Hóa học Lớp 10. Đọc và biểu diễn dấu ΔH.
Kiến thức cần nhớ
**1. Biến thiên enthalpy của phản ứng**
Ở áp suất không đổi, biến thiên enthalpy được xác định bởi:
$\Delta_r H=H_{\text{sản phẩm}}-H_{\text{chất đầu}}$
- $\Delta_rH<0$: sản phẩm có enthalpy thấp hơn chất đầu, phản ứng tỏa nhiệt.
- $\Delta_rH>0$: sản phẩm có enthalpy cao hơn chất đầu, phản ứng thu nhiệt.
- Đơn vị thường dùng là $\mathrm{kJ\,mol^{-1}}$ theo phương trình phản ứng đã viết.
**2. Đọc sơ đồ mức năng lượng**
- Trục đứng biểu diễn enthalpy hoặc năng lượng; trục ngang biểu diễn tiến trình phản ứng, không phải thời gian.
- Mức sản phẩm thấp hơn mức chất đầu: $\Delta H<0$.
- Mức sản phẩm cao hơn mức chất đầu: $\Delta H>0$.
- Độ chênh hai mức đầu–cuối là $|\Delta H|$; đỉnh đường cong liên quan năng lượng hoạt hóa, không phải $\Delta H$.
**3. Phương trình nhiệt hóa học**
Một phương trình nhiệt hóa học phải thể hiện:
- Phương trình đã cân bằng.
- Trạng thái của chất: $(s)$, $(l)$, $(g)$, $(aq)$ khi cần.
- Giá trị $\Delta H$ ứng với **đúng hệ số và trạng thái** đã viết.
Ví dụ: $2H_2(g)+O_2(g)\rightarrow2H_2O(l)$ có giá trị $\Delta H$ gấp đôi phản ứng tạo $1$ mol $H_2O(l)$.
**4. Đảo chiều và nhân hệ số**
- Đảo chiều phản ứng: đổi dấu enthalpy.
$A\rightarrow B,\ \Delta H=x\quad\Rightarrow\quad B\rightarrow A,\ \Delta H=-x$
- Nhân toàn bộ hệ số với $k$: nhân $\Delta H$ với $k$.
- Chia hệ số cho $k$: chia $\Delta H$ cho $k$.
Điều này xảy ra vì enthalpy phản ứng là đại lượng phụ thuộc lượng chất.
**5. Định luật Hess**
Biến thiên enthalpy chỉ phụ thuộc trạng thái đầu và trạng thái cuối, không phụ thuộc đường phản ứng. Nếu cộng các phương trình trung gian để được phương trình đích thì cũng cộng các $\Delta H$ tương ứng:
$\Delta H_{\text{đích}}=\Delta H_1+\Delta H_2+\cdots$
Trước khi cộng, được phép đảo chiều hoặc nhân hệ số từng phương trình, nhưng phải biến đổi $\Delta H$ cùng cách.
**6. Quy trình bài toán Hess**
- Viết phương trình đích.
- Biến đổi các phương trình đã cho để chất cần khử nằm ở hai vế đối nhau.
- Cộng và triệt tiêu các chất trung gian.
- Kiểm tra phương trình cuối đúng cả hệ số lẫn trạng thái.
- Cộng các giá trị $\Delta H$ đã biến đổi.
Ví dụ nếu $A\rightarrow B$ có $\Delta H_1=+40$ kJ và $B\rightarrow C$ có $\Delta H_2=-75$ kJ thì $A\rightarrow C$ có $\Delta H=-35$ kJ.
**7. Phân biệt $\Delta H$ và năng lượng hoạt hóa**
- $\Delta H$ so sánh trạng thái đầu–cuối, quyết định phản ứng tỏa hay thu nhiệt.
- Năng lượng hoạt hóa $E_a$ là hàng rào năng lượng phải vượt qua để phản ứng xảy ra.
- Một phản ứng tỏa nhiệt vẫn có thể cần đun nóng ban đầu; chất xúc tác làm giảm $E_a$ nhưng không làm đổi $\Delta H$.
**8. Lỗi cần tránh**
- Dùng “chất đầu trừ sản phẩm” thay vì “sản phẩm trừ chất đầu”.
- Đảo phương trình nhưng không đổi dấu; nhân hệ số nhưng không nhân $\Delta H$.
- Cộng số liệu khi các phương trình chưa triệt tiêu đúng.
- Bỏ qua trạng thái vật lí: $H_2O(l)$ và $H_2O(g)$ có enthalpy khác nhau.
ezonthi