HO10 CD b14 phản ứng hóa học và enthalpy

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG THPT    KẾ HOẠCH BÀI DẠY Chủ đề 5: NĂNG LƯỢNG HĨA HỌC Bài 14: Phản ứng hóa học enthalpy GV thực Năm học : … : … …, 2022 Cánh diều Người soạn: Ngày soạn: Lớp dạy: Chủ đề 5: NĂNG LƯỢNG HÓA HỌC Bài 14: Phản ứng hóa học enthalpy Mơn học/Hoạt động giáo dục: Hóa học Lớp: 10 Thời gian thực hiện: …tiết I Mục tiêu học Năng lực 1.1 Năng lực chung - Năng lực tự chủ tự học: HS chủ động tích cực tìm hiểu đa dạng lượng hoa học hầu hết phản ứng hóa học q trình chuyển thể chất, nghiêm túc thực nhiệm vụ, trả lời câu hỏi (1) - Năng lực giải vấn đề sáng tạo: Từ kiến thức học HS vận dụng giải nhiệm vụ học tập câu hỏi tập (2) - Năng lực giao tiếp hợp tác: Biết chủ động giao tiếp có vấn đề thắc mắc Thơng qua làm việc nhóm nâng cao khả trình bày ý kiến thân, tự tin thuyết trình trước đám đơng (3) 1.2 Năng lực Hóa học - Năng lực nhận thức kiến thức hóa học: + Trình bày khái niệm phản ứng tỏa nhiệt, thu nhiệt; điều kiện chuẩn (áp suất bar thường chọn nhiệt độ 25oC hay 298 K) (4) + Trình bày khái niệm enthalpy tạo thành (nhiệt tạo thành) biến thiên enthalpy (nhiệt phản ứng) phản ứng hoa học (5) - Năng lực vận dụng kiến thức, kĩ học: + Tìm hiểu, đưa ví dụ rút kết luận thay đổi nhiệt độ trình xảy tự nhiên (6) - Năng lực tìm hiểu giới tự nhiên góc độ hóa học + Tiến hành thí nghiệm phản ứng thu nhiệt, tỏa nhiệt (7) Cánh diều Phẩm chất - Trung thực: Thật thà, thẳng kết làm việc nhóm (8) - Trách nhiệm: Có tinh thần trách nhiệm cao để hoàn thành tốt nhiệm vụ phân công (9) II Thiết bị dạy học học liệu Giáo viên: - Kế hoạch dạy học - Bài giảng powerpoint - Dụng cụ: cốc 100 mL,5 đũa, nhiệt kế, giá đỡ - Hóa chất: Dung dịch HCl, MgO, dung dịch CH3COOH, backing soda Học sinh: - Sách giáo khoa - Đọc trước nhà III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1: Mở đầu Hoạt động 1: Mở đầu a Mục tiêu - Kích thích hứng thú, tạo tư sẵn sàng học tập tiếp cận nội dung học b Nội dung - Nêu vấn đề dẫn dắt vào nội dung học c Sản phẩm (1) Phản ứng nung vôi phản ứng thu nhiệt (2) Phản ứng than cháy khơng khí phản ứng tỏa nhiệt d Tổ chức hoạt động học HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS - Ổn định lớp - Đặt vấn đề: Đêm giao thừa năm, gia đình quây quần bên để đón giây phút bước - HS lắng nghe Cánh diều sang năm Một hoạt động thiếu để chúc mừng cầu mong may mắn bắn pháo hoa Để tạo nên pháo hoa đẹp mắt với ánh sáng rực rỡ sắc màu, người ta tạo phản ứng hóa học kèm theo thay đổi lượng Viên pháp hoa bắn lên, thuốc súng phát nổ khơng khí, tạo âm lượng nhiệt lớn Lượng nhiệt đốt cháy muối kim loại viên pháo hoa tạo ánh sáng đa sắc màu Khi phản ứng hóa học viên pháo xảy tạo lượng nhiệt lớn tỏa mơi trường - GV