Chương V : Lý thuyết về phản ứng hóa học

CHƯƠNG V : LÍ THUYẾT VỀ PHẢN ỨNG HĨA HỌC
CHUN ĐỀ 1 : HIỆU ỨNG NHIỆT CỦA PHẢN ỨNG HĨA HỌC
I. KIẾN THỨC CƠ BẢN
1. Hiệu ứng nhiệt
- Hiệu ứng nhiệt là năng lượng tỏa ra hay hấp thụ trong một phản ứng hóa học
- Được kí hiệu là : ∆H (entapi) , đơn vị là KCal/mol hoặc KJ/mol (1Cal =
4,184J)
- ∆H < 0 : phản ứng tỏa nhiệt
- ∆H > 0 : phản ứng thu nhiệt
2. Cách tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học
a. Tính theo năng lượng liên kết , hoặc nhiệt tạo thành
- Năng lượng liên kết (E
lk
hoặc ∆H
lk
) là năng lượng cần thiết để phá vở 1 liên
kết hóa học thành các các ngun tử riêng rẽ ở trạng thái khí .
∆H =
∑ ∑
lk lk
E (sản phẩm) - E (ban đầu)
- Nhiệt tạo thành của một hợp chất là lượng nhiệt tỏa ra hay hấp thụ khi tạo
thành một mol chất đó từ các đơn chất bền . Nhiệt tạo thành của đơn chất
bằng 0 .
∆H =
∑ ∑
nhiệt tạo thành sản phẩm - nhiệt tạo thành các chất ban đầu
b. Định luật Hess
- Hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và
trạng thái cuối của các chất , khơng phụ thuộc vào các giai đoạn trung gian .
II. BÀI TẬP

1. Phản ứng giữa H
2
và Cl
2
là phản ứng tỏa nhiệt hay phản ứng thu nhiệt . Cho biết
năng lượng liên kết của H
2
, Cl
2
và HCl lần lượt là :
2
H
E
= 435,9 kJ/mol ,

2
Cl
E
= 242,4 kJ/mol ,
HCl
E = 432 kJ/mol .
2. Cho khí HI vào bình kính rồi đun nóng đến nhiệt độ xác định thì xảy ra phản ứng
sau : 2HI
(k)
→ H
2 (k)
+ I
2

(k)

∆H = +52kJ
Tính năng lượng liên kết H-I . Biết rằng năng lượng liên kết
2
H
E
= 439,5 kJ/mol và

2
H
E
= 151 kJ/mol .
3. Xác định hiệu ứng nhiệt của q trình
C than chì (r) → C kim cương (r) ∆H = ?
Biết :
C than chì (r) + O
2
(k) → CO
2
(k) ∆H
1
= -94,052 kJ/mol
C kim cương (r) + O
2
(k) → CO
2
(k) ∆H
2
= -94,505 kJ/mol
4. Cho phương trình nhiệt hóa học
C

3
H
6
+
9
2
O
2
(k) → 3CO
2
(k) + 3H
2
O (l) ∆H
o
= -2061 kJ/mol
Tính ∆H
o
của phản ứng ( ∆H
o
là hiệu ứng nhiệt chuẩn , tính ở 25
o
C )
9CO
2
(k) + 9H
2
O (l) → 3C
3
H
6

+
27
2
O
2
(k)
5. Từ các dữ kiện sau đây
KClO
3

o
t
→
KCl +
9
2
O
2
∆H
o
= -49,4 kJ/mol
KClO
4

o
t
→
KCl + 2O
2
∆H

o
= 33 kJ/mol
Hãy tính ∆H
o
của phản ứng : 4KClO
3
→ 3KClO
4
+ KCl
6. Tính năng lượng mạng lưới ion của CaCl
2
từ các dữ kiện thực nghiệm sau :
∆H
o
của tinh thể CaCl
2
= -795 kJ/mol
Ca (r) → Ca (k) ∆H
o
= 192 kJ/mol
Ca (k) → Ca
2+
(k) năng lượng ion hóa I
1
+ I
2
= 1745 kJ/mol
Năng lượng liên kết của Cl
2
:

2
Cl
E
= 242,4 kJ/mol
Năng lượng kết hợp electron của Clo
Cl (k) + 1e → Cl
-
(k) E = -364 kJ/mol
Biết : Năng lượng mạng lưới ion của CaCl
2
là hiệu ứng nhiệt của quá trình
Ca
2+
(k) + 2Cl
-
(k) → CaCl
2
(r)
7. Tính năng lượng liên kết trung bình C-H và C-C từ các kết quả thực nghiệm sau :
- Nhiệt đốt cháy CH
4
= -801,7 kJ/mol
- Nhiệt đốt cháy C
2
H
6
= -1412,7 kJ/mol
- Nhiệt đốt cháy H
2
= -241,5 kJ/mol

