Thông qua nội dung chi tiết của Bài 13: Enthalpy tạo thành và biến thiên Enthalpy của phản ứng hóa học lớp 10 SGK Chân trời sáng tạo được DapAnHay biên soạn bên dưới đây các em học sinh sẽ nắm được khái niệm về phản ứng thu, tỏa nhiệt, biết cách tính toán năng lượng biến thiên Enthalpy một cách thành thạo nhất.
Mời các em tham khảo nội dung chi tiết!
* Tìm hiểu phản ứng toả nhiệt
- Trong ngành đường sắt, phương pháp hàn nhiệt nhôm được dùng để hàn đường ray. Hỗn hợp tron(III) oxide và bột nhôm được đốt cháy. Phản ứng nhiệt nhôm toả nhiệt rất lớn (trên 2500°C), làm nóng chảy hỗn hợp và sắt sinh ra từ phản ứng lấp đầy khe hở (Hình 13.1). Ngoài ứng dụng để hàn đường ray, phản ứng trên còn được sử dụng hàn nối các thanh kim loại đồng và hàn thép không gỉ, gang.
Hình 13.1. Phản ứng nhiệt nhôm để hàn đường ray
- Thí nghiệm 1: Sự thay đổi nhiệt độ khi vôi sống phản ứng với nước
+ Dụng cụ và thiết bị: Cốc chịu nhiệt 50 ml, cần, nhiệt kế, đũa thuỷ tinh, giá đỡ nhiệt kế.
+ Hoá chất: Vôi sống (CaO), nước cất.
+ Tiến hành:
Hình 13.2. Minh họa vôi sống phản ứng với nước
Phản ứng toả nhiệt là phản ứng hoá học trong đó có sự giải phóng nhiệt năng ra môi trường. |
---|
* Tìm hiểu phản ứng thu nhiệt
Hình 13.3. Hoà tan viên vitamin C sủi vào cốc nước
- Thí nghiệm 2: Nhiệt phân potassium chlorate
+ Dụng cụ và thiết bị: Đèn cồn, ống nghiệm chịu nhiệt, nút cao su có gắn ống dẫn khí, chậu thuỷ tinh, bình tam giác, giá sắt.
+ Hoá chất: Potassium chlorate (KClO3), manganese dioxide (MnO2).
+ Tiến hành:
Hình 13.4. Nhiệt phân potassium chlorate
+ Phương trình hóa học của phản ứng: 2KCIO3(s) → 3O2 (g) + 2KCl(s)
Phản ứng thu nhiệt là phản ứng hoá học trong đó có sự hấp thụ nhiệt năng từ môi trường. |
---|
a. Tìm hiểu về biến thiên enthalpy của phản ứng
- Biến thiên enthalpy của phản ứng (hay nhiệt phản ứng) được kí hiệu \({\Delta _r}H\)), thường tính theo đơn vị kJ hoặc kcal.
- Biến thiên enthalpy của phản ứng là lượng nhiệt toả ra hay thu vào của một phản ứng hoá học trong quá trình đẳng áp (áp suất không đổi).
- Biến thiên enthalpy chuẩn (hay nhiệt phản ứng chuẩn) của một phản ứng hoá học, được kí hiệu là \({\Delta _r}H_{298}^0\)) là nhiệt kèm theo phản ứng đó trong điều kiện chuẩn. - Điều kiện chuẩn: áp suất 1 bar (đối với chất khí), nồng độ 1 mol/L (đối với chất tan trong dung dịch) và thường chọn nhiệt độ 25°C (hay 298 K). |
---|
b. Tìm hiểu về phương trình nhiệt hoá học
- Phản ứng thu nhiệt (hệ nhận nhiệt của môi trường) thì \({\Delta _f}H_{298}^0\) > 0.
Ví dụ 1: CH4 (g) + H2O (l) → CO (g) + 3H2 (g)
\({\Delta _r}H_{298}^0\) = 250kJ
- Phản ứng toả nhiệt (hệ toả nhiệt ra môi trường) thì \({\Delta _r}H_{298}^0\) < 0.
Ví dụ 2: C2H5OH(1) + 3O2 (g) → 2CO2 (g) + 3H2O (l)
\({\Delta _r}H_{298}^0\) = -1366,89 kJ
- Các phương trình hoá học của phản ứng trong Ví dụ 1 và 2 được gọi là phương trình nhiệt hoá học.
Phương trình nhiệt hoá học là phương trình phản ứng hoá học có kèm theo nhiệt phản ứng và trạng thái của các chất đầu (cd) và sản phẩm (sp). |
---|
* Tìm hiểu enthalpy tạo thành
+ Enthalpy tạo thành (hay nhiệt tạo thành) được kí hiệu \({\Delta _f}H\), thường tính theo đơn vị kJ/mol hoặc kcal/mol.
