Trong quy trình Ostwald để sản xuất nitric acid, khí ammonia (NH${}_3$) được oxy hóa để tạo ra khí NO theo phản ứng (1):

$$4{\text{NH}}_3+5{\text{O}}_2\underset{\text{Pt}}{\overset{800-900^{\circ }\text{C}}{\to }}4\text{NO}+6{\text{H}}_2\text{O}(1)$$

Phản ứng này là phản ứng tỏa nhiệt mạnh, nhiệt lượng tỏa ra một phần được sử dụng để duy trì nhiệt độ cao cho giai đoạn tiếp theo của quy trình sản xuất. Tuy nhiên để khởi mào cho phản ứng này, nhà máy đã sử dụng nguồn nhiệt từ quá trình oxy hóa không hoàn toàn khí methane (CH${}_4$) để gia nhiệt hỗn hợp NH${}_3$ và O${}_2$ từ 30°C lên 800°C. Lượng nhiệt này được xác định thông qua phương trình:

$$Q=m\times C\times (t_2-t_1).$$

Trong đó: m là khối lượng của hỗn hợp NH${}_3$ và O${}_2$ phản ứng, (g); C là nhiệt dung riêng của hỗn hợp khí và có giá trị 1,49 J/(g.K); t${}_1$, t${}_2$ là nhiệt độ ban đầu và lúc sau của hỗn hợp, (°K).

Biết phản ứng oxy hóa không hoàn toàn xảy ra như sau:

$$2C{H}_4+3O_2\to 2CO+4H_{2}O(2)$$

Hiệu suất của phản ứng (1) là 92\% và của phản ứng (2) là 85\%. Các giá trị nhiệt tạo thành ${\Delta }_{\mathrm{f}}{H}_{298}^0$ của các chất ở điều kiện chuẩn được cho trong bảng sau:

Chất	CH${}_4$	CO	H${}_2$O
${\Delta }_{\mathrm{f}}{H}_{298}^0$ (kJ/mol)	-74,8	-110,5	-241,8

Để thu được 3 tấn khí NO cần x tấn khí methane cho giai đoạn khởi mào của quy trình trên. Giá trị của x là bao nhiêu? (Kết quả các phép tính trung gian không được làm tròn, chỉ kết quả cuối cùng cũng được làm tròn đến hàng phần trăm).

Lẩu tự sôi là hộp đựng thực phẩm có khả năng tự làm nóng mà không cần dùng điện hay gas. Cấu trúc hộp gồm 2 tầng: Tầng trên là khay đựng thức ăn, tầng dưới là khay chứa gói tự sôi. Hộp làm nóng sẽ hoạt động khi đổ nước vào tầng dưới, gói tự sôi sẽ xảy ra phản ứng hóa học tỏa nhiệt, làm nóng thức ăn ở tầng trên. Trong một hộp lẩu tự sôi, người ta sử dụng một gói tạo nhiệt chứa m gam calcium oxide (CaO) nguyên chất.
Khi người dùng đổ nước vào khay dưới, xảy ra phản ứng: $CaO(s)+H_{2}O(l)⟶Ca(OH{)}_2(s)$
Cho biết nhiệt tạo thành chuẩn của các chất như sau:

Giả sử 80\% lượng nhiệt tỏa ra để làm nóng 400 gam nước lẩu ở $25^{o}C$ lên $71,7^{o}C$. Biết lượng nhiệt cần thiết để 1 gam nước lẩu thay đổi $1^{o}C$ là 4,184 J. Giá trị của m bằng bao nhiêu? (Không làm tròn kết quả các phép tính trung gian, chỉ làm tròn kết quả cuối cùng đến hàng đơn vị)

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?

Trong công nghiệp, thuốc nổ trinitrotoluene (kí hiệu là TNT) được điều chế từ toluene bằng phản ứng nitro hoá (với HNO${}_3$) qua ba giai đoạn như sau:



Kí hiệu xt là xúc tác. Khi TNT (s) nổ, giả thiết chỉ xảy ra phản ứng:
$$TNT(s)⇢CO(g)+H_{2}O(g)+N_2(g)+C(s)$$
Carbon sinh ra ở dạng muội than. Ở đkc, khi 1,0 mol TNT (s) nổ theo phản ứng trên sẽ tỏa ra lượng nhiệt là 1477,6 kJ. Cho giá trị nhiệt tạo thành của các chất:

Một bình gas (khí hoá lỏng) chứa hỗn hợp propane và butane với tỉ lệ số mol 1 : 2. Khi bị đốt cháy, khí gas tạo sản phẩm theo sơ đồ sau:
$$C_3{H}_8(g)+O_2(g)\to C{O}_2(g)+H_{2}O(g)$$
$$C_4{H}_{10}(g)+O_2(g)\to C{O}_2(g)+H_{2}O(g)$$

Cho biết giá trị trung bình của các năng lượng liên kết ở điều kiện chuẩn:



Trung bình mỗi ngày, một hộ gia đình cần 10000 kJ nhiệt để phục vụ sinh hoạt. Với 12 kg khí gas thì một hộ gia đình sẽ sử dụng được trong bao nhiêu ngày? (Kết quả các phép tính trung gian không được làm tròn, chỉ kết quả cuối cùng được làm tròn đến số nguyên).

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).