- Nhiệt đốt cháy than chì= -393,4 kJ/mol
- Nhiệt hóa hơi than chì = 715 kJ/mol
- Năng lượng liên kết H
2
= 431,5 kJ/mol
8. Xác định nhiệt tạo thành 1 mol AlCl
3
, khi biết
Al
2
O
3
+ 3COCl
2
→ 3CO
2
+ 2AlCl
3
∆H
1
= -232,24 kJ/mol
CO + Cl
2
→ COCl
2
∆H
2
= -112,40 kJ/mol
Al
2

O
3
+
9
2
O
2
(k) → Al
2
O
3
∆H
3
= -1668,20 kJ/mol
Nhiệt tạo thành của CO = -110,40 kJ/mol
Nhiệt tao thành của CO
2
= - 393,13 kJ/mol
9. Tính nhiệt tạo thành chuẩn của khí CO từ các dữ kiện thực nghiệm sau :
C
than chì
+ O
2
(k) → CO
2
(k)
0
298
ΔH = -94,05 kCal
2CO (k) + O

2
(k) → 2CO
2
(k)
0
298
ΔH = -135,28 kCal
Kết quả này phù hợp với công thức cấu tạo của CO là C=O hay không . Giải
thích . Biết
Nhiệt thăng hoa của than chì là 170 kCal/mol
Năng lượng liên kết
2
O
E
= 118 kCal/mol
Năng lượng liên kết C=O trong CO
2
168 kCal/mol
10. Cho các số liệu nhiệt động của một số phản ứng sau ở 298
o
K :
2NH
3
+ 3N
2
O → 4N
2
+ 3H
2
O ∆H

1
= -1011 kJ/mol
N
2
O + 3H
2
→ N
2
H
4
+ H
2
O ∆H
2
= -317 kJ/mol
2NH
3
+
1
2
O
2
→ N
2
H
4
+ H
2
O ∆H
3

= -143 kJ/mol
H
2
+
1
2
O
2
→ H
2
O ∆H
4
= -286 kJ/mol
Hãy tính nhiệt tạo thành của N
2
H
4
, N
2
O và NH
3

11. Cho biết sinh nhiệt chuẩn của
∆H
o
(O
3
)
(khí)
= +34 kCal/mol

∆H
o
(CO
2
)
(khí)
= -94,05 kCal/mol
∆H
o
(NH
3
)
(khí)
= -11,04 kCal/mol
∆H
o
(HI)
(khí)
= 6,2 kCal/mol
a. Sắp xếp theo thứ tự bền tăng dần của các hợp chất O
3
; CO
2
; NH
3
và HI .
Tại sao .
b. Tính năng lượng liên kết E
N-N
. Biết E

H-H
= 04 kCal/mol
và E
N-H
= 93 kCal/mol
N
2
(k) + 3H
2
(k) → 2NH
3
(k) ∆H = -11,04 kJ/mol
12. Biết : nhiệt tạo thành của H
2
O (k) là -241,8 kJ/mol
nhiệt hóa hơi của H
2
O là 44 kJ/mol
nhiệt tạo thành của HCl (k) -92,3 kJ/mol
nhiệt tạo thành của C
2
H
2
(k) +226,8 kJ/mol
nhiệt tạo thành của C
2
H
6
(k) -84,7 kJ/mol
nhiệt tạo thành của CO

2
(k) -343,5 kJ/mol
Tính hiệu ứng nhiệt của các phản ứng sau , cho biết phản ứng nào tỏa nhiệt , phản
ứng nào thu nhiệt
a. 4HCl (k) + O
2
(k) → 2H
2
O (k) + 2Cl
2
∆H
a
= ?
b. 4HCl (k) + O
2
(k) → 2H
2
O (l) + 2Cl
2
∆H
b
= ?
c. C
2
H
2
(k) + 2H
2
(k) → C
2

H
6
(k) ∆H
c
= ?
d. C
2
H
6
(k) +
7
2
O
2
(k) → 2CO
2
(k) + 3H
2
O (k) ∆H
d
= ?
13. Tính năng lượng mạng lưới của tinh thể NaCl , biết :
Nhiệt thăng hoa của Na ∆H
th,Na
= 25,9 kCal/mol
Nhiệt tạo thành của Cl
2
Cl
H∆
= 57,2 kCal/mol

Năng lượng ion hóa của Na I
Na
= 117,8 kCal/mol
Ái lực electron của Clo A
Cl
= -80,0 kCal/mol
Nhiệt tạo thành của NaCl (r) ∆H
th,NaCl
= 98,2Kcal/mol