Enthalpy tạo thành của một chất là nhiệt kèm theo phản ứng tạo thành 1 mol chất đó từ các đơn chất bền nhất. |
---|
- Enthalpy tạo thành trong điều kiện chuẩn được gọi là enthalpy tạo thành chuẩn (hay nhiệt tạo thành chuẩn) và được kí hiệu là \({\Delta _f}H_{298}^0\)
Ví dụ 3: \({\Delta _f}H_{298}^0\) (CO2, g) = -393,50 kJ/mol là lượng nhiệt toả ra khi tạo ra 1 mol CO2 (g) từ các đơn chất ở trạng thái bền ở điều kiện chuẩn (carbon dạng graphite, oxygen dạng phân tử khí chính là các dạng đơn chất bền nhất của carbon và oxygen).
C(graphite) + O2 → CO2 (g)
\({\Delta _f}H_{298}^0\) (CO2,g) = -393,50 kJ/mol
* Tìm hiểu về dấu và giá trị biến thiên enthalpy của phản ứng
Ví dụ 4: H2SO4 (aq) + 2NaOH (aq) → Na2SO4 (aq) + 2H2O(1)
\({\Delta _f}H_{298}^0\) = -11,68 kJ
Hình 13.5. Sơ đồ biểu diễn biến thiên enthalpy của phản ứng tỏa nhiệt
Ví dụ 5: Phản ứng nhiệt phân CaCO3
CaCO3 (s) → CaO (s) + CO2(g) \({\Delta _r}H_{298}^0\) = +178,49 kJ
- Khi than (C) hoặc ethanol (C,H,OH) muốn cháy trong không khí cần được đốt nóng, khi cháy phản ứng tỏa nhiệt và tự tiếp diễn mà không cần đốt nóng nữa.
- Nhưng phản ứng nung vôi cần cung cấp nhiệt liên tục, nếu | dừng cung cấp nhiệt phản ứng sẽ không tiếp diễn.
- Phản ứng toả nhiệt: \(\sum {\Delta _f}H_{298}^0(sp) < \sum {\Delta _f}H_{298}^0(cd) \to {\Delta _r}H_{298}^0 < 0\) - Phản ứng thu nhiệt: \(\sum {\Delta _f}H_{298}^0(sp) > \sum {\Delta _f}H_{298}^0(cd) \to {\Delta _r}H_{298}^0 > 0\) - Thường các phản ứng có \({\Delta _r}H_{298}^0\) < 0 thì xảy ra thuận lợi. |
---|
Bài 1: Hầu như mọi phản ứng hóa học cũng như quá trình chuyển thể của chất luôn kèm theo sự thay đổi năng lượng
Gas cháy sinh nhiệt
Nhiệt phân Cu(OH)2 tạo thành CuO
Trong cả 2 ví dụ đều có phản ứng xảy ra với sự thay đổi năng lượng. Theo em, phản ứng có kèm theo sự thay đổi năng lượng dưới dạng nhiệt năng đóng vai trò gì trong đời sống?
Hướng dẫn giải
- Phản ứng có kèm theo sự thay đổi năng lượng dưới dạng nhiệt năng đóng vai trò quan trọng trong đời sống:
+ Cung cấp nhiệt cho các nhu cầu đun nấu thức ăn
+ Giảm nhiệt độ của môi trường xung quanh
Bài 2: Tính \({\Delta _r}H_{298}^o\) của hai phản ứng sau:
3O2(g) → 2O3(g) (1)
2O3(g) → 3O2(g) (2)
Liên hệ giữa giá trị \({\Delta _r}H_{298}^o\) với độ bền của O3, O2 và giải thích, biết phân tử O3 gồm 1 liên kết đôi O=O và 1 liên kết đơn O-O
Hướng dẫn giải
- Xét phản ứng: 3O2(g) → 2O3(g) (1)
\({\Delta _r}H_{298}^o\) = \(\Sigma \)Eb(cđ) - \(\Sigma \)Eb(sp)
→ \({\Delta _r}H_{298}^o\)(1) = 3. Eb(O2) – 2.Eb(O3)
= 3.Eb(O=O) – 2.(Eb(O=O) + Eb(O-O))
= 3.498 –2.(498 + 204) = 90 kJ/mol > 0
- Xét phản ứng: 2O3(g) → 3O2(g) (2)
\({\Delta _r}H_{298}^o\) = \(\Sigma \)Eb(cđ) - \(\Sigma \)Eb(sp)
→ \({\Delta _r}H_{298}^o\)(2) = 2.Eb(O3) - 3. Eb(O2)
= 2.(Eb(O=O) + Eb(O-O)) - 3.Eb(O=O)
= 2.(498 + 204) - 3.498 = -90 kJ/mol < 0
→ Phản ứng (1) xảy ra cần phải cung cấp năng lượng là 90 kJ/mol. Phản ứng (2) xảy ra tỏa ra năng lượng là 90 kJ/mol
→ Phản ứng (2) xảy ra thuận lợi hơn
→ Liên kết O3 bền hơn O2
Sau bài học này, học sinh sẽ:
- Trình bày được khái niệm phản ứng toả nhiệt, thu nhiệt, điều kiện chuẩn (áp suất 1 bar và thường chọn nhiệt độ 25oC hay 298 K); enthalpy tạo thành (nhiệt tạo thành) \({\Delta _f}H_{298}^0\) và biến thiên enthalpy (nhiệt phản ứng) của phản ứng \({\Delta _r}H_{298}^0\).
