Nhiệt tạo thành chuẩn $({\Delta }_f{H}_{298}^0)$ của $F{e}_2{O}_3(s)$, $A{l}_2{O}_3(s)$ và $Fe(s)$ lần lượt là –824,2 kJ.mol⁻¹; –1675,7 kJ.mol⁻¹ và 0 kJ.mol⁻¹. Biến thiên enthalpy chuẩn $({\Delta }_r{H}_{298}^0)$ của phản ứng $F{e}_2{O}_3(s)+2Al(s)\to A{l}_2{O}_3(s)+2Fe(s)$ là bao nhiêu?

Để hàn một vết nứt đường ray tàu hoả có thể tích 12,6 cm³, người ta phải dùng tối thiểu m gam hỗn hợp termite (Al và Fe₂O₃ theo tỉ lệ mol tương ứng 2 : 1). Giả thiết chỉ xảy ra phản ứng hoá học sau với hiệu suất bằng 62,5\%.

$$2Al(s)+F{e}_2{O}_3(s)\stackrel{t^0}{\to }A{l}_2{O}_3(s)+2Fe(s)(\ast )$$

Biết lượng iron (Fe) cần hàn cho vết nứt bằng 75\% lượng iron sinh ra trong phản ứng (*). Khối lượng riêng của iron là 7,86 g/cm³. Các giá trị nhiệt tạo thành (Δ_fH°₂₉₈) của các chất ở điều kiện chuẩn được cho trong bảng sau:



Cho các phát biểu sau:
(1) Theo phản ứng (*) tách được kim loại iron (sắt) bằng phương pháp nhiệt luyện.
(2) Giá trị của m là 80,25 (kết quả làm tròn đến hàng phần trăm).
(3) Biến thiên enthalpy của phản ứng sau (*) ở điều kiện chuẩn là -849,8 kJ.
(4) Nhiệt lượng toả ra của phản ứng (*) ở điều kiện chuẩn khi có 2,7 kg Al phản ứng hết là 42490 kJ. Liệt kê các phát biểu đúng theo thứ tự tăng dần.

Sản phẩm của quá trình nung vôi có nhiều ứng dụng trong thực tế, CaO sinh ra được sử dụng trong công nghiệp luyện kim và làm nguyên liệu cho công nghiệp hoá học, được dùng để khử chua đất trồng trọt, xử lí nước thải công nghiệp, khử độc môi trường. Còn CO${}_2$ được dùng sản xuất CO${}_2$ lỏng phục vụ cho nhu cầu công nghiệp và dân sinh. Quá trình nung vôi xảy ra theo phương trình hóa học (1) như sau:

$$CaC{O}_3(s)\stackrel{t^0}{\to }CaO(s)+C{O}_2(g)(1)$$

Phản ứng (1) là phản ứng thu nhiệt mạnh. Lượng nhiệt này được cung cấp từ quá trình đốt cháy hoàn toàn khí thiên nhiên hóa lỏng (chứa 96\% methane, 4\% ethane về thể tích) theo phương trình hóa học (2) và (3):

$$C{H}_4(g)+2O_2(g)\stackrel{t^0}{\to }C{O}_2(g)+2H_{2}O(g)(2)$$

$$C_2{H}_6(g)+3,5O_2(g)\stackrel{t^0}{\to }2C{O}_2(g)+3H_{2}O(g)(3)$$

Xét các phản ứng ở điều kiện chuẩn và hiệu suất chuyển hóa của CaCO${}_3$ là 100\%. Khối lượng khí thiên nhiên hóa lỏng là m tấn cần thiết để sản xuất 560 tấn CaO(s) trong giai đoạn trên. Biết 92\% tổng lượng nhiệt tỏa ra từ phản ứng (2), (3) được cung cấp cho phản ứng (1) và các giá trị nhiệt tạo thành (${\Delta }_f{H}_{298}^0$) của các chất, năng lượng liên kết trung bình của một số liên kết hóa học ở điều kiện chuẩn được cho trong bảng sau:

Nhiệt tạo thành chuẩn của các chất:



Năng lượng liên kết trung bình của một số liên kết hóa học ở điều kiện chuẩn:



Giá trị của m (theo tấn) là bao nhiêu? (Không làm tròn kết quả các phép tính trung gian, chỉ làm tròn kết quả cuối cùng đến hàng đơn vị).

Ammonia được tạo ra bằng cách cho nitrogen phản ứng với hydrogen với sự có mặt của chất xúc tác là iron. Phương trình phản ứng tạo ammonia diễn ra như sau: $N_2(g)+3H_2(g)\rightleftharpoons 2N{H}_3(g)$. Biết năng lượng liên kết ($E_b$) ở 25°C; 1 bar của một số loại liên kết được cho trong bảng sau:



Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng (kJ) tính theo năng lượng liên kết ở điều kiện trên có giá trị là

Nescafe đã sản xuất thành công lon coffee tự làm nóng. Để làm nóng coffee, chỉ cần ấn nút (trên lon) để trộn nguyên liệu gồm dung dịch KOH hoặc NaOH rất loãng và CaO; 210 mL coffee trong lon sẽ được hâm nóng đến khoảng 40 °C. Giả sử nhiệt dung riêng của coffee là 4,18 J/g.K (Nhiệt dung riêng là nhiệt lượng cần cung cấp để 1 gam chất tăng lên 1 °C). Cho ${\Delta }_f{H}_{298}^o$ (kJ.mol${}^{-1}$) của CaO, H${}_2$O${}_{(l)}$, Ca(OH)${}_2$ lần lượt là -635; -286; -985; các giá trị này không đổi trong khoảng nhiệt độ đang xét. Nhiệt tỏa ra từ phản ứng thất thoát vào sản phẩm, vỏ hộp và môi trường là 20\%.
Tính khối lượng CaO cần cung cấp để làm nóng 210 mL coffee từ 10 °C đến 40 °C (d = 1,0 g/ml). (làm tròn đến phần nguyên).

Fluoroethane, CH${}_3$CH${}_2$F từng sử dụng làm chất làm lạnh, được tạo ra theo phản ứng
$$C{H}_2=C{H}_2+HF\to C{H}_{3}C{H}_{2}F{\Delta }_r{H}_{298}^0=-73kJ$$
Năng lượng của liên kết C-F trong fluoroethane có giá trị là (biết năng lượng liên kết của một số liên kết được cho trong bảng sau):

Ở điều kiện chuẩn, biến thiên enthalpy của phản ứng SO${}_2$(g) + 1/2O${}_2$(g) → SO${}_3$(l) là bao nhiêu? Biết ${\Delta }_f{H}_{298}^o$ của SO${}_2$(g) là -296,8 kJ/mol, của SO${}_3$(l) là – 441,0 kJ/mol.