Title CHƯƠNG 5. NĂNG LƯỢNG HÓA HỌC-HS.pdf ✅

1 CHƢƠNG 5 : NĂNG LƢỢNG HÓA HỌC CHỦ ĐỀ 1: BIẾN THIÊN ENTHALPY TRONG CÁC PHẢN ỨNG HÓA HỌC..............2 A. HỆ THỐNG LÝ THUYẾT ...........................................................................................................................................2 2. Biến thiên enthalpy chuẩn ....................................................................................................................................................3 3. Ý nghĩa của biến thiên enthalpy ...........................................................................................................................................3 B. HỆ THỐNG BÀI TẬP THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA 2025 ............................................................................9 Phần 1. Câu hỏi trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn (chọn 1 đáp án)......................9 Mức 1: Nhận biết .........................................................................................................................................................................9 Mức 2: Thông hiểu.....................................................................................................................................................................14 Mức 3: Vận dụng .......................................................................................................................................................................21 Phần 2: Bài tập trắc nghiệm đúng sai ..............................................................................23 Phần 3: Bài tập trắc nghiệm trả lời ngắn.........................................................................31 Mức 2: Thông hiểu.....................................................................................................................................................................31 Mức 3: Vận dụng .......................................................................................................................................................................34 CHỦ ĐỀ 2: ÔN TẬP CHƢƠNG 5..........................................................................................36
2 CHỦ ĐỀ 1: BIẾN THIÊN ENTHALPY TRONG CÁC PHẢN ỨNG HÓA HỌC A. HỆ THỐNG LÝ THUYẾT I.PHẢN ỨNG THU NHIỆT, PHẢN ỨNG TỎA NHIỆT Khi các phản ứng hoá học xảy ra thường có sự trao đổi nhiệt với môi trường, làm thay đổi nhiệt độ môi trường. Phản ứng thu nhiệt Phản ứng tỏ nhiệt h i niệ 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 V dụ Vào những ngày trời lạnh, nhiều người hay ngồi bên bếp lửa để sưởi. Khi than, củi cháy, không khí xung quanh ấm hơn do phản ứng toả nhiệt Những lúc nóng nực, pha viên sủi vitamin C vào nước để giải khát, khi viên sủi tan, thấy nước trong cốc mát hơn, đó là do xảy ra phản ứng thu nhiệt. Khi nung vôi, người ta sử dụng phản ứng đốt cháy than để cung cấp nhiệt cho phản ứng phân huỷ đá vôi. Phản ứng đốt than là phản ứng toả nhiệt, phản ứng phân huỷ đá vôi là phản ứng thu nhiệt. Khi đun nóng ống nghiệm KMnO4 thuốc tím , nhiệt của ngọn lửa làm cho KMnO4 b nhiệt phân, tạo h n h p bột màu đen theo PTHH: 2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2 ây là phản ứng thu nhiệt ự đốt cháy các loại nhiên liệu như xăng, d u, cồn, khí gas,... xảy ra nhanh, t a nhiều nhiệt, dễ gây hoả hoạn, thậm chí gây nổ mạnh, rất khó kiểm soát. Vì vậy, khi sử dụng chúng c n tuân thủ nghiêm ngặt các nguyên tắc phòng cháy. II. BIẾN THIÊN ENTHALPY CỦA PHẢN ỨNG 1. Biến thi n Enth p . h i niệ - H u hết các quá trình hoá học trong thực tế xảy ra ở điều kiện áp suất không đổi. Nhiệt lư ng toả ra hay thu vào của một phản ứng hóa học trong quá trình đẳng áp áp suất không thay đổi gọi là Môi trƣờng Phản ứng t a nhiệt Môi trƣờng Môi trƣờng Môi trƣờng Phản ứng thu nhiệt Môi trƣờng Môi trƣờng Môi trƣờng Môi trƣờng
