Thi thử toàn quốc Đánh giá năng lực Sư phạm Hà Nội - Môn Hoá học - Trạm số 2 (SPT2103)

Bạn chưa hoàn thành bài thi

Bảng xếp hạng

Kết quả chi tiết

Câu hỏi số 1:
Nhận biết 0.25đ

Phân đạm là tên gọi chung của các loại phân bón cung cấp nitrogen cho cây trồng, thúc đẩy quá trình tăng trưởng của cây, làm tăng năng suất cây trồng. Chất nào sau đây dùng làm phân đạm?

Đáp án đúng là: A

Phương pháp giải

Lí thuyết về phân bón hóa học.

Giải chi tiết

(NH2)2CO chứa nitrogen dùng làm phân đạm (đạm urea).

Ca(H2PO4)2 chứa P2O5 dùng làm phân lân (superphotphat)

K2CO3 chứa potassium dùng làm phân kali (có nhiều trong tro thực vật).

NaCl không dùng làm phân bón.

Đáp án cần chọn là: A

Câu hỏi số 2:
Thông hiểu 0.25đ

Có 4 ester no, đơn chức, mạch hở đều có công thức cấu tạo dạng R-COO-C2H5 được kí hiệu ngẫu nhiên là X, Y, Z, T. Độ tan của 4 ester được cho ở bảng sau:

Trong số 4 ester trên, ester có nhiều nguyên tử carbon nhất trong phân tử là

Đáp án đúng là: A

Phương pháp giải

Lí thuyết về tính chất vật lí của ester.

Giải chi tiết

Ester càng nhiều nguyên tử C thì độ tan càng nhỏ do gốc hydrocarbon kỵ nước

⟹ Z là ester có nhiều nguyên tử carbon nhất.

Đáp án cần chọn là: A

Câu hỏi số 3:
Thông hiểu 0.25đ

Loại nguồn điện nào sau đây có thể tái sử dụng nhiều lần bằng cách sạc điện?

Đáp án đúng là: D

Phương pháp giải

Lí thuyết về một số loại pin trong thực tiễn.

Giải chi tiết

A không, vì pin chanh không sạc được, sức điện động và cường độ dòng điện đều nhỏ và không ổn định, chỉ để nghiên cứu chứ không sử dụng được.

B không, vì pin mặt trời chuyển hóa năng lượng ánh sáng thành điện, không sạc được.

C không, vì pin “con thỏ”: Là pin Zn-MnO2, chất điện li là NH4Cl trộn hồ nhão. Pin hết điện thì bị nhũn và chảy nước (do vỏ Zn tan), không sạc được.

D có, vì acquy chì sạc được và dùng lại nhiều lần.

Đáp án cần chọn là: D

Câu hỏi số 4:
Nhận biết 0.25đ

Xà phòng là muối sodium hoặc potassium của

Đáp án đúng là: B

Phương pháp giải

Lí thuyết về tính chất hóa học của chất béo.

Giải chi tiết

Xà phòng là muối sodium hoặc potassium của acid béo.

Đáp án cần chọn là: B

Câu hỏi số 5:
Nhận biết 0.25đ

Kí hiệu nào dưới đây biểu diễn không đúng với cặp oxi hoá – khử?

Đáp án đúng là: B

Phương pháp giải

Cách biểu diễn cặp oix hóa – khử: Dạng oxi hóa/ Dạng khử.

Giải chi tiết

Cặp oxi hoá – khử được biểu diễn dạng (dạng oxi hóa)/(dạng khử)

⟹$\text{Fe}^{2 +}/\text{Fe}^{3 +}$biểu diễn không đúng.

Đáp án cần chọn là: B

Câu hỏi số 6:
Nhận biết 0.25đ

Phản ứng xảy ra trong pin Galvani Zn – Cu là: $\left. \text{Zn(s)} + \text{Cu}^{2 +}\text{(aq)}\rightarrow\text{Zn}^{2 +}\text{(aq)} + \text{Cu(s)} \right.$. Quá trình xảy ra tại anode (hay cực âm) của pin là

Đáp án đúng là: A

Phương pháp giải

Trong pin điện hóa, tại anode xảy ra quá trình oxi hóa.

