Ngày soạn: .../.../...

Ngày dạy: .../.../...

BÀI 14. TÍNH BIẾN THIÊN ENTHALPY CỦA PHẢN ỨNG HÓA HỌC

(3 tiết)

1. MỤC TIÊU:
2. Kiến thức: Học xong bài này, HS đạt các yêu cầu sau:

• Tính được của một phản ứng dựa vào bảng số liệu năng lượng liên kết, nhiệt tạo thành cho sẵn.

2. Năng lực

• Năng lực chung:
• Năng lực tự chủ và tự học: Chủ động, tích cực, tìm hiểu cách tính biến thiên enthalpy của phản ứng hóa học
• Năng lực giao tiếp và hợp tác: Hoạt động nhóm và cặp đôi theo đúng yêu cầu của GV, đảm bảo các thành viên trong nhóm đều được tham gia và trình bày báo cáo.
• Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo: Thảo luận với các thành viên trong nhóm, vận dụng năng lực tính toán để tính các giá trị enthalpy của phản ứng.
• Năng lực riêng:
• Năng lực nhận thức hóa học: Tính được của một phản ứng dựa vào bảng số liệu năng lượng liên kết, nhiệt tạo thành cho sẵn.
• Vận dụng kiến thức kĩ năng đã học: Tìm hiểu và giải thích một số kiến thức liên quan đến enthalpy của phản ứng, biết vận dụng công thức:

 =  -  

và =

3. Phẩm chất

• Tham gia tích cực hoạt động nhóm và cặp đôi phù hợp với khả năng của bản thân.
• Cẩn thận, trung thực và thực hiện an toàn trong quá trình làm thực hành.
• Có niềm say mê, hứng thú với việc khám phá trong quá trình làm thực hành.

1. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
2. Đối với GV: SGK, Tài liệu giảng dạy, giáo án PPT.
3. Đối với HS: SGK, vở ghi, giấy nháp, đồ dùng học tập (bút, thước...), bảng nhóm, bút viết bảng nhóm.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

1. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG (MỞ ĐẦU)
2. a) Mục tiêu: Hoạt động này giúp HS vừa liên hệ kiến thức vừa kết nối vào nội dung chính của bài mới.
3. b) Nội dung: HS hoạt động cá nhân trả lời câu hỏi mở đầu liên quan đến bài học.
4. c) Sản phẩm: Câu trả lời của HS cho câu hỏi mở đầu.
5. d) Tổ chức thực hiện:

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi mở đầu: Methane cháy tỏa nhiệt lớn nên được dùng làm nhiên liệu. Khi trộn methane và oxygen với tỉ lệ thích hợp sẽ tạo ra hôn hợp nổ.

Biến thiên enthalpy của phản ứng trên được tính toán dựa trên các giá trị nào?

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS quan sát và chú ý lắng yêu cầu và đưa ra đáp án.

Bước 3: Báo cáo, thảo luận:

- Các HS xung phong phát biểu trả lời.

Bước 4: Kết luận, nhận xét:

Đáp án:

- GV dẫn dắt vào bài mới: Để nêu chính xác cách tính enthalpy của phản ứng và vận dụng để giải bài tập liên quan, chúng ta cùng đi tìm hiều bài: “Bài 14. Tính biến thiên enthalpy của phản ứng hóa học”

1. HÌNH THÀNH KIẾN THỨC MỚI

Hoạt động 1: Tính biến thiên enthalpy của phản ứng dựa vào năng lượng liên kết.

