Nội dung chính hóa học 10 cánh diều Bài 14: Phản ứng hóa học và enthalpy

BÀI 14. PHẢN ỨNG HÓA HỌC VÀ ENTHALPY

I. PHẢN ỨNG TỎA NHIỆT VÀ PHẢN ỨNG THU NHIỆT

Thí nghiệm 1:

2HCl + MgO → MgCl₂ + H₂O

  => Phản ứng thu nhiệt.

  Thí nghiệm 2:

  CH₃COOH + NaHCO₃ 

→ CH₃COONa + CO₂ + H₂O

=> Phản ứng tỏa nhiệt.

Kết luận:

• Khái niệm phản ứng tỏa nhiệt là phản ứng giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt.
• Khái niệm phản ứng thu nhiệt là phản ứng hấp thụ năng lượng dưới dạng nhiệt.
• Điều kiện chuẩn là điều kiện ứng với áp suất 1 bar ( đối với chất khí). nồng độ 1 mol. L^-1 (đối với các chất trong dung dịch) và nhiệt độ thường được chọn là 298K (25^oC).

1) Phản ứng tỏa nhiệt: phản ứng đốt cháy nhiên liệu, phản ứng tạo gỉ sắt, phản ứng oxi hóa glucose trong cơ thể, ...

  Phản ứng thu nhiệt: phản ứng trong lò nung vôi, nung clinker xi măng, …

2) a) NH₄Cl(s) → HCl(g) + NH₃(g)  

 => Phản ứng cần cung cấp nhiệt trong suốt quá trình phản ứng => Phản ứng thu nhiệt.

1. b) Na₂O(s) + H₂O_(l) → 2NaOH_(aq)

   => Phản ứng không cần cung cấp nhiệt trong suốt quá trình phản ứng => Phản ứng tỏa nhiệt.

1. c) Fe₂O_3(s) + 2Al_(s) Al₂O_3(s) + 2Fe

  => Phản ứng chỉ cần cung cấp nhiệt vào thời điểm ban đầu và có tỏa nhiệt trong quá trình phản ứng    => Phản ứng tỏa nhiệt.

1. d) C₂H₅OH + O₂→ CO₂ + H₂O

 => Phản ứng chỉ cần cung cấp nhiệt vào thời điểm Ban đầu và có tỏa nhiệt trong quá trình phản ứng => Phản ứng tỏa nhiệt.

1. e) Collagen → gelatin

  => Phản ứng cần cung cấp nhiệt trong suốt quá trình phản ứng (hầm) =>Phản ứng thu nhiệt.

II. ENTHALPY TẠO THÀNH VÀ BIẾN THIÊN ENTHALPY CỦA PHẢN ỨNG HÓA HỌC

1. Enthalpy tạo thành chuẩn của một chất hóa học:

 Khái niệm: Enthalpy tạo thành chuẩn (nhiệt tạo thành chuẩn) của một chất 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.

- Kí hiệu:  

 Trong đó: f viết tắt của formation (sự tạo thành)

                 H: enthalpy

                 0: số chỉ điều kiện chuẩn

                 298: 298K hay 25⁰C.

  Nếu  > 0 : phản ứng thu nhiệt.

  Nếu  < 0 : phản ứng tỏa nhiệt.

  = −417,98 kJ.mol^-

                   = - 26,48 kJ.mol^-

2. Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng hóa học

- Khái niệm: Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng hóa học chính là lượng nhiệt (tỏa ra hoặc thu vào) kèm theo phản ứng đó ở điều kiện chuẩn.

- Kí hiệu:   (r viết tắt của reaction: nghĩa là phản ứng)

Nhiệm vụ 1:  tỉ lệ thuận với lượng chất tham gia và sản phẩm.

   CH₄(g) + 2O₂(g) →  CO₂(g) + 2H₂O(l)   

                                = − 890,36kJ

  (g) + O₂(g) →   (g) + H₂O(l)

           = −890,362= − 445,18kJ

  Nhiệm vụ 2:  Theo bài   =  (mol)

    Đốt cháy  mol C₂H₂ tỏa ra 49,98 kJ

   => Đốt cháy 1 mol C₂H₂ tỏa ra    x kJ

   => x =  = 1299,48 kJ

   Vậy  = -1299,48 kJ (vì đây là phản ứng tỏa nhiệt nên enthalpy mang giá trị âm)

Nhiệm vụ 3:

- Khi đốt cháy 1 mol CH₄ tỏa ra 890,36 kJ

- Để tạo thành 1 mol CaO bằng cách nung

  CaCO₃ cần 178,29kJ

=> Số mol CH₄ cần dùng để đốt cháy là:

       178,29 : 890,36 = 0,2 mol

 Vậy số gam CH₄ cần dùng để đốt cháy là:

        0,2 x 16 = 3,2 (gam)

Nhiệm vụ 4:

- 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 năng lượng

- Năng lượng kèm theo các phản ứng dùng để cung cấp năng lượng cho các hoạt động