Giải chi tiết

Anode xảy ra quá trình oxi hóa Zn:

$\left. \text{Zn(s)}\rightarrow\text{Zn}^{2 +}\text{(aq)} + \text{2e} \right.$

Đáp án cần chọn là: A

Câu hỏi số 7:
Thông hiểu 0.25đ

Phát biểu nào không đúng về chất béo?

Đáp án đúng là: A

Phương pháp giải

Lí thuyết về chất béo.

Giải chi tiết

A sai, vì chất béo là triester của acid béo với glycerol.

B đúng, vì qua phản ứng xà phòng hóa, chất béo được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất xà phòng và glycerol.

C đúng.

D đúng, do chất béo không no ở trạng thái lỏng và chất béo no ở trạng thái rắn trong điều kiện thường.

Đáp án cần chọn là: A

Câu hỏi số 8:
Thông hiểu 0.25đ

Curcumin được tách ra từ củ nghệ bằng phương pháp chiết và kết tinh là curcumin thô. Trong curcumin thô có chứa ba loại curcuminoid là curcumin (CUR), demethoxycurcumin (DMC) và bisdemethoxycurcumin (BDMC). Từ curcumin thô có thể tách riêng 3 loại trên bằng phương pháp sắc kí cột với pha tĩnh là silicagel và pha động là hỗn hợp của chloroform và methanol. Sơ đồ tách của ba loại curcuminoid tách ra từ một mẫu được cho dưới đây:

Cho các phát biểu sau:

(1) Thứ tự giảm dần độ hấp phụ bởi pha tĩnh là CUR, DMC, BDMC.

(2) CUR tan kém trong hỗn hợp chloroform và methanol hơn DMC.

(3) Có thể thay hỗn hợp chloroform và methanol bởi hỗn hợp benzene và nước.

(4) Khoảng cách giữa các chất trong cột tỉ lệ thuận với hàm lượng các chất trong mẫu.

Số phát biểu không đúng là

Đáp án đúng là: B

Phương pháp giải

Dựa vào đoạn thông tin trên và sơ đồ tách của ba loại curcuminoid.

Giải chi tiết

(1) sai, vì trong sắc kí cột, các chất thoát ra theo thứ tự CUR, DMC, BDMC nên thứ tự giảm dần độ hấp phụ bởi pha tĩnh là BDMC, DMC, CUR.

(2) sai, vì CUR thoát ra đầu tiên nên CUR tan tốt hơn DMC.

(3) sai, vì benzene và H2O không tan vào nhau nên không thể cùng làm dung môi để hòa tan các curcuminoid.

(4) sai, vì hàm lượng các chất trong mẫu (nồng độ) ảnh hưởng đến kích thước và cường độ của các băng chất chứ không ảnh hưởng trực tiếp đến khoảng cách giữa các chất trong quá trình phân tách.

Đáp án cần chọn là: B

Câu hỏi số 9:
Thông hiểu 0.25đ

Nổ bụi là vụ nổ gây ra bởi quá trình bốc cháy nhanh của các hạt bụi mịn phân tán trong không khí bên trong một không gian hạn chế, tạo ra sóng nổ. Nổ bụi xảy ra khi có đủ 5 yếu tố: nguồn oxygen, nguồn nhiệt, nhiên liệu (bụi có thể cháy được), nồng độ bụi mịn đủ lớn và không gian đủ kín. Năm 2007, một vụ nổ bụi xảy ra khi các công nhân hàn bảo trì bể chứa bột mì tại phân xưởng sản xuất bột mì ở tỉnh Bình Dương khiến 5 công nhân bị bỏng nặng.

Cho các phát biểu sau:

(a) Nổ bụi là một vụ nổ vật lí.

(b) Vụ nổ bụi xảy ra khi có đủ các yếu tố: nguồn oxygen, nguồn nhiệt, không gian đủ kín.

(c) Nhiên liệu trong vụ nổ bụi tại phân xưởng bột mì ở Bình Dương là bụi bột mì.

(d) Bụi càng mịn khả năng gây nổ càng cao do phát tán nhanh và dễ lơ lửng trong không khí.

