Chào các bạn đến với Giải Đáp Việt – Tri Thức Cho Người Việt! Hôm nay chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về phản ứng tỏa nhiệt và thu nhiệt trong cân bằng hoá học lớp 10. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về hai loại phản ứng này và cũng như về biến thiên enthalpy trong phản ứng hoá học. Hãy cùng tìm hiểu ngay!
Bạn đang xem: Tổng hợp lý thuyết về phản ứng tỏa nhiệt và thu nhiệt – cân bằng Hoá học 10
1. Phản ứng tỏa nhiệt là gì?
Các phản ứng hóa học giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt, ánh sáng hoặc âm thanh được gọi là phản ứng tỏa nhiệt. Phản ứng tỏa nhiệt có thể xảy ra tự phát và dẫn đến tính ngẫu nhiên hoặc entropy cao hơn của hệ thống (S > 0). Chúng được biểu thị bằng một dòng nhiệt âm (nhiệt bị mất cho môi trường xung quanh) và giảm enthalpy (ΔH < 0). Trong phòng thí nghiệm, các phản ứng tỏa nhiệt tạo ra nhiệt hoặc thậm chí có thể gây nổ.
Có những phản ứng hóa học khác phải hấp thụ năng lượng để tiến hành, được gọi là phản ứng nhiệt. Phản ứng nhiệt nội không thể xảy ra tự phát và yêu cầu công việc để tiến hành. Khi các phản ứng nhiệt nội hấp thụ năng lượng, nhiệt độ giảm trong quá trình phản ứng. Phản ứng nhiệt nội được đặc trưng bởi dòng nhiệt dương (vào phản ứng) và tăng enthalpy (+H).
Ví dụ: Phản ứng nung đá vôi là một phản ứng thu nhiệt.
CaCO3 (s) → CaO (s) + CO2 (g)
Nếu ngừng cung cấp nhiệt, phản ứng sẽ không tiếp tục xảy ra.
2. Phản ứng thu nhiệt là gì?
Phản ứng thu nhiệt là quá trình trong đó năng lượng được thu nhận từ môi trường xung quanh dưới dạng nhiệt. Nếu môi trường không cung cấp nhiệt, phản ứng sẽ không xảy ra. Trong quá trình phản ứng này, bình phản ứng bị lạnh đi vì nó hấp thụ nhiệt từ môi trường xung quanh, làm giảm nhiệt độ.
Để phá vỡ một liên kết hóa học, cần cung cấp năng lượng. Trong các phản ứng thu nhiệt, năng lượng phá vỡ liên kết của các chất phản ứng cao hơn tổng năng lượng hình thành liên kết của các sản phẩm. Do đó, sự thay đổi enthalpy là một giá trị dương và phản ứng không tự phát. Vì vậy, chúng ta phải cung cấp năng lượng từ bên ngoài để tiến hành phản ứng thu nhiệt.
Một ví dụ điển hình của phản ứng thu nhiệt là khi ta hòa tan amoni clorua vào nước, cốc bị lạnh đi do dung dịch hấp thụ năng lượng từ môi trường bên ngoài. Quang hợp là một phản ứng thu nhiệt diễn ra trong môi trường tự nhiên, trong đó ánh sáng mặt trời cung cấp năng lượng cần thiết.
Ví dụ:
- Phản ứng nhiệt nhôm tỏa ra một lượng nhiệt rất lớn khi nóng chảy hỗn hợp chất phản ứng và sắt sinh ra, được ứng dụng để hàn đường ray:
2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe
- Phản ứng đốt cháy than tỏa ra một lượng nhiệt lớn giúp nấu chín thức ăn và sưởi ấm:
C + O2 → CO2
3. Biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng
3.1. Biến thiên enthalpy của phản ứng
Biến thiên enthalpy của phản ứng (hay còn được gọi là nhiệt phản ứng) được ký hiệu là ΔH(*) và thường được tính theo đơn vị kJ hoặc kcal.
Biến thiên enthalpy của phản ứng là lượng nhiệt tỏa ra hoặc thu vào của một phản ứng hóa học trong quá trình đẳng áp (điều kiện áp suất không đổi).
3.2. Phương trình nhiệt hoá học là gì?
Phương trình nhiệt hoá học là phương trình phản ứng hóa học có kèm theo nhiệt phản ứng và trạng thái của các chất đầu (chất tham gia) và chất sản phẩm.
