Để đánh giá mức độ tự diễn biến của một phản ứng tại nhiệt độ T, người ta dựa vào đại lượng biến thiên năng lượng tự do Gibbs $\left({\Delta }_r{G}_T^o\right).$ Nếu ${\Delta }_r{G}_T^o>0$: phản ứng không tự xảy ra; ${\Delta }_r{G}_T^o<0$: phản ứng tự xảy ra. Giá trị của đại lượng này được tính theo biểu thức:

${\Delta }_r{G}_T^o={\Delta }_r{H}_T^o-T{\Delta }_r{S}_T^o.$ Trong đó:

·       T: nhiệt độ tính theo thang Kelvin (K);

·       ${\Delta }_r{H}_T^o$: Biến thiên enthalpy của phản ứng;

·       ${\Delta }_r{S}_T^o$: Biến thiên entropy của phản ứng (đại lượng đặc trưng cho độ mất trật tự của hệ ở một trạng thái và điều kiện xác định).

Tính giá trị thấp nhất của T (làm tròn đến hàng đơn vị) để phản ứng sau tự xảy ra:

CaCO₃(s) → CaO(s) + CO₂(g)

Cho biết: ${\Delta }_r{S}_T^o=\mathrm{159,26}J/mo{l}^{-1}.K^{-1}$và nhiệt tạo thành chuẩn của các chất như sau:

Chất	CaCO₃(s)	CaO(s)	CO₂(g)
${\Delta }_f{H}_{298}^o(kJ.mo{l}^{-1})$	-1207,0	-635,0	-393,5

Giả sử ${\Delta }_r{H}_T^o$ và ${\Delta }_r{S}_T^o$ của quá trình không phụ thuộc vào nhiệt độ.

Vôi sống có nhiều ứng dụng như: sản xuất vật liệu xây dựng, vật liệu chịu nhiệt, khử chua đất trồng, tẩy uế, sát trùng, xử lí nước thải,... Hiện nay, nhiều lò nung vôi thủ công hoạt động tự phát, gây ảnh hưởng xấu đến môi trường xung quanh. Ở các lò nung vôi công nghiệp, quá trình kiểm soát phát thải ô nhiễm được thực hiện chặt chẽ hơn.

Xét một lò nung vôi công nghiệp sử dụng than đá làm nhiên liệu.

Giả thiết:

+ Đá vôi chỉ chứa CaCO₃ và để phân hủy 1 kg đá vôi cần cung cấp một lượng nhiệt là 1800 kJ.

+ Đốt cháy 1 kg than đá giải phóng ra một lượng nhiệt là 27000 kJ và có 50% lượng nhiệt này được hấp thụ ở quá trình phân hủy đá vôi.

+ Công suất của lò nung vôi là 420 tấn vôi sống/ngày.

Tổng khối lượng (tấn) đá vôi và than đá mà lò nung vôi trên sử dụng mỗi ngày là bao nhiêu?

Xét các phản ứng phân hủy sau:

CaCO₃ (s) $\stackrel{}{\rightleftharpoons }$CaO (s) + CO₂ (g)                   (1)

BaCO₃ (s) $\stackrel{}{\rightleftharpoons }$ BaO (s) + CO₂ (g)                  (2)

Biến thiên enthalpy chuẩn (${\text{Δ}}_{\text{r}}{\text{H}}_{\text{298}}^{\text{0}}$) của phản ứng thuận ở mỗi cân bằng (1) và (2) khi phân hủy 1 mol mỗi chất lần lượt có giá trị là 108,7 kJ và 271,5 kJ.

a. Nhiệt lượng tỏa ra khi phân hủy 1 mol BaCO₃ lớn hơn nhiệt lượng tỏa ra khi phân hủy 1 mol CaCO₃.

b. BaCO₃ bị phân hủy ở nhiệt độ cao hơn CaCO₃.

c. Khi tăng nhiệt độ, cả hai phản ứng đều dịch chuyển theo chiều thuận.

d. CO₂ cần được lấy ra khỏi lò nung để tăng hiệu suất của phản ứng.

Giá trị biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng nhiệt phân muối nitrate của kim loại nhóm IIA (R) (R(NO₃)₂(s) $\stackrel{t^o}{\to }$ RO(s) + 2NO₂(g) + $\frac{1}{2}$O₂(g)) theo bảng sau:

a. Độ bền nhiệt của các muối nitrate của kim loại nhóm IIA có xu hướng tăng dần từ $Mg{\left(N{O}_3\right)}_2$ tới $Ba{\left(N{O}_3\right)}_2.$         

b. Dựa vào bảng giá trị biến thiên enthalpy chuẩn ở trên có thể dự đoán xu hướng biến đổi độ bền nhiệt của $R{\left(N{O}_3\right)}_2.$                                                    

c. Phản ứng nhiệt phân muối nitrate của kim loại nhóm IIA $\left(R{\left(N{O}_3\right)}_2\right)$ là phản ứng oxi hoá – khử, trong đó vai trò chất oxi hoá là$R^{2+}.$                                   

d. Nhiệt độ phân huỷ theo thứ tự sau: $Mg{\left(N{O}_3\right)}_2<Ca{\left(N{O}_3\right)}_2<Sr{\left(N{O}_3\right)}_2<Ba{\left(N{O}_3\right)}_2.$

Câu trắc nghiệm yêu cầu trả lời ngắn

Cho sơ đồ chuyển hoá sau:

Biết: X, Y, Z, T, E là các hợp chất khác nhau; mỗi mũi tên ứng với một phương trình hoá học. Các chất Z, E thoả mãn sơ đồ trên lần lượt là