dẫn dắt vào ví dụ trọng tâm: Cho phản ứng sau: - HS trả lời (3) Phản ứng nung vôi: CaCO3 → CaO + CO2 (4) Phản ứng than cháy khơng khí: C + O2 → CO2 Trong hai phản ứng trên, phản ứng tỏa nhiệt, phản ứng thu nhiệt? - GV dẫn dắt vào - HS lắng nghe Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Hoạt động 2.1 Phản ứng tỏa nhiệt phản ứng thu nhiệt Cánh diều a Mục tiêu - Trình bày khái niệm phản ứng tỏa nhiệt, thu nhiệt; điều kiện chuẩn (áp suất bar thường chọn nhiệt độ 25oC hay 298 K) (4) - Tiến hành thí nghiệm phản ứng thu nhiệt, tỏa nhiệt (7) b Nội dung - Sử dụng phương pháp đàm thoại gợi mở, phương pháp trực quan làm việc nhóm để tìm hiểu phản ứng tỏa nhiệt phản ứng thu nhiệt c Sản phẩm Các phản ứng hóa học xảy ln kèm theo giải phóng hấp thụ lượng gọi lượng hóa học Phản ứng giải phóng lượng dạng nhiệt gọi phản ứng tỏa nhiệt Phản ứng hấp thụ lượng dạng nhiệt gọi phản ứng thu nhiệt PHIỂU HỌC TẬP SỐ * Thí nghiệm 1: Hiện tượng: MgO tan dần, sau phản ứng thu dung dịch không màu PTHH: MgO + 2HCl → MgCl2 + H2O  Phản ứng thu nhiệt * Thí nghiệm 2: Hiện tượng: Sau phản ứng thu muối CH3COONa, có khí CO2 thoát PTHH: 15CH3COOH + 10NaHCO3 → 10CH3COONa + 2H2O + 20CO2  Phản ứng tỏa nhiệt * Phản ứng thu nhiệt hấp thụ lượng từ môi trường xung quanh, phản ứng tỏa nhiệt giải phóng lượng môi trường xung quanh Cánh diều d Tổ chức hoạt động học HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS - GV: Các phản ứng hóa học xảy ln kèm theo giải phóng hấp thụ lượng gọi lượng hóa học - Lắng nghe ghi chép kiến thức - GV chia lớp thành nhóm (từ 4-5 thành viên) thực nhiệm vụ phiếu học tập số - HS nhận nhiệm vụ tiến hành thảo luận nhóm PHIẾU HỌC TẬP SỐ Nhiệm vụ: Thực hai thí nghiệm trả lời câu hỏi a Nêu tượng viết PTHH hai thí nghiệm b Cho biết phản ứng tỏa nhiệt, phản ứng thu nhiệt c Khi làm thí nghiệm, làm để biết phản ứng tỏa nhiệt hay thu nhiệt? d Rút kết luận phản ứng thu nhiệt, phản ứng tỏa nhiệt - GV mời nhóm trình bày sản phẩm đáp án - HS trình bày sản phẩm nhóm - Mời nhóm cịn lại nhận xét - Lắng nghe nhận xét - GV chốt kiến thức Phản ứng giải phóng lượng dạng nhiệt gọi phản ứng tỏa nhiệt - Lắng nghe ghi vào Cánh diều Phản ứng hấp thụ lượng dạng nhiệt gọi phản ứng thu nhiệt - GV mời HS nêu điều kiện chuẩn để so sánh lượng nhiệt phản ứng gì? - HS trả lời => Điều kiện ứng với áp suất bar (đối với chất khí), nồng độ mol L-1 (đối với chất tan dung dịch) nhiệt độ thường chọn 298 K (25C) - GV mời HS trả lời, mời bạn lại nhận xét - GV chốt kiến thức Luyện tập: Lấy ví dụ số phản ứng xảy tự nhiên kèm thoe tỏa nhiệt thu nhiệt mà em biết Vận dụng: Dự đoán phản ứng sau tỏa nhiệt hay thu nhiệt? a Nung NH4Cl(s) tạo HCl(g) NH3(g) b Cồn cháy khơng khí c Phản ứng thủy phân collagen thành gelatin (là