BÀI 14. PHẢN ỨNG HÓA HỌC VÀ ENTHALPY
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
HÓA HỌC 10
BÀI 14. PHẢN ỨNG HÓA HỌC VÀ ENTHALPY
Ảnh
Mở đầu
Mở đầu
Ảnh
- Mở đầu:
Cho các phản ứng sau: (1) Phản ứng nung vôi: latex(CaCO_3 (s) -> CaO (s) + CO_2 (g)) (2) Phản ứng than cháy trong không khí: latex(C(s) +O_2(g) -> CO_2(g)) Trong hai phản ứng trên, phản ứng nào là tỏa nhiệt, phản ứng nào là thu nhiệt?
I. Phản ứng tỏa nhiệt và phản ứng thu nhiệt
- Tìm hiểu
- Tìm hiểu
Hình vẽ
Phản ứng giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt gọi là phản ứng tỏa nhiệt. Phản ứng hấp thu năng lượng dưới dang nhiệt gọi là phản ứng thu nhiệt.
I. Phản ứng tỏa nhiệt và phản ứng thu nhiệt
Ảnh
- Chú ý
Ảnh
Hình vẽ
- Lưu ý:
Để thuận tiện cho việc so sánh lượng nhiệt kèm theo, người ra sử dụng điều kiện chuẩn và quy định như sau: Điều kiện chuẩn là điều kiện ứng với áp suất 1 bar (đối với chất khí), nồng độ 1 mol latex(L^-1) (đối với chất tan trong dung dịch) và nhiệt độ thường được chọn là 298K latex(25@C).
- Câu hỏi thảo luận
Hình vẽ
- Câu hỏi thảo luận:
Ảnh
Ảnh
1. Khi làm thí nghiệm, làm thế nào để biết một phản ứng là tỏa nhiệt hay thu nhiệt?
- Thực hành thí nghiệm
- Thực hành thí nghiệm
+) Thí nghiệm 1
Ảnh
Đặt một nhiệt kế vào trong cố thủy tinh chứa khoảng 50 mL dung dịch hydrochloric acid (HCl) 1 M (Hình 14.1). Khi nhiệt độ trong cốc ổn định, ghi lại nhiệt độ ban đầu. Thêm vào cốc khoảng 1 g magnsium oxide (MgO) rồi dùng đũa thủy tinh khuấy liên tục. Quan sát hiện tượng phản ứng và ghi lại sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình phản ứng.
+) Thí nghiệm 2
Ảnh
+) Thí nghiệm 2
Lặp lại thí nghiệm với bộ dụng cụ và cách tiến hành như trên, nhưng thay dung dich hydrochloric acid 1M bằng khoảng 50 mL dung dịch ethanoic acid (latex(CH_3COOH)) 5% (giấm ăn) và khoảng 5 g baking soda (sodium hydrogen carbonate, latex(NaHCO_3)) . Quan sát hiện tượng phản ứng và ghi lại sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình phản ứng.
+) Nhiệm vụ
Hình vẽ
+) Nhiệm vụ:
Viết phương trình hóa học xảy ra ở hai thí nghiệm trên và cho biết phản ứng nào là tỏa nhiệt, phản ứng nào là thu nhiệt.
Ảnh
- Vận dụng
Ảnh
- Vận dụng:
1. Dự đoán các phản ứng sau đây là tỏa nhiệt hay thu nhiệt? a) Nung latex(NH_4Cl(s)) tạo ra HCl (g) và latex(NH_3) (g). b) Cồn cháy trong không khí. c) Phản ứng thủy phân collagen thành gelatin (là một loại protein dễ tiêu hóa) diễn ra khi hầm xương động vật.
