Tiêu đề CHƯƠNG 5. NĂNG LƯỢNG HÓA HỌC (BẢN GV - FORM 2025).pdf ✅

–1– CHƯƠNG 5. NĂNG LƯỢNG HÓA HỌC............................................................................ 2 A. PHẦN LÍ THUYẾT ....................................................................................................... 2 BÀI 17. BIẾN THIÊN ENTHALPY TRONG CÁC PHẢN ỨNG HÓA HỌC ............................... 2 1. LÍ THUYẾT CẦN NẮM..................................................................................................................... 2 2. BÀI TẬP VẬN DỤNG....................................................................................................................... 3 2.1. Bài tập tự luận.................................................................................................................................3 2.2. Trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn.........................................................................................9 2.3. Trắc nghiệm đúng – sai ................................................................................................................14 2.4. Trắc nghiệm trả lời ngắn ..............................................................................................................19 B. BÀI TẬP PHÂN DẠNG.............................................................................................. 24 1. DẠNG 1: XÁC ĐỊNH BIẾN THIÊN ENTHALPY CỦA PHẢN ỨNG DỰA VÀO ENTHALPY TẠO THÀNH ........... 24 1.1. Phương pháp .................................................................................................................................24 1.2. Bài tập vận dụng ...........................................................................................................................25 2. DẠNG 2: XÁC ĐỊNH BIẾN THIÊN ENTHALPY PHẢN ỨNG DỰA VÀO NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT.................. 29 2.1. Phương pháp .................................................................................................................................29 2.2. Bài tập vận dụng ...........................................................................................................................29 3. DẠNG 3: BÀI TẬP TỔNG HỢP XÁC ĐỊNH BIẾN THIÊN ENTHALPY CỦA PHẢN ỨNG................................33 3.1. Phương pháp .................................................................................................................................33 3.2. Bài tập vận dụng ...........................................................................................................................34 C. ĐỀ ÔN TẬP CUỐI CHƯƠNG 5. NĂNG LƯỢNG HÓA HỌC........................................... 40 1.1. Trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn (18 câu) ........................................................................40 1.2. Trắc nghiệm đúng – sai (4 câu)....................................................................................................40 1.3. Trắc nghiệm trả lời ngắn (6 câu)..................................................................................................40
–2– CHƯƠNG 5. NĂNG LƯỢNG HÓA HỌC A. PHẦN LÍ THUYẾT BÀI 17. BIẾN THIÊN ENTHALPY TRONG CÁC PHẢN ỨNG HÓA HỌC 1. LÍ THUYẾT CẦN NẮM 1. Phản ứng tỏa nhiệt, phản ứng thu nhiệt * Phản ứng tỏa nhiệt là phản ứng hóa học trong đó có sự giải phóng nhiệt năng ra môi trường. * Phản ứng thu nhiệt là phản ứng hóa học trong đó có sự hấp thụ nhiệt năng ra môi trường. 2. Biến thiên enthalpy của phản ứng a) Biến thiên enthalpy của phản ứng (hay nhiệt phản ứng; kí hiệu ∆rH (r: reaction – phản ứng); đơn vị kcal, kJ) là lượng nhiệt tỏa ra hay thu vào của một phản ứng hóa học trong quá trình đẳng áp (áp suất không đổi). b) Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng (hay nhiệt phản ứng chuẩn; kí hiệu o r 298 H ) là nhiệt kèm theo phản ứng đó trong điều kiện chuẩn. - Điều kiện chuẩn: áp suất 1 bar (đối với chất khí), nồng độ 1 mol/L (đối với chất tan trong dung dịch) và thường chọn nhiệt độ 25 oC (hay 298 K). 3. Phương trình nhiệt hóa học Phương trình nhiệt hóa học là phương trình phản ứng hóa học có kèm theo nhiệt phản ứng và trạng thái của các chất đầu (cđ) và sản phẩm (sp). Ví dụ 1: CH4(g) + H2O(l) o ⎯⎯→t CO(g) + 3H2(g) o r 298 H = 250 kJ Ví dụ 2: C2H5OH(l) + 3O2(g) o ⎯⎯→t 2CO2(g) + 3H2O(l) o r 298 H = –1366,89 kJ 4. Ý nghĩa của biến thiên enthalpy * Phản ứng tỏa nhiệt Ví dụ 3: H2SO4(aq) + 2NaOH(aq) ⎯⎯→ Na2SO4(aq) + 2H2O(l) o r 298 H = –111,68 kJ o o o     ⎯⎯→  f 298 f 298 r 298 H (sp) < H (cd) H < 0 * Phản ứng thu nhiệt