- Nêu được ý nghĩa của dấu và giá trị \({\Delta _r}H_{298}^0\).
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Hóa học 10 Chân trời sáng tạo Bài 13 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Chỉ ra ý kiến đúng?
Đặc điểm nào sau đây là đặc điểm về cấu trúc và liên kết trong tinh thể iot:
Nêu bản chất liên kết giữa X với oxi biết cation X+ có cấu hình electron phân lớp ngoài cùng là 3p6.
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Hóa học 10 Chân trời sáng tạo Bài 13để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Giải câu hỏi 1 trang 81 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải câu hỏi 2 trang 81 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Luyện tập trang 81 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải câu hỏi 3 trang 82 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải câu hỏi 4 trang 82 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải câu hỏi 5 trang 82 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải câu hỏi 6 trang 83 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải câu hỏi 7 trang 83 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Luyện tập trang 83 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải câu hỏi 8 trang 84 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải câu hỏi 9 trang 84 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải câu hỏi 10 trang 84 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải câu hỏi 11 trang 84 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Luyện tập trang 84 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải câu hỏi 12 trang 85 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải câu hỏi 13 trang 85 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải câu hỏi 14 trang 85 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Vận dụng trang 86 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài 1 trang 86 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài 2 trang 86 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Giải bài 4 trang 87 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Hóa học DapAnHay sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
Chỉ ra ý kiến đúng?
Đặc điểm nào sau đây là đặc điểm về cấu trúc và liên kết trong tinh thể iot:
Nêu bản chất liên kết giữa X với oxi biết cation X+ có cấu hình electron phân lớp ngoài cùng là 3p6.
X tạo bởi hai nguyên tố A, B có khối lượng phân tử là 76. A và B có số oxi hóa dương cao nhất trong các oxit là +a và +b và có số oxi hóa âm trong các hợp chất với hiđro là –a’ và –b’ thỏa mãn các điều kiện a= a’, b= 3b’, biết rằng A có số oxi hóa cao nhất trong X. Liên kết trong X là gì?
Cho các nguyên tố có tổng số hạt cơ bản trong nguyên tử là 48, hạt mang điện gấp đôi hạt không mang điện. Nguyên tố trên có thể tạo được mấy oxit và mấy hiđroxit bền? Liên kết trong các oxit và hiđroxit thuộc loại nào ?
Số liên kết ion trong dãy NH3(1), MgO (2), FeO (3), HNO3 (4), CaS (5).
Cho phản ứng: CH4(g) + H2O(l) → CO(g) + 3H2(g) \({\Delta _r},H_{298}^0\) = 250 kJ.
Ở điều kiện chuẩn, để thu được 1 gam H2, phản ứng này cần hấp thu nhiệt lượng bằng bao nhiêu
Phản ứng quang hợp là phản ứng thu năng lượng dưới dạng ánh sáng:
6nCO2(g) + 6nH2O(l) → (C6H12O6)n(s) + 6nO2(g)
Hãy tính xem cần phải cung cấp bao nhiêu năng lượng dưới dạng ánh sáng cho phản ứng quang hợp để tạo thành 1 mol glucose C6H12O6(s), biết enthalpy tạo thành chuẩn của chất này là -1271,1 kJ.mol-1
Cho phản ứng: N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) \({\Delta _r},H_{298}^0\) = -92,22 kJ. Tính enthalpy tạo thành chuẩn của NH3.
Chất nào có góc liên kết 120o trong phân tử?
Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra ở Hình 13.1 và nêu nhận xét về sự thay đổi nhiệt của phản ứng đó
Hình 13.1. Phản ứng nhiệt nhôm để hàn đường ray
Thực hiện thí nghiệm 1. Nêu hiện tượng xảy ra. Rút ra kết luận về sự thay đổi nhiệt độ chất lỏng trong cốc. Giải thích?
Hãy nêu hiện tượng của các quá trình: đốt cháy than, ethanol trong không khí. Nhiệt độ môi trường xung quanh thay đổi như thế nào?
