Bài 18: Ôn tập chương 5

I. Phản ứng tỏa nhiệt, phản ứng thu nhiệt

- ${\Delta _r}H$>0: phản ứng thu nhiệt

- ${\Delta _r}H$<0: phản ứng tỏa nhiệt

II. Tính biến thiên enthalpy của phản ứng theo nhiệt tạo thành ở điều kiện chuẩn

- Cách tính: Biến thiên enthalpy của phản ứng được xác định bằng hiệu số giữa tổng nhiệt tạo thành các chất sản phẩm (sp) và tổng nhiệt tạo thành của các chất đầu (cđ)

Ở điều kiện chuẩn: ${\Delta _r}H_{298}^0 = \sum {{\Delta _f}H_{298}^0(sản phẩm) - } \sum {{\Delta _f}H_{298}^0(chất{\rm{đầu)}}}$

- Lưu ý: Khi tính toán lưu ý đến hệ số của các chất trong phương trình hóa học

Ví dụ: Xác định biến thiên enthalpy của phản ứng sau ở điều kiện chuẩn:

$4Fe{S_{2(s)}} + {\rm{ }}11{O_{2(g)}} \to 2F{e_2}{O_{3(s)}} + {\rm{ }}8S{O_{2(g)}}$

Biết nhiệt tạo thành ${\Delta _f}H_{298}^o$ của các chất FeS₂(s), Fe₂O₃(s) và SO₂(g) lần lượt là: -177,9 kJ/mol; -825,5 kJ/mol và -296,8 kJ/mol

Tổng nhiệt tạo thành các chất đầu là:

$\sum {{\Delta _f}H_{298}^o(chất{\rm{đầu)}}}$= ${\Delta _f}H_{298}^o(Fe{S_2}).4 + {\Delta _f}H_{298}^o({O_2}).11 =  - 177,9.4 + 0.11 =  - 711,6kJ$

Tổng nhiệt tạo thành các chất sản phẩm là:

$\sum {{\Delta _f}H_{298}^o(sản phẩm)}  = {\Delta _f}H_{298}^o(F{e_2}{O_3}).2 + {\Delta _f}H_{298}^o(S{O_2}).8 =  - 825,5.2 + ( - 296,8).8 =  - 4025,4kJ$

Vậy biến thiên enthalpy của phản ứng:

${\Delta _r}H_{298}^o = \sum {{\Delta _f}H_{298}^o(sản phẩm) - \sum {{\Delta _f}H_{298}^o(chất đầu) =  - 4025,4 - ( - 711,6) =  - 3313,8kJ} }$

III. Tính biến thiên enthalpy của phản ứng theo năng lượng liên kết ở điều kiện chuẩn

- Cách tính: Biến thiên enthalpy của phản ứng (mà các chất đều ở thể khí) bằng hiệu số giữa tổng năng lượng liên kết của các chất đầu và tổng năng lượng liên kết của các sản phẩm (ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất)

Ở điều kiện chuẩn:

${\Delta _r}H_{298}^0 = \sum {{E_b}(chất đầu) - \sum {{E_b}(sản phẩm)} }$

Ví dụ: Tính biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng

${H_{2{\rm{ }}(g)}} + {\rm{ }}C{l_{2(g)}} \to 2HC{l_{(g)}}$

Biết E_b (H-H) =436kJ/mol; E_b (Cl-Cl) = 243 kJ/mol; E_b (H-Cl) = 432 kJ/mol

Tổng năng lượng liên kết của các chất đầu là:

$\sum {{E_b}(chất đầu) = {E_b}(H - H) + {E_b}(Cl - Cl) = 436 + 243 = 679kJ}$

Tổng năng lượng liên kết của các chất sản phẩm là:

$\sum {{E_b}(sản phẩm) = 2{E_b}(H - Cl) = 2.432 = 864kJ}$

Vậy biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng là

${\Delta _r}H_{298}^0 = \sum {{E_b}(chất đầu) - \sum {{E_b}(sản phẩm)} }  = 679 - 864 =  - 185kJ$