Chọn phương án đúng: Tính năng lượng mạng lưới tinh thể của Na2O (r) ở 25°C. Cho biết:
- Nhiệt tạo thành tiêu chuẩn của Na2O: (ΔH0298)tt(ΔH2980)tt = - 415,9 kJ/mol.
- Năng lượng ion hóa thứ nhất của Na: I1 = 492kJ/mol.
- Nhiệt thăng hoa tiêu chuẩn của Na: (ΔH0298)th(ΔH2980)th = 107,5 kJ/mol.
- Ái lực electron của oxy: O + 2e ® O2–: FO = 710kJ/mol.
- Năng lượng liên kết O = O: (ΔH0298)pl(ΔH2980)pl = 498kJ/mol.
Trả lời:
Đáp án đúng: D
Để tính năng lượng mạng lưới tinh thể của Na2O(r) ở 25°C, ta sử dụng chu trình Born-Haber. Chu trình này liên quan đến việc tính tổng các enthalpy của các giai đoạn khác nhau trong quá trình hình thành hợp chất ion từ các nguyên tố của nó.
Các giai đoạn bao gồm:
1. Thăng hoa Na(r) → Na(k): ΔHth = 107.5 kJ/mol
2. Ion hóa Na(k) → Na+(k) + e-: I1 = 492 kJ/mol
3. Phân ly O2(k) → 2O(k): 1/2 * ΔHpl = 1/2 * 498 = 249 kJ/mol (chỉ lấy 1/2 vì có 1 O trong Na2O)
4. Tạo ion O2-(k): O(k) + 2e- → O2-(k): Ái lực electron tổng cộng (A) = -710 kJ/mol (Ái lực electron thường có giá trị âm, nhưng ở đây, ta phải cung cấp năng lượng để tạo O2- nên đổi dấu thành -710)
5. Tạo thành Na2O(r) từ các ion: 2Na+(k) + O2-(k) → Na2O(r): -ΔHm.l (Năng lượng mạng lưới, giá trị âm)
Áp dụng định luật Hess:
ΔHtt(Na2O) = 2 * ΔHth + 2 * I1 + 1/2 * ΔHpl + A - ΔHm.l
Trong đó, ΔHtt(Na2O) = -415.9 kJ/mol (nhiệt tạo thành chuẩn của Na2O)
Thay số:
-415.9 = 2 * 107.5 + 2 * 492 + 249 + (-710) - ΔHm.l
-415.9 = 215 + 984 + 249 - 710 - ΔHm.l
-415.9 = 738 - ΔHm.l
ΔHm.l = 738 + 415.9
ΔHm.l = 1153.9 kJ/mol
Vậy năng lượng mạng lưới tinh thể của Na2O(r) là 1153.9 kJ/mol.
