Nền tảng cơ sở lý thuyết về Enthalpy tạo thành và biến thiên enthalpy của phản ứng hóa học. Vai trò của năng lượng trong phản ứng hóa học. K...
Nền tảng cơ sở lý thuyết về Enthalpy tạo thành và biến thiên enthalpy của phản ứng hóa học.
Vai trò của năng lượng trong phản ứng hóa học.
Khi một phản ứng xảy ra, không chỉ chất biến đổi mà còn có trao đổi năng lượng. Sự trao đổi này được đo bằng biến thiên enthalpy (ΔH) – là nền tảng để đánh giá:
- Phản ứng tỏa nhiệt hay thu nhiệt?
- Cân bằng năng lượng cho công nghiệp, đời sống.
- Hiểu bản chất vật lý của mọi quá trình biến đổi hóa học.
I. Lý thuyết trọng tâm Enthalpy tạo thành và biến thiên enthalpy của phản ứng hóa học.
Enthalpy (H): Tổng năng lượng nội tại của một hệ hóa học ở áp suất không đổi.
Biến thiên enthalpy (ΔH):ΔH = Hsản phẩm − Hphản ứng
2. Phân loại phản ứng theo ΔH
Phản ứng tỏa nhiệt: ΔH < 0; Tỏa ra nhiệt, Ví dụ Đốt cháy CH₄, H₂
Phản ứng thu nhiệt: ΔH > 0; Hấp thụ nhiệt, Ví dụ Phản ứng phân hủy CaCO₃
3. Enthalpy tạo thành chuẩn (ΔH⁰_f)
Là enthalpy để tạo thành 1 mol chất từ các nguyên tố ở trạng thái chuẩn (25°C, 1 atm).
Quy ước: ΔH⁰_f = 0 đối với các nguyên tố đơn chất ở trạng thái chuẩn (như O₂, H₂, N₂,...)
4. Tính biến thiên enthalpy phản ứng theo enthalpy tạo thành.
ΔH phản ứng =∑ΔH fo(sản phẩm)−∑ΔH fo(chất phản ứng)
Ghi nhớ: ΔH = Tổng enthalpy sản phẩm – Tổng enthalpy chất phản ứng
II. Bài tập minh họa
Ví dụ 1 (Cơ bản):
Tính ΔH cho phản ứng đốt cháy CH₄:
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
Dữ liệu:
- ΔH⁰_f (CH₄) = –74,8
- ΔH⁰_f (CO₂) = –393,5
- ΔH⁰_f (H₂O) = –285,8
- ΔH⁰_f (O₂) = 0 (vì là đơn chất chuẩn)
Giải: ΔH=[−393,5+2×(–285,8)]–[–74,8+0]=(–393,5–571,6)–(–74,8)=–965,1+74,8=–890,3 kJ
Đáp án: Phản ứng tỏa nhiệt rất mạnh.
Ví dụ 2 (Nâng cao – có nhiều chất):
Tính ΔH cho phản ứng:
C2H6 + 27O2 → 2CO2 + 3H2O
Cho:
- ΔH⁰_f (C₂H₆) = –84,7
- ΔH⁰_f (CO₂) = –393,5
- ΔH⁰_f (H₂O) = –285,8
- ΔH⁰_f (O₂) = 0
Giải: ΔH=[2×(–393,5)+3×(–285,8)]–(–84,7)=(–787,0–857,4)–(–84,7)=–1644,4+84,7=–1559,7 kJ
Phản ứng tỏa nhiệt mạnh, dùng để tạo năng lượng trong công nghiệp.
III. Một số dạng bài tập cơ bản về Enthalpy
Dạng 1: Tính ΔH từ dữ liệu ΔH⁰_f
Dựa vào công thức tổng quát, tra bảng ΔH⁰_f để tính.
Dạng 2: Tìm ΔH của phản ứng thuận – nghịch
Nếu phản ứng thuận có ΔH = x
→ Phản ứng nghịch có ΔH = –x
Dạng 3: Nhận diện phản ứng tỏa hay thu nhiệt
Nếu ΔH < 0: Tỏa nhiệt
Nếu ΔH > 0: Thu nhiệt
→ Từ ΔH ta đánh giá chiều thuận lợi của phản ứng.
IV. Kết luận
Enthalpy tạo thành và biến thiên enthalpy phản ứng là cốt lõi của mọi phân tích năng lượng hóa học.
Học sinh cần:
- Hiểu bản chất ΔH,
- Ghi nhớ bảng ΔH⁰_f thông dụng,
- Thành thạo công thức tổng quát.
Đây là nền tảng vững chắc cho học tốt các chuyên đề nhiệt hóa học, điện hóa, hóa sinh, lý sinh và môi trường học ứng dụng.
Xem thêm:
Bài 13:
Bài tập chương 5: Năng Lượng hóa học.
Phản ứng tỏa nhiệt và phản ứng thu nhiệt - Hóa học 10 chân trời sáng tạo.
Công thức tính biến thiên Enthalpy chuẩn của phản ứng hóa học.
Hướng dẫn viết phương trình nhiệt hóa học từ sơ đồ biểu diễn biến thiên Enthalpy.
Hướng dẫn viết phương trình nhiệt hóa học tương ứng với sơ đồ biểu diễn biến thiên Enthalpy.
Enthalpy tạo thành của một chất - Nhiệt tạo thành của một chất.
Bài 14:
Tính biến thiên Enthalpy của phản ứng theo hệ số tỉ lượng - Hóa học 10 chân trời sáng tạo.
Tính biến thiên enthalpy của phản ứng theo năng lượng liên kết - Hóa Học 10 Chân trời sáng tạo.
Tính biến thiên enthalpy của phản ứng theo enthalpy tạo thành / theo nhiệt tạo thành.
Hóa học 10 chương 5: Năng lượng hóa học.
Hóa Học 10 chân trời sáng tạo.
Luyện thi tốt nghiệp trung học phổ thông quốc gia môn hóa học.
COMMENTS