a) Phương trình nhiệt hóa học

Phương trình phản ứng tạo thành  từ các đơn chất:

b) Tính lượng nhiệt phản ứng tỏa ra

Từ phương trình hóa học:
    •     mol O₂ tạo 1 mol ,
    •    Vậy  mol O₂ sẽ tạo:

    •    Phản ứng tỏa ra  kJ (vì , dấu âm thể hiện tỏa nhiệt).
Phản ứng toả ra 370,6 kJ ( vì Q<0 , dấu ấm thể hiện toả nhiệt

**D

Phương trình hóa học:

Dữ kiện bài toán:

• Thể tích khí SO₂: lít (đktc)

• Số mol khí SO₂:

a. Tính khối lượng Fe

Từ PTHH, tỉ lệ mol giữa Fe và SO₂ là 1:1, nên:

b. Tính khối lượng muối FeSO₄ thu được

Số mol FeSO₄ tạo ra cũng bằng n_{Fe} = 0,15 mol.

Khối lượng muối:

Kết quả:

a) 8,4g

b) 22,8g

1. NH₃ + O₂ → NO + H₂O

Bước 1: Xác định số oxi hóa

• N trong NH₃: -3 → N trong NO: +2 (tăng 5)

• O trong O₂: 0 → O trong H₂O: -2 (giảm 2)

Bước 2: Thăng bằng electron

• Quá trình oxi hóa: NH₃ → NO (N: -3 → +2, mất 5e)

• Quá trình khử: O₂ → H₂O (O: 0 → -2, nhận 2e mỗi O, tổng nhận 4e)

• Quy đồng: 5 và 4, bội chung nhỏ nhất là 20, nên ta nhân hệ số phù hợp.

Bước 3: Cân bằng phương trình

4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O

2. Cu + HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + NO + H₂O

Bước 1: Xác định số oxi hóa

• Cu: 0 → Cu(NO₃)₂: +2 (mất 2e)

• N trong HNO₃: +5 → NO: +2 (nhận 3e)

Bước 2: Thăng bằng electron

• Quy đồng số e trao đổi (bội chung nhỏ nhất của 2 và 3 là 6)

• Nhân Cu với 3 và NO₃⁻ với 2.

Bước 3: Cân bằng phương trình

3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

3. Mg + HNO₃ → Mg(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + H₂O

Bước 1: Xác định số oxi hóa

• Mg: 0 → Mg(NO₃)₂: +2 (mất 2e)

• N trong HNO₃: +5 → N trong NH₄NO₃: -3 (nhận 8e)

Bước 2: Thăng bằng electron

• Bội chung nhỏ nhất của 2 và 8 là 8, nhân Mg với 4.

Bước 3: Cân bằng phương trình

4Mg + 10HNO₃ → 4Mg(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

4. Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂S + H₂O

Bước 1: Xác định số oxi hóa

• Zn: 0 → ZnSO₄: +2 (mất 2e)

• S trong H₂SO₄: +6 → S trong H₂S: -2 (nhận 8e)

Bước 2: Thăng bằng electron

• Bội chung nhỏ nhất của 2 và 8 là 8, nhân Zn với 4.

Bước 3: Cân bằng phương trình

4Zn + 10H₂SO₄ → 4ZnSO₄ + H₂S + 4H₂O

a) Khó thở trong không gian kín đông người

Do nhiều người tiêu thụ oxy và thải ra CO₂, làm giảm oxy và tăng CO₂ trong không khí. Cơ thể phản ứng bằng cách thở nhanh hơn để lấy thêm oxy và thải CO₂.

b) Tàn đóm đỏ bùng lên trong bình oxy

Oxy là chất hỗ trợ cháy. Khi đưa tàn đóm vào môi trường oxy nguyên chất, quá trình cháy diễn ra mạnh hơn, làm tàn đóm bùng lên rực rỡ.

Để giải quyết bài toán này, chúng ta thực hiện các bước sau:

(a) Cân bằng phương trình hóa học:

Phương trình phản ứng giữa calcium oxalate (CaC₂O₄) và potassium permanganate (KMnO₄) trong môi trường axit sulfuric (H₂SO₄) là:

Để cân bằng phương trình này, ta sử dụng phương pháp thăng bằng electron:

1. Xác định số oxi hóa:

• Mn: Trong KMnO₄, Mn có số oxi hóa +7; trong MnSO₄, Mn có số oxi hóa +2.

• C: Trong CaC₂O₄, C có số oxi hóa +3; trong CO₂, C có số oxi hóa +4.

