Biến thiên enthalpy chuẩn của quá trình “H2O(s) → H2O(l)” là 6,020 kJ. a) Quá trình tan chảy của nước đá là quá trình thu nhiệt hay toả nhiệt? Vì sao

Bài 15.3* trang 45 SBT Hóa học 10: Biến thiên enthalpy chuẩn của quá trình “H₂O(s) → H₂O(l)” là 6,020 kJ.

a) Quá trình tan chảy của nước đá là quá trình thu nhiệt hay toả nhiệt? Vì sao?

b) Vì sao khi cho viên nước đá vào một cốc nước lỏng ấm, viên đá lại tan chảy dần?

c) Vì sao cốc nước lỏng bị lạnh dần trong quá trình viên nước đá tan chảy?

d) Biết rằng để làm cho nhiệt độ của 1 mol nước lỏng thay đổi 1 °C cần một nhiệt lượng là 75,4 J. Giả sử mỗi viên nước đá tương ứng với 1 mol nước, số viên nước đá tối thiểu cần tan chảy để có thể làm lạnh 500 gam nước lỏng ở 20 °C xuống 0 °C là

A. 1.

B. 7.

C. 14.

D. 15.

E. 126.

e) Để làm lạnh 120 gam nước lỏng ở 45 °C xuống 0°C, một bạn học sinh đã dùng 150 gam nước đá. Lượng nước đá này là vừa đủ, thiếu hay dư?

(Trong phần d, e, giả thiết chỉ có sự trao đổi nhiệt giữa nước và nước đá.)

Trả lời

a) Quá trình tan chảy của nước đá là quá trình thu nhiệt vì có biến thiên enthalpy dương.

b) Khi cho viên nước đá vào một cốc nước lỏng ấm, viên đá tan chảy dần vì nó lấy nhiệt từ nước lỏng (là môi trường xung quanh).

c) Nước lỏng nhường nhiệt cho viên nước đá, sự mất nhiệt làm cho nước lỏng lạnh đi.

d) Nhiệt lượng mà 500 gam nước lỏng từ 20 ^oC giảm xuống 0 ^oC tỏa ra là:

                  $\frac{500}{18}\times 75,4\times \left|0-20\right|=41888,9\left(\mathrm{J}\right)=41,8889\left(\mathrm{kJ}\right)$

Phần nhiệt lượng tỏa ra này được viên nước đá hấp thụ để tan chảy. Số viên nước đá tối thiểu cần là:

                             $\frac{41,8889}{6,02}\approx 7$viên.

e) Nhiệt lượng tỏa ra khi nhiệt độ của 120 gam nước lỏng từ 45 ^oC giảm xuống 0 ^oC là:

                       $\frac{120}{18}\times 75,4\times \left|0-45\right|=22620\left(\mathrm{J}\right)=22,62\left(\mathrm{kJ}\right)$

Lượng nước đá cần dùng là:

$\frac{22,62}{6,02}\times 18=67,63\left(\mathrm{g}\right)$

Vậy dùng 150 gam nước đá là dư.

Xem thêm các bài giải sách bài tập Vật Lí lớp 10 sách Kết nối tri thức với cuộc sống hay, chi tiết khác

Bài 13: Phản ứng oxi hóa – khử

Bài 14: Phản ứng hóa học và enthalpy

Bài 15: Ý nghĩa và cách tính biến thiên enthalpy phản ứng hóa học

Bài 16: Tốc độ phản ứng hóa học

Bài 17: Nguyên tố và đơn chất halogen

Bài 18: Hydrogen halide và hydrohalic acid