+) tiếp (- Vận dụng)
Ảnh
2. Lấy ví dụ một số phản ứng xảy ra trong tự nhiên có kèm theo sự tỏa nhiệt hoặc thu nhiệt mà em biết.
II. Enthalpy tạo thành và biến thiên enthalpy của phản ứng hóa học
1. Enthalpy tạo thành chuẩn của một chất hóa học
II. Enthalpy tạo thành và biến thiên enthalpy của phản ứng hóa học
1. Enthalpy tạo thành chuẩn của một chất hóa học
Hình vẽ
Enthalpy tạo thành chuẩn (hay nhiệt tạo thành chuẩn) của một chất kí hiệu là latex(Delta_fH_298^0) là lượng nhiệt kèm theo của phản ứng tạo thành 1 mol chất đó từ các đơn chất ở dạng bền nhất trong điều kiện chuẩn. Khi phản ứng tỏa nhiệt thì latex(Delta_fH_298^0 < 0). Khi phản ứng thu nhiệt thì latex(Delta_fH_298^0 > 0).
- Chú ý
Ảnh
Hình vẽ
- Lưu ý:
- Trong kí hiệu latex(Delta_fH_298^0), chữ f là viết tắt của từ formation (nghĩa là "tạo thành"), số 0 chỉ điều kiện chuẩn, 298 chỉ nhiệt độ 298K (latex(25@C)). - Kí hiệu thể của chất: +) g (gas): chất khí; +) s (solid): chất rắn; +) l (liquid): chất lỏng; +) aq (aqueous): chất tan trong nước.
- Ví dụ 1
- Ví dụ 1:
Ảnh
Ở điều kiện chuẩn, phản ứng của 2 mol Na (thể rắn) với latex(1/2 mol O_2) (thể khí) thu được 1 mol latex(Na_2O) (thể rắn) và giải phóng 418,0 kJ nhiệt. Biết rằng, ở điều kiện chuẩn, Na thể rắn bền hơn Na ở thể lỏng và khí; oxygen dạng phân tử latex(O_2) bền hơn dạng nguyên tử O và phân tử latex(O_3) (ozone). Ta nói enthalpy tạo thành của latex(Na_2O) rắn ở điều kiện chuẩn là -418,0 kJ latex(mol^-1). Phản ứng trên được biểu diễn như sau: latex(2Na(s) +1/2O_2(g) -> Na_2O(s)) latex(Delta_fH_298^0 = -418,0 kJ mol^-1).
- Ví dụ 2
- Ví dụ 2:
Ảnh
Ở điều kiện chuẩn, cần phải cung cấp 16,5kJ nhiệt lượng cho quá trình 0,5 mol latex(H_2 (g)) phản ứng với 0,5 mol latex(I_2 (s)) để thu được 1 mol HI (g). Như vậy enthalpy tạo thành chuẩn của hydrogen iodide (HI) ở thể khí là 26,5 kJ latex(mol^-1). latex(1/2H_2(g) +1/2I_2 (s) -> HI(g)) latex(Delta_fH_298^0 = 26,5kJ mol^-1) Enthalpy tạo thành chuẩn của các đơn chất bền nhất đều bằng 0. Enthalpy tạo thành chuẩn của một số chất đươc cho ở Phụ lục 3.
- Câu hỏi thảo luận
Hình vẽ
- Câu hỏi thảo luận:
Ảnh
2. Nhiệt tỏa ra khi hình thành 1 mol latex(Na_2O(s)) ở điều kiện chuẩn từ phản ứng giữa Na(s) và latex(O_3 (g)) có được coi là nhiệt tạo thành chuẩn của latex(Na_2O (s)) không? Giả sử Na tác dụng được với latex(O_3) thu được latex(Na_2O). 3. Trong ví dụ 1, ở cùng điều kiện phản ứng, nếu chỉ thu được 0,5 mol latex(Na_2O) thì lượng nhiệt tỏa ra là bao nhiêu kilôJun? 4. Vì sao enthalpy tạo thành chuẩn của một đơn chất bền nhất lại bằng 0.
2. Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng hóa học
2. Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng hóa học
Hình vẽ
Biến thiên enthalpy chuẩn của một phản ứng hóa học kí hiệu là latex(Delta_rH_298^0) chính là lượng nhiệt (tỏa ra hoặc thu vào) của phản ứng đó ở điều kiện chuẩn.
