Lập công thức tính hiệu ứng nhiệt (ΔH0 ) của phản ứng 2A ⟶ B , thông qua hiệu ứng nhiệt của các phản ứng sau : A ⟶ C ΔH1 A ⟶ D ΔH2 D + C⟶ E ΔH3 E ⟶ B ΔH4
Trả lời:
Đáp án đúng: A
Để tính ΔH0 cho phản ứng 2A → B, ta cần kết hợp các phản ứng trung gian đã cho sao cho khi cộng lại, ta được phản ứng mong muốn.
Các phản ứng đã cho:
1) A → C ΔH1
2) A → D ΔH2
3) D + C → E ΔH3
4) E → B ΔH4
Ta cần 2A ở vế trái và B ở vế phải. Ta có thể nhân phản ứng (1) và (2) với 1, và giữ nguyên các phản ứng còn lại.
2A → 2C 2ΔH1 (nhân phản ứng 1 với 2 sẽ ra 2C nhưng ta chỉ cần C)
Sau đó đảo ngược phản ứng 1 để có -ΔH1. Để có 2A, ta nhân phản ứng A -> C với 2 và đảo chiều. Khi đảo chiều, ΔH sẽ đổi dấu.
-2C -> -2A -2ΔH1
Vì ta cần 2A, ta sẽ xem xét 2 lần phản ứng (1) và (2):
2 * (A → C) => 2A → 2C ΔH = 2ΔH1 (nhưng ta chỉ cần C)
2 * (A → D) => 2A → 2D ΔH = 2ΔH2 (nhưng ta chỉ cần D)
Tuy nhiên, ta cần loại bỏ C và D để chỉ còn lại B. Do đó, ta cần xem xét phản ứng (3) và (4):
D + C → E ΔH3
E → B ΔH4
Kết hợp lại, ta có thể thấy:
Để có 2A → B:
Ta cần có: 2A → 2C và 2A -> 2D
Sau đó: D + C → E
Cuối cùng E → B
Nhưng chúng ta cần 2A -> B từ A -> C và A -> D. Vậy ta cần thực hiện như sau:
Để có 2A ở vế trái, ta cần 2 phản ứng A -> C và A -> D:
1) A -> C : ΔH1
2) A -> D : ΔH2
Tổng cộng để có 2A -> C + D, ta có ΔH1 + ΔH2.
Đến đây cần loại bỏ C và D, sử dụng phản ứng:
3) C + D -> E : ΔH3.
Khi đó: 2A -> E có ΔH = ΔH1 + ΔH2 + ΔH3
Cuối cùng, cần E -> B
4) E -> B: ΔH4
Vậy, 2A -> B = ΔH1 + ΔH2 + ΔH3 + ΔH4
Do đó đáp án đúng là ΔH0 = ΔH1 + ΔH2 + ΔH3 + ΔH4