BÀI 15: Ý NGHĨA VÀ CÁCH TÍNH BIẾN THIÊN ENTHALPY PHẢN ỨNG HOÁ HỌC

PHẦN I. HỆ THỐNG CÂU HỎI, BÀI TẬP TRONG SGK

Cho hai phản ứng đốt cháy:

(1) C(s) + O₂(g) → CO₂(g)                 

(2) 2Al(s) + O₂(g) → Al₂O₃(s)          

Ở điều kiện chuẩn, với cùng một khối lượng C và Al, chất nào khi cháy toả ra nhiều nhiệt hơn?

I. Ý NGHĨA VỀ DẤU VÀ GIÁ TRỊ CỦA BIẾN THIÊN ENTHALPY PHẢN ỨNG

Câu 1: Xác định dấu của  trong các phản ứng được thể hiện trong hai hình dưới đây:

Luyện tập 1: Cho phản ứng:

CH₄(g) + H₂O(l) → CO(g) + 3H₂(g)              = 249,9 kJ

Ở điều kiện chuẩn, để thu được 1 gam H₂, phản ứng này cần hấp thu nhiệt lượng bằng bao nhiêu?

Vận dụng 1: Giải thích vì sao trước khi lặn, để giữ ấm cơ thể, người ta có thể uống nước mắm cốt (là loại nước mắm chứa nhiều chất đạm).

Vận dụng 2: Khi đốt cháy tờ giấy hay đốt lò than, ta cần thực hiện giai đoạn khơi mào như thế nào?

Vận dụng 3: Vì sao khi nung vôi người ta phải xếp đá vôi lẫn với than trong lò?

Câu 2: Phản ứng đốt cháy cồn hay phản ứng nung vôi dễ thực hiện hơn?

Câu 3: CaSO₄ là thành phần chính của thạch cao. Biết rằng:

2CaSO₄(s) → 2CaO(s) + 2SO₂(g) + O₂(g) có  = 1000,6 kJ.

a) Phản ứng này diễn ra thuận lợi hay không thuận lợi?

b) Giải thích vì sao trong xây dựng, người ta sử dụng thạch cao để chế tạo các tấm vật liệu chịu nhiệt, chống cháy.\

II. CÁCH TÍNH BIẾN THIÊN ENTHALPY PHẢN ỨNG

Vận dụng 4: Cho biết:

2NaHCO₃(s) → Na₂CO₃(s) + CO₂(g) + H₂O(l) có  = 91,6 kJ

NaHCO₃ có trong thành phần bột nở dùng để làm bánh. Vì sao khi bảo quản, cần tránh để bột nở ở nơi có nhiệt độ cao?

Luyện tập 2: Tính  các phản ứng đốt cháy hoàn toàn 1 mol mỗi chất C₂H₄(g), C₂H₆(g), CO(g). Biết các sản phẩm thu được đều ở thể khí.

Câu 4: Cho phản ứng sau ở điều kiện chuẩn:

H-H(g) + F-F(g) → 2H-F(g)

Tính năng lượng cần để phá vỡ các liên kết trong H₂, F₂ và năng lượng tỏa ra (theo kJ) khi hình thành liên kết trong HF cho phản ứng trên.

Câu 5: Xác định số lượng mỗi loại liên kết trong các phân tử trước và sau phản ứng của CH₄ và Cl₂.

Luyện tập 3: Dựa vào năng lượng liên kết, tính  các phản ứng sau:

a) Các phản ứng đốt cháy hoàn toàn 1 mol mỗi chất C₂H₄, C₂H₆, H₂ ở thể khí.

b) F₂(g) + H₂O(g) → 2HF(g) + O₂(g)

Dự đoán các phản ứng trên là thuận lợi hay không thuận lợi.

Vận dụng 5: Phản ứng quang hợp là phản ứng thu năng lượng dưới dạng ánh sáng:

6CO₂(g) + 6H₂O(l) → C₆H₁₂O₆ (s) + 6O₂(g)

Hãy tính xem cần phải cung cấp bao nhiêu năng lượng dưới dạng ánh sáng cho những phản ứng quang hợp để tạo thành 1 mol glucose C₆H₁₂O₆(s), biết enthalpy tạo thành chuẩn của chất này là -1271,1 kJ mol^-1. Biến thiên enthalpy tạo thành chuẩn của các chất khác được cho ở phụ lục 3. 

