Tổng hợp lý thuyết và ứng dụng các vấn đề trong đề thi olympic 30-4 hóa học 10

Tổng hợp Lý Thuyết và ứng dụng các vấn đề

trong đề thi Olympic 30-4 Hóa học 10 Câu số 2: LÝ THUYẾT VỀ PHẢN ỨNG HÓA HỌC

1. Khái niệm nhiệt trong hóa học: nhiệt phản ứng, nhiệt tạo thành, thiêu nhiệt, nhiệt hòa tan. Định luật Hess và các hệ quả. Tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng.

NHIỆT ĐỘNG HÓA HỌC Nhiệt của một số quá trình quan trọng :

1/ Nhiệt tạo thành của các chất : ∆H(tt) (hay sinh nhiệt) Nhiệt tạo thành của 1 hợp chất hóa học là hiệu ứng nhiệt của phản ứng tạo thành 1 mol chất đó từ những đơn chất ở trạng thái chuẩn.

Trạng thái chuẩn của 1 chất là trạng thái bền nhất của chất đó ở áp suất 1 atm và 250C (hay 298,15K) TD : phản ứng : N2 + 3H2  2NH3 ∆H = - 92,22 KJ

Nhiệt tạo thành của NH3 =

2

pu H ∆

=

2

22 , 92 −

= - 46,11 KJ/mol C(r) + O2(k)  CO2(k) ∆H = - 393 KJ/mol Nhiệt tạo thành CO2 = ∆H(pư) = - 393 KJ/mol Nhiệt tạo thành của các đơn chất ở điều kiện chuẩn được qui ước bằng 0. Khi phản ứng xảy ra mà tất cả các chất (đơn chất và hợp chất tạo thành) đều ở điều kiện chuẩn thì

ta có nhiệt tạo thành chuẩn. Ký hiệu

0 tt ∆Η

2/ 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.

TD : H2O(l)  H2(k) + ½ O2(k)

0 298 ∆Η

= + 285,84 KJ Nhiệt phân hủy H2O ở đkc = + 285,84 KJ/mol 3/ Nhiệt đốt cháy (hay thiêu nhiệt) ∆H(tn) Nhiệt đốt cháy của 1 chất là nhiệt tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 mol chất trong oxi.

TD : C(graphit) + O2(k)  CO2(k) ∆H = - 393 KJ/mol Nhiệt đốt cháy của C = - 393 KJ/mol 2C2H5OH + 3O2  4CO2(k) + 6H2O(k) ∆H = - 2736 KJ

Nhiệt đốt cháy C2H5OH =

2

pu H ∆

=

2 2736 −

= - 1368 KJ/mol Định luật Lavoisier – Laplace : “Nhiệt tạo thành và nhiệt phân hủy của một hợp chất bằng nhau về trị số nhưng ngược nhau về dấu”

4/ Nhiệt phân li : 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.

ThuVienDeThi.com

TD : H2(k)  2H(k) ∆H = 104,2 kcal/mol

O2(k)  2O(k) ∆H = 117 kcal/mol CH4(k)  C(k) + 4H(k) ∆H = 398 kcal/mol 5/ 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. 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

Pt : C(graphit) + O2(k)  CO2(k) ∆H (hiệu ứng nhiệt của phản ứng) Cách 2 : tiến hành qua 2 giai đoạn :

C(graphit) + ½ O2(k)  CO(k) ∆H1 CO(k) + ½ O2(k)  CO2(k) ∆H2 Có thể biểu diển hai cách tiến hành trên bằng sơ đồ sau :

C(graphit) CO2(k)

CO(k)

Nếu các quá trình trên thỏa mãn điều kiện : Nhiệt độ và áp suất ban đầu bằng nhiệt độ và áp suất cuối ta có :

∆H = ∆H1 + ∆H2 Vài hệ quả của định luật Hess : 1/ Hệ quả 1 : Hiệu ứng nhiệt của phản ứng bằng tổng nhiệt tạo thành của các sản phẩm trừ tổng nhiệt tạo thành các tác chất (có kể các hệ số hợp thức của phương trình phản ứng)

∑ ∑∆Η − ∆Η = ∆Η ) ( ) ( 0 0 0 298 tc sf tt tt

TD : Tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng :

CaCO3(r)  CaO(r) + CO2(k)

0 298 ∆Η

= ?

Biết

0 tt ∆Η

- 1206,9 - 635,6 - 393,5 (KJ) Giải :

Ta có :

0 298 ∆Η

= (- 635,6) + (- 393,5) – (-1206,9) = + 177,8 KJ 2/ Hệ quả 2 : Hiệu ứng nhiệt của phản ứng bằng tổng nhiệt đốt cháy của các tác chất trừ tổng nhiệt đốt cháy của các sản phẩm (có kể các hệ số hợp thức của phương trình phản ứng)

+ O2

∆H2 ∆H1

ThuVienDeThi.com