2. Viết quá trình oxi hóa và khử:

• Quá trình oxi hóa (C):

• Quá trình khử (Mn):

3. Cân bằng electron:

• Để cân bằng số electron trao đổi, ta nhân quá trình oxi hóa với 5:

• Khi đó, tổng số electron trao đổi là 5.

4. Đặt hệ số vào phương trình:

• 5 mol CaC₂O₄ chứa 10 nguyên tử C, tương ứng với 5 mol CO₂.

• 2 mol KMnO₄ chứa 2 mol Mn, tương ứng với 2 mol MnSO₄.

5. Cân bằng các nguyên tố còn lại:

• Ca: 5 mol CaC₂O₄ → 5 mol CaSO₄.

• K: 2 mol KMnO₄ → 1 mol K₂SO₄.

• H và O: Cân bằng bằng cách thêm 8 mol H₂SO₄ và 8 mol H₂O.

Phương trình cân bằng hoàn chỉnh:

(b) Tính nồng độ ion Ca²⁺ trong máu:

1. Tính số mol KMnO₄ đã dùng:

• Nồng độ dung dịch KMnO₄: .

• Thể tích dung dịch KMnO₄: .

• Số mol KMnO₄:

2. Tính số mol Ca²⁺ trong mẫu máu:

• Theo phương trình phản ứng, tỉ lệ mol giữa KMnO₄ và CaC₂O₄ là 2:5.

• Số mol CaC₂O₄:

• Mỗi mol CaC₂O₄ chứa 1 mol Ca²⁺, do đó:

3. Tính nồng độ Ca²⁺ trong 100 mL máu:

• Khối lượng mol của Ca²⁺: .

• Khối lượng Ca²⁺ trong 1 mL máu:

• Trong 100 mL máu:

Vậy, nồng độ ion Ca²⁺ trong máu của người đó là 9,994 mg/100 mL.

Lưu ý: Kết quả này gần bằng 10 mg/100 mL, phù hợp với các tài liệu tham khảo. Tuy nhiên, do sử dụng các giá trị chính xác trong tính toán, kết quả có thể khác biệt nhỏ.

Để tính biến thiên enthalpy (ΔrH2980) cho quá trình hòa tan calcium chloride (CaCl₂) trong nước:

ta sử dụng enthalpy tạo thành chuẩn (ΔfH2980) của các chất:

• CaCl₂(s): -795,0 kJ/mol

• Ca²⁺(aq): -542,83 kJ/mol

• Cl⁻(aq): -167,16 kJ/mol

Áp dụng công thức:

Cụ thể:

Thay các giá trị vào:

Vậy, biến thiên enthalpy của quá trình hòa tan CaCl₂ trong nước là -82,15 kJ/mol.

Để cân bằng các phản ứng oxi hóa – khử bằng phương pháp thăng bằng electron và xác định chất oxi hóa, chất khử, cùng quá trình oxi hóa và khử, ta thực hiện như sau:

a. Phản ứng giữa Fe và HNO₃:

Phương trình phản ứng:

Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố thay đổi:

• Fe: từ 0 trong Fe đến +3 trong Fe(NO₃)₃ (bị oxi hóa).

• N: từ +5 trong HNO₃ đến +2 trong NO (bị khử).

Bước 2: Viết quá trình oxi hóa và khử:

• Quá trình oxi hóa:

• Quá trình khử:

Bước 3: Cân bằng số electron trao đổi:

• Tổng số electron nhường và nhận đều là 3, nên tỉ lệ mol giữa Fe và HNO₃ là 1:3.

Bước 4: Cân bằng phương trình:

Kết luận:

• Chất khử: Fe (bị oxi hóa).

• Chất oxi hóa: HNO₃ (N bị khử).

b. Phản ứng giữa KMnO₄, FeSO₄ và H₂SO₄:

Phương trình phản ứng:

Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố thay đổi:

• Mn: từ +7 trong KMnO₄ đến +2 trong MnSO₄ (bị khử).

• Fe: từ +2 trong FeSO₄ đến +3 trong Fe₂(SO₄)₃ (bị oxi hóa).

Bước 2: Viết quá trình oxi hóa và khử:

• Quá trình oxi hóa:

• Quá trình khử:

Bước 3: Cân bằng số electron trao đổi:

• Tổng số electron nhường và nhận đều là 5, nên tỉ lệ mol giữa KMnO₄ và FeSO₄ là 1:5.

Bước 4: Cân bằng phương trình:

Kết luận:

• Chất khử: FeSO₄ (Fe bị oxi hóa).

• Chất oxi hóa: KMnO₄ (Mn bị khử).