Tiêu đề CHUYÊN ĐỀ 4. NĂNG LƯỢNG HOÁ HỌC.pdf ✅

Chuyên đề 4: NĂNG LƯỢNG HÓA HỌC – BỘ HSG LỚP 10 Dạng 1: Tính Biến Thiên Enthalpy Dựa Vào Định Luật Nhiệt Hoá Dạng 2: Tính Biến Thiên Enthalpy Theo Nhiệt Tạo Thành Dạng 3: Tính Biến Thiên Enthalpy Theo Năng Lượng Liên Kết Dạng 4 : Tính Toán Nhiệt Lượng Dựa Vào Lượng Chất Dạng 5 : Tính Toán Nhiệt Của Phản Ứng Theo Công Thức Q = m .C . TD Và Ứng Dụng Dạng 6. Câu Hỏi Lí Thuyết Về Entropy Dạng 7. Bài Tập Entropy Dạng 8. Biến Thiên Năng Lượng Tự Do Gibbs STT Tên Dạng Toán Yêu Cầu, Phạm Vi Biên Soạn 4.1 Năng lượng enthapyl - Định luật Hess kết hợp 1 số dạng năng lượng như: năng lượng ion hóa, năng lượng phân li, năng lượng thăng hoa,... 4.2 Entropy và biến thiên năng lượng tự do Gibbs - Tính được sự thay đổi entropy của một phản ứng hóa học, của một quá trình và liên hệ với chiều diễn biến của quá trình vật lí, hóa học. - Tính được o Dr T G theo công thức : o Dr T G = o Dr T H – T. o Dr T S từ bảng cho sẵn các giá trị o Df T H và So của các chất. I. Phản Ứng Tỏa Nhiệt & Phản Ứng Thu Nhiệt DH: Hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học (hay còn gọi là biến thiên Enthalpy) là nhiệt lượng thay đổi (tỏa ra hoặc thu vào) trong quá trình đẳng áp (áp suất không đổi) ở điều kiện chuẩn ứng với áp suất 1 bar (với chất khí), nồng độ 1 mol/L (đối với chất tan trong dung dịch) và nhiệt độ thường được chọn là 25oC (hay 298 K). Dự đoán một số phản ứng tỏa nhiệt hay thu nhiệt Tỏa nhiệt Thu nhiệt Nhiệt độ của hệ phản ứng sẽ tăng lên Nhiệt độ của hệ phản ứng sẽ giảm đi Phản ứng thu nhiệt Môi trường Phản ứng tỏa nhiệt D > H 0 Dương thu D < H 0 Âm tỏa 0 D D H hay Hr 298 Năng lượng của hệ chất phản ứng lớn hơn năng lượng của hệ chất sản phẩm. Năng lượng của hệ chất phản ứng nhỏ hơn năng lượng của hệ chất sản phẩm.


r 0 r r 298 0 r r 29 0 r 298 8 H : Lμ biÕn thian enthalpy. H 0 hay H 0 : Ph¶n øng táa nhiÖt vμ H 0 hay H 0 : Ph¶n øng thu nhiÖt Trong ®ã r lμ viÕt t3⁄4t cña tõ "react H : Lμ biÕn thian enthalpyl chu ion" : Ph¶n øng Èn. ìD ï ìïD < D < í íD > D > D ï ïî ·î ⦁ Nhận xét: Giá trị tuyệt đối của biến thiên enthalpy càng lớn thì nhiệt lượng tỏa ra hay thu vào của phản ứng càng nhiều và ngược lại. ⦁ Lưu ý: Khi đảo chiều phản ứng thì giá trị 0. Dr 298 H sẽ đổi dấu ngược lại. V. Tính Toán Biến Thiên Enthalpy (có 2 hướng tính) Cho phản ứng tổng quát: aA + bB → cC + dD 0 Dr 298 H ⦁ 0. Dr 298 H (biến thiên enthalpy chuẩn) của phản ứng được tính theo enthalpy tạo thành chuẩn của các chất là: Hiệu số giữa tổng nhiệt tạo thành các chất sản phẩm (sp) và tổng nhiệt tạo thành của các chất đầu (cđ). 0 0 0 D = D - D r 298 f 298 f 298 H H (sp) H (c®) å å 0 0 f 298 0 0 0 r 298 f 298 f 298 f 2 89 D - ́ D - H a H (A) b H (B = ́ D ́ D c H (C) + d H (D) ́ D ) ⦁ 0. Dr 298 H (biến thiên enthalpy chuẩn) của phản ứng được tính theo năng lượng liên kết của các chất là: Hiệu số giữa tổng năng lượng liên kết của các chất đầu (cđ) và tổng năng lượng liên kết của các chất sản phẩm (sp) ở cùng điều kiện, nhiệt độ, áp suất. 0 D = - r 298 b b H E (c®) E (sp) å å 0 r 298 b b H a E (A) b E (B b b D = ́ + ́ -) c E (C) d E (D) ́ - ́ VI. Nhiệt Phân Hủy Nhiệt phân hủy của 1 hợp chất là hiệu ứng nhiệt của phản ứng phân hủy 1 mol chất đó tạo thành các đơn chất. Ví Dụ: H2O(l) 3⁄43⁄4® H2(g) + 1⁄2 O2(g) = + 285,84 KJ Nhiệt phân hủy H2O ở đkc = + 285,84 KJ/mol LƯU Ý: “Nhiệt tạo thành và nhiệt phân hủy của một hợp chất bằng nhau về trị số nhưng ngược nhau về dấu”. VII. Nhiệt Đốt Cháy (thiêu nhiệt) DH(tn), (DH(đc)) Nhiệt đốt cháy của 1 chất là nhiệt tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 mol chất trong oxi. Ví Dụ: C(graphit) + O2(g) 3⁄43⁄4® CO2(g) DH = - 393 KJ/mol Nhiệt đốt cháy của C = - 393 KJ/mol Lưu Ý: Nhiệt đốt cháy của O2, H2O bằng không. VII. Nhiệt Phân Li (nhiệt nguyên tử hóa) Nhiệt phân li của một chất là năng lượng cần thiết để phân hủy 1 mol phân tử của chất đó (ở thể khí) thành các nguyên tử ở thể khí. Ví Dụ: H2(g) 3⁄43⁄4® 2H(g) DH = 104,2 kcal/mol O2(g) 3⁄43⁄4® 2O(g) DH = 117 kcal/mol CH4(g) 3⁄43⁄4® C(g) + 4H(g) DH = 398 kcal/mol IX. Năng Lượng Của Liên Kết Hóa Học Năng lượng của một liên kết hóa học là năng lượng cần thiết để phá vỡ liên kết đó tạo thành các nguyên tử ở thể khí. X. Xác Định Nhiệt Của Các Phản Ứng Hóa Học - Định luật Hess. Đây là một định luật cơ bản của nhiệt hóa học do viện sĩ Nga H.I. Hess (1802 – 1850) tìm ra lần đầu tiên, có nội dung như sau: “Trong trường hợp áp suất không đổi hoặc thể tích không đổi, hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học chỉ phụ thuộc vào dạng và trạng thái của các chất đầu và các sản phẩm cuối, không phụ thuộc vào cách tiến hành phản ứng” - Có thể minh họa ý nghĩa định luật Hess trong thí dụ sau: Việc oxi hóa than bằng oxi tạo thành khí CO2 có thể tiến hành theo 2 cách: Cách 1: đốt cháy trực tiếp than thành CO2 0 D 298