Các phát biểu đúng

Đáp án đúng là: D

Phương pháp giải

Dựa vào đoạn thông tin tên và lí thuyết về phản ứng nổ bụi.

Giải chi tiết

(a) sai, vì nổ bụi là phản ứng hóa học giữa các hạt bụi mịn và O2.

(b) sai, vì ngoài 3 yếu tố trên còn có yếu tố nồng độ bụi mịn phải đủ lớn, ở đây là các hạt nhỏ bột mì.

(c) đúng.

(d) đúng.

Đáp án cần chọn là: D

Câu hỏi số 10:
Nhận biết 0.25đ

Cho dãy các chất sau: (1) methane, (2) ethylene, (3) polystyrene, (4) ethyl acetate, (5) methylamine. Những hợp chất nào trong dãy là dẫn xuất hydrocarbon?

Đáp án đúng là: A

Phương pháp giải

Dẫn xuất của hydrocarbon là hợp chất chứa một số nguyên tố khác ngoài C và H.

Giải chi tiết

Các dẫn xuất hydrocarbon (ngoài C và H còn có nguyên tố khác) trong dãy là (4) ethyl acetate, (5) methylamine.

Đáp án cần chọn là: A

Câu hỏi số 11:
Thông hiểu 0.25đ

Khi đun nóng ester của acetic acid trong dung dịch NaOH xảy ra phản ứng hoá học sau:

$\text{CH}_{3}\text{COOR} + \text{NaOH}\overset{\text{t}^{o}}{\rightarrow}\text{CH}_{3}\text{COONa} + \text{ROH}$ (*)

Cơ chế của phản ứng xảy ra như sau:

Nhận định nào sau đây không đúng?

Đáp án đúng là: A

Phương pháp giải

(a), (b), (d): Dựa vào cơ chế của phản ứng giữa acetic acid và NaOH.

(c) Theo thuyết Bronsted – Lowry:

+ Chất cho proton là acid.

+ Chất nhận proton là base.

Giải chi tiết

A sai, vì giai đoạn (2) nhóm -OR bị tách ra.

B đúng, vì giai đoạn (1) có sự phá vỡ liên kết π trong C=O và hình thành liên kết σ C-O.

C đúng, (3) có trao đổi proton, trong đó CH3COOH nhường proton và $\text{RO}^{-}$ nhận proton nên đây là phản ứng acid-base theo Bronsted – Lowry.

D đúng.

Đáp án cần chọn là: A

Câu hỏi số 12:
Thông hiểu 0.25đ

Ứng dụng nào sau đây không phải là ứng dụng của glucose?

Đáp án đúng là: C

Phương pháp giải

Lí thuyết về ứng dụng của glucose.

Giải chi tiết

Glucose là chất trung gian trong quá trình sản xuất ethyl alcohol, tráng gương, tráng ruột phích. Glucose còn làm thực phẩm dinh dưỡng và thuốc tăng lực.

Nguyên liệu sản xuất chất dẻo PVC là từ ethylene.

Đáp án cần chọn là: C

Câu hỏi số 13:
Thông hiểu 0.25đ

Một người thợ sơn cần lựa chọn một dung môi dễ bay hơi và có độ phân cực kém. Người thợ sơn nên chọn chất nào sau đây?

Đáp án đúng là: C

Phương pháp giải

Lí thuyết về tính chất vật lí của nước, alcohol, carboxylic acid và ester.

Giải chi tiết

Dung môi có độ phân cực kém và dễ bay hơi là isoamyl acetate (CH3COOCH2CH2CH(CH3)2).

Đáp án cần chọn là: C

Câu hỏi số 14:
Thông hiểu 0.25đ

Các amine CH3NH2, CH3NHCH3, CH3CH2NH2 tan nhiều trong nước. Nguyên nhân là do các amine

Đáp án đúng là: C

Phương pháp giải

Lí thuyết về tính chất vật lí của amine.

Giải chi tiết

Các amine CH3NH2, CH3NHCH3, CH3CH2NH2 tan nhiều trong nước vì chúng đều tạo được liên kết hydrogen với nước.

