Tính biến thiên Enthalpy của phản ứng theo Enthalpy tạo thành – Hóa học 10 chân trời sáng tạo

Tính biến thiên Enthalpy của phản ứng theo Enthalpy tạo thành – Hóa học 10 chân trời sáng tạo Xác định biến thiên enthalpy của phản ứng dựa vào entha

Tính biến thiên Enthalpy của phản ứng theo Enthalpy tạo thành – Hóa học 10 chân trời sáng tạo

Xác định biến thiên enthalpy của phản ứng dựa vào enthalpy tạo thành

Trong thực tế, mỗi phản ứng hóa học không chỉ tạo ra chất mới, mà còn giải phóng hoặc hấp thu năng lượng. Việc tính biến thiên enthalpy của phản ứng (ΔH) sẽ giúp chúng ta:

Xác định phản ứng tỏa nhiệt hay thu nhiệt
Thiết kế quy trình tối ưu năng lượng trong công nghiệp
Phân tích hiệu quả đốt cháy nhiên liệu
Tính toán năng lượng hấp thu/giải phóng trong tế bào sống (ATP, hô hấp…)

I. Lý thuyết trọng tâm - Tính biến thiên enthalpy của phản ứng hóa học.

1. Khái niệm “tính biến thiên enthalpy của phản ứng”

Biến thiên enthalpy của phản ứng (ΔH) là sự thay đổi năng lượng dưới dạng nhiệt khi phản ứng xảy ra ở điều kiện tiêu chuẩn.

ΔH < 0 → Phản ứng tỏa nhiệt (tạo sản phẩm bền hơn)
ΔH > 0 → Phản ứng thu nhiệt (sản phẩm cần hấp thu năng lượng)

2. Công thức tính biến thiên enthalpy của phản ứng ΔH theo enthalpy tạo thành chuẩn.

ΔH phản ứng = ∑ΔH f∘ (Sản phẩm) − ∑ΔH f∘(Chất phản ứng)

Trong đó:

ΔHf⁰: Enthalpy tạo thành chuẩn (đơn vị: kJ/mol)
Nhân hệ số mol trước mỗi chất trong phương trình phản ứng!

II. Bài tập ví dụ minh họa.

Ví dụ 1 – Tính ΔH phản ứng tỏa nhiệt

Phản ứng: CH4 + 2O2 → CO2 +2 H2O

Dữ kiện:

ΔHf⁰(CH₄) = –74.8
ΔHf⁰(CO₂) = –393.5
ΔHf⁰(H₂O) = –285.8
ΔHf⁰(O₂) = 0 (nguyên tố chuẩn)

Áp dụng công thức:

ΔH=[(−393.5)+2(−285.8)]−[(−74.8)+0]=(−965.1)−(−74.8)=−890.3 kJ

Phản ứng tỏa ra 890,3 kJ/mol

Ví dụ 2 – Tính ΔH phản ứng thu nhiệt

Phản ứng: CaCO3 → CaO + CO2

Dữ liệu:

ΔHf⁰(CaCO₃) = –1207
ΔHf⁰(CaO) = –635
ΔHf⁰(CO₂) = –393.5

ΔH=[(−635)+(−393.5)]−(−1207)=(−1028.5)−(−1207)=+178.5 kJ

Phản ứng thu nhiệt 178.5 kJ/mol

III. Mẹo ghi nhớ

“Sản – Phản”: Lấy ΔH sản phẩm – ΔH chất phản ứng

Nguyên tố chuẩn có ΔHf⁰ = 0; Ví dụ: O₂, H₂, N₂, C (graphit)

Cẩn thận hệ số mol → Nhân ΔHf⁰ với số mol tương ứng

Tỏa nhiệt → ΔH âm = Thu nhiệt → ΔH dương

Đơn vị: kJ/mol hoặc kJ/phản ứng

IV. Bài tập – Dạng thi tốt nghiệp THPT Quốc gia.

Đề bài:

Tính ΔH phản ứng sau: 2C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O

Cho:

ΔHf⁰(C₂H₂) = 226.8
ΔHf⁰(CO₂) = –393.5
ΔHf⁰(H₂O) = –285.8

Tính: ΔH=[4(−393.5)+2(−285.8)]−[2(226.8)+5(0)]=[−1574+(−571.6)]−[453.6]=−2145.6−453.6=−2599.2 kJ

Đáp án: ΔH = –2599.2 kJ

V. Ứng dụng của việc tính biến thiên Enthalpy của phản ứng theo Enthalpy tạo thành vào trong thực tiễn.

Năng lượng → Tính nhiệt lượng tỏa ra khi đốt nhiên liệu: xăng, than, gas…

Công nghiệp hóa học → Tính năng suất nhiệt – thiết kế phản ứng tiết kiệm năng lượng

Sinh học → Tính năng lượng giải phóng trong quá trình hô hấp, phân giải ATP

Môi trường → So sánh hiệu quả năng lượng giữa nhiên liệu sạch và truyền thống

Công nghệ pin – acquy → Dự đoán hiệu suất và an toàn trong quá trình sạc – xả

VI. Kết luận

Tính biến thiên enthalpy của phản ứng theo nhiệt tạo thành là kỹ năng cốt lõi trong nhiệt hóa học. Việc nắm vững công thức, cách sử dụng ΔHf⁰ và kỹ năng xử lý hệ số giúp học sinh:

Dễ dàng làm bài tập lý thuyết, trắc nghiệm
Ứng dụng thực tế trong nhiều lĩnh vực: năng lượng, hóa dược, môi trường, sinh học
Chuẩn bị tốt cho các kỳ thi lớn như thi THPT Quốc gia

Mục tiêu: Nắm chắc phương pháp tính ΔH phản ứng bằng enthalpy tạo thành chuẩn ΔHf⁰, ứng dụng vào hóa học – công nghiệp – sinh học

Mẹo ghi nhớ: Sản – Phản + Hệ số mol + Đơn vị đúng = Bài toán chuẩn xác!

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.