Nội dung text chuyen de bài tập thực tế
NĂNG LƯỢNG HÓA HỌC-HOÁ HỌC THỰC TIỄN IV.1. NĂNG LƯỢNG HOÁ HỌC 1. Năng lượng trong phản ứng hoá học 1.1. Phản ứng tỏa nhiệt, phản ứng thu nhiệt Phản ứng tỏa nhiệt Phản ứng thu nhiệt - Phản ứng tỏa nhiệt là phản ứng giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt. - Các phản ứng tỏa nhiệt có thể có hoặc không cần khơi mào, khi phản ứng đã xảy ra hầu hết không cần đun nóng tiếp. - Ví dụ: Phản ứng đốt cháy xăng, dầu, gas, củi, ... - Phản ứng thu nhiệt là phản ứng hấp thu năng lượng dưới dạng nhiệt. - Hầu hết các phản ứng thu nhiệt đều cần khơi mào và khi phản ứng xảy ra vẫn cần tiếp tục đun nóng. - Ví dụ: Phản ứng nung đá vôi, hòa tan viên C sủi vào nước, ... 1.2. Biến thiên enthalpy của phản ứng và ý nghĩa ♦ Một số từ viết tắt và kí hiệu - chất đầu (cđ); sản phẩm (sp); phản ứng (reaction: r); tạo thành (fomation: f); chất rắn (solid: s); chất lỏng (liquid: l); chất khí (gas: g); chất tan trong nước (aqueous: aq) liên kết (bond: b). ♦ Biến thiên enthalpy (hay nhiệt phản ứng) là nhiệt lượng tỏa ra hoặc thu vào của phản ứng trong điều kiện áp suất không đổi. - Kí hiệu: ΔrH; đơn vị: kJ hoặc kcal (1 J = 0,239 cal) ♦ Biến thiên enthalpy chuẩn - Điều kiện chuẩn (đkc): Nhiệt độ: 25 oC (hay 298K), áp suất 1 bar (đối với chất khí), nồng độ 1 mol/L (đối với chất tan trong dung dịch). - Biến thiên enthalpy chuẩn ( ) là nhiệt lượng tỏa ra hoặc thu vào của phản ứng ở điều kiện chuẩn. - Phương trình nhiệt hóa học là phương trình hóa học kèm theo trạng thái các chất và nhiệt phản ứng. VD: CH4(g) + 2O2(g) → CO2 (g) + 2H2O(l) = -890,0 kJ Phương trình nhiệt hóa học cho biết: chất phản ứng, sản phẩm, tỉ lệ phản ứng, điều kiện phản ứng, trạng thái các chất và nhiệt phản ứng. 1.3. Enthalpy tạo thành (nhiệt tạo thành) - Enthalpy tạo thành hay nhiệt tạo thành (ΔfH) của một chất là biến thiên enthalpy của phản ứng tạo thành 1 mol chất đó từ các đơn chất ở trạng thái bền vững, ở một điều kiện xác định. 1
- Nếu phản ứng thực hiện ở điều kiện chuẩn được gọi là enthalpy tạo thành chuẩn ( ). + của các đơn chất bền vững bằng 0. + < 0 ⇒ chất bền hơn về mặt năng lượng so với các đơn chất bền tạo nên nó. + > 0 ⇒ chất kém bền hơn về mặt năng lượng so với các đơn chất bền tạo nên nó. 1.4. Ý nghĩa của biến thiến enthalpy > 0: Phản ứng thu nhiệt; < 0: Phản ứng tỏa nhiệt. - Giá trị tuyệt đối của càng lớn thì nhiệt lượng tỏa ra hoặc thu vào càng nhiều. - Các phản ứng tỏa nhiệt thường diễn ra thuận lợi hơn phản ứng thu nhiệt. Sơ đồ biểu diễn biến thiên enthalpy của phản ứng 1.5. Tìm hiểu các ứng dụng phổ biến của phản ứng toả nhiệt − Khi đốt cháy than, xăng, dầu, ... sẽ toả ra một lượng nhiệt lớn, đây chính là phản ứng toả nhiệt. Lượng nhiệt này sẽ phục vụ cho các hoạt động trong đời sống và sản xuất của con người. − Quá trình hô hấp trong cơ thể cung cấp năng lượng để cơ thể hoạt động, đồng thời tạo nên thân nhiệt ổn định và hỗ trợ quá trình vận động. 1.6. BÀI TẬP MINH HỌA Câu 1. Thức ăn được tiêu hoá chuyển thành các chất dinh dưỡng. Phản ứng hoá học giữa chất dinh dưỡng với oxygen cung cấp năng lượng cho cơ thể hoạt động là phản ứng toả nhiệt hay thu nhiệt? Lấy thêm ví dụ về loại phản ứng này. Hướng dẫn giải - Phản ứng hoá học giữa chất dinh dưỡng với oxygen cung cấp năng lượng cho cơ thể hoạt động là phản ứng toả nhiệt. - Ví dụ một số phản ứng toả nhiệt: + Phản ứng đốt cháy than; + Phản ứng đốt cháy khí gas... Câu 2. Các quá trình sau thu nhiệt hay tỏa nhiệt? Giải thích ngắn gọn? 2