3 biến thi n enth p củ phản ứng nhiệt phản ứng , kí hiệu là rH thường tính theo đơn v kJ hoặc kcal r: re ction (phản ứng) - Phương trình hoá học kèm theo trạng thái của các chất và giá tr o rH gọi là phương trình nhiệt hoá học. - V dụ 1: Phản ứng đốt cháy 2 mol khí hydrogen bằng 1 mol khí oxygen, tạo thành 2 mol nước ở trạng thái l ng, toả ra nhiệt lư ng 571,6 kJ. Phản ứng trên có biến thiên enthalpy o r 298 H = -571,6 kJ, biểu diễn bằng phương trình nhiệt hoá học như sau: 2H2(g) + O2(g)  2H2O(l) o r 298 H = -571,6 kJ - V dụ 2: Phản ứng nhiệt phân hoàn toàn 1 mol Cu OH 2, tạo thành 1 mol CuO và 1 mol H2O, thu vào nhiệt lư ng 9,0 kJ. Phản ứng trên có biến thiên enthalpy o r 298 H = +9.0 kJ và biểu diễn bằng phương trình nhiệt hoá học như sau: Cu(OH)2(S) o t CuO(s) + H2O(l) o r 298 H = +9,0 kJ 2. Biến thi n enth p chuẩn - Biến thiên enthalpy của các phản ứng phụ thuộc vào điều kiện xảy ra phản ứng như nhiệt độ, áp suất và trạng thái vật lí của các chất. ể so sánh biến thiên enthalpy của các phản ứng khác nhau thì c n xác đ nh chúng ở cùng một điều kiện. Biến thi n enth p chuẩn hay nhiệt phản ứng chuẩn của một phản ứng hóa học là nhiệt toả ra hay thu vào của phản ứng đư c xác đ nh ở điều kiện chuẩn: áp suất 1 bar đối với chất khí , nồng độ 1 mol/L đối với chất tan trong dung d ch và nhiệt độ thường đư c chọn là 25°C 298 K , kí hiệu o r 298 H . - Ví dụ: Phản ứng đốt cháy hoàn toàn 1 mol carbon graphite trong khí oxygen dư ở điều kiện chuẩn tạo ra 1 mol CO2, nhiệt lư ng toả ra là 393,5 kJ. Phương trình nhiệt hoá học của phản ứng đư c viết như sau: C(graphite) + O2(g) o t CO2(g) o r 298 H = -393,5 kJ 3. Ý nghĩ củ biến thi n enth p Dấu của biến thiên enthalpy cho biết phản ứng toả nhiệt hay thu nhiệt: rH > 0: phản ứng thu nhiệt. rH < 0: phản ứng toả nhiệt. Giá tr tuyệt đối của biến thiên enthalpy càng lớn thì nhiệt lư ng t a ra hay thu vào của phản ứng càng nhiều. - Ví dụ: Xét 2 phản ứng CH4(g) + 2O2(g) o t CO2(g) + 2H2O(l) o r 298 H =-890 kJ/mol CH3OH(l) + 3/2O2(g) o t CO2(g) + 2H2O(l) o r 298 H = -726 kJ/mol Vậy, khi đốt 1 mol methane 16 g t a ra nhiệt lư ng nhiều hơn đốt 1 mol methanol 32 g .
4 Các phản ứng xảy ra ở nhiệt độ phòng thường là phản ứng toả nhiệt, các phản ứng thu nhiệt thường xảy ra khi đun nóng. III. TÍNH BIẾN THIÊN ENTHALPY CỦA PHẢN ỨNG THEO NHIỆT TẠO THÀNH 1. h i niệ 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 đ nh. Nhiệt tạo thành chuẩn o f 298 H 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: o f 298 H (O2)(g) = 0 kJ/mol f: for tion : tạo thành V dụ 1: Nước l ng đư c tạo thành từ khí hydrogen và khí oxygen theo phản ứng: H2(g)+ 1/2O2(g)  H2O(l) Ở điều kiện chuẩn, cứ 1 mol H2O l tạo thành từ 1 mol H2(g) và 1/2mol O2 g giải phóng nhiệt lư ng là 285,8 kJ. Như vậy nhiệt tạo thành của nước l ng: o f 298 H = (H2O(l)) = -285,8 kJ/mol. V dụ 2: Phản ứng 1/2N2(g) + 1/2O2(g)  NO(g) có biến thiên enthalpy: o f 298 H NO g = +90,3 kJ/mol. Giá tr o r 298 H > 0, tức phản ứng này là phản ứng thu nhiệt. 2. T nh biến thi n enth p củ phản ứng theo nhiệt tạo thành Biến thiên enthalpy của phản ứng đư c xác đ nh bằng hiệu số giữa tổng nhiệt tạo thành các chất sản phẩm sp và tổng nhiệt tạo thành của các chất đ u cđ . ở điều kiện chuẩn: o r 298 H = o f 298 H (sp) - o f 298 H cđ Trong t nh to n cần ƣu ý đến hệ số củ c c chất trong phƣơng trình ho học. Cho phương trình hoá học tổng quát: aA + bB  mM + nN Có thể tính đư c biến thiên enthalpy chuẩn của một phản ứng hoá học o r 298 H khi biết các giá tr o f 298 H của tất cả các chất đ u và sản phẩm theo công thức sau: o r 298 H = m . o f 298 H (M) + n . o f 298 H (N) – a . o f 298 H (A) – b . o f 298 H (B) (2) V dụ 1: Xác đ nh biến thiên enthalpy của phản ứng sau ở điều kiện chuẩn: 2 2 3 1 SO (g) O (g) SO (l) 2   biết nhiệt tạo thành o f 298 H của O2(g) là -296,8 kJ/ mol, của O3(l) là -441,0 kJ/mol. Hƣớng dẫn giải