loại protein dễ tiêu hóa) diễn hầm xương động vật => a Phản ứng tỏa nhiệt b Phản ứng thu nhiệt c Phản ứng tỏa nhiệt - GV mời HS trả lời, mời bạn lại nhận xét - HS trình bày sản phẩm nhóm - GV chốt đáp án - Lắng nghe nhận xét Mở rộng: Phản ứng xảy pin sử dụng điện thoại, máy tính… giải phóng lượng dạng điện Cánh diều Hoạt động 2.2 Enthalpy tạo thành biến thiên enthalpy phản ứng hóa học a Mục tiêu - Trình bày khái niệm enthalpy tạo thành (nhiệt tạo thành) biến thiên enthalpy (nhiệt phản ứng) phản ứng hoa học (5) - Tìm hiểu, đưa ví dụ rút kết luận thay đổi nhiệt độ trình xảy tự nhiên (6) b Nội dung - Sử dụng phương pháp đàm thoại gợi mở làm việc nhóm để tìm hiểu enthalpy tạo thành biến thiên enthalpy phản ứng hóa học c Sản phẩm Enthalpy tạo thành chuẩn chất, kí hiệu fH298, lượng chất nhiệt kèm theo phản ứng tạo thành mol chất từ đơn chất dạng bền điều kiện chuẩn Khi phản ứng tỏa nhiệt fH298 < Khi phản ứng thu nhiệt fH298 > Biến thiên enthalpy chuẩn phản ứng hóa học, kí hiệu rH298, nhiệt (tỏa thu vào) kèm theo phản ứng điều kiện chuẩn PHIẾU HỌC TẬP SỐ a => Khơng Vì nhiệt tạo thành chuẩn chất lượng nhiệt kèm theo phản ứng tạo thành mol chất từ đơn chất dạng bền nhất, mà O3không bền O2 b => Lượng nhiệt tỏa là: -208,99 kJ c => mol Na2O giải phóng 417,98 kJ nhiệt 0,5 mol Na2O ⇒ giải phóng 417,98.0,5 = 208,99 kJ nhiệt d => Enthalpy tạo thành chuẩn (hay nhiệt tạo thành chuẩn) chất lượng nhiệt kèm theo phản ứng tạo thành mol chất từ đơn chất dạng bền điều kiện chuẩn - Đơn chất bền nên khơng có biến đổi, enthalpy tạo thành Cánh diều d Tổ chức hoạt động học HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS Enthalpy tạo thành chuẩn chất hóa học - Lắng nghe trả lời câu hỏi - GV mời HS nêu khái niệm enthalpy tạo thành chuẩn chất - GV chốt kiến thức Enthalpy tạo thành chuẩn chất, kí hiệu fH298, lượng chất nhiệt kèm theo phản ứng tạo thành mol chất từ đơn chất dạng bền điều kiện chuẩn - HS trả lời câu hỏi - HS lắng nghe ghi Khi phản ứng tỏa nhiệt fH298 < Khi phản ứng thu nhiệt fH298 > - GV cho HS làm việc nhóm ban đầu, tìm hiểu ví dụ sách giáo khoa áp dụng để thảo luận câu hỏi phiếu học tập số 2: PHIẾU HỌC TẬP SỐ a Nhiệt tỏa hình thành mol Na2O(s) điều khiện chuẩn từ phản ứng Na(s) O3 có coi nhiệt tạo thành chuẩn Na2O(s) không? Giả sử Na tác dụng với O3 thu Na2O b Trong ví dụ điều kiện phản - HS nhận nhiệm vụ làm việc nhóm Cánh diều ứng, thu 0,5 mol Na2O lượng nhiệt tỏa kJ? c Cho phản ứng: N2(g) +3H2(g)  2NH3(g) Ở điều kiện chuẩn, mol N2 phản ứng hết tỏa 92,22 kJ Tính enthalpy tạo thành NH3 d Vì enthalpy tạo thành đơn chất bền lại 0? - Mời HS trả lời nhận xét chỉnh sửa - GV chốt đáp án - HS trình bày đáp án nhóm - Lắng nghe nhận xét chỉnh Biến thiên enthalpy chuẩn phản ứng sửa hóa