Enthalpy 3: tính biến thiên Enthalpy của phản ứng

Enthalpy 3 dù lôi cuốn hấp dẫn đến mấy, nhưng… vẫn là nội dung khó nhai. Hãy kiên nhẫn nha bạn.

Dạng 1_Tính ΔH⁰ của phản ứng từ Enthalpy tạo thành Δ_fH⁰

Công thức tính

Ở bài Enthalpy 2, mình đã biết các giá trị Δ_fH⁰ (enthalpy tạo thành 1 mol hợp chất; nhớ Δ_fH⁰ của đơn chất bền nhất bằng 0) đã được liệt kê. Khi làm bài kiểm tra, GV phải cho các giá trị này để mình tính; do vậy… bé đừng lo lắng gì nhe!.

Điều mình nhớ là cách tính, cũng đã học ở bài Enthalpy 1; nhắc lại đơn giản như sau:

E _{chất sản phẩm (sau)} − E _{chất phản ứng (trước)}

Để cụ thể hơn, mình có công thức dễ thương:

• Phản ứng aA + bB → cC + dD ; ΔH⁰
• Chất phản ứng là A và B; Chất sản phẩm là C và D
• Công thức

ΔH⁰ = (c.Δ_fH⁰_{của C} + d.Δ_fH⁰_{của D}) – (a.Δ_fH⁰_{của A} + b.Δ_fH⁰_{của B})

Hướng dẫn giải vài bài

Tính ΔH⁰ của phản ứng 2NO₂(g) → N₂O₄(g)

Cho số liệu sau:

Chất	NO2(g)	N2O4(g)
ΔfH0(kJ/mol)	33,20	9,16

Dùng công thức như trên nhưng thay bằng các chất cụ thể:

• ΔH⁰ = 1.Δ_fH⁰_{của N2O4} – 2.Δ_fH⁰_{của NO2} = 1.9,16 – 2.33,20 = – 57,24 kJ
• Thấy ΔH⁰ < 0 nên đây là phản ứng tỏa nhiệt.

Tính ΔH⁰ của phản ứng N₂O₄(g) + 3CO(g) → N₂O(g) + 3CO₂(g)

Cho số liệu sau:

Chất	N2O4(g)	CO(g)	N2O(g)	CO2(g)
ΔfH0(kJ/mol)	9,16	-110,50	82,05	-393,50

Dùng công thức như trên nhưng thay bằng các chất cụ thể:

• ΔH⁰ = (1.Δ_fH⁰_{của N2O} + 3.Δ_fH⁰_{của CO2}) – (1.Δ_fH⁰_{của N2O4} + 3.Δ_fH⁰_{của CO})
• ΔH⁰ = 1.82,05 + 3.(-393,50) – 1.9,16 – 3.(-110,50) = – 776,11 kJ
• Thấy ΔH⁰ < 0 nên đây là phản ứng tỏa nhiệt.

Tính ΔH⁰ của phản ứng 2SO₃(g) → 2SO₂(g) + O₂(g)

Cho số liệu sau:

Chất	SO3(g)	SO2(g)	*O2(g)
ΔfH0(kJ/mol)	-395,72	-296,83	0

Dùng công thức như trên nhưng thay bằng các chất cụ thể:

• ΔH⁰ = (2.Δ_fH⁰_{của SO2} + 1.Δ_fH⁰_{của O2}) – 2.Δ_fH⁰_{của SO3} = 2.(-296,3) + 1.0 – 2.(-395,72) = +197,78 kJ
• Thấy ΔH⁰ > 0 nên đây là phản ứng thu nhiệt.

Bây giờ mình tự rèn

Dạng 2_Tính ΔH⁰ của phản ứng từ Năng lượng liên kết

Ở bài Enthalpy 1, mình đã biết năng lượng đến từ các liên kết hóa học có trong phân tử hóa chất. Điều này có lẽ khá khó hiểu; để đơn giản, mình lấy ví dụ về CỌNG DÂY THUN (dây chun). Mình nói: năng lượng dự trữ trong cọng dây thun; hay bản thân dây thun có chứa năng lượng!

Làm sao biết dây thun có chứa năng lượng?

Bạn muốn kéo căng dây thun, mạnh đến nỗi dây thun đứt luôn. Có phải bạn phải dùng năng lượng của mình – thông qua đôi bàn tay để kéo đứt dây thu không?; và muốn dây thun đứt, bạn phải dùng 1 năng lượng lớn hơn năng lượng dự trữ trong dây thun…. Đương nhiên dây thun càng cứng, càng chắc thì năng lượng dự trữ trong đó càng lớn-tức bạn phải dùng nhiều năng lượng hơn để kéo đứt.