Đáp án cần chọn là: C

Câu hỏi số 15:
Nhận biết 0.25đ

Số nguyên tử carbon trong phân tử valine là

Đáp án đúng là: B

Phương pháp giải

Đặc điểm cấu tạo amino acid.

Giải chi tiết

Valine có cấu tạo (CH3)2CH-CH(NH2)-COOH, có 5 nguyên tử carbon trong phân tử.

Đáp án cần chọn là: B

Câu hỏi số 16:
Thông hiểu 0.25đ

“… (1)… là vật liệu được tổ hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác nhau, tạo nên vật liệu mới có tính chất vượt trội so với các vật liệu thành phần. Trong đó vật liệu. …(2)… có vai trò đảm bảo cho các thành phần cốt của composite liên kết với nhau nhằm tạo ra tính nguyên khối và thống nhất”. Nội dung phù hợp trong các ô trống (1), (2) lần lượt là

Đáp án đúng là: B

Phương pháp giải

Lí thuyết về khái niệm vật liệu composite.

Giải chi tiết

Vật liệu composite là vật liệu được tổ hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác nhau, tạo nên vật liệu mới có tính chất vượt trội so với các vật liệu thành phần. Trong đó vật liệu nền có vai trò đảm bảo cho các thành phần cốt của composite liên kết với nhau nhằm tạo ra tính nguyên khối và thống nhất”.

Đáp án cần chọn là: B

Câu hỏi số 17:
Thông hiểu 0.25đ

Chất nào dưới đây không phản ứng với dung dịch NaOH trong điều kiện thích hợp?

Đáp án đúng là: C

Phương pháp giải

Lí thuyết về tính chất hóa học của alcohol, carboxylic acid, phenol và ester.

Giải chi tiết

A có, vì CH3COOH + NaOH ⟶ CH3COONa + H2O

B có, vì C6H5OH + NaOH ⟶ C6H5ONa + H2O

C không.

D có, vì CH3COOCH3 + NaOH ⟶ CH3COONa + CH3OH

Đáp án cần chọn là: C

Câu hỏi số 18:
Nhận biết 0.25đ

Cho cấu tạo của một đoạn mạch trong phân tử polymer X:

Tên gọi của polymer X là

Đáp án đúng là: A

Phương pháp giải

Lí thuyết về polymer

Giải chi tiết

Đoạn mạch trên là của polymer [-CH2-CH(CH3)-]n (polypropylene).

Đáp án cần chọn là: A

Câu hỏi số 19:
Nhận biết 0.25đ

Phức chất [Fe(OH2)6]3+ có cấu tạo như hình bên. Số liên kết cho - nhận mà nguyên tử trung tâm iron tạo được với các phối từ OH2

Phức chất [ F e ( O H 2 ) 6 ] 3 + có cấu tạo như hình bên. Có bao nhiêu  liên kết sigma ( σ ) có trong phức chất đó?

Đáp án đúng là: D

Phương pháp giải

Phân tích công thức của phức chất

- Liên kết hóa học giữa nguyên tử trung tâm M và phối tử L trong phức chất là liên kết cho – nhận, được hình thành nhờ sự cho cặp electron chưa liên kết của phối tử vào orbital trống của nguyên tử trung tâm.

Giải chi tiết

Số liên kết cho - nhận mà nguyên tử trung tâm iron tạo được với các phối từ OH2 là 6.

Đáp án cần chọn là: D

Câu hỏi số 20:
Nhận biết 0.25đ

Các muối carbonate của kim loại nhóm IIA đều bị phân hủy bởi nhiệt theo phương trình tổng quát sau:

$MC{O_3}(s)\xrightarrow{{}}MO(s) + C{O_2}(g)\,\,\,\,\,\,\,\,{\Delta _r}H_{298}^o$

Biến thiên enthalpy chuẩn của quá trình trên được cho trong bảng sau:

Phát biểu nào dưới đây đúng?

Đáp án đúng là: D

Phương pháp giải

Ý nghía giá trị biến thiên enthalpy của phản ứng.

Giải chi tiết

A sai, vì các phản ứng nhiệt phân muối carbonate đều là phản ứng thu nhiệt có \({\Delta _f}H_{298}^o(kJ)\) > 0.

