(0,5). Methane là thành phần chính của khí thiên nhiên. Xét phản ứng đốt cháy hoàn toàn khí methane như sau: CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(l)

(a) Tính biến thiên enthalpy chuẩn (${∆}_r{H}_{298}^0$) của phản ứng trên và cho biết phản ứng trên là tỏa nhiệt hay thu nhiệt? Giải thích.

(b) Tính thể tích khí methane (ở điều kiện chuẩn) cần dùng để cung cấp 712,4 kJ nhiệt lượng. Giả sử phản ứng xảy ra hoàn toàn và không có sự thất thoát nhiệt lượng.

Cho biết nhiệt tạo thành chuẩn của một số chất

(Nguồn: Silberberg, Martin. (2018). Chemistry: the molecular nature of matter and change with advanced topics. McGraw-Hill Education.)

Chất	CH4(g)	O2(g)	CO2(g)	H2O(l)
${∆}_f{H}_{298}^0$ (kJ/mol hay kJ mol-1)	–74,9	0	–393,5	–285,8

1(0,5) Số mol H₂ = 3,7185: 24,79 = 0,15 mol

PTHH: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 ↑

Số mol Fe = H₂ = 0,15 mol m = 0,15.56 = 8,4 gam

2(0,5) Tốc độ trung bình của phản ứng trong khoảng thời gian 40 giây tính theo HCOOH là:

Số mol KMnO₄ = 0,2 mol. Do H = 80%, số mol KMnO₄ phản ứng = 0,2.80% = 0,16 mol

2KMnO₄ (s) → K₂MnO₄ (s) + MnO₂ (s) + O₂ (g)

0,16 →               0,08                0,08            0,08

V_O2 = 0,08.24,79 = 1,9832 lít

Chất rắn A gồm: KMnO₄ dư = 0,2 - 0,16 = 0,04 mol; K₂MnO₄ 0,08 và MnO₂ 0,08 mol

Cho A + dd HCl đặc dư

2KMnO₄ + 16HCl → 2KCl + 2MnCl₂ + 5Cl₂ + 8H₂O

0,04 →                                                      0,1

K₂MnO₄ + 8HCl → 2KCl + MnCl₂ + 2Cl₂ + 4H₂O

0,08 →                                                0,16

MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

0,08 →                               0,08

Tổng số mol Cl₂ = 0,1 + 0,16 + 0,08 = 0,34 mol => x = 0,34.24,79 = 8,4286 lít

Chú ý: Khi tính x, nếu HS sử dụng bảo toàn mol e và tính đúng thì vẫn cho điểm tối đa

Mn⁺⁷ + 5e → Mn⁺²                                     2Cl^- → Cl₂ + 2e

0,2 → 1 mol                                                            a mol → 2a

2O^-2 → O₂ + 4e

0,08 → 0,32

Bảo toàn mol e => 1 = 2a + 0,32 => a = 0,34 mol x = 0,34.24,79 = 8,4286 lít