Ảnh
- Ví dụ 1
- Ví dụ 1:
Phản ứng đốt cháy ethanol (latex(C_2H_5OH)) tỏa rất nhiều nhiệt. latex(C_2H_5OH (l) + 3O_2(g) -> 2CO_2 (g) + 3H_2O (l)) latex(Delta_rH_298^0 = -1368 kJ mol^-1) Như vậy, ở điều kiện chuẩn khi đốt cháy hoàn toàn 1 mol latex(C_2H_5OH), sản phẩm là latex(CO_2) (g) và latex(H_2O) (l), thì sẽ giải phóng lượng nhiệt là 136kJ.
Lưu ý: Cũng phản ứng này, nếu nước ở thể hơi thì giá trị latex(Delta_rH_298^0) sẽ khác đi. Đây là lí do cần phải ghi rõ thể của các chất khi viết phương trình các phản ứng có kèm theo giá trị latex(Delta_rH_298^0).
- Ví dụ 2
- Ví dụ 2:
Ảnh
Phản ứng nhiệt phân CuO là phản ứng thu nhiệt: latex(CaCO_3 (s) -> CaO (s) + CO_2(g)) latex(Delta_rH_298^0 = 179,2 kJ) Ở điều kiện chuẩn, để thu được 1 mol CaO (s) từ latex(CaCO_3) (s), cần phải cung cấp 179,2 kJ nhiệt lượng.
- Ví dụ 3
- Ví dụ 3:
Ảnh
Phản ứng trung hòa giữa Na OH và HCl là phản ứng tỏa nhiệt: latex(NaOH (aq) + HCl (aq) -> NaCl (aq) + H_2O (l)) latex(Delta_rH_298^0 = -57,9 kJ)
- Câu hỏi thảo luận
Hình vẽ
- Câu hỏi thảo luận:
Ảnh
Ảnh
5. Gía trị latex(Delta_rH_298^0) của phản ứng sau là bao nhiêu kilôJun? latex(1/2CH_4 (g) +O_2(g) -> 1/2 CO_2 (g) +H_2O (l)).
- Luyện tập
Ảnh
- Luyện tập
Hình vẽ
1. Đốt cháy hoàn toàn 1 gam latex(C_2H_2 (g)) ở điều kiện chuẩn, thu được latex(CO_2 (g)) và latex(H_2O(l)), giải phóng 50,01 kJ. Tính biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng đốt cháy 1 mol latex(C_2H_2 (g)).
+) tiếp (- Luyện tập)
Ảnh
Hình vẽ
2. Ở điều kiện chuẩn, cần phải đốt cháy hoàn toàn bao nhiêu gam latex(CH_4 (g)) để cung cấp đủ nhiệt cho phản ứng tạo 1 mol CaO (s) bằng cách nung latex(CaCO_3) (s)? Giả thiết hiệu suất các quá trình đều là 100%.
- Vận dụng
- Vận dụng:
3. Sự hô hấp cung cấp oxygen cho các phản ứng oxi hóa chất béo, chất đường, tinh bột,... trong cơ thể con người. Đó là các phản ứng giải phóng hay hấp thụ năng lượng? Năng lượng kèm theo các phản ứng này dùng để làm gì?
Ảnh
Bài tập
Bài 1 (- Bài tập)
Hình vẽ
Bài tập trắc nghiệm
Bài 1: Những loại phản ứng nào sau đây cần phải cung cấp năng lượng trong quá trình phản ứng?
a) Phản ứng tạo gỉ kim loại.
b) Phản ứng quang hợp.
c) Phản ứng nhiệt phân.
d) Phản ứng đốt cháy.
Bài 2 (- Bài tập)
Ảnh
Hình vẽ
Bài 2: Một số phản ứng khi xảy ra sẽ làm nóng môi trường xung quanh, một số khác lại làm lạnh môi trường xung quanh. Em hãy cho biết sự khác biệt cơ bản giữa hai loại phản ứng này.
- Dặn dò
- Dặn dò
Ảnh
DẶN DÒ
Ôn lại bài vừa học. Làm bài tập 3, 4 trong SGK và SBT. Chuẩn bị bài sau:"Bài 15. Ý nghĩa và cách tính biến thiên enthalpy phản ứng hóa học".
- Cảm ơn
Ảnh