Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Phản ứng tỏa nhiệt, thu nhiệt và enthalpy (Hóa học Lớp 10)

Số mol propan và butan lần lượt là: 343,51 mol và 515,27 mol
Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hết bình gas là: 343,51 x 2220 + 515,27 x 2850 = 2 231 111,7 kJ
Số ngày sử dụng hết bình gas là (2231111,7 x 0,65)/25000 = 58,000 ngày
(Lưu ý: bảng ĐÁP ÁN tổng hợp ở trang 63 ghi 75A (39,77), mâu thuẫn với LỜI GIẢI trang 67 — nơi đáp án B (58,00) được gạch chân và phép tính cho đúng 58,000 ngày. Kiểm chứng độc lập: khối lượng mol trung bình = (2×44 + 3×58)/5 = 50,8 g/mol → n = 45000/50,8 ≈ 885,83 mol → propan 343,51 mol, butan 515,27 mol → nhiệt tỏa ≈ 2 231 112 kJ → số ngày = 2 231 112 × 0,65 / 25000 = 58,00. Đáp án đúng theo nguồn và tính toán là B.)

Hướng dẫn giải:
$n_{C_3{H}_8}$ = a mol → $n_{C_4{H}_{10}}$ = 2a mol
→ 44a + 58 . 2a = 12000 (gam) → a = 75 mol
→ nhiệt toả ra của bình ga là: 2220 . a + 2874 . 2a = 597600 kJ
→ Số ngày hộ gia đình trên sẽ sử dụng hết bình gas = 59,76 ngày
Do hiệu suất hấp thụ nhiệt là 80,5% → Số ngày thực tế hộ gia đình trên sẽ sử dụng là
59,76 ngày . 80,5/100 = 48,1 ngày

HD:
- Gọi số mol C${}_7$H${}_{16}$ = x; C${}_8$H${}_{18}$ = 9x
- Ta có: m = 100x + 114.9x = 5000.0,72 $\Rightarrow$ x = $\frac{1800}{563}$ (mol) = 3,197 (mol)
- Nhiệt lượng tạo công cơ học = $(\frac{1800}{563}.3744,4+\frac{1800}{563}.9.5928,7).0,3$ kJ.
- Số giờ = $(\frac{1800}{563}.3744,4+\frac{1800}{563}.9.5928,7).0,3.\frac{1}{9000}$ = 6,08 giờ.

Nhiệt phân hoàn toàn 0,2 mol CaCO₃ cần lượng nhiệt = 0,2 × 178,49 = 35,698 kJ.

Khối lượng graphite cần dùng = 35,698 : 393,51 × 12 ≈ 1 gam.

(Nguồn: Đáp án đề tham khảo thi tốt nghiệp THPT năm 2025 - Môn Hóa học, PHẦN III Câu 5, trang 27: "Câu 5: Đáp án 1 gam")

Đáp án nguồn (trang 41): 2,07 lít.

Bước 1. Tính hàm lượng từng thành phần trong xăng. Trong 1 L xăng E5:
V_ethanol trong xăng = 1,5% = 0,05 (L) ⇒ m_ethanol = 0,05 × 0,8 = 0,04 kg ⇒ n_ethanol = (0,04 × 1000)/46 = 20/23 mol.

Gọi n(C₈H₁₈) = 3x, n(C₉H₂₀) = 4x ⇒ m(C₈H₁₈ + C₉H₂₀) = 114.3x + 128.4x = 854x.
Trong 1 L xăng thì hỗn hợp C₈H₁₈ và C₉H₂₀ chiếm 95%:
V(C₈H₁₈ + C₉H₂₀) = 95% × 1 = 0,95 (L) ⇒ m = V × D = 0,95 × 0,7 × 1000 = 665 gam.
Ta có: 665 = 854x ⇒ x = 0,7787 mol.

Bước 2. Tính lượng nhiệt tỏa ra khi đốt cháy lượng xăng tiêu thụ. Theo đề ta có:
1 mol C₈H₁₈ : 5928,7 kJ; 1 mol C₉H₂₀ : 6119,8 kJ; 1 mol C₂H₅OH : 1365 kJ.
⇒ E_t/ra = 5928,7 × 3x + 6119,8 × 4x + 1365 × 20/23 = 34097,7 kJ (tổng nhiệt lượng tỏa ra khi xăng cháy).

