Bài 14: Phản ứng hóa học và enthalpy

(1) Phản ứng thu nhiệt.

(2) Phản ứng tỏa nhiệt.

Thí nghiệm 1:

2HCl + MgO → MgCl2 + H2O

=> Cốc thí nghiệm nguội dần ( HCl ban đầu hơi ấm) => Phản ứng thu nhiệt.

Thí nghiệm 2:

CH3COOH + NaHCO3 → CH3COONa + CO2 + H2O

=> Cốc thí nghiệm nóng lên => Phản ứng tỏa nhiệt.

- Để nhận biết phản ứng tỏa nhiệt: Ta cảm nhận hoặc đo được nhiệt độ xung quanh phản ứng thí nghiệm đó tăng lên . Hoặc phản ứng không cần cung cấp nhiệt trong suốt quá trình xảy ra phản ứng

- Để nhận biết phản ứng thu nhiệt: Ta cần phải cung cấp nhiệt trong suốt quá trình xảy ra phản ứng thì phản ứng mới diễn ra

a) NH4Cl(s) → HCl(g) + NH3(g)

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

b) 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.

c) Collagen → gelatin

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

Phản ứng tỏa nhiệt: Sulfuric acid (H2SO4) + Đường, Xăng cháy trong không khí, Củi cháy trong không khí, Phản ứng tạo gỉ sắt, Nến cháy trong không khí …

Phản ứng thu nhiệt: Băng tan, Nước lỏng bay hơi, Luộc trứng, Nấu canh, Nung gốm…

Nhiệt tỏa ra khi hình thành 1 mol Na2O(s) ở điều kiện chuẩn từ phản ứng giữa Na(s) và O3(g) không được coi là nhiệt tạo thành chuẩn của Na2O(s) vì oxygen dạng phân tử O3 (ozone) không là dạng bền nhất.

2Na(s) +  ½ O2(g) → Na2O(s)   \({\Delta _f}H_{298}^0 =  - 417,98\)kJ.mol-1

Na(s) + ¼ O2(g) → ½ Na2O(s)  \({\Delta _f}H_{298}^0 = \frac{{ - 417,98}}{2} = 208,99\)kJ.mol-1

- Enthalpy 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

=> Đơn chất bền, không cần phản ứng nào từ đơn chất để tạo thành

=> Enthalpy tạo thành của một đơn chất bền bằng 0

½ CH4(g) + O2(g) →  ½ CO2(g) + H2O(l)        \({\Delta _r}H_{298}^0 = \frac{{ - 890,36}}{2} =  - 445,18kJ\)

nC2H2 = 1/26 (mol)

Đốt cháy 1/26 mol C2H2 tỏa ra 49,98 kJ

=> Đốt cháy 1 mol C2H2 tỏa ra x kJ

=> x = 1 x 49,98 : (1/26) = 1299,48 kJ

=> \({\Delta _r}H_{298}^0\) = -1299,48 kJ (vì đây là phản ứng tỏa nhiệt nên enthalpy mang giá trị âm)

- 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

=> Số gam CH4 cần dùng để đốt cháy là: 0,2 x 16 = 3,2 (gam)

- 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

(a) Không cần cung cấp nhiệt

(b)  Không cần cung cấp nhiệt

(c)  Cần cung cấp nhiệt để nhiệt phân

(d)  Chi cần nhiệt lúc khơi mào phản ứng

=> Phản ứng (c) là phản ứng cần cung cấp năng lượng trong quá trình phản ứng

Đáp án C

- Phản ứng khi xảy ra làm nóng môi trường xung quanh => Phản ứng giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt => Phản ứng tỏa nhiệt

- Phản ứng khi xảy ra làm lạnh môi trường xung quanh =>  Phản ứng hấp thụ năng lượng dưới dạng nhiệt => Phản ứng thu nhiệt

Ta có: \({\Delta _t},H_{298}^o\) > 0 => Đây là phản ứng thu nhiệt

=> Phản ứng sẽ hấp thụ năng lượng dưới dạng nhiệt

=> Nhiệt độ của hỗn hợp giảm

A. Sai vì đó là nhiệt tạo thành của 2 mol HCl

B. Đúng vì (*) là phản ứng tỏa nhiệt nên enthalpy mang giá trị âm

C. Đúng vì nhiệt tạo thành tỉ lệ với số mol chất tạo thành, đây là phản ứng tỏa nhiệt nên mang giá trị âm

D. Sai vì phản ứng (*) ứng với 2 mol

=> Đáp án B, C đúng