Trong phòng thí nghiệm, hydrochloric acid đặc có thể được dùng để điều chế khí chlorine theo hai phản ứng

Bài 18.17 trang 66 SBT Hóa học 10: Trong phòng thí nghiệm, hydrochloric acid đặc có thể được dùng để điều chế khí chlorine theo hai phản ứng sau:

16HCl(aq) + 2KMnO₄(s) → 2MnCl₂(aq) + 2KCl(aq) + 8H₂O(l) + 5Cl₂(g)                (1)

4HCl(aq) + MnO₂(s) → MnCl₂(aq) + 2H₂O(l) + Cl₂(g)                                    (2)

Cho bảng giá trị enthalpy tạo thành chuẩn (kJ mol^-1) của các chất như dưới đây:

a) Hãy tính biến thiên enthalpy chuẩn của mỗi phản ứng.

b) Thực tế, không cần đun nóng, hai phản ứng trên vẫn diễn ra ở nhiệt độ phòng. Vậy phản ứng trên đã có thể thu nhiệt từ đâu?

Trả lời

a) 16HCl(aq) + 2KMnO₄(s) → 2MnCl₂(aq) + 2KCl(aq) + 8H₂O(l) + 5Cl₂(g) (1)

$\begin{array}{l}{\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}{\mathrm{H}}_{298}^0=2\times {\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\mathrm{H}}_{298}^0\left({\mathrm{MnCl}}_2\right(\mathrm{aq}\left)\right)+2\times {\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\mathrm{H}}_{298}^0\left(\mathrm{KCl}\right(\mathrm{aq}\left)\right)+8\times {\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\mathrm{H}}_{298}^0\left({\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\right(\mathrm{l}\left)\right)+5\times {\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\mathrm{H}}_{298}^0\left({\mathrm{Cl}}_2\right(\mathrm{g}\left)\right)\\ -16\times {\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\mathrm{H}}_{298}^0\left(\mathrm{HCl}\right(\mathrm{aq}\left)\right)-2\times {\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\mathrm{H}}_{298}^0\left({\mathrm{KMnO}}_4\right(\mathrm{s}\left)\right)\end{array}$

= 2 × (-555) + 2 × (-419) + 8 × (-285) + 5 × 0 – 16 × (-167) – 2 × (-837) = 118 (kJ)

4HCl(aq) + MnO₂(s) → MnCl₂(aq) + 2H₂O(l) + Cl₂(g)     (2)$\begin{array}{l}{\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{r}}{\mathrm{H}}_{298}^0={\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\mathrm{H}}_{298}^0\left({\mathrm{MnCl}}_2\right(\mathrm{aq}\left)\right)+2\times {\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\mathrm{H}}_{298}^0\left({\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\right(\mathrm{l}\left)\right)+{\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\mathrm{H}}_{298}^0\left({\mathrm{Cl}}_2\right(\mathrm{g}\left)\right)-4\times {\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\mathrm{H}}_{298}^0\left(\mathrm{HCl}\right(\mathrm{aq}\left)\right)\\ -{\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{\mathrm{H}}_{298}^0\left({\mathrm{MnO}}_2\right(\mathrm{s}\left)\right)\end{array}$

= (-555) + 2 × (-285) + 0 – 4 × (-167) – ( -520) = 63(kJ).

b) Thực tế, không cần đun nóng, hai phản ứng trên vẫn diễn ra ở nhiệt độ phòng do các phản ứng này thu nhiệt từ môi trường.

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