Bước 3. Tính quãng đường đi được. Theo đề, để đi được 1 km thì cần 211,8 kJ, với 1 L xăng sẽ đi được quãng đường là 34097,7/211,8 = 161 km.
Nhưng vì hiệu suất sử dụng nhiên liệu chỉ 30% nên quãng đường đi thực tế là 161 × 30% = 48,3 km.

Như vậy để đi được 100 km thì sẽ cần tiêu tốn: 100/48,3 = 2,07 (L).

Nhiệt lượng tối thiểu để thực hiện phản ứng nung là: $Q=\frac{10^6\cdot 72}{100\cdot 100}\cdot 179,2=1290,24\text{ kJ}$.
Thể tích $C{O}_2$ tối thiểu là: $V_{C{O}_2}=\frac{1290,24}{393,5\cdot 1000}\cdot 24,79=81,28{\text{ m}}^3\approx 81,3$.

Đáp án: 1 gam (nguồn: trang 27, PHẦN III Câu 5).
Nhiệt phân hoàn toàn 0,2 mol CaCO₃ cần lượng nhiệt = 0,2 × 178,49 = 35,698 kJ.
Khối lượng graphite cần dùng = 35,698 : 393,51 × 12 ≈ 1 gam.

(AI giải đề cho tôi)
Thể tích ethanol: 5% của 4,6 lít = 0,23 lít = 230 mL → khối lượng ethanol = 230 × 0,8 = 184 g → n = 184/46 = 4 mol. Thể tích octane: 4,37 lít = 4370 mL → khối lượng = 4370 × 0,7 = 3059 g → n = 3059/114 ≈ 26,83 mol. Nhiệt tỏa ra: Q = 4 × 1365,0 + 26,83 × 5928,7 ≈ 5460 + 159078 ≈ 164538 kJ. Nhiệt chuyển thành công cơ học (hiệu suất 25%): 0,25 × 164538 ≈ 41134,5 kJ. Quãng đường = 41134,5 / 211,8 ≈ 194,2 km ≈ 194 km, khớp với đáp án nguồn.

Đáp án: 194

Hướng dẫn

$n_{C_2{H}_{5}OH}$ = 4600.5\%.0,8/46 = 4 mol

$n_{C_8{H}_{18}}$ = 4600.95\%.0,7/114 = 26,83 mol

Quãng đường xe đi được là x km. Bảo toàn năng lượng:

(1365.4 + 5928,7.26,83).25\% = 211,8x

→ x = 194 km

=> Đáp án: 194

Hướng dẫn giải: n${}_{C_2{H}_2}$ = 5 mol $\Rightarrow$ Q${}_{tỏa}$ = 5.1255,82 = 6279,1 kJ = 6279,1.10${}^3$ J
Diện tích tấm thép là $\frac{6279,1.10^3.75\%}{75}$ = 62 791 cm${}^2$ = 6,2791 m${}^2$

Nguồn (trang 13): "Đáp số 58,4" (Hướng dẫn giải của Câu 4 Phần II). Lời giải chi tiết nguồn chỉ ghi đáp số; lập luận đối chiếu: Năng lượng từ lên men = 2% của 400 kcal = 8 kcal = 8 × 4184 = 33472 J ≈ 33,472 kJ. Glucose lên men đồng hình và dị hình theo tỉ lệ mol 1 : 1 nên mỗi mol glucose tham gia sinh trung bình $\frac{-115+(-91,5)}{2}=-103,25$ kJ. $n_{glucose}=\frac{33,472}{103,25}\approx 0,3242$ mol; $m=0,3242\times 180\approx 58,4$ gam.

(AI giải đề cho tôi)
Phản ứng tỏa nhiệt giải phóng nhiệt nên ${\Delta }_r{H}_{298}^0<0$; phản ứng thu nhiệt hấp thụ nhiệt nên ${\Delta }_r{H}_{298}^0>0$. Do đó các phát biểu A, B, C sai, chỉ phát biểu D đúng. Kết quả trùng với đáp án nguồn (D).

(AI giải đề cho tôi)
Nhiệt hữu ích cần trong 1 ngày: $Q=48000\times 24=\mathrm{1.152.000}$ kJ.