B sai, vì muối MgCO3 kém bền nhiệt nhất trong số các muối trên.

C sai, vì muối carbonate tan trong dung dịch acid.

D đúng.

Đáp án cần chọn là: D

Câu hỏi số 21:
Thông hiểu

Điều chế ethyl acetate trong phòng thí nghiệm được tiến hành như sau :

Bước 1: Cho khoảng 5 mL ethanol và 5 mL acetic acid tuyệt đối vào ống nghiệm, lắc đều hỗn hợp.

Bước 2: Thêm khoảng 2 mL dung dịch H2SO4 đặc, lắc nhẹ để các chất trộn đều với nhau.

Bước 3: Đặt ống nghiệm vào cốc nước nóng (khoảng 60°C – 70°C) trong khoảng 5 phút, thỉnh thoảng lắc đều hỗn hợp.

Bước 4: Lấy ống nghiệm ra khỏi cốc nước nóng, để nguội hỗn hợp rồi rót sang ống nghiệm khác chứa 10 mL dung dịch muối ăn bão hòa thì thấy chất lỏng trong ống nghiệm tách thành hai lớp, lớp trên có mùi thơm đặc trưng.

Bước 5: Đem đo phổ hồng ngoại (IR) của chất lỏng có mùi thơm đặc trưng.

Cho biết số sóng hấp thụ đặc trưng của một số liên kết trên phổ hồng ngoại như sau :

Đúng Sai
a) Phản ứng xảy ra trong bước 3 theo phương trình:CH3COOH(l) + C2H5OH(l) ⟶ CH3COOC2H5(l) + H2O(l).
b) Sulfuric acid đặc vừa là chất xúc tác, vừa có tác dụng hút nước, làm tăng hiệu suất tạo ester.
c) Trên phổ hồng ngoại của chất mùi thơm xuất hiện peak có số sóng 3500 cm-1 chứng tỏ sản phẩm chưa tinh khiết.
d) Dung dịch NaCl bão hoà làm giảm độ tan của ester trong nước để ester dễ dàng tách lớp nổi lên trên tốt hơn.

Đáp án đúng là: S; Đ; Đ; Đ

Phương pháp giải

Lí thuyết về phản ứng ester hóa số sóng đặc trưng của các nhóm chức.

Giải chi tiết

a) sai, vì bước 3 xảy ra phản ứng thuận nghịch: $\left. \text{CH}_{3}\text{COOH} + \text{C}_{2}\text{H}_{5}\text{OH}\rightleftharpoons\text{CH}_{3}\text{COOC}_{2}\text{H}_{5} + \text{H}_{2}\text{O} \right.$

b) đúng.

c) đúng, vì peak có số sóng 3500 cm-1 là của alcohol chứng tỏ ester có lẫn alcohol.

d) đúng, vì NaCl bão hòa làm giảm độ tan của ester, do có khối lượng riêng lớn giúp ester tách ra và nổi lên.

Đáp án cần chọn là: S; Đ; Đ; Đ

Câu hỏi số 22:
Thông hiểu

Chlorine và sodium hydroxide là hoá chất được sử dụng để sản xuất nhiều chất trung gian trong các ngành công nghiệp hoá học (polymer, bột giấy, giấy), dược phẩm, thuốc bảo vệ thực vật, sản xuất xà phòng, luyện kim,…. Công nghệ sử dụng phổ biến để điều chế Cl2 và NaOH là điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn. Mô hình thiết bị điện phân được thể hiện trong hình bên.

Cathode được làm bằng thép và anode làm bằng than chì hoặc titanium. Dung dịch NaCl được đưa vào từ anode và được duy trì ở mức cao hơn bên cathode giúp chất lỏng chảy từ trái sang phải, ngăn không cho dung dịch NaOH chảy sang ngăn anode. NaCl trong dung dịch sau điện phân được tách khỏi NaOH phần lớn bởi quá trình cô đặc dung dịch.