1. a) Mục tiêu: HS rút ra cách tính enthalpy của phản ứng dựa vào năng lượng liên kết.
2. b) Nội dung: HS làm việc nhóm, trả lời các câu hỏi trong sgk và hình thành nên kiến thức.
3. c) Sản phẩm: Nêu được công thức tính biến thiên enthalpy của phản ứng dựa vào năng lượng liên kết; đáp án cho câu hỏi 1,2,3 và luyện tập sgk trang 88, 98, 90;
4. d) Tổ chức thực hiện:

Hoạt động 2: Tính biến thiên enthalpy của phản ứng dựa vào enthalpy tạo thành

1. a) Mục tiêu: Tính biến thiên enthalpy của phản ứng dựa vào enthalpy tạo thành.
2. b) Nội dung: HS làm việc nhóm, trả lời các câu hỏi trong sgk và hình thành nên kiến thức.
3. c) Sản phẩm: Nêu được công thức, cách tính enthalpy của phản ứng và trả lời câu hỏi 4 và luyện tập sgk trang 91.
4. d) Tổ chức thực hiện:

1. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP
2. a) Mục tiêu: HS củng cố, khắc sâu kiến thức, kĩ năng về enthalpy tạo thành và biến thiên enthalpy của phản ứng hoá học.
3. b) Nội dung: HS làm việc nhóm hoàn thành các bài tập cuối bài trong sgk.
4. c) Sản phẩm học tập: Câu trả lời của HS cho các bài tập cuối bài.
5. d) Tổ chức thực hiện:

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ:

- GV tổng hợp các kiến thức cần ghi nhớ cho HS.

- GV yêu cầu HS hoạt động nhóm đôi trả hoàn thành bài tập 1, 2, 3, 4, 5, 6 sgk trang 86, 87.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ:

- HS suy nghĩ trả lời.

- GV điều hành, quan sát, hỗ trợ.

Bước 3: Báo cáo, thảo luận:

- HS đại diện nhóm giơ tay phát biểu trả lời hoặc lên bảng trình bày.

Bước 4: Kết luận, nhận định:

- GV chữa bài, chốt đáp án.

- GV nhận xét thái độ làm việc, phương án trả lời của các học sinh, ghi nhận và tuyên dương.

Đáp án:

Bài tập 1:

a, N₂H₄(g) → N₂(g) + 2H₂(g)

 = 4 . 391+418 – 945 – 2 . 432 = 173 kJ

b, 4HCl(g) + O₂(g)  2Cl₂(g) + 2H₂O(g)

 = 4. 427 + 498 – 2 . 243 – 2.467 = 786 kJ

Bài tập 2:

Phản ứng C₆H₆ (l) +  O₂(g)  3CO₂(g) + 4H₂O(g)

      +49,0           0             -393,50       -241,82

 = 6. (-393.50) + 3.(-241,82) – (241,82) – 49 = 3037,46 kJ

Phản ứng C₃H₈(g) + 5O₂   3CO₂(g) + 4H₂O(g)

      -105          0         -393,50       -241,82

 = 3.(- 393.50) + 4.( -241,82) -105 = -2042,78 kJ

Số mol propane =  →  =  = -46,42 kJ

Số mol benzene =   →  =  = -38,94 kJ

Bài tập 3: Phản ứng:                2Al(s) + Fe₂O₃(s)  2Fe(s) + Al₂O₃(s)

                                        0            -825,50        0             -1676,00

= -1676,00 – (- 825,50) = - 850,5 kJ

Giá trị    càng âm sẽ càng thuận lợi cho phản ứng xảy ra.

Bài tập 4: SO₂(g) + O₂   3CO₂(g) + 4H₂O(g)          = -98,5 kJ/mol

Số mol SO₂: 1,125 mol . Lượng nhiệt giải phóng: -98,5. 1,125= -110,81 kJ

Bài tập 5: 2H₂ (g)   + O₂(g)    2H₂O (l)

a, Do  < 0 nên nước (H₂O) có năng lượng thấp hơn hỗn hợp oxygen và hydrogen.

b, Sơ đồ biến thiên năng lượng.

