Trong công nghiệp, lượng lớn soda được sản xuất theo phương pháp Solvay theo sơ đồ sau:



Sơ đồ quá trình Solvay sản xuất NaHCO₃ và Na₂CO₃

Muối NaHCO₃ được tạo thành từ “tháp carbonate hoá” được làm lạnh, lọc rồi đem phân hủy một phần tạo thành soda theo phương trình hóa học (1) như sau:

(1) $2NaHC{O}_3(s)\stackrel{t^o}{\to }N{a}_{2}C{O}_3(s)+C{O}_2(g)+H_{2}O(g)$

Phản ứng (1) là phản ứng thu nhiệt. Lượng nhiệt này được cung cấp từ quá trình đốt cháy hoàn toàn than cốc theo phương trình hóa học (2):

(2) $C(s)+O_2(g)\to C{O}_2(g)$

Biết phản ứng (2) đã đốt cháy hoàn toàn 12 tấn than cốc và có 22% nhiệt lượng tỏa ra được cung cấp cho phản ứng (1). Từ các quá trình trên thu được loại soda có độ tinh khiết 98,56% theo khối lượng. Tính khối lượng soda sản xuất được (theo đơn vị tấn, làm tròn phép tính cuối cùng đến hàng đơn vị).

Cho biết hiệu suất hấp thụ nhiệt của phản ứng (1) là 100% và các giá trị nhiệt tạo thành chuẩn $\left({\Delta }_f{H}_{298}^0\right)$ của các chất ở điều kiện chuẩn được cho trong bảng sau:

Chất	H₂O(g)	CO₂(g)	NaHCO₃ (s)	Na₂CO₃(s)
Nhiệt tạo thành chuẩn ${\Delta }_f{H}_{298}^0$ (kJ/mol)	-241,8	-393,5	-947,7	-1130,8

Trong công nghiệp, lượng lớn soda được sản xuất theo phương pháp Solvay theo sơ đồ sau:



Sơ đồ quá trình Solvay sản xuất NaHCO_3 và Na_2CO_3

Muối NaHCO_3 được tạo thành từ “tháp carbonate hoá” được làm lạnh, lọc rồi đem phân hủy một phần tạo thành soda theo phương trình hóa học (1) như sau:

(1) 2NaHCO_3(s) $\stackrel{t^o}{\to }$ Na_2CO_3(s) + CO_2(g) + H_2O(g)

Phản ứng (1) là phản ứng thu nhiệt. Lượng nhiệt này được cung cấp từ quá trình đốt cháy hoàn toàn than cốc theo phương trình hóa học (2):

(2) C(s) + O_2(g) $\to$ CO_2(g)

Biết phản ứng (2) đã đốt cháy hoàn toàn 12 tấn than cốc và có 22% nhiệt lượng tỏa ra được cung cấp cho phản ứng (1). Từ các quá trình trên thu được loại soda có độ tinh khiết 98,56% theo khối lượng. Tính khối lượng soda sản xuất được (theo đơn vị tấn, làm tròn phép tính cuối cùng đến hàng đơn vị).

Cho biết hiệu suất hấp thụ nhiệt của phản ứng (1) là 100% và các giá trị nhiệt tạo thành chuẩn $\left({\Delta }_f{H}_{298}^0\right)$ của các chất ở điều kiện chuẩn được cho trong bảng sau:

Gói làm nóng thức ăn (FRH: Flameless Ration Heater) được phát minh nhằm hâm nóng các bữa ăn tiện lợi cho người lính trên chiến trường. Một số gói lẩu tự sôi cũng sử dụng công nghệ này. FRH có thành phần chính gồm bột kim loại Mg trộn với một lượng nhỏ bột Fe và NaCl. Khi sử dụng, chỉ cần cho khoảng 30 mL nước vào hỗn hợp FRH, hỗn hợp này phản ứng mạnh liệt theo phương trình Mg (s) + 2H${}_2$O (l) → Mg(OH)${}_2$ (s) + H${}_2$ (g) và tỏa rất nhiều nhiệt, đủ để làm nóng thức ăn nhanh chóng.

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 chất, 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:

CaCO${}_3$(s) → CaO(s) + CO${}_2$(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):

CH${}_4$(g) + 2O${}_2$(g) → CO${}_2$(g) + 2H${}_2$O(g) (2)

C${}_2$H${}_6$(g) + 3,5O${}_2$(g) → 2CO${}_2$(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 280 tấn CaO(s) trong giai đoạn trên. Biết 95% tổng lượng nhiệt tỏa ra từ phản ứng (2), (3) được cung cấp cho phản ứng (1) và các giá trị nhiệt tạo thành 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 (làm tròn đến hàng phần mười)?

Phản ứng đốt cháy methane xảy ra như sau:
$$C{H}_4(g)+2O_2(g)\stackrel{t^o}{\to }C{O}_2(g)+2H_{2}O(l)$$
Biết nhiệt tạo thành chuẩn của các chất CH${}_4$(g) = -74,8 kJ/mol; CO${}_2$(g) = -393,5 kJ/mol; H${}_2$O(l) = -285,8 kJ/mol. Biến thiên enthalpy của phản ứng tính theo nhiệt tạo thành chuẩn có giá trị là

Gói làm nóng thức ăn (FRH: Flameless Ration Heater) được sử dụng để hâm nóng các bữa ăn tiện lợi. Thành phần chính của FRH là bột $Mg$, ngoài ra có một lượng nhỏ $Fe$ và $NaCl$ đóng vai trò tạo pin điện hóa, giúp tăng tốc độ phản ứng của $Mg$ với nước.
Khi sử dụng, cho khoảng 30 mL nước vào hỗn hợp FRH thì chỉ xảy ra phản ứng:
$$Mg(s)+2H_{2}O(l)\to Mg(OH{)}_2(s)+H_2(g)$$
Một gói FRH chứa 8,0 gam hỗn hợp gồm $Mg$ 92,0\%, $Fe$ 4,0\% và $NaCl$ 4,0\% theo khối lượng được sử dụng để làm nóng 300 gam súp từ $25^{\circ }C$ lên $t^{\circ }C$. Biết: để 1,0 gam súp tăng $1^{\circ }C$ thì cần 4,2 J, chỉ có 60\% nhiệt tỏa ra từ phản ứng trên làm nóng súp và enthalpy tạo thành chuẩn của các chất cho ở bảng sau:



Giá trị của $t$ bằng bao nhiêu? (Không làm tròn các kết quả trung gian, làm tròn kết quả cuối cùng đến hàng phần mười).

Chuyển hoá khí nhà kính $C{O}_2$ thành nhiên liệu $C{H}_4$ (Methanation) đang là xu hướng Hoá học xanh:
$$C{O}_2(g)+4H_2(g)\to C{H}_4(g)+2H_{2}O(g).$$
Cho biết nhiệt tạo thành chuẩn:

Biến thiên enthalpy chuẩn (${\Delta }_r{H}_{298}^o$) của phản ứng trên là