Xét 1 lít xăng E10 (thể tích: 0,1 L; 0,35 L; 0,4 L; 0,15 L):
- $C_2{H}_{5}OH$: $m=100\times 0,789=78,9$ g → $n=78,9/46=1,715217$ mol → nhiệt cháy $=1,715217\times 1365=2341,27$ kJ
- $C_7{H}_{16}$: $m=350\times 0,684=239,4$ g → $n=239,4/100=2,394$ mol → $2,394\times 4820=11539,08$ kJ
- $C_8{H}_{18}$: $m=400\times 0,703=281,2$ g → $n=281,2/114=2,466667$ mol → $2,466667\times 5460=13468,00$ kJ
- $C_9{H}_{20}$: $m=150\times 0,718=107,7$ g → $n=107,7/128=0,841406$ mol → $0,841406\times 6770=5696,32$ kJ

Tổng nhiệt cháy của 1 lít xăng: $2341,27+11539,08+13468,00+5696,32=33044,67$ kJ/L.

Vì 25% nhiệt mất vào môi trường nên hiệu suất hữu ích là 75%, tức mỗi lít xăng sinh ra nhiệt hữu ích: $33044,67\times 0,75=24783,50$ kJ/L (mức tổn thất 25% chỉ được tính một lần, áp vào nhiệt sinh ra từ xăng).

Thể tích xăng cần: $V=\mathrm{1.152.000}:24783,50=46,\mathrm{481...}\approx 46,5$ lít.

(Kiểm tra chéo: $\mathrm{1.152.000}:33044,67\times 0,75$ cho cùng kết quả $\approx 46,48$.)

Đáp số: 4,1

$$C_3{H}_5{N}_3{O}_9⟶\frac{3}{2}{N}_{2(g)}+3C{O}_{2(g)}+\frac{5}{2}{H}_2{O}_{(l)}+\frac{1}{2}{O}_{2(l)}{\Delta }_r{H}_{298}^0=-1541,4(kJ)$$

Ta thấy cứ 227 gam Trinitroglycerin phân hủy sẽ giải phóng 1541,4 kJ năng lượng

Vậy có 0,6 mg Trinitroglycerin phân hủy sẽ giải phóng $\frac{0,6.10^{-3}.1541,4.10^3}{227}=4,074\approx 4,1$(J)

Xăng sinh học E5 – Đáp án 2,37 lít
Vì động cơ có hiệu suất 25%, để tạo ra công cơ học cần thiết cho 100 km:
$$Q_{\text{co hoc}}=212\times 100=21200\text{kJ}.$$
$$Q_{\text{nhien lieu}}=\frac{21200}{0,25}=84800\text{kJ}.$$

Xét 1 lít E5 gồm 50 mL ethanol và 950 mL isooctane.
Khối lượng và số mol ethanol:
$$m_{\text{ethanol}}=50\times 0,8=40\text{g},n_{\text{ethanol}}=\frac{40}{46}\text{mol}.$$

Khối lượng và số mol isooctane:
$$m_{\text{isooctane}}=950\times 0,7=665\text{g},n_{\text{isooctane}}=\frac{665}{114}\text{mol}.$$

Nhiệt lượng do 1 lít E5 tỏa ra khi cháy hoàn toàn:
$$Q_{\text{1 L}}=\frac{40}{46}\times 1365,0+\frac{665}{114}\times 5928,7=35771,039855\cdots \text{kJ}.$$

Vậy thể tích xăng E5 cần dùng:
$$V=\frac{84800}{35771,039855\cdots }=2,370632\cdots \text{L}\approx 2,37\text{L}.$$

Đáp án: $\boxed{2,37\text{L}}$.

Ta tính theo 1 lít xăng.

Bước 1. Nhiệt lượng do 5\% ethanol
Thể tích ethanol: $0,05L=50mL$
Khối lượng ethanol: $m=50\times 0,80=40g$
Số mol: $n=\frac{40}{46}=\frac{20}{23}mol$
Nhiệt lượng:
$$Q_1=\frac{20}{23}\times 1365\approx 1186,96kJ$$

