Phản ứng hóa học và enthalpy SVIP

I. PHẢN ỨNG TOẢ NHIỆT VÀ PHẢN ỨNG THU NHIỆT

- Phản ứng có khả năng giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt ra ngoài môi trường gọi là phản ứng tỏa nhiệt.

- Phản ứng có khả năng hấp thu năng lượng dưới dạng nhiệt từ môi trường gọi là phản ứng thu nhiệt.

⚡ THÍ NGHIỆM 1

Đặt nhiệt kế vào cốc có chứa 50 mL dung dịch HCl. Sau đó thêm 1 gam MgO, khuấy đều và quan sát.

⚡ THÍ NGHIỆM 2

Làm tương tự thí nghiệm 1, nhưng thay HCl bằng CH₃COOH 5% và thay MgO bằng 5 gam NaHCO₃.

- Để so sánh nhiệt của phản ứng, người ta dùng điều kiện chuẩn tại 298 K (25 ^oC), áp suất 1 bar đối với chất khí và nồng độ 1 mol/L đối với chất tan trong dung dịch.

Một số phản ứng kèm theo sự thay đổi năng lượng dạng nhiệt phổ biến trong tự nhiên:

+ Quá trình đốt cháy nhiên liệu (than, xăng, khí gas...) sinh ra nhiệt.

+ Quá trình oxi hoá glucose trong cơ thể cung cấp năng lượng cho hoạt động sống.

+ Quá trình nung vôi hấp thụ nhiệt để phân huỷ.

II. ENTHALPY TẠO THÀNH VÀ BIẾN THIÊN ENTHALPY CỦA PHẢN ỨNG HOÁ HỌC

1. Enthalpy tạo thành chuẩn của một chất hoá học

Enthalpy tạo thành chuẩn (\(\Delta_fH_{298}^o\)) là nhiệt của phản ứng tạo ra 1 mol chất từ các đơn chất bền nhất ở điều kiện chuẩn.

- Nếu \(\Delta_{f}H_{298}^{o}<0\) thì đây là phản ứng tỏa nhiệt.

- Nếu \(\Delta_{f}H_{298}^{o}>0\) thì đây là phản ứng thu nhiệt.

Lưu ý:

- Phải viết thể của các chất trong phản ứng (g - chất khí, s - chất rắn, l - chất lỏng).

- Enthalpy tạo thành chuẩn của các đơn chất bền nhất đều bằng 0.

Ví dụ: Ở điều kiện chuẩn, phản ứng tạo ra 1 mol HI(s) từ 0,5 mol H₂(g) và 0,5 mol I₂(s) cần cung cấp 26,5 kJ nhiệt.

\(\frac12H_2\left(g\right)+\frac12I_2\left(s\right)\rarr HI\left(g\right)\) \(\Delta_{f}H_{298}^{o}=26,5\) \(kJ/mol^{}\)

Enthalpy tạo thành chuẩn lớn hơn 0 nên đây là phản ứng tỏa nhiệt.

2. Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng hoá học

Biến thiên enthalpy chuẩn (\(\Delta_rH_{298}^o\)) là nhiệt lượng (tỏa ra hoặc thu vào) của một phản ứng hóa học, được xác định tại điều kiện chuẩn.

Ví dụ: Phản ứng nhiệt phân đá vôi ở điều kiện chuẩn cần cung cấp 179,2 kJ nhiệt lượng.

\(CaCO_3\left(g\right)\overset{t^{o}}{\rarr}CaO\left(s\right)+CO_2\left(g\right)\) \(\mathrm{\Delta}_{r}H_{298}^{{^\circ}}=179,2\) \(kJ\)

Lưu ý: Trạng thái của chất ảnh hưởng đến biến thiên enthalpy nên cần ghi rõ thể trong phản ứng.