Đúng Sai
a) Ở cathode, nước bị khử do thế điện cực chuẩn của cặp $\text{2H}_{2}\text{O/H}_{2} + \text{OH}^{-}$ cao hơn $\text{Na}^{+}/\text{Na}$.
b) Do độ tan của NaOH lớn hơn NaCl nên khi cô đặc dung dịch, một lượng lớn NaCl sẽ bị kết tinh.
c) Ở anode, Cl- bị oxi hóa trước do thể điện cực chuẩn của cặp $\text{Cl}_{2}\text{/Cl}^{-}$ nhỏ hơn của $\text{O}_{2}/\text{H}_{2}\text{O}$.
d) Khí X là chlorine và khí Y là hydrogen.

Đáp án đúng là: Đ; Đ; S; Đ

Phương pháp giải

Lí thuyết về phản ứng điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn.

Giải chi tiết

a) đúng.

b) đúng, vì NaCl có độ tan nhỏ hơn nên kết tinh trước.

c) sai, vì thể điện cực chuẩn của cặp $\text{Cl}_{2}\text{/Cl}^{-}$cao hơn O2/H2O nhưng $\text{Cl}^{-}$vẫn bị oxi hóa trước vì $\text{Cl}^{-}$có nồng độ lớn, lại mang điện âm nên tiếp cận cực dương nhiều và mạnh hơn H2O. Một lý do khác là O2/H2O có quá thế lớn hơn $\text{Cl}_{2}\text{/Cl}^{-}$nên điện áp cần bù vào để tạo O2 lớn hơn nên khó tạo ra hơn Cl2.

d) đúng.

Đáp án cần chọn là: Đ; Đ; S; Đ

Câu hỏi số 23:
Vận dụng 0.25đ

Khi phân tích thành phần của hợp chất hữu cơ X thấy có chứa 62,07% C; 10,34% H còn lại là oxygen. Trên phổ MS của X thấy có peak ion phân tử [M+] có giá trị bằng 58. Trên phổ IR của X thấy xuất hiện peak trong vùng 1670 – 1740 cm-1 đồng thời X không tham gia phản ứng với Cu(OH)2/OH-. Xác định công thức cấu tạo của X.

Phương pháp giải

C : H : O = \(\dfrac{{\% C}}{{12}}:\dfrac{{\% H}}{1}:\dfrac{{\% O}}{{16}}\)

⟶ CTPT: (CTĐGN)n

Peak trong vùng 1670 – 1740 cm-1 ⟶ Có nhóm chức C = O.

Giải chi tiết

C : H : O = \(\dfrac{{62,07}}{{12}}:\dfrac{{10,34}}{1}:\dfrac{{100 - 62,07 - 10,34}}{{16}}\)= 3 : 6 : 1.

⟶ CTPT: (C3H6O)n

58n = 58 ⟶ n = 1.

⟶ CTPT: C3H6O

Peak trong vùng 1670 – 1740 cm-1 ⟶ Có nhóm chức C = O.

⟶ CTCT: CH3COCH3.

Câu hỏi số 24:
Nhận biết 0.25đ

Khi làm thí nghiệm với H2SO4 đặc, nóng thường sinh ra khí SO2. Để hạn chế tốt nhất khí SO2 thoát ra gây ô nhiễm môi trường, người ta nút ống nghiệm bằng bông tẩm xút. Hãy viết các phản ứng hoá học giải thích cách làm trên.

Phương pháp giải

Tính chất hoá học của SO2.

Giải chi tiết

SO2 + 2NaOH ⟶ Na2SO3 + H2O

SO2 + NaOH ⟶ NaHSO3

Câu hỏi số 25:
Thông hiểu 0.25đ

Sự kết hợp giữa aspartic acid và phenylalanine tạo thành peptide, peptide này có thể được chuyển đổi thành methyl ester gọi là aspartame (như hình dưới).

Aspartame có vị ngọt nên được sử dụng trong thực phẩm không đường dành cho người bị tiểu đường. Ở nhiệt độ cao aspartame bị phân hủy tạo các amino acid tự do không có vị ngọt.  Viết công thức cấu tạo phù hợp các amino acid aspartic acid và phenylalanine.

Phương pháp giải

Dựa vào công thức cấu tạo của aspartic acid, phenylalanine và aspartame.