Bước 2. Nhiệt lượng do 95\% hỗn hợp X
Thể tích hỗn hợp X: $0,95L=950mL$
Khối lượng: $m_X=950\times 0,69=655,5g$
Tỉ lệ mol: $C_8{H}_{18}:C_7{H}_{16}=95:5$
Khối lượng mol trung bình của X: $\overline{M}=0,95\times 114+0,05\times 100=113,3$
Số mol hỗn hợp X: $n_X=\frac{655,5}{113,3}\approx 5,786mol$
Nhiệt cháy trung bình 1 mol hỗn hợp X: $\overline{Q}=0,95\times 5460+0,05\times 4825=5428,25kJ/mol$
Nhiệt lượng do X tỏa ra: $Q_2\approx 5,786\times 5428,25\approx 31405,3kJ$

Bước 3. Tổng nhiệt lượng của 1 lít xăng
$Q=Q_1+Q_2\approx 1186,96+31405,3=32592,3kJ$
Hiệu suất động cơ 40\%, nên phần nhiệt chuyển thành công cơ học là:
$Q_{hh}=0,4\times 32592,3\approx 13036,9kJ/L$

Bước 4. Nhiên liệu cần cho 300 km
Mỗi km cần 250 kJ công cơ học.
Với 300 km: $Q_{c\grave{\hat{a}}n}=300\times 250=75000kJ$
Số lít xăng cần dùng: $V=\frac{75000}{13036,9}\approx 5,753L$

Bước 5. Tính tiền
Giá xăng: 31.200 đồng/L
Số tiền: $5,753\times 31200\approx 179491$ đồng
Đổi ra nghìn đồng: ≈179,5 nghìn đồng
Làm tròn đến hàng đơn vị:

Đáp số: 179 nghìn đồng

Ghi chú: lời giải trên được sao chép nguyên văn từ lời giải tham khảo của nguồn (trang 17–19); đáp án tham khảo của đề (bảng PHẦN III, trang 6) cũng ghi 179. Lời giải nguồn tự nó đã làm tròn các đại lượng trung gian (5,786 mol; 31405,3 kJ; 13036,9 kJ/L; 5,753 L) dù đề yêu cầu không làm tròn phép tính trung gian; nếu tính chính xác không làm tròn thì kết quả là 179,5037... nghìn đồng, làm tròn đến hàng đơn vị cho 180. Không sửa lời giải nguồn, giữ nguyên đáp án chính thức 179.

Khối lượng của glucozơ trong 500 mL dung dịch glucose 5% là m = $500.1,02.\frac{5}{100}=25,5$ gam
Oxi hóa 180 gam (1mol) glucozơ tỏa ra nhiệt lượng là 2803,0 kJ.
⇒ Oxi hóa 25,5 gam glucose toả ra nhiệt lượng là $\frac{25,5.2803}{180}$ = 397,09 kJ.

Số mol ethanol: $$n=\frac{230}{46}=5$$ mol. Nhiệt lượng tỏa ra khi 1 mol ethanol cháy là: $$\Delta H=1367$$ kJ/mol. Vậy tổng nhiệt lượng do 5 mol ethanol tỏa ra là: $$Q=5\times 1367=6835$$ kJ. Chỉ có 60% nhiệt lượng được chuyển thành điện năng, nên điện năng thu được là: $$Q_{dien}=6835\times 60\%=4101$$ kJ $=4101000$ J. Tổng công suất của 8 bóng đèn LED: $$P=8\times 3=24\text{W}=24\text{J/s}.$$ Thời gian thắp sáng: $$t=\frac{4101000}{24}=170875\text{s}.$$ Đổi ra giờ: $$t=\frac{170875}{3600}\approx 47,5\text{giờ}.$$ Đáp án: 47,5.

Đáp án đúng là D

Phương pháp giải

Phản ứng thu nhiệt là phản ứng có sự thu năng lượng dưới dạng nhiệt từ môi trường. Phản ứng tỏa nhiệt là phản ứng có sự tỏa năng lượng dưới dạng nhiệt ra môi trường.

Lời giải

Phản ứng có giá trị biến thiên enthalpy lớn hơn 0 nên phản ứng này là phản ứng thu nhiệt.

Vậy phản ứng nhận được 65kJ năng lượng và môi trường xung quanh mất 65kJ năng lượng.

Chọn D.

Nhiệt để đun nước từ 30°C lên 70°C là Q = mcΔt = 100.4,2.(70 – 30)
Nhiệt cần phải đốt cháy hết V lít khí metan là Q' = Q
$\Rightarrow$ 890000x.75\% = 100.4,2(70-30) $\Rightarrow$ x = 0,02517 mol
$\Rightarrow$ V $\approx$ 0,564 lít