BÀI TẬP

Bài 1: Joseph Priestly (Dô-sép Prít-li) đã điều chế oxygen vào năm 1774 bằng cách nung nóng HgO(s) thành Hg(l) và O₂(g). Tính lượng nhiệt cần thiết (kJ, ở điều kiện chuẩn) để điều chế được 1 mol O₂ theo phương pháp này.

Biết (HgO(s)) = -90,5 kJ mol^-1

Bài 2: Tính ∆_rHo298H298o cho phản ứng sau dựa theo năng lượng liên kết.

CH₄(g) + X₂(g) → CH₃X(g) + HX(g) Với X = F, Cl, Br, I.

Liên hệ giữa mức độ phản ứng (dựa theo ) với tính phi kim (F > Cl > Br > I). Tra các giá trị năng lượng liên kết ở Phụ lục 2.

Bài 3*: Khi đun bếp than, củi, để đun nấu nhanh hơn, người ta thường dùng quạt để thổi thêm không khí vào bếp. Cách làm này có làm thay đổi biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng C(s) + O₂(g) → CO₂(g) không? Giải thích.

PHẦN II. 5 PHÚT TRẢ LỜI CÂU HỎI, BÀI TẬP TRONG SGK

GS đốt 1 gam C và 1 gam Al.

Đốt  mol C tỏa 32,79 kJ > Đốt  mol Al tỏa 31,03 kJ

=> Đốt C tỏa nhiều nhiệt hơn.

I. Ý NGHĨA VỀ DẤU VÀ GIÁ TRỊ CỦA BIẾN THIÊN ENTHALPY PHẢN ỨNG

Câu 1: 

a)

b)

Luyện tập 1: 

→

Cần 41,65 kJ.

Vận dụng 1: 

Vì giúp cơ thể nóng lên, tránh giá rét khi xuống nước, tránh cảm lạnh.

Vận dụng 2: 

Đốt một góc tờ giấy, tạo một nhóm ở góc lò trước.

Vận dụng 3:

Vì PƯ đốt than toả nhiệt cho PƯ đốt đá vôi.

Câu 2: 

Đốt cháy cồn.

Câu 3: 

a) Không thuận lợi

b) Vì thạch cao bền với nhiệt.

II. CÁCH TÍNH BIẾN THIÊN ENTHALPY PHẢN ỨNG

Vận dụng 4: 

Vì khi gặp nhiệt độ cao NaHCO₃ dễ bị phân hủy. 

Luyện tập 2:

C₂H₄(g) + 3O₂(g) → 2CO₂(g) + 2H₂O(g);    

C₂H₆(g) + O₂(g) → 2CO₂(g) + 3H₂O(g);     

CO (g) + O₂(g) → CO₂(g);                          

Câu 4: 

= -535 kJ

Câu 5:

PTHH: CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl

CH₄: 4 liên kết C-H, Cl₂: 1 liên kết Cl-Cl

CH₃Cl: 3 liên kết C-H + 1 liên kết C-Cl, HCl: 1 liên kết H-Cl

Luyện tập 3: 

a) C₂H₄(g) + 3O₂(g) → 2CO₂(g) + 2H₂O(g)

= -1291 kJ < 0 ⇒ PƯ thuận lợi

C₂H₆(g) + O₂(g) → 2CO₂(g) + 3H₂O(g)

= -1406 kJ < 0 ⇒ PƯ thuận lợi

H₂(g) + O₂(g) → H₂O(g)

= -243 kJ < 0 ⇒ Phản ứng thuận lợi

b)  = -292 kJ < 0 ⇒ Phản ứng thuận lợi

Vận dụng 5: 

= 2804,7 kJ

BÀI TẬP

Bài 1: 

= 181 kJ

Bài 2: 

(X=F) = -477 kJ

(X=Cl) = -113 kJ

(X=Br) = -33 kJ

(X=I) = 28 kJ

Tính phi kim giảm dần (F đến I) thì  tăng dần.

Bài 3*

Không. Vì:  = (CO₂(g)) - (C(s)) – 3.(O₂(g))

(O₂(g)) = 0 ⇒  (CO₂(g)) - (C(s))