Khi thả viên vitamin C sủi vào cốc nước như Hình 13.3, em hãy dự đoán sự thay đổi nhiệt độ của nước trong cốc
Hình 13.3. Hoà tan viên vitamin C sủi vào cốc nước
Trong phản ứng nung đá vôi (CaCO3), nếu ngừng cung cấp nhiệt, phản ứng có tiếp tục xảy ra không?
Thực hiện thí nghiệm 2. Nêu hiện tượng trước và sau khi đốt nóng hỗn hợp. Nếu ngừng đốt nóng thì phản ứng có xảy ra không?
Biến thiên enthalpy chuẩn của một phản ứng hóa học được xác định trong điều kiện nào?
Phương trình nhiệt hóa học cho biết thông tin gì về phản ứng hóa học?
Cho hai phương trình nhiệt hóa học sau:
C(s) + H2O(g) \(\xrightarrow{{{t^o}}}\)CO(g) + H2(g) \({\Delta _r}H_{298}^o\) = +131,25 kJ (1)
CuSO4(aq) + Zn(s) → ZnSO4(aq) + Cu(s) \({\Delta _r}H_{298}^o\) = -231,04 kJ (2)
Trong hai phản ứng trên, phản ứng nào thu nhiệt, phản ứng nào tỏa nhiệt?
Phân biệt enthalpy tạo thành của một chất và biến thiên enthalpy của phản ứng. Lấy ví dụ minh họa.
Cho phản ứng sau:
S(s) + O2(g) \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) SO2(g) \({\Delta _f}H_{298}^o\)(SO2,g) = -296,80 kJ/mol
Cho biết ý nghĩa của giá trị \({\Delta _f}H_{298}^o\)(SO2,g)
Hợp chất SO2(g) bền hơn hay kém bền hơn về mặt năng lượng so với các đơn chất bền S(s) và O2(g)
Từ Bảng 13.1 hãy liệt kê các phản ứng có enthalpy tạo thành dương (lấy nhiệt từ môi trường)
Em hãy xác định enthalpy tạo thành theo đơn vị (kcal) của các chất sau: Fe2O3(s), NO(g), H2O(g), C2H5OH(l). Cho biết 1J = 0,239 cal
Quan sát Hình 13.5, mô tả sơ đồ biểu diễn biến thiên enthalpy của phản ứng. Nhận xét về giá trị của \({\Delta _f}H_{298}^o\)(sp) so với \({\Delta _f}H_{298}^o\)(cđ)
Hình 13.5. Sơ đồ biểu diễn biến thiên enthalpy của phản ứng tỏa nhiệ
Vận dụng để vẽ sơ đồ biểu diễn biến thiên enthalpy của phản ứng nhiệt phân CaCO3 ở Ví dụ 5?
Cho hai phương trình nhiệt hóa học sau:
CO(g) + ½ O2(g) → CO2(g) \({\Delta _r}H_{298}^o\) = -283,00 kJ (1)
H2(g) + F2(g) → 2HF(g) \({\Delta _r}H_{298}^o\) = -546,00 kJ (2)
So sánh nhiệt giữa hai phản ứng (1) và (2). Phản ứng nào xảy ra thuận lợi hơn?
Hãy làm cho nhà em sạch bong với hỗn hợp baking soda (NaHCO3) và giấm (CH3COOH). Hỗn hợp này tạo ra một lượng lớn bọt. Phương trình nhiệt hóa học của phản ứng:
NaHCO3(s) + CH3COOH(aq) → CH3COONa(aq) + CO2(g) + H2O(l) \({\Delta _r}H_{298}^o\)= 94,30 kJ
Phản ứng trên là tỏa nhiệt hay thu nhiệt? Vì sao? Tìm những ứng dụng khác của phản ứng trên
Phương trình nhiệt hóa học giữa nitrogen và oxygen như sau:
N2(g) + O2(g) → 2NO(g) \({\Delta _r}H_{298}^o\)= +180 kJ
Kết luận nào sau đây đúng?
A. Nitrogen và oxygen phản ứng mạnh hơn khi ở nhiệt độ thấp
B. Phản ứng tỏa nhiệt
C. Phản ứng xảy ra thuận lợi ở điều kiện thường
D. Phản ứng hóa học xảy ra có sự hấp thụ nhiệt năng từ môi trường
Biến thiên enthalpy của một phản ứng được ghi ở sơ đồ dưới. Kết luận nào sau đây là đúng?
A. Phản ứng tỏa nhiệt
B. Năng lượng chất tham gia phản ứng nhỏ hơn năng lượng chất sản phẩm
C. Biến thiên enthalpy của phản ứng là a kJ/mol
D. Phản ứng thu nhiệt
Họ và tên
Tiêu đề câu hỏi
Nội dung câu hỏi
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *