chương 5 5năng lượng hóa học

BIẾN THIÊN ENTHALPY TRONG CÁC PHẢN ỨNG HÓA HỌCI.. PHẢN ỨNG THU NHIỆT, PHẢN ỨNG TỎA NHIỆTPhản ứng thu nhiệtPhản ứng tỏa nhiệtKhái Phản ứng thu nhiệt là phản ứng hóa h

CHƯƠNG 5: NĂNG LƯỢNG HÓA HỌC

A BIẾN THIÊN ENTHALPY TRONG CÁC PHẢN ỨNG HÓA HỌC

I PHẢN ỨNG THU NHIỆT, PHẢN ỨNG TỎA NHIỆT

Phản ứng thu nhiệt Phản ứng tỏa nhiệt Khái

niệm

Phản ứng thu nhiệt là phản ứng hóa học

trong đó có sự hấp nhiệt năng từ môi

trường

Phản ứng toả nhiệt là phản ứng hóa học

trong đó có sự giải phóng nhiệt năng ra môi trường

Ví dụ

2KMnO4

0

t

  K2MnO4 + MnO2 + O2

Đây là phản ứng thu nhiệt vì cần phải cung

cấp nhiệt độ

Khi than, củi cháy, không khí xung quanh

ấm hơn do phản ứng toả nhiệt

C + O2

0

t

  CO2

II BIẾN THIÊN ENTHALPY CỦA PHẢN ỨNG

1 Biến thiên Enthalpy: Nhiệt lượng tỏa ra hay thu vào của một phản ứng hóa học trong quá trình đẳng áp (áp suất không thay đổi) gọi là biến thiên enthalpy của phản ứng (nhiệt phản ứng), kí hiệu

là  r H thường tính theo đơn vị kJ hoặc kcal

- Phương trình hoá học kèm theo trạng thái của các chất và giá trị  r Ho gọi là phương trình nhiệt hoá học

2H2(g) + O2(g)  2H2O(l)  r Ho298= -571,6 kJ Cu(OH)2(S)  to CuO(s) + H2O(l)  r Ho298 = +9,0 kJ

2 Biến thiên enthalpy chuẩn

Xác định ở điều kiện chuẩn: áp suất 1 bar (đối với chất khí), nồng độ 1 mol/L (đối với chất tan trong dung dịch) và nhiệt độ thường được chọn là 25°C (298 K), kí hiệu  r Ho298.

3 Ý nghĩa của biến thiên enthalpy

r H

 > 0: phản ứng thu nhiệt ;  r H< 0: phản ứng tỏa nhiệt

Giá trị tuyệt đối của biến thiên enthalpy càng lớn thì nhiệt lượng tỏa ra hay thu vào của phản ứng càng nhiều

III TÍNH BIẾN THIÊN ENTHALPY CỦA PHẢN ỨNG THEO NHIỆT TẠO THÀNH

1 Khái niệm nhiệt tạo thành.

Nhiệt tạo thành  f H của một chất là biến thiên enthalpy của phản ứng tạo thành 1 mol chất đó từ các đơn chất ở dạng bền vững nhất, ở một điều kiện xác định

Nhiệt tạo thành chuẩn  f Ho298 là nhiệt tạo thành ở điều kiện chuẩn

Nhiệt tạo thành chuẩn của các đơn chất ở dạng bền vững nhất bằng không

Ví dụ:  f Ho298 (O2)(g) = 0 kJ/mol

2 Tính biến thiên enthalpy của phản ứng theo nhiệt tạo thành

r H 298

 =  f Ho298(sp) - o

f H 298



Trong tính toán cần lưu ý đến hệ số của các chất trong phương trình hoá học.

aA + bB    mM + nN

o

r H 298

 = m  f Ho298 (M) + n  f Ho298 (N) – a  f Ho298 (A) – b  f Ho298 (B) (2)

IV TÍNH BIẾN THIÊN ENTHALPY CỦA PHẢN ỨNG THEO NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT.

o

r H 298

 = E b (cđ)- E b(sp) Cho phản ứng tổng quát ở điều kiện chuẩn:

aA(g) + bB(g)    mM(g) + nN(g)

Tính  r Ho298 của phản ứng khi biết các giá trị năng lượng liên kết (Eb) theo công thức:

o

r H 298

 = a E b (A) + b E b (B) - m E b (M) - n E b (N) (1)

V ĐỊNH LUẬT HESS (KIẾN THỨC BỔ SUNG)

1.Nội dung định luật Hess : Biến thiên enthalpy của phản ứng chỉ phụ thuộc vào trạng thái chất đầu

và chất cuối của hệ, không phụ thuộc vào giai đoạn trung gian

Sơ đồ minh họa theo định luật Hess.

Theo định luật Hess ta có r H0298= r H (1)0298 + r H (2)0298 = r H (3)0298 +  r H (4)0298 + r H (5) 2980

2 Hệ quả: Biến thiên enthalpy của phàn ứng thuận và biến thiên enthalpy của phản ứng nghịch bằng

nhau nhưng ngược dấu

Ví dụ: Nhiệt phản ứng tạo thành 1 mol H2O ở điều kiện chuẩn:

H2(g) +

1

2 O2(g)   H2O(l) rH0298= -285,83 kJ Thì nhiệt phản ứng khi phân hủy 1 mol H2O ở điều kiện chuẩn là

H2O(l)   H2(g) +

1

2O2(g) rH0298= +285,83 kJ

0

r 298H