học - GV mời HS nêu khái niệm biến thiên enthalpy chuẩn phản ứng hóa học - HS trả lời câu hỏi - GV chốt kiến thức - HS lắng nghe Biến thiên enthalpy chuẩn phản ứng hóa học, kí hiệu rH298, nhiệt (tỏa thu vào) kèm theo phản ứng điều kiện chuẩn - GV cho HS làm việc nhóm đơi, tìm hiểu ví dụ 1, 2, sách giáo khoa (trang 80) áp dụng để thảo luận câu hỏi: - HS nhận nhiệm vụ làm việc nhóm a Giá trị rH298 phản ứng sau bao Cánh diều nhiêu kJ? (1/2)CH4(g) + O2(g)  (1/2)CO2(g) + H2O(l) => Ở điều kiện chuẩn Khi đốt cháy hồn tồn mol CH4 giải phóng nhiệt lượng 890,36 kJ Đốt cháy hoàn toàn 0,5 mol CH4 giải phóng nhiệt lượng 890,36/2 = 445,18 kJ Vậy 1/2CH4(g) + O2(g) → 1/2CO2(g) + H2O(l) ∆ r Ho298H298o = - 445,18 kJ b Đốt cháy hoàn toàn gam C2H2(g) điều kiện chuẩn thu CO2(g) H2O(l), giải phóng 49,88 kJ Tính biến thiên enthalpy chuẩn phản ứng đốt cháy mol C2H2 => gam C2H2(g) tương ứng với 1/26 mol C2H2(g) Đốt cháy hoàn toàn 1/26 mol C2H2(g) giải phóng 50,01 kJ nhiệt lượng Vật đốt cháy hồn tồn mol C2H2 giải phóng 50,01.26 = 1300,26 kJ nhiệt lượng Phản ứng: C2H2(g) + 5252O2(g) → 2CO2(g) + H2O(l) ∆ r Ho298H298o = -1300,26 kJ c Ở điều kiện chuẩn, cần phải đốt cháy hoàn toàn gam CH4(g) để cung cấp nhiệt cho phản ứng tạo mol Cao cách nung CaCO3 Giả thiết hiệu suất trình 100% => Để thu mol CaO(s) cần phải cung cấp 178,29 kJ nhiệt lượng Khi đốt cháy hoàn toàn mol CH4 giải phóng nhiệt lượng 890,36 kJ Vậy cần đốt cháy 178,29/890,36 mol CH4 - HS trả lời câu hỏi Cánh diều giải phóng nhiệt lượng 178,29 kJ Khối lượng CH4 cần lấy 178,29/890,36.16 = 3,2 gam - Mời HS trả lời nhận xét chỉnh sửa - GV chốt đáp án Vận dụng: Sự hô hấp cung cấp oxygen cho phản ứng oxi hóa chất béo, chất đường, tinh bột, thể người Đó phản ứng giải phóng hay hấp thụ lượng? Năng lượng kèm theo phản ứng dùng để làm gì? - HS lắng nghe chỉnh sửa - HS trả lời câu hỏi Sự hô hấp cung cấp oxygen cho phản ứng oxi hóa chất béo, chất đường, tinh bột,… thể người Đó phản ứng giải phóng lượng Năng lượng kèm theo phản ứng dùng để cung cấp cho hoạt động sống thể - Mời HS trả lời nhận xét chỉnh sửa - GV chốt đáp án Hoạt động 3: Tổng kết luyện tập Hoạt động 3: Tổng kết luyện tập a Mục tiêu - Củng cố kiến thức (nhấn mạnh kiến thức cần lưu ý) phần phản ứng hóa học enthalpy Cánh diều b Nội dung - GV củng cố lại kiến thức c Sản phẩm Phản ứng giải phóng lượng dạng nhiệt gọi phản ứng tỏa nhiệt, phản ứng hấp thụ lượng dạng nhiệt gọi phản ứng thu nhiệt Điều kiện chuẩn điều kiện ứng với áp suất bar (đối với chất khí), nồng độ mol L-1 (đối với chất tan dung dịch) nhiệt độ thường chọn 298 K (25C) Enthalpy tạo thành chuẩn chất, kí hiệu fH298, lượng chất nhiệt kèm theo phản ứng tạo thành mol chất từ đơn chất dạng bền điều kiện chuẩn Biến thiên enthalpy chuẩn