Giải chi tiết

Câu hỏi số 26:
Vận dụng 0.25đ

Formaldehyde là một hoá chất quan trọng, điều chế bằng phương pháp dehydrogen hoá methanol:

$\text{CH}_{3}\text{OH(g)}\overset{700^{\text{o}}\text{C,xt}}{\rightarrow}\text{HCHO(g)} + \text{H}_{2}(\text{g)}$(1) $\Delta_{\text{r}}\text{H}_{298}^{o}$ = 84,2 kJ

Nhiệt để duy trì phản ứng (1) được lấy từ phản ứng giữa H2 với O2 của không khí theo phản ứng:

$\left. \text{H}_{2}\text{(g)} + \dfrac{1}{2}\text{O}_{2}\text{(g)}\rightarrow\text{H}_{2}\text{O(g)} \right.$ (2) $\Delta_{\text{r}}\text{H}_{298}^{o}$= -241,8 kJ

Tính % thể tích methanol trong hỗn hợp methanol và không khí đưa vào để phản ứng (1) tự duy trì ở 700°C. Biết rằng oxygen chiếm 21% thể tích không khí và phản ứng hết; lượng nhiệt mà nitrogen đã hấp thụ chiếm 35% lượng của phản ứng (2). (Làm tròn kết quả đến hàng phần mười).

Phương pháp giải

Q1 = $\text{n}_{\text{CH}_{3}\text{OH}}.\left| {\Delta_{\text{r}}\text{H}_{298}^{o}(1)} \right|$ = $\text{n}_{\text{CH}_{3}\text{OH}}$.84,2 (kJ)

Q2 = $\text{2n}_{\text{O}_{2}}.\left| {\Delta_{\text{r}}\text{H}_{298}^{o}(2)} \right|$ = $\text{2n}_{\text{O}_{2}}$.241,8 (kJ)

Do N2 hấp thụ 35% nhiệt nên chỉ còn 65% nhiệt của (2) cung cấp cho (1) nên : Q1 = 65%Q2.

Mà O2 chiếm 21% không khí $\rightarrow$$\text{n}_{\text{O}_{2}} = \dfrac{21}{100}$nkhông khí $\left. \rightarrow\dfrac{\text{n}_{\text{CH}_{3}\text{OH}}}{\text{n}_{\text{KK}}} \right.$ $\left. \rightarrow\%\text{V}_{\text{CH}_{3}\text{OH}} \right.$

Giải chi tiết

Lượng nhiệt cần cho phản ứng (1) : Q1 = $\text{n}_{\text{CH}_{3}\text{OH}}.\left| {\Delta_{\text{r}}\text{H}_{298}^{o}(1)} \right|$ = $\text{n}_{\text{CH}_{3}\text{OH}}$.84,2 (kJ)

Lượng nhiệt phản ứng (2) tỏa ra : Q2 = $\text{2n}_{\text{O}_{2}}.\left| {\Delta_{\text{r}}\text{H}_{298}^{o}(2)} \right|$ = $\text{2n}_{\text{O}_{2}}$.241,8 (kJ)

Do N2 hấp thụ 35% nhiệt nên chỉ còn 65% nhiệt của (2) cung cấp cho (1) nên : Q1 = 65%Q2.

$\rightarrow$ $\text{n}_{\text{CH}_{3}\text{OH}}$.84,2 = 65%.$\text{2n}_{\text{O}_{2}}$.241,8

Mà O2 chiếm 21% không khí $\rightarrow$$\text{n}_{\text{O}_{2}} = \dfrac{21}{100}$nkhông khí

⟶ $\text{n}_{\text{CH}_{3}\text{OH}}$.84,2 = 65%.$\text{2}\text{.}\dfrac{21}{100}$. nkhông khí.241,8

$\left. \rightarrow\dfrac{\text{n}_{\text{CH}_{3}\text{OH}}}{\text{n}_{\text{KK}}} = \dfrac{65\%.2.\dfrac{21}{100}.241,8}{84,2} \right.$ = 0,784

$\left. \rightarrow\%\text{V}_{\text{CH}_{3}\text{OH}} = \dfrac{0,784}{0,784 + 1}.100\% \right.$ = 43,9%

