Giáo án hoá 10 Bài 15 Ý nghĩa và cách tính biến thiên enthalpy phản ứng hoá học

Bài 15:     Ý NGHĨA VÀ CÁCH TÍNH BIẾN THIÊN ENTHALPY

PHẢN ỨNG HOÁ HỌC

I. Mục tiêu

1. Kiến thức

Học sinh :

• Kể được một số phản ứng trong đời sống là phản ứng thu nhiệt và toả nhiệt, ứng dụng của mỗi phản ứng
• Tình bày ý nghĩa về dấu và giá trị của biến thiên enthalpy trong phản ứng thu nhiệt và toả nhiệt
• So sánh được hai loại phản ứng thu nhiệt và toả nhiệt, ý nghĩa thực tế trong đời sống.
• Viết được các biểu thức tính biến thiên enthalpy phản ứng theo enthalpy tạo thành và theo năng lượng liên kết, tính giá trị ∆_rH⁰₂₉₈ phản ứng thành thạo.

2. Năng lực:

2.1. Năng lực chung:.

– Năng lực tự chủ và tự học:Kĩ năng tìm hiểu thông tin trong SGK và trong đời sống để tìm hiểu về các loại phản ứng thu nhiệt và toả nhiệt

– Năng lực giao tiếp và hợp tác: làm việc nhóm

– Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo: học sinh tính được biến thiên enthalpy theo hai cách,dựa vào đó để nêu được các ứng dụng thực tế trong đời sống

2.2. Năng lực hóa học:

     a. Nhận thức hoá học: học sinh đặt được các yêu cầu sau:

        – So sánh được hai loại phản ứng thu nhiệt và toả nhiệt, ý nghĩa thực tế trong đời   sống.

      – Viết được các biểu thức tính biến thiên enthalpy phản ứng theo enthalpy tạo thành và theo năng lượng liên kết, tính giá trị ∆_rH⁰₂₉₈ thành thạo

b. Tìm hiểu tự nhiên dưới góc độ hóa học :Vận dụng vào các phản ứng thu nhiệt và toả nhiệt để giải thích được tại sao trong thực tế và đời sống chúng ta sử dụng nó vào các lĩnh đó.

c. Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học để giải thích được người ta dùng C₂H₂ trong đèn xì hàn cắt kim loại, giải thích vì sao để  giữ ấm cơ thể người ta thường uống nước mắm cốt…

3. Phẩm chất: Chăm chỉ tự tìm tòi thông tin trong SGK , học sinh có trách nhiệm trong hoạt động nhóm , hoàn thành tốt các nội dung được giao.

II. Thiết bị dạy học và học liệu

Phiếu bài tập số 1, số 2, …..

học liệu….

III. Tiến trình dạy học

1. Hoạt động 1: Khởi động

a) Mục tiêu: học sinh ôn lại các phản ứng thu nhệt và toả nhiệt, enthalpy tạo thành và biến thiên enthalpy của phản ứng hoá học.

b) Nội dung:

– Nêu khái niệm phản ứng thu nhiệt và phản ứng toả nhiệt,enthalpy tạo thành và biến thiên enthalpy của phản ứng hoá học.

–  học sinh kể được một số phản ứng thu nhiệt và toả nhiêt trong đời sống mà em biết

c) Sản phẩm:

– Phản ứng giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt gọi là phản ứng toả nhiệt

– Phản ứng hấp thu năng lượng dưới dạng nhiệt gọi là phản ứng thu nhiệt

– Enthalpy tạo thành chuẩn ( hay nhiệt tạo thành chuẩn) của một chất kí hiệu là ∆_tH⁰₂₉₈ là lượng nhiệt kèm theo của phản ứng tạo thành một mol chất đó từ các đơn chất ở dạng bền nhất trong điều kiện chuẩn.

– Biến thiên enthalpy chuẩn của một phản ứng hoá học là ∆_rH⁰₂₉₈ chính là nhiệt ( toả ra hay thu vào) kèm theo phản ứng đó ở điều kiện chuẩn.

– Một số phản ứng toả nhiệt: phản ứng đốt cháy than, củi , phản ứng cồn cháy trong không khí, phản ứng hoà tan vôi sống vào nước, phản ứng nổ lớn trong các lò phản ứng hạt nhân, phản ứng đốt cháy C₂H₂….

– Một số phản ứng thu nhiệt : phản ứng nung đá vôi, phản ứng nhiệt phân điều chế oxigen trong phòng thí nghiệm, phản ứng hoà tan glucose vào nước, phản ứng quang hợp trong cây xanh…

d) Tổ chức thực hiện:

Học sinh làm việc cá nhân, học sinh trả lời, gv và các học sinh khác nhận xét và bổ sung

