Bài 13: Enthalpy tạo thành và biến thiên enthalpy của phản ứng hoá học
Nội dung lý thuyết
I. PHẢN ỨNG TOẢ NHIỆT
- Trong ngành đường sắt, phương pháp nhiệt nhôm được dùng để hàn đường ray. Hỗn hợp Fe2O3 và bột Al được đốt cháy toả rất nhiều nhiệt (trên 2500oC). Nhiệt lượng toả ra từ phản ứng này làm nóng chảy hỗn hợp trên, đồng thời Fe sinh ra từ phản ứng sẽ lấp đầy khe hở.
Phương trình hoá học:
Fe2O3(s) + 2Al(s) \(\underrightarrow{t^o}\)Al2O3(s) + 2Fe(m)
- Phản ứng tôi vôi: Khi hoà tan vôi sống CaO vào nước tạo ra dung dịch nước vôi trong Ca(OH)2, đồng thời phản ứng toả nhiệt và làm tăng nhiệt độ của hỗn hợp dung dịch.
Phương trình hoá học:
CaO(s) + H2O → Ca(OH)2(l)
⇒ Phản ứng nhiệt nhôm và phản ứng tôi vôi là hai phản ứng toả nhiệt.
Phản ứng toả nhiệt là phản ứng hoá học trong đó có sự giải phóng nhiệt năng ra môi trường.
II. PHẢN ỨNG THU NHIỆT
- Khi hoà tan viên vitamin C sủi vào nước, ta thấy nước trong cốc mát hơn.
- Nhiệt phân hỗn hợp potassium chlorate và manganese dioxide, ta thu được khí O2.
Phương trình hoá học:
2KClO2(s) \(\underrightarrow{t^o}\)3O2(g) + 2KCl(s)
⇒ Phản ứng hoàn tan viên vitamin C sủi và phản ứng điều chế O2 từ KClO3 là hai phản ứng thu nhiệt.
Phản ứng thu nhiệt là phản ứng hoá học trong đó có sự hấp thụ nhiệt năng từ môi trường.
III. Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng
1. Tìm hiểu về biến thiên enthalpy của phản ứng
- Biến thiên enthalpy của phản ứng (hay nhiệt phản ứng) được kí hiệu là, thường tính đơn vị là kJ hoặc kcal.
- Biến thiên enthalpy của phản ứng là lượng nhiệt toả ra hay thu vào của một phản ứng hoá học trong điều kiện áp suất không đổi (đẳng áp).
- Biến thiên enthalpy chuẩn (hay nhiệt phản ứng chuẩn) của một phản ứng hoá học, được kí hiệu là…, 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).
+ Nhiệt độ không đổi, thường lấy 25oC tương đương 298K.
2. Tìm hiểu về phương trình nhiệt hoá học
Phản ứng thu nhiệt (hệ nhận nhiệt của môi trường) thì \(\Delta_rH_{298}^o\) > 0.
Phản ứng toả nhiệt (hệ toả nhiệt của môi trường) thì \(\Delta_rH_{298}^o\) < 0.
@2890594@
Phản ứng 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).
IV. ENTHALPY TẠO THÀNH (NHIỆT TẠO THÀNH)
- Enthalpy tạo thành (hay nhiệt tạo thành) được kí hiệu \(\Delta_fH\), thường tính theo đơn vị kJ/mol hoặc kcal/mol.
- 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 trong điều kiện chuẩn được gọi là enthalpy tạo thành chuẩn (hay nhiệt tạo thành chuẩn) và được kí hiệu là…
V. Ý nghĩa của dấu và giá trị
- Phản ứng toả nhiệt có
- Phản ứng thu nhiệt có
\(\Sigma\Delta_fH_{298}^o\left(sp\right)>\Sigma\Delta_fH_{298}^o\left(cđ\right)\rightarrow\Delta_rH_{298}^o>0.\)
- Thường các phản ứng toả nhiệt sẽ diễn ra thuận lợi hơn.
Các em đã học:
1. 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 là phản ứng hoá học trong đó có sự hấp thụ nhiệt năng từ môi trường.
3. Biến thiên enthalpy chuẩn (hay nhiệt của phản ứng chuẩn) của một phản ứng hoá học, được kí hiệu là \(\Delta_rH_{298}^o\) là nhiệt kèm theo phản ứng đó trong điều kiện chuẩn.
4. 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).
5. Enthalpy tạo thành của một chất là nhiệt kèm theo phản ứng tạo thành 1 mol chất đó từ các đơn chất bền nhất.
6. Phản ứng toả nhiệt là phản ứng có \(\Delta_rH_{298}^o< 0.\)
Phản ứng thu nhiệt là phản ứng có \(\Delta_rH_{298}^o>0.\)