Giải bài tập Chuyên đề Hoá học 10 Cánh diều bài 6 Hóa học về phản ứng cháy và nổ

Câu hỏi khởi động

Quan sát các phản ứng trong Hình 6.1 và Hình 6.2, cho biết tốc độ của phản ứng nào lớn hơn?

I. Biến thiên enthalpy của phản ứng cháy, nổ

Câu hỏi 1: Có những cách nào để tính biến thiên enthalpy của phản ứng?

Câu hỏi 2: Nhắc lại cách tính biến thiên theo enthalpy phản ứng theo năng lượng liên kết.

Luyện tập 1:

Đốt cháy hoàn toàn 1 gam (ở thể hơi) mỗi chất trong dãy CH₄, CH₃Cl, CH₂Cl₂, CHCl₃, CCl₄ sẽ tỏa ra bao nhiêu kilôJun nhiệt lượng trong điều kiện chuẩn? Biết sản phẩm phản ứng là CO₂, H₂O, HCl, Cl₂ đều ở thể khí. Năng lượng của một số liên kết được cho ở Phụ lục 3.

Luyện tập 2: So sánh mức độ mãnh liệt của phản ứng đốt cháy các chất trên.

Câu hỏi 3: Xác định nhiệt lượng (kJ) tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 gam mỗi chất CH₄, C₂H₂ ở điều kiện chuẩn. Biết các sản phẩm thu được đều ở thể khí.

Câu hỏi 4: Hãy tính ứng với 1 gam mỗi muối trong các phản ứng (1’), (2’), (3’) tỏa ra bao nhiêu kilôJun nhiệt lượng.

Vận dụng 1: Nêu thành phần đầu que diêm và vỏ quẹt bao diêm; cơ sở hóa học sự tạo lửa của diêm.

Vận dụng 2: Việt Nam là một trong những quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề của các cuộc chiến tranh để lại. Một trong số đó chính là hàng nghìn tấn bom mìn, vật liệu nổ hiện còn sót lại trên khắp cả nước. Em hãy tìm hiểu và trả lời các câu hỏi:

a) Có bao nhiêu tỉnh thành bị ô nhiễm bởi bom mìn? Tổng diện tích ô nhiễm bom mìn, vật liệu nổ trên cả nước là bao nhiêu? Ô nhiễm bom mìn và vật liệu nổ đã gây nên những thiệt hại như thế nào? 

b) Hãy đề xuất những hành động để làm giảm nguy cơ thiệt hại gây ra các vụ nổ bom mìn và vật liệu nổ.

Vận dụng 3: Ngày 04 – 8 – 2020 tại cảng biển thành phố Beirut, thủ đô của Liban đã xảy ra hai vụ nổ liên tiếp. Nguyên nhân gây ra bở vụ nổ của 2750 tấn ammonium nitrate (NH₄NO₃). Vụ nổ này gây ra thiệt hại rất lớn về người và của: 207 người chất, khoảng 7500 người bị thương, khoảng 300 000 người mất nhà cửa, tổng thiệt hại lên đến 10 – 15 tỉ USD.

Giải thích vì sao một loại đạm thông thường như ammonium nitrate lại có thể phát nổ được. Từ đó, đề xuất cách phòng chống cháy nổ phân đạm khi lưu trữ trong nhà kho.

II. Sự thay đổi tốc độ của phản ứng theo nồng độ oxygen

1. Phản ứng cháy

Câu hỏi 5: Giải thích vì sao ở những nơi có điều kiện, người ta bơm khí nitrogen vào lốp xe ô tô thay cho không khí.

Vận dụng 4 

Giải thích các yếu tố nguy hiểm trong ba trường hợp sau:

a) Ngủ trong phòng nhỏ và kín.

b) Hít thở trong khu vực kín có đám cháy.

c) Đốt than trong phòng kín. Cho biết khi thiếu không khí, than cháy sinh ra nhiều khí CO.

Bài tập

Bài 1: Hỗn hợp bột Al và NH₄ClO₄ được dùng làm nhiên liệu rắn cho tên lửa. Hỗn hợp bột Al và Fe₂O₃ được dùng để hàn kim loại. Phản ứng xảy ra khi sử dụng các hỗn hợp bột này như sau:

3Al(s) + 3NH₄ClO₄(s) → Al₂O₃(s) + AlCl₃(s) + 3NO(g) + 6H₂O(g) (1)

2Al(s) + Fe₂O₃(s) → Al₂O₃(s) + 2Fe(l)         (2)

Các giá trị $\Delta _{f}H_{298}^{o}$ (kJ mol^-1) tra ở Phụ lục 2.

a) Bằng tính toán hãy cho biết: 1 gam hỗn hợp bột nào (trộn theo đúng tỉ lệ phản ứng) tỏa ra nhiều nhiệt hơn. Từ đó dự đoán phản ứng nào xảy ra mãnh liệt hơn

b) Có thể dùng hỗn hợp bột Al và Fe₂O₃ làm nhiên liệu trong động cơ tên lửa được không?

Bài 2: Hexachlorobenzene rắn (C₆Cl₆) là chất cực kì độc hại với con người nên được bảo quản rất kĩ lưỡng. Nếu xảy ra hỏa hoạn nhà kho có chứa C6Cl6 thì chất này có dễ dàng bị tiêu hủy bởi phản ứng cháy với oxygen hay không? Hãy dự đoán bằng cách tính biến thiên enthalpy của phản ứng. Biết rằng phản ứng cháy sinh ra CO₂ và Cl₂.

Bài 3: Cho phản ứng đốt cháy hoàn toàn khí propane:

C₃H₈(g) + 5O₂(g) → 3CO₂(g) + 4H₂O(g)

Tốc độ của phản ứng sẽ thay đổi như thế nào nếu nồng độ oxygen trong không khí giảm từ 21% xuống 15% (theo thể tích)? Các yếu tố khác coi như không đổi.

Bài 4: Cho phản ứng giữa Hb với O2 ở phổi:

Hb + O₂ → HbO₂

Giả sử lượng oxygen cung cấp cho cơ thể chỉ phụ thuộc vào tốc độ phản ứng; tần số nhịp thở trung bình của một người là 16 nhịp/ phút. Hỏi nếu nồng độ oxygen trong không khí giảm từ 21% xuống 18% (theo thể tích) thì tần số nhịp thở trung bình là bao nhiêu để đảm bảo lượng oxygen cung cấp cho cơ thể không thay đổi?