Phản ứng thu nhiệt là gì (chi tiết nhất)

Bài viết Phản ứng thu nhiệt là gì lớp 10 chi tiết nhất là kiến thức có trong chương trình Hóa học 10 giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm về Phản ứng thu nhiệt.

Phản ứng thu nhiệt là gì (chi tiết nhất)

1. Phản ứng thu nhiệt là gì?

- Phản ứng thu nhiệt là phản ứng hấp thụ năng lượng dưới dạng nhiệt.

Ví dụ: Các phản ứng trong lò nung vôi, nung clinker xi măng, … là các phản ứng thu nhiệt.

2. Kiến thức mở rộng

2.1. Biến thiên enthalpy

- Biến thiên enthalpy của phản ứng (nhiệt phản ứng), kí hiệu là ∆_rH là nhiệt lượng tỏa ra hay thu vào của phản ứng ở một điều kiện xác định.

- Phương trình hóa học kèm theo trạng thái của các chất và giá trị ∆_rH gọi là phương trình nhiệt hóa học.

- Ví dụ: Ở điều kiện chuẩn, khi đốt cháy hoàn toàn 1 mol CH₄, sản phẩm là CO₂(g) và H₂O(l), thì sẽ giải phóng một nhiệt lượng là 890 kJ.

Như vậy phản ứng có biến thiên enthalpy ${\Delta }_r{H}_{298}^o$ = –890 kJ và được biểu diễn bằng phương trình nhiệt hóa học như sau:

CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(l); ${\Delta }_r{H}_{298}^o$ = –890 kJ

2.2. Biến thiên enthalpy chuẩn

- Biến thiên enthalpy chuẩn của một phản ứng hóa học, kí hiệu là ${\Delta }_r{H}_{298}^o$, chính là lượng nhiệt (tỏa ra hoặc thu vào) của phản ứng đó ở điều kiện chuẩn.

- Chú ý: Điều kiện chuẩn là điều kiện ứng với áp suất 1 bar (đối với chất khí), nồng độ 1 mol L^-1 (đối với chất tan trong dung dịch) và nhiệt độ thường được chọn là 298 K (25^oC).

2.3. Ý nghĩa của biến thiên enthalpy

- Dấu của biến thiên enthalpy cho biết phản ứng tỏa nhiệt hay thu nhiệt:

∆_rH > 0: phản ứng thu nhiệt.

∆_rH < 0: phản ứng tỏa nhiệt.

- Giá trị tuyệt đối của biến thiên enthalpy càng lớn thì nhiệt lượng tỏa ra hay thu vào của phản ứng càng nhiều.

- Ví dụ: Cho phản ứng đốt cháy methane và acetylene:

(1) CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(l); ${\Delta }_r{H}_{298}^o$ = –890 kJ

(2) C₂H₂(g) + O₂(g) → 2CO₂(g) + H₂O(l); ${\Delta }_r{H}_{298}^o$ = –1300,02 kJ

Khi đốt cháy cùng một thể tích khí CH₄ và C₂H₂, lượng nhiệt do C₂H₂ sinh ra nhiều gấp khoảng 1,5 lần lượng nhiệt do CH₄ sinh ra.

3. Bài tập minh họa

Câu 1. Cho các phát biểu:

(a) Tất cả các phản ứng cháy đều tỏa nhiệt.

(b) Phản ứng tỏa nhiệt là phản ứng giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt.

(c) Tất cả các phản ứng mà chất tham gia có chứa nguyên tố oxygen đều tỏa nhiệt.

(d) Phản ứng thu nhiệt là phản ứng hấp thụ năng lượng dưới dạng nhiệt.

(e) Lượng nhiệt mà phản ứng hấp thụ hay giải phóng không phụ thuộc vào điều kiện thực hiện phản ứng và thể tồn tại của chất trong phản ứng.

(g) Sự cháy của nhiên liệu (xăng, dầu, khí gas, than, gỗ,…) là những ví dụ về phản ứng thu nhiệt vì cần khơi mào.

Số phát biểu đúng là

A. 2.

B. 3.

C. 4.

D. 5.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Bao gồm: a, b, d.

(c) Sai ví dụ phản ứng nung vôi: CaCO₃ (s) → CaO(s) + CO₂(g) là phản ứng thu nhiệt

(e) Sai vì nhiệt phản ứng phụ thuộc vào điều kiện thực hiện phản ứng và trạng thái của chất.

(g) Sai vì đây là những ví dụ về phản ứng tỏa nhiệt.

Câu 2. Cho các phát biểu sau:

(a) Trong phòng thí nghiệm, có thể nhận biết một phản ứng thu nhiệt hoặc tỏa nhiệt bằng cách đo nhiệt độ của phản ứng bằng một nhiệt kế.

(b) Nhiệt độ của hệ phản ứng sẽ tăng lên nếu phản ứng thu nhiệt.

(c) Nhiệt độ của hệ phản ứng sẽ tăng lên nếu phản ứng tỏa nhiệt.

(d) Nhiệt độ của hệ phản ứng sẽ giảm đi nếu phản ứng tỏa nhiệt.

(e) Nhiệt độ của hệ phản ứng sẽ giảm đi nếu phản ứng thu nhiệt.

Số phát biểu không đúng là

A. 2.

B. 3.

C. 4.

D. 5.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Bao gồm: b, d.

(b) Sai vì phản ứng thu nhiệt thì nhiệt độ sẽ giảm đi.

(d) Sai vì phản ứng tỏa nhiệt thì nhiệt độ sẽ tăng lên.

