$\Rightarrow {\Delta _{\rm{r}}}{\rm{H}}{_{298}^0_{{\rm{ (3)}}}}{\rm{ = }}{\Delta _{\rm{r}}}{\rm{H}}{_{298}^0_{{\rm{ (1)}}}} + {\Delta _{\rm{r}}}{\rm{H}}{_{298}^0_{{\rm{ (2)}}}} = 180,6 + ( - 114,2) = 66,4{\rm{ (kJ)}}$

Xét phản ứng (3):

$\begin{array}{l} \Leftrightarrow 2{\Delta _{\rm{f}}}{\rm{H}}_{298}^0{\rm{(N}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}){\rm{ }} - [{\Delta _{\rm{f}}}{\rm{H}}_{298}^0{\rm{(}}{{\rm{N}}_{\rm{2}}}) + {\Delta _{\rm{f}}}{\rm{H}}_{298}^0{\rm{(}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}})]{\rm{ = }}66,4\\ \Leftrightarrow 2{\Delta _{\rm{f}}}{\rm{H}}_{298}^0{\rm{(N}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}) - [0 + 0]{\rm{ = }}66,4\\ \Rightarrow {\Delta _{\rm{f}}}{\rm{H}}_{298}^0{\rm{(N}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}) = \frac{{66,4}}{2} = 33,2{\rm{ (kJ)}}\end{array}$