–3– CaCO3(s) o ⎯⎯→t CaO(s) + CO2(g) o r 298 H = +178,49 kJ o o o     ⎯⎯→  f 298 f 298 r 298 H (sp) > H (cd) H > 0 * Thường các phản ứng có o r 298 H < 0 thì xảy ra thuận lợi. 5. Xác định biến thiên enthalpy của phản ứng dựa vào enthalpy tạo thành a) Enthalpy tạo thành (nhiệt tạo thành) - Enthalpy tạo thành (nhiệt tạo thành, ∆fH) 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. - Enthalpy tạo thành chuẩn (nhiệt tạo thành chuẩn, o f 298 H ) là enthalpy tạo thành ở điều kiện chuẩn. Ví dụ: C(graphite) + O2(g) o ⎯⎯→t CO2(g) o f 298 H (CO2, g) = –393,50 kJ/mol S(s) + O2(g) o ⎯⎯→t SO2(g) o f 298 H (SO2, g) = –296,80 kJ/mol - Enthalpy tạo thành chuẩn của các đơn chất bằng 0. Ví dụ: o f 298 H (O2, g) = 0; o f 298 H (S, s) = 0;... b) Tính biến thiên enthalpy của phản ứng dựa vào enthalpy tạo thành Cho phương trình hóa học tổng quát: aA + bB ⎯⎯→ mM + nN Có thể tính biến thiên enthalpy chuẩn của một phản ứng hóa học ( o r 298 H ) khi biết các giá trị 0 f 298 H của tất cả các chất đầu 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) Tổng quát: o o o  =  −  r 298 f 298 f 298 H H (sp) H (cd)   6. Xác định biến thiên enthalpy của phản ứng dựa vào năng lượng liên kết Cho phản ứng tổng quát ở điều kiện chuẩn: aA(g) + bB(g) ⎯⎯→ mM(g) + nN(g) Tính o r 298 H của phản ứng khi biết các giá trị năng lượng liên kết (Eb) theo công thức: o r 298 H = a.Eb(A) + b.Eb(B) – m.Eb(M) – n.Eb(N) Tổng quát: o  = − r 298 b b H E (cd) E (sp)   2. BÀI TẬP VẬN DỤNG 2.1. Bài tập tự luận Câu 1: Khi đun nóng ống nghiệm đựng KMnO4 (thuốc tím), nhiệt của ngọn lửa làm cho KMnO4 bị nhiệt phân, tạo hỗn hợp bột màu đen: 2KMnO4 ⎯⎯→ K2MnO4 + MnO2 + O2 Em hãy dự đoán phản ứng này tỏa nhiệt hay thu nhiệt? Đáp án: Phản ứng thu nhiệt. Câu 2: Khi đun nóng muối ammonium nitrate bị nhiệt phân theo phương trình: NH4NO3 o ⎯⎯→t N2O + 2H2O Hãy dự đoán phản ứng trên là tỏa nhiệt hay thu nhiệt. Đáp án:
–4– Phản ứng thu nhiệt. Câu 3: Các quá trình nào sau đây là tỏa nhiệt hay thu nhiệt? a) Nước hóa rắn. b) Sự tiêu hóa thức ăn. c) Quá trình chạy của con người. d) Khí CH4 đốt ở trong lò. e) Hòa tan KBr vào nước làm cho nước trở nên lạnh. g) Sulfuric acid đặc khi thêm vào nước làm cho nước nóng lên. Đáp án: a) Nước hóa rắn: quá trình tỏa nhiệt. b) Sự tiêu hóa thức ăn: quá trình thu nhiệt. c) Quá trình chạy của con người: quá trình tỏa nhiệt. d) Khí CH4 đốt ở trong lò: quá trình tỏa nhiệt. e) Hòa tan KBr vào nước làm cho nước trở nên lạnh: quá trình thu nhiệt. g) Sulfuric acid đặc khi thêm vào nước làm cho nước nóng lên: quá trình tỏa nhiệt. Câu 4: Nối mỗi nội dung cột A vớ nội dung ở cột B cho phù hợp: Cột A Cột B a) Trong phản ứng thu nhiệt, dấu của ∆H dương vì 1) giải phóng năng lượng. b) Trong phản ứng toả nhiệt có sự 2) hấp thụ năng lượng. c) Trong phản ứng tỏa nhiệt, ∆H có dấu âm vì 3) năng lượng của hệ chất phản ứng lớn hơn năng lượng của hệ chất sản phẩm. d) Trong phản ứng thu nhiệt có sự 4) năng lượng của hệ chất phản ứng nhỏ hơn năng lượng của hệ chất sản phẩm. Đáp án: (a) – (4); (b) – (1); (c) – (3); (d) – (2). Câu 5: Mỗi quá trình sau đây là thu nhiệt hay tỏa nhiệt? (1) H2O (lỏng, ở 25 0C) ⎯⎯→ H2O (hơi, ở 100 0C). (2) H2O (lỏng, ở 25 0C) ⎯⎯→ H2O (rắn, ở 0 0C). (3) CaCO3 0 ⎯⎯→t CaO + CO2. (4) Khí methane (CH4) cháy trong khí oxygen. Đáp án: (1) H2O (lỏng, ở 25 0C) ⎯⎯→ H2O (hơi, ở 100 0C): quá trình thu nhiệt. (2) H2O (lỏng, ở 25 0C) ⎯⎯→ H2O (rắn, ở 0 0C): quá trình tỏa nhiệt. (3) CaCO3 0 ⎯⎯→t CaO + CO2: quá trình thu nhiệt. (4) Khí methane (CH4) cháy trong khí oxygen: quá trình tỏa nhiệt. Câu 6: Cho các phản ứng sau và biến thiên enthalpy chuẩn: (1) 2NaHCO3(s) ⎯⎯→ Na2CO3(s) + H2O(l) + CO2(g) o r 298 H = +20,33 kJ (2) 4NH3(g) + 3O2(g) ⎯⎯→ 2N2(g) + 6H2O(l) o r 298 H = –1531 kJ Phản ứng nào tỏa nhiệt, phản ứng nào thu nhiệt? Đáp án: Phản ứng (1) o r 298 H > 0, phản ứng thu nhiệt. Phản ứng (2) o r 298 H < 0, phản ứng tỏa nhiệt. Câu 7: Cho biết phản ứng sau có o r 298 H > 0 và diễn ra ngay ở nhiệt độ phòng: 2NH4NO3(s) + Ba(OH)2.8H2O(s) ⎯⎯→ 2NH3(aq) + Ba(NO3)2(aq) + 10H2O(l)