2. Hoạt động 2: Hình thành kiến thức mới

Hoạt động 2.1:Ý nghĩa về dấu và giá trị của biến thiên enthalpy phản ứng Mục tiêu: Trình bày ý nghĩa về dấu và giá trị của biến thiên enthalpy trong phản ứng thu nhiệt và toả nhiệtSo sánh được hai loại phản ứng thu nhiệt và toả nhiệt, ý nghĩa thực tế trong đời sống.
Hoạt động của GV và HS	Sản phẩm dự kiến
Giao nhiệm vụ học tập:  Hs trả lời phiếu học tập số 1 gồm ba câu hỏi mỗi nhóm trả lời đầy đủ ba câu hỏi . Thực hiện nhiệm vụ: gv chia lớp thành 4 nhóm trả lời các câu hỏi theo phiếu học tập số 1. Báo cáo, thảo luận: Đại diện nhóm học sinh lên bảng trả lời các câu hỏi Kết luận, nhận định: Gv và các bạn hs trong nhóm khác nhận xét đưa ra kết luận                               Sau khi các nhóm thảo luận,trình bày, gv nhận xét,tổng kết lại nội dung chính của hoạt động 2.1 học sinh tiếp tục hoạt động nhóm trả lời câu hỏi củng cố cho hoạt động 2.1 . Gv chia nhóm trả lời câu hỏi Phiếu học tập số 2 Nhóm 1: câu 1 Nhóm 2: câu 2 Nhóm 3: câu 3 Nhóm 4: câu 4	I.1:Ý nghĩa về dấu và giá trị của biến thiên enthalpy phản ứng Phản ứng toả nhiệt Phản ứng thu nhiệt Lượng nhiệt này gọi là biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng, có giá trị âm rHo298 < 0 Giá trị càng âm, phản ứng toả ra càng nhiều nhiệt Lượng nhiệt này gọi là biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng, có giá trị dương rHo298 > 0 Giá trị càng dương, phản ứng thu vào càng nhiều nhiệt   I.2: Xác định dấu của ∆rHo298 của phản ứng được thể hiện trong hai sơ đồ dưới đây.                                                                rHo298 < 0                       rHo298 > 0 I.3: So sánh hai loại phản ứng   Phản ứng toả nhiệt Phản ứng thu nhiệt Giai đoạn khơi mào Có thể có ,có thể không cần khơi mào tuỳ phản ứng cụ thể Hầu hết các phản ứng cần thiết khơi mào( đun hoặc đốt nóng Giai đoạn tiếp diễn Hầu hết các phản ứng không cần phải tiếp tục đun hoặc đốt nóng Hầu hết các phản ứng cần phải tiếp tục đun hoặc đốt nóng   Kết luận: – Phản ứng toả nhiệt (nghĩa là có rHo298 < 0 )diễn ra thuận lợi hơn so với phản ứng thu nhiệt( nghĩa là có rHo298 > 0)        -Phản ứng có ∆rHo298 càng âm thì càng diễn ra thuận lợi và ngược lại.   -Phản ứng có ∆rHo298 càng dương thì càng diễn ra không thuận lợi.
Hoạt động 2:2 Cách tính biến thiên enthalpy phản ứng Mục tiêu: Viết được các biểu thức tính biến thiên enthalpy phản ứng theo enthalpy tạo thành và theo năng lượng liên kết, tính giá trị ∆rH0298 thành thạo
Giao nhiệm vụ học tập: Nghiên cứu phần : Cách tính biến thiên enthalpy phản ứng Thực hiện nhiệm vụ: Giáo viên chia lớp thành 2 nhóm Nhóm 1 trả lời phiếu học tập 3 Nhóm 2 trả lời phiếu học tập 4   Báo cáo, thảo luận: các nhóm lên bảng trình bày nội dung của phiếu học tập ,nhóm khác nhận xét bổ sung Kết luận, nhận định: Mục đích của việc xác định biến thiên enthalpy?	II.1: Tính biến thiên enthalpy phản ứng theo enthalpy tạo thành. Giả sử có phản ứng tổng quát: aA + bB → mM + nN Biên thiên enthalpy chuẩn của phản ứng này tính được theo công thức ∆rHo298= m.∆fHo298(M) + n.∆fHo298(N)          – a.∆fHo298 (A) – b.∆fHo298(B) II.2:Tính biến thiên enthalpy phản ứng theo năng lượng liên kết Giả sử có phản ứng tổng quát: aA + bB → mM + nN Biên thiên enthalpy chuẩn của phản ứng này tính được theo công thức    ∆rHo298 = a.Eb(A) + b.Eb(B) – m.Eb(M) – n.Eb(N) Trong đó Eb(A),Eb(B),Eb(M),Eb(N) lần lượt là tổng năng lượng liên kết của tất cả các liên kết trong phân tử A,B,M,N II.3:Kết luận Xác định biến thiên enthalpy để xác định được phản ứng hoá học đó xảy ra thuận lợi hay không thuận lợi , ứng dụng của phản ứng trong đời sống.

3. Hoạt động 3: Luyện tập

a) Mục tiêu: Vận dụng vào biểu thức tính tính biến thiên enthalpy phản ứng học sinh xác định ∆_rH^o₂₉₈  của một số phản.

b) Nội dung: Học sinh trả lời phiếu học tập số 4

        c) Sản phẩm:. Phiếu học tập số 4

Nhóm 1:

Ví dụ 1: Tính biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng sau:

                        2NaCl(s) → 2Na(s) + Cl₂(g)

∆_rH^o₂₉₈= m.∆_fH^o₂₉₈(M) + n.∆_fH^o₂₉₈(N)  – a.∆_fH^o₂₉₈ (A) – b.∆_fH^o₂₉₈(B) = 2.∆_fH^o₂₉₈(Na) + 1x.∆_fH^o₂₉₈(Cl₂)  – 2.∆_fH^o₂₉₈ (NaCl)  = 2×0 +1×0 -2x(-411,2) = 822,4KJ

Phản ứng này rất dương và rất khó có thể xảy ra nếu ta đun nóng thông thường như trong các quá trình nấu thức ăn

Ví dụ 2: Tính biến thiên enthalpy của phản ứng sau:

C₈H₁₈(g) + 25/2O