Câu hỏi số 27:
Vận dụng

Hydrogen là nhiên liệu xanh và thân thiện với môi trường nhất, được đánh giá có tiềm năng cung cấp phần lớn năng lượng cho thế giới trong tương lai, thay thế cơ sở hạ tầng năng lượng hiện tại dựa trên nhiên liệu hóa thạch. Hydrogen được kỳ vọng sẽ giải quyết vấn đề thiếu hụt năng lượng trong tương lai gần, đặc biệt là ở các khu vực địa lý phức tạp (đồi núi, cao nguyên khô cằn, v.v.) và khí hậu khắc nghiệt. Hiện nay, việc sản xuất hydrogen công nghiệp chủ yếu thông qua quá trình oxi hóa – khử như reforming CH₄ hoặc điện phân nước. Vì vậy, cần đánh giá lợi ích – rủi ro khi sử dụng H₂.

Biết khối lượng riêng xăng (xấp xỉ C₈H₁₈) là 0,703 g·cm⁻³

a) Viết phương trình phản ứng xảy ra đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu hydrogen và xăng (thành phần chính (thành phần chính là C8H18).

b) Gọi k là phần trăm năng lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 L khí H₂ (dkc) so với 1 lít xăng. Giá trị của k bằng bao nhiêu? Làm tròn kết quả đến hai chữ số sau dấu phẩy.

c) Tại sao hydrogen được dùng làm nhiên liệu phải được nén ở áp suất cao hoặc hoá lỏng?

Phương pháp giải

a) Viết phương trình phản ứng chảy của H2 và C8H18.

b) Biến thiên enthalpy của phản ứng theo năng lượng liên kết.

$\Delta_{r}H_{298}^{o} = {\sum{E_{b}(cd)}} - {\sum{E_{b}(sp)}}$

Khối lượng riêng: $d = \dfrac{m}{V}$

c) Hoá học và vấn đề môi trường.

Giải chi tiết

a)

$2{{H}_{2}}+{{O}_{2}}\xrightarrow{{}}2{{H}_{2}}O$

$2{{C}_{8}}{{H}_{18}}+25{{O}_{2}}\xrightarrow{{}}16C{{O}_{2}}+18{{H}_{2}}O$

b) Xét phản ứng:$2{{H}_{2}}+{{O}_{2}}\xrightarrow{{}}2{{H}_{2}}O$

$\Delta_{r}H_{298}^{o}(1) = 2.E_{b}(H - H) + E_{b}(O = O) - 2.2.E_{b}(O - H) = - 486(kJ)$

⟹ Đốt cháy 1 lít khí hydrogen ở điều kiện chuẩn toả ra lượng nhiệt:

$Q(1) = \dfrac{1}{2}.486.\dfrac{1}{24,79} = 9,8(kJ)$

$d_{C_{8}H_{18}} = 0,703g/cm^{3} = 703g/l$

Xét phản ứng: $2{{C}_{8}}{{H}_{18}}+25{{O}_{2}}\xrightarrow{{}}16C{{O}_{2}}+18{{H}_{2}}O$

$\Delta_{r}H_{298}^{o}(2) = 2.7.E_{b}(C - C) + 2.18.E_{b}(C - H) + 25.E_{b}(O = O) - 16.2.E_{b}(C = O) - 18.2.E_{b}(O - H) = - 10096(kJ)$

⟹ Đốt cháy 1 lít xăng ở điều kiện chuẩn toả ra lượng nhiệt:

$Q(2) = \dfrac{1}{2}.10096.\dfrac{1.703}{114} = 31129(kJ)$

$k = \dfrac{Q(1)}{Q(2)} = \dfrac{9,8}{31129}.100\% \simeq 0,03\%$

c) Vì năng lượng cung cấp khi đốt cháy 1 lít khí hydrogen so với 1 lít xăng chiếm tỉ lệ khá nhỏ chỉ khoảng 0,04%. Nên cần nén áp suất cao hoặc hoá lỏng hydrogen để đảm bảo năng lượng cung cấp cho động cơ nhằm:

- Tăng số mol hydrogen trong cùng một thể tích, tăng mật độ năng lượng.

- Giảm kích thước bình chứa, phù hợp cho ô tô, tàu, thiết bị di động.