Câu 3. Cho các phát biểu:

(a) Biến thiên enthalpy chuẩn của một phản ứng hóa học là lượng nhiệt kèm theo phản ứng đó ở áp suất 1 atm và

(b) Nhiệt (tỏa ra hay thu vào) kèm theo một phản ứng được thực hiện ở 1 bar và 298 K là biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng đó.

(c) Một số phản ứng khi xảy ra làm môi trường xung quanh nóng lên là phản ứng thu nhiệt.

(d) Một số phản ứng khi xảy ra làm môi trường xung quanh lạnh đi là do các phản ứng này thu nhiệt và lấy nhiệt từ môi trường.

Số phát biểu đúng là

A. 2.

B. 3.

C. 4.

D. 1.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Bao gồm: b, d.

(a) Sai vì điều kiện chuẩn áp suất là 1 bar.

(c) Sai vì phản ứng làm môi trường xung quanh nóng lên là phản ứng tỏa nhiệt.

Câu 4. Những loại phản ứng nào sau đây cần phải cung cấp năng lượng trong quá trình phản ứng?

A. Phản ứng tạo gỉ kim loại.

B. Phản ứng oxi hóa glucose trong cơ thể.

C. Phản ứng nhiệt phân.

D. Phản ứng đốt cháy.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Phản ứng nhiệt phân cần phải cung cấp năng lượng trong quá trình phản ứng.

Câu 5. Biến thiên enthalpy của một phản ứng được ghi ở sơ đồ dưới. Kết luận nào sau đây là đúng?

A. Phản ứng tỏa nhiệt.

B. Năng lượng chất tham gia phản ứng nhỏ hơn năng lượng sản phẩm.

C. Biến thiên enthalpy của phản ứng là a kJ/mol.

D. Phản ứng thu nhiệt.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Biến thiên elthapy ${\Delta }_r{H}_{298}^o$ < 0 nên phản ứng tỏa nhiệt.

Câu 6. Cho phương trình nhiệt hóa học của phản ứng:

2H₂(g) + O₂(g) $\to$ 2H₂O(l); ${\Delta }_r{H}_{298}^o$ = −571,68kJ

Phản ứng trên là phản ứng

A. thu nhiệt.

B. tỏa nhiệt.

C. không có sự thay đổi năng lượng.

D. có sự hấp thụ nhiệt lượng từ môi trường xung quanh.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Biến thiên elthapy ${\Delta }_r{H}_{298}^o$ < 0 nên phản ứng tỏa nhiệt.

Câu 7. Cho phương trình nhiệt hóa học của phản ứng:

N₂(g) + O₂(g) $\to$ 2NO(l); ${\Delta }_r{H}_{298}^o$ = +179,20kJ

Phản ứng trên là phản ứng

A. thu nhiệt.

B. không có sự thay đổi năng lượng.

C. tỏa nhiệt.

D. có sự giải phóng nhiệt lượng ra môi trường.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Biến thiên elthapy ${\Delta }_r{H}_{298}^o$ > 0 nên phản ứng thu nhiệt.

Câu 8.Phản ứng nào sau đây là phản ứng toả nhiệt?

A. Phản ứng nhiệt phân muối KNO₃.

B. Phản ứng phân huỷ khí NH₃.

C. Phản ứng oxi hoá glucose trong cơ thể.

D. Phản ứng hoà tan NH₄Cl trong nước.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Phản ứng oxi hoá glucose trong cơ thể là tỏa nhiệt.

Câu 9.Nung KNO₃ lên 550℃ xảy ra phản ứng:

KNO₃(s) $\to$ KNO₂(s) + $\frac{1}{2}{O}_2\left(g\right)$ ${\Delta }_r{H}_{298}^o?$

Phản ứng nhiệt phân KNO₃ là phản ứng

A. toả nhiệt, có ${\Delta }_r{H}_{298}^o$ < 0.

B. thu nhiệt, có ${\Delta }_r{H}_{298}^o$ > 0.

C. toả nhiệt, có ${\Delta }_r{H}_{298}^o$ > 0.

D. thu nhiệt, có ${\Delta }_r{H}_{298}^o$ < 0.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Phản ứng nhiệt phân KNO₃ là phản ứng thu nhiệt, có ${\Delta }_r{H}_{298}^o$ > 0.

Câu 10. Phương trình nhiệt hóa học giữa nitrogen và oxygen như sau:

N₂(g) + O₂(g) $\to$ 2NO(g); ${\Delta }_r{H}_{298}^o$ = +180kJ

Kết luận nào sau đây đúng?

A. Nitrogen và oxygen phản ứng mạnh hơn khi ở nhiệt độ thấp.

B. Phản ứng tỏa nhiệt.

C. Phản ứng xảy ra thuận lợi ở điều kiện thường.

D. Phản ứng hóa học xảy ra có sự hấp thụ nhiệt năng từ môi trường.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Biến thiên elthapy ${\Delta }_r{H}_{298}^o$ > 0 nên phản ứng thu nhiệt, có sự hấp thụ nhiệt năng từ môi trường.

Xem thêm các bài viết về định nghĩa & khái niệm môn Hóa học hay, chi tiết khác:

• Phản ứng oxi hóa - khử là gì?

• Phản ứng thu nhiệt, phản ứng tỏa nhiệt là gì?

• Sản phẩm khử là gì?

• Phương pháp thăng bằng electron là gì?

• Tương tác van der Waals là gì?

• Phản ứng phân hạch là gì?

---