phản ứng hóa học, kí hiệu rH298, nhiệt (tỏa thu vào) kèm theo phản ứng điều kiện chuẩn d Tổ chức hoạt động học HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS - GV chốt kiến thức học - HS lắng nghe tổng kết Hoạt động 4: Vận dụng Hoạt động 4: Vận dụng a Mục tiêu - Vận dụng kiến thức học nhiệt phản ứng để giải thích ứng dụng thực tiễn b Nội dung - Sử dụng phương pháp đàm thoại gợi mở thảo luận nhóm đơi để tìm hiểu tượng thực tế nhiệt phản ứng c Sản phẩm a Do cồn có nhiệt độ bay thấp, q trình bay cồn thu nhiệt, bay thể bị tản nhiệt, làm ta cảm thấy mát vùng da b Ta có: Δ r H 298 = 94,30 kJ > => Phản ứng thu nhiệt Ứng dụng khác phản ứng baking soda với giấm: Cánh diều + Baking soda giấm việc sử dụng nấu ăn dùng nhiều vệ sinh nhà cửa như: Khử mùi hôi, tẩy trắng quần áo, tẩy trắng nồi chảo, vệ sinh máy giặt,… + Kết hợp baking soda với giấm ăn để hiệu tẩy rửa cao Baking soda có khả làm sạch, khử mùi làm mềm mảng bám, cịn giấm ăn tác dụng loại bỏ mùi vết bẩn cứng đầu khác .d Tổ chức hoạt động học HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS - GV cho HS thảo luận theo nhóm đơi đặt - HS thảo luận trả lời câu hỏi vấn đề thực tiễn: + Tại thoa cồn vào da, ta cảm thấy lạnh? + Hãy làm cho nhà em bong với hỗn hợp baking soda (NaHCO3) giấm (CH3COOH) Hỗn hợp tạo lượng lớn bọt Phương trình nhiệt hố học phản ứng: NaHCO3(s) + CH3COOH(aq) CH3COONa(aq) + CO2(g) + H2O(l) Δ r H 0298 → = 94,30 kJ Phản ứng toả nhiệt hay thu nhiệt? Vì sao? Tìm ứng dụng khác phản ứng - GV mời số HS trả lời, HS khác nhận - HS trình bày đáp án lắng xét nghe chỉnh sửa - GV nhận xét câu trả lời HS - GV chốt đáp án Hoạt động 5: Giao nhiệm vụ nhà Hoạt động 5: Giao nhiệm vụ nhà a Mục tiêu - Nhận xét kết học tập nhắc nhở HS khắc phục Cánh diều - Hướng dẫn tự rèn luyện tìm tài liệu liên quan đến nội dung học b Nội dung - Đọc tìn hiểu bài: “Ý NGHĨA VÀ CÁCH TÍNH BIẾN THIÊN ENTHALPY PHẢN ỨNG HĨA HỌC” c Tổ chức hoạt động học HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS - GV nhận xét tiết học giao BTVN - HS lắng nghe nhiệm vụ nhà - Đọc tìn hiểu bài: “Ý NGHĨA VÀ CÁCH TÍNH BIẾN THIÊN ENTHALPY PHẢN ỨNG HĨA HỌC” IV PHỤ LỤC ... hiểu phản ứng tỏa nhiệt phản ứng thu nhiệt c Sản phẩm Các phản ứng hóa học xảy ln kèm theo giải phóng hấp thụ lượng gọi lượng hóa học Phản ứng giải phóng lượng dạng nhiệt gọi phản ứng tỏa nhiệt Phản. .. Khi phản ứng tỏa nhiệt fH298 < Khi phản ứng thu nhiệt fH298 > Biến thiên enthalpy chuẩn phản ứng hóa học, kí hiệu rH298, nhiệt (tỏa thu vào) kèm theo phản ứng điều kiện chuẩn PHIẾU HỌC TẬP... thiên enthalpy chuẩn phản ứng hóa học - HS trả lời câu hỏi - GV chốt kiến thức - HS lắng nghe Biến thiên enthalpy chuẩn phản ứng hóa học, kí hiệu rH298, nhiệt (tỏa thu vào) kèm theo phản ứng