Lý thuyết Biến thiên enthalpy trong các phản ứng hóa học Hóa học 10 Kết nối tri thức

Đây là bản xem th , vu ử i lòng mua tài li u ệ đ xe ể m chi ti t (c ế ó l i ờ gi i ả ) Bài 17: Bi n t
ế hiên enthalpy trong các ph n ả ng hóa h ứ c ọ I. Phản ng t ứ a nhi ỏ t ệ , ph n ả ng t ứ hu nhi t ệ - Khi các ph n ả ng ứ hóa h c ọ x y ả ra thư ng ờ có sự trao đ i ổ nhi t ệ v i ớ môi trư ng ờ làm thay đổi nhi t ệ đ m ộ ôi trư ng. ờ + Ph n ả ng t ứ a nhi ỏ t ệ là ph n ả ng gi ứ i ả phóng năng lư ng d ợ ư i ớ d ng nhi ạ t ệ . Ví d : ụ Ph n ả ng ứ đ t ố cháy nhiên li u, ệ ph n ả ng ứ t o ạ gỉ s t ắ , ph n ả ng ứ oxi hóa glucose trong c t ơ h , … đ ể u l ề à các ph n ả ng t ứ a ỏ nhi t ệ . + Ph n ả ng t ứ hu nhi t ệ là ph n ả ng h ứ p t ấ h năng l ụ ư ng d ợ ư i ớ d ng nhi ạ t ệ . Ví d : ụ Các ph n ả ng
ứ trong lò nung vôi, nung clinker xi măng, … là các ph n ả ng ứ thu nhi t ệ . - Chú ý: Sự đ t ố cháy các lo i ạ nhiên li u ệ như xăng, d u, ầ c n, ồ khí gas, … x y ả ra nhanh, t a ỏ nhi u ề nhi t ệ , dễ gây h a ỏ ho n, ạ th m ậ chí gây nổ m nh, ạ r t ấ khó ki m ể soát. Vì v y ậ , khi sử d ng ụ chúng c n ầ tuân th ủ nghiêm ng t ặ các nguyên t c ắ phòng cháy. II. Bi n
ế thiên enthalpy c a ph ủ n ả ng ứ 1. Bi n ế thiên enthalpy - Bi n ế thiên enthalpy c a ủ ph n ả ng ứ (nhi t ệ ph n ả ng) ứ , kí hi u ệ là ∆rH là nhi t ệ lư ng ợ t a r ỏ a hay thu vào c a ph ủ n ả ng ứ m ở t ộ đi u ề ki n xác ệ đ nh. ị - Phư ng ơ trình hóa h c ọ kèm theo tr ng ạ thái c a ủ các ch t ấ và giá trị ∆rH g i ọ là phư ng ơ trình nhi t ệ hóa h c. ọ - Ví d : ụ Ở đi u ề ki n ệ chu n, ẩ khi đ t
ố cháy hoàn toàn 1 mol CH4, s n ả ph m ẩ là
CO2(g) và H2O(l), thì sẽ gi i ả phóng m t ộ nhi t ệ lư ng l ợ à 890 kJ. 0 Như v y ậ ph n ả ng ứ có bi n ế thiên enthalpy H
r 298 = –890 kJ và đư c ợ bi u ể di n ễ b ng ằ phư ng t ơ rình nhi t ệ hóa h c ọ nh s ư au: 0 CH H
4(g) + 2O2(g)  CO2(g) + 2H2O(l) r 298 = –890 kJ 2. Bi n
ế thiên enthalpy chu n ẩ M i ọ th c ắ m c
ắ vui lòng xin liên h
ệ hotline: 084 283 45 85
Đây là bản xem th , vu ử i lòng mua tài li u ệ đ xe ể m chi ti t (c ế ó l i ờ gi i ả ) 0 - Bi n ế thiên enthalpy chu n ẩ c a ủ m t ộ ph n ả ng ứ hóa h c, ọ kí hi u ệ là H r 298 , chính là lư ng ợ nhi t ệ (t a r ỏ a ho c ặ thu vào) c a ủ ph n ả ng ứ đó đi ở u ki ề n chu ệ n. ẩ - Chú ý: Đi u ề ki n ệ chu n ẩ là đi u ề ki n ệ ng ứ v i ớ áp su t ấ 1 bar (đ i ố v i ớ ch t ấ khí),
nồng độ 1 mol L-1 (đối v i ớ ch t
ấ tan trong dung d ch) ị và nhi t ệ độ thư ng ờ đư c ợ ch n ọ là 298 K (25oC). 3. Ý nghĩa c a bi ủ n t ế hiên enthalpy - Dấu c a bi ủ n t ế hiên enthalpy cho bi t ế ph n ả ng t ứ a ỏ nhi t ệ hay thu nhi t ệ : ∆rH > 0: ph n ả ng t ứ hu nhi t ệ . ∆rH < 0: ph n ả ng t ứ a ỏ nhi t ệ . - Giá trị tuy t ệ đ i ố c a ủ bi n ế thiên enthalpy càng l n ớ thì nhi t ệ lư ng ợ t a ỏ ra hay thu vào c a ủ ph n ả ng ứ càng nhi u. ề - Ví d : ụ Cho ph n ả ng ứ đ t
ố cháy methane và acetylene: 0 (1) CH H
4(g) + 2O2(g)  CO2(g) + 2H2O(l) r 298 = -890 kJ 5 0 (2) C 2 H 2H2(g) +
O2(g)  2CO2(g) + H2O(l) r 298 = -1300,2 kJ Khi đ t ố cháy cùng m t