Bài tập 6:

a, Tính biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng dựa vào nhiệt tạo thành:

Phương trình hóa học của phản ứng:

C₃H₈ (g) + 5O₂   3CO₃ (g) + 4H₂O

   :                     -105               0        -393,50       -241,78

 = 3. (-393,50) + 4. (-241,78) -105 = -2042,78 kJ

b, Tính biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng dựa vào năng lượng liên kết

Áp dụng công thức:  =

Phân tử C₃H₈ có số liên kết là: C-H:8  ; C-C:2

 = 8 . 413 + 2 . 347 + 5 . 498 – 2 . 3 . 745 – 4 . 2 . 467 =-1718 kJ

Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng dựa vào nhiệt tạo thành có giá trị -2042,78 kJ âm hơn so với biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng dựa vào năng lượng liên kết -1718 kJ

1. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG
2. a) Mục tiêu: Học sinh vận dụng kiến thức để trả lời được câu hỏi vận dụng liên quan đến đời sống.
3. b) Nội dung: HS hoạt động cá nhân trả lời câu hỏi vận dụng mà GV đưa ra.
4. c) Sản phẩm: Đáp án của HS cho câu hỏi vận dụng.
5. d) Tổ chức thực hiện:

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- GV đưa ra câu hỏi vận dụng:

Câu hỏi vận dụng 1: Dựa vào số liệu về năng lượng liên kết ở Bảng 14.1, hãy tính biến thiên enthalpy của 2 phản ứng sau:

2H₂(g) + O₂(g)   2H₂O(l)                                               (1)

C₇H₁₆(g) + 11O₂(g)   7CO₂(g) + 8H₂O(g)                     (2)

So sánh kết quả thu được, từ đó cho biết H₂ hay C₇H₁₆ là nhiên liệu hiệu quả hơn cho tên lửa( biết trong C₇H₁₆ có 6 liên kết C-C và 16 liên kết C-H).

Câu hỏi vận dụng 2: Tính biến thiên enthalpy của phản ứng phân hủy trinitroglycerin (C₃H₅O₃(NO₂)₃) theo phương trình sau (biết nhiệt tạo thành của trinitroglycerin là -370,15 kJ/mol):

4 C₃H₅O₃(NO₂)₃(s)     6N₂ (g) + 12CO₂(g) + 10H₂O(g) + O₂(g)

Hãy giải thích vì sao trinitroglycerin được ứng dụng làm thành phần của thuốc sung không khói.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS quan sát lắng nghe, thảo luận trả lời câu vận dụng.

- GV điều hành, quan sát, hỗ trợ.

Bước 3: Báo cáo, thảo luận

Đáp án

Câu hỏi vận dụng 1: Hydrogen là một loại khí có nhiệt cháy cao nhất trong các loại nhiên liệu trong tự nhiên, đã được sử dunngk làm nhiên liệu phóng cho các con tàu vũ trụ. Hydrogen là nguồn nhiên liệu an toàn, không gây sự cố ô nhiễm môi trường cho con người, sản phẩm cháy chỉ là nước (H₂O), được gọi là nhiên liệu sạch lí tưởng.

• = 2 . 432 + 498 – 4 . 467 = -506 kJ
• = 6 . 347 = 16 . 413 + 11 . 498 – 14 . 745 – 16. 467 = -3734 kJ

= 2amu có  = -506 kJ

= 100 amu có  = -3734 kJ.

=> Nếu lấy cùng 1 khối lượng nhiên liệu chứng tỏ hydrogen là một loại khí có nhiệt cháy rất cao. Cao hơn cả C₇H_16.

Câu luyện tập 2:

 = 12.  (CO₂) + 10 .  (H₂O) – 4.  (C₃H₅O₃(NO₂)₃)

             = 12. (-393,50) +10. (-241,82) – 4 . (-370,15) = 5659,6 kJ

Do giá trị  = -5659,6 kJ <<0, tỏa nhiệt mạnh, phản ứng tạo ra các chất khí H₂O , N₂ và O₂ nên trinitroglycerin được sử dụng làm chất nổ trong thuốc súng không khói.

Bước 4: Kết luận, nhận định.

- GV nhận xét thái độ làm việc, phương án trả lời của các học sinh, ghi nhận và tuyên dương.

* HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ

- Ghi nhớ kiến thức trong bài.

- Hoàn thành bài tập trong sbt, đọc phần đọc thêm trong sgk trang 92.

- Chuẩn bị bài “Bài 15.Phương trình tốc độ và hằng số tốc độ phản ứng ”