Phản ứng thu nhiệt (hệ nhận nhiệt từ môi trường) có ΔH2980 > 0.
Phản ứng tỏa nhiệt (hệ tỏa nhiệt ra môi trường) có ΔH2980 < 0.
Ví dụ:
- Phản ứng nhiệt nhôm tỏa ra lượng nhiệt rất lớn khi nóng chảy hỗn hợp chất phản ứng và sắt sinh ra. Ứng dụng để hàn đường ray:
2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe
- Phản ứng đốt cháy than tỏa ra một lượng nhiệt lớn giúp nấu chín thức ăn và sưởi ấm:
C + O2 → CO2
3.3. Enthalpy tạo thành
Enthalpy tạo thành (hay còn được gọi là nhiệt tạo thành) của một chất là nhiệt kèm theo phản ứng tạo thành 1 mol chất đó từ các đơn chất bền nhất.
Enthalpy tạo thành (hay còn được gọi là nhiệt tạo thành) được ký hiệu bằng ΔrH, thường được tính theo đơn vị kJ/mol hoặc kcal/mol.
Xem thêm : Hướng dẫn bạn cách chặn theo dõi vị trí trên Android vô cùng hiệu quả
Enthalpy tạo thành (nhiệt tạo thành) trong điều kiện chuẩn được gọi là enthalpy tạo thành chuẩn (nhiệt tạo thành chuẩn) và được kí hiệu là ΔfH°.
Ví dụ: Enthalpy tạo thành của CO2:
C (graphite) + O2 (g) → CO2 (g)
Chú ý:
- ΔfH° của đơn chất bền nhất = 0 (xét ở điều kiện chuẩn)
- ΔrH° > 0: chất bền hơn về mặt năng lượng so với các đơn chất bền tạo thành nó.
- ΔrH° < 0: chất kém bền hơn về mặt năng lượng so với các đơn chất bền tạo thành nó.
4. So sánh phản ứng toả nhiệt và phản ứng thu nhiệt
Cơ sở để so sánh
Phản ứng thu nhiệt
- Ý nghĩa: Phản ứng hóa học liên quan đến việc sử dụng năng lượng từ môi trường để hình thành liên kết hóa học mới.
- Năng lượng: Quá trình thu nhiệt đòi hỏi hấp thu năng lượng từ môi trường dưới dạng nhiệt.
- Enthalpy (ΔH): ΔH dương (> 0), vì nhiệt được hấp thụ.
Phản ứng tỏa nhiệt
- Ý nghĩa: Phản ứng hóa học trong đó năng lượng được giải phóng ra ngoài môi trường dưới dạng nhiệt.
- Năng lượng: Quá trình tỏa nhiệt giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt ra ngoài môi trường.
- Enthalpy (ΔH): ΔH âm (< 0), vì nhiệt được tỏa ra.
Ví dụ:
- Phản ứng thu nhiệt: Băng chuyển đổi thành hơi nước thông qua đun sôi, tan chảy hoặc bay hơi.
- Phản ứng tỏa nhiệt: Hình thành băng từ nước.
Phản ứng tỏa nhiệt và thu nhiệt là những kiến thức hết sức quan trọng đối với Hoá học lớp 10 cũng như Hoá học THPT. Hiểu rõ về hai loại phản ứng này giúp chúng ta có thể phân biệt và áp dụng chúng vào thực tế. Hãy tiếp tục khám phá thêm nhiều kiến thức hay và thú vị về Hoá học 10 cũng như Hoá học THPT tại Giải Đáp Việt – Tri Thức Cho Người Việt!
Đăng ký ngay để được các thầy cô ôn tập và xây dựng lộ trình học tập THPT vững vàng. Ngoài ra, hãy tham khảo bộ tài liệu tổng hợp kiến thức và phương pháp giải mọi dạng bài tập trong đề thi hóa THPT Quốc Gia.
Hãy luôn đồng hành cùng Giải Đáp Việt – Tri Thức Cho Người Việt để khám phá thêm nhiều bài viết thú vị về khoa học và tri thức!
Tham khảo: Tổng hợp lý thuyết về phản ứng tỏa nhiệt và thu nhiệt – cân bằng Hoá học 10
Nguồn: Giaidapviet.com
Danh mục: Khám Phá