ộ thể tích khí CH4 và C2H2, lư ng ợ nhi t ệ do C2H2 sinh ra nhi u g ề ấp kho ng ả 1,5 lần lư ng ợ nhi t ệ do CH4 sinh ra. III. Tính bi n t
ế hiên enthapyl c a ph ủ n ả ng t ứ heo nhi t ệ t o t ạ hành 1. Khái ni m ệ nhi t ệ t o t ạ hành - Nhi t ệ t o ạ thành c a ủ m t ộ ch t ấ (∆fH) là bi n ế thiên enthalpy c a ủ ph n ả ng ứ t o ạ thành 1 mol ch t ấ đó t các ừ đ n ơ ch t ấ ở d ng ạ b n ề v ng nh ữ t ấ , m ở t ộ đi u ki ề n ệ xác định. o - Nhi t ệ t o t ạ hành chu n ( ẩ  H f 298 ) là nhiệt t o ạ thành đi ở u ki ề n chu ệ n. ẩ - Nhi t ệ t o t ạ hành chu n c ẩ a ủ các đ n ch ơ t ấ d ở ng ạ b n v ề ng nh ữ t ấ b ng 0, ví ằ d : ụ o  H (O (g)) 0  kJ / mol f 298 2 M i ọ th c ắ m c
ắ vui lòng xin liên h
ệ hotline: 084 283 45 85
Đây là bản xem th , vu ử i lòng mua tài li u ệ đ xe ể m chi ti t (c ế ó l i ờ gi i ả ) 2. Tính bi n t
ế hiên enthalpy c a ph ủ n ả ng t ứ heo nhi t ệ t o t ạ hành - Bi n ế thiên enthalpy c a ủ ph n ả ng ứ đư c ợ xác đ nh ị b ng ằ hi u ệ s ố gi a ữ gi a ữ t ng ổ nhiệt t o ạ thành các ch t ấ s n ả ph m ẩ (sp) và t ng ổ nhi t ệ t o ạ thành c a ủ các ch t ấ đ u ầ (cđ). - Ở đi u ki ề n chu ệ n: ẩ o o o  H   H (sp)   H (cd) r 298  f 298  f 298
Trong tính toán cần l u ý đ ư n ế h s ệ ố c a các ủ ch t ấ trong phư ng t ơ rình hóa h c. ọ - Ví d : ụ Hãy xác định bi n t ế hiên enthalpy chu n c ẩ a ủ ph n ả ng đ ứ t ố cháy ethane: 7 o C 2 t   2H6 (g) + O2 (g) 2CO2 (g) + 3H2O (l) M i ọ th c ắ m c
ắ vui lòng xin liên h
ệ hotline: 084 283 45 85
Đây là bản xem th , vu ử i lòng mua tài li u ệ đ xe ể m chi ti t (c ế ó l i ờ gi i ả ) Bi t ế : Nhi t ệ t o ạ thành chu n ẩ c a ủ C2H6; O2; CO2; H2O l n ầ lư t ợ là -84,7 kJ/mol; 0
kJ/mol; -393,5 kJ/mol; -285,8 kJ/mol. Hư ng ớ d n ẫ : T ng nhi ổ t ệ t o ạ thành các ch t ấ đ u l ầ à: 7 o o o 7  H
(cd)  H (C H (g)).1   H (O (g)).  f 298 f 298 2 6 f 298 2 2 = (-84,7.1) + 0. 2 = - 84,7 (kJ) T ng nhi ổ t ệ t o ạ thành các ch t ấ s n ả ph m ẩ là: o o o  H
(sp)  H (CO (g)).2   H (H O(l)).3  f 298 f 298 2 f 298 2
= (-393,5.2) + (-285,8.3) = - 1644,4 (kJ) ⇒ Bi n t ế hiên enthalpy c a ủ ph n ả ng: ứ o o o  H   H (sp)   H (cd) r 298  f 298  f 298 = - 1559,7 (kJ) IV. Tính bi n t
ế hiên enthalpy c a ph ủ n ả ng t ứ heo năng lư ng l ợ iên k t ế - Ph n ả ng ứ hóa h c ọ là quá trình phá v ỡ các liên k t ế trong ch t ấ đ u ầ và hình thành các liên k t ế m i ớ đ t ể o ạ thành s n ả ph m ẩ . - Bi n ế thiên enthalpy c a ủ ph n ả ng ứ (mà các ch t ấ đ u ề ở thể khí), b ng ằ hi u ệ số gi a ữ t ng ổ năng lư ng ợ liên k t ế c a ủ các ch t ấ đ u ầ và t ng ổ năng lư ng ợ liên k t ế c a ủ các s n ả ph m ẩ ( cùng đi ở u ề ki n nhi ệ t ệ đ và áp ộ su t ấ ). - Ở đi u ki ề n chu ệ n: ẩ o  H  E (cd)  E (sp) r 298  b  b - Ví d : ụ Cho bi t ế năng lư ng ợ liên k t ế trong các phân t ử O2, N2, và NO l n l ầ ư t ợ là
494 kJ/mol, 945 kJ/mol và 607 kJ/mol. Tính bi n ế thiên enthalpy chu n ẩ c a ủ ph n ả ng: ứ N2(g) + O2(g) → 2NO(g) Hư ng ớ d n ẫ : o  H [  E (N N  ).1  E (O O  ).1]  E (NO).2 r 298 b b b M i ọ th c ắ m c
ắ vui lòng xin liên h
ệ hotline: 084 283 45 85