Hầu như mọi phản ứng hoá học cũng như quá trình chuyển thể của chất luôn kèm theo sự thay đổi năng lượng. Năng lượng đó là gì? Bài viết hôm nay sẽ chia sẽ các khái niệm phản ứng toả nhiệt, thu nhiệt; điều kiện chuẩn (áp suất 1 bar và thường chọn nhiệt độ 25 0C hay 298 K)); enthalpy tạo thành (nhiệt tạo thành) à ∆fH0298 và biến thiên enthalpy (nhiệt phản ứng) của phản ứng là ∆rH0298 . Đồng thời hiểu được ý nghĩa của dấu và giá trị ∆rH0298.
 |
| Enthalpy của phản ứng hóa học |
1. Phản ứng tỏa nhiệt
- Phản ứng toả nhiệt là phản ứng hoá học trong đó có sự giải phóng nhiệt năng ra môi trường.
2. Phản ứng thu nhiệt
- Phản ứng thu nhiệt là phản ứng hoá học trong đó có sự hấp thụ nhiệt năng từ môi trường.
 |
| Phản ứng thu nhiệt và tỏa nhiệt |
3. Biến thiên Enthalpy chuẩn của phản ứng
3.1. Tìm hiểu về biến thiên enthalpy của phản ứng
- Biến thiên enthalpy của phản ứng (hay nhiệt phản ứng) được kí hiệu ∆rH(*), thường tính theo đơn vị kJ hoặc kcal.
- Biến thiên enthalpy của phản ứng là lượng nhiệt toả ra hay thu vào của một phản ứng hoá học trong quá trình đẳng áp (áp suất không đổi).
- Biến thiên Enthalpy chuẩn (hay nhiệt phản ứng chuẩn) của một phản ứng hoá học, được kí hiệu là ∆rH0298,là nhiệt kèm theo phản ứng đó trong điều kiện chuẩn.
- Điều kiện chuẩn: áp suất 1 bar (đối với chất khí), nồng độ 1 mol/L (đối với chất tan trong dung dịch) và thường chọn nhiệt độ 25 0C(hay 298 K).
3.2. Tìm hiểu về phương trình nhiệt hoá học
- Phương trình nhiệt hoá học là phương trình phản ứng hoá học có kèm theo nhiệt phản ứng và trạng thái của các chất đầu (cđ) và sản phẩm (sp).
- Phản ứng thu nhiệt (hệ nhận nhiệt của môi trường) thì ∆rH0298 > 0.
 |
| Phản ứng thu nhiệt |
- Phản ứng toả nhiệt (hệ toả nhiệt ra môi trường) thì ∆rH0298 < 0.
 |
| Phản ứng tỏa nhiệt |
 |
Nhiệt phân potassium chlorate |
4. Enthalpy tạo thành (nhiệt tạo thành)
- Enthalpy tạo thành của một chất là nhiệt kèm theo phản ứng tạo thành 1 mol chất đó từ các đơn chất bền nhất.
- Enthalpy tạo thành (hay nhiệt tạo thành) được kí hiệu ∆rH0298 (*), thường tính theo đơn vị kJ/mol hoặc kcal/mol
(*) r là viết tắt của từ reaction: phản ứng
- Enthalpy tạo thành trong điều kiện chuẩn được gọi là enthalpy tạo thành chuẩn (hay nhiệt tạo thành chuẩn) và được kí hiệu là ∆r H0298
 |
| Lưu huỳnh cháy trong không khí |
- Chú ý:
+ ∆fH0298 của đơn chất bền nhất bằng 0 (xét ở điều kiện chuẩn).
+ ∆fH0298 < 0, chất bền hơn về mặt năng lượng so với các đơn chất bền tạo nên nó.
+ ∆fH0298 > 0, chất kém bền hơn về mặt năng lượng so với các đơn chất bền tạo nên nó
5. Ý nghĩa của dấu và giá trị ∆r H0298
 |
| Dấu và giá trị biến thiên enthalpy của phản ứng |
Hướng dẫn giải bài tập
Bài 1. Phương trình nhiệt hoá học giữa nitrogen và oxygen như sau:
N2(g) + O2(g) → 2NO(g) ∆rH0298 = +180 kJ
Kết luận nào sau đây đúng?
A. Nitrogen và oxygen phản ứng mạnh hơn khi ở nhiệt độ thấp.
B. Phản ứng toả nhiệt.
C. Phản ứng xảy ra thuận lợi ở điều kiện thường.
D. Phản ứng hoá học xảy ra có sự hấp thụ nhiệt năng từ môi trường.
Dựa vào phương trình nhiệt hoá học có ∆rH0298 > 0 nên phản ứng giữa nitrogen và oxygen là phản ứng thu nhiệt (hệ nhận nhiệt của môi trường)
⇨ chọn đáp án D
Bài 2. Biến thiên enthalpy của một phản ứng được ghi ở sơ đồ dưới. Kết luận nào sau đây là đúng?
A. Phản ứng toả nhiệt.
B. Năng lượng chất tham gia phản ứng nhỏ hơn năng lượng sản phẩm.
C. Biến thiên enthalpy của phản ứng là a kJ/mol.
D. Phản ứng thu nhiệt.
Giải:
A. ∆rH0298 = -a < 0 ⇨ phản ứng tỏa nhiệt ⇨ Đáp án đúng
B. Vì ∆rH0298 = -a < 0 Năng lượng chất tham gia phản ứng lớn hơn năng lượng sản phẩm ⇨ Đáp án sai
C. Biến thiên enthalpy của phản ứng là a kJ ⇨ Đáp án sai
D. ∆rH0298 = -a < 0 ⇨ phản ứng tỏa nhiệt ⇨ Đáp án sai
Bài 3. Đồ thị nào sau đây thể hiện đúng sự thay đổi nhiệt độ khi dung dịch hydrochloric acid được cho vào dung dịch sodium hydroxide tới dư?
Giải:
Chọn đáp án A
Bài 4. Cho phương trình nhiệt hoá học sau:NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) ∆r H0298 = −57,3 kJ
Vẽ sơ đồ biểu diễn biến thiên enthalpy của phản ứng.
∆rH0298 = ∆fH0298 (sp) - ∆fH0298 (cđ) = −57,3 kJ
Giải:
0 Nhận xét