Câu chuyện xảy ra tương tự đối với 1 liên kết hóa học

Một liên kết hóa học cũng tựa như cọng dây thun, dự trữ bên trong nó năng lượng – mà nhà hóa học gọi là Năng lượng liên kết-kí hiệu E_b (chữ b viết tắt từ bond)-đơn vị là kJ/mol.

Cũng như trên, năng lượng liên kết đã được khoa học xác định và liệt kê kết quả. Ví dụ:

Liên kết	Eb	Liên kết	Eb
H – H	432	N = O	607
H – Cl	427	N = N	418
O – O	204	C ≡ C	839
C = C	614	N ≡ N	945

Còn rất nhiều trị khác, bạn có thể tra trong SGK hoặc tham khảo tại chem.libretexts.org.

Thu hay tỏa nhiệt khi phá vỡ 1 liên kết hóa học?

Sơ đồ chung: Chất phản ứng → Chất sản phẩm

Phản ứng xảy ra khi:

• phá vỡ các liên kết hóa học trong chất phản ứng. Quá trình này thu nhiệt.
• hình thành các liên kết hóa học mới trong chất sản phẩm. Quá trình này tỏa nhiệt.

Tính ΔH⁰ của phản ứng

Để cho dễ, mình có công thức dễ thương:

• Phản ứng aA + bB → cC + dD ; ΔH⁰
• Chất phản ứng là A và B; Chất sản phẩm là C và D
• Công thức

ΔH⁰ = (a.E_{b của A} + b.E_{b của B}) – (c.E_{b của C} + d.E_{b của D})

Hướng dẫn giải vài bài

Tính ΔH⁰ của phản ứng H₂(g) + Cl₂(g) → 2HCl(g)

Cho số liệu sau:

Liên kết	H-H	Cl-Cl	H-Cl
Eb (kJ/mol)	432	243	427

Dùng công thức như trên nhưng thay bằng các chất cụ thể:

• ΔH⁰ = (1.E_{b của H-H} + 1.E_{b của Cl-Cl}) – 2.E_{b của H-Cl} = 432 + 243 – 2.427 = -179 kJ
• Thấy ΔH⁰ < 0 nên đây là phản ứng tỏa nhiệt.

Tính ΔH⁰ của phản ứng 3H₂(g) + N₂(g) → 2NH₃(g)

Cho số liệu sau:

Liên kết	H-H	N≡N	N-H
Eb (kJ/mol)	432	945	391

Dùng công thức như trên nhưng thay bằng các chất cụ thể:

• ΔH⁰ = (3.E_{b của H-H} + 1.E_{b của N≡N}) – 2.3.E_{b của N-H} = 3.432 + 945 – 2.3.391 = -109 kJ
• Thấy ΔH⁰ < 0 nên đây là phản ứng tỏa nhiệt.

Xem phim giải trí. Bạn có thể xem chi tiết nguồn phim tại trang Giới thiệu của w3chem.com

---

Viết bởi Đỗ Trọng Toan từ W3chem.com

Tài liệu tham khảo thêm về enthalpy

Đến đây, có thể bạn vẫn chưa hiểu sâu sắc về enthalpy, hãy kiên nhẫn và …đừng lo, hãy đọc kỹ lý thuyết và vài bài giải trên là đủ.

Mời các bạn đọc thêm các bài viết cao cấp về Enthalpy tiếng Anh tại (lưu ý không dành cho người yếu tim!):

• sciencedirect.com
• chem.libretexts.org
• grc.nasa.gov

Liên kết nhanh

Đọc thêm các bài viết của Hóa lớp 10 tại đây.

Mình là người tự mình thực hiện toàn bộ dự án này – bao gồm xây dựng trang web, viết nội dung, tìm tài liệu tham khảo. Vui lòng xem xét QUYÊN GÓP để hỗ trợ W3chem CHỈ BẰNG CÁCH CHIA SẺ BÀI VIẾT NÀY LÊN MẠNG XÃ HỘI; bởi vì trong tương lai, bạn sẽ cho mình nhiều thời gian để làm việc trên W3chem, cũng có nghĩa bạn có thể nhận thêm nhiều nội dung mới nhanh hơn tại W3chem.

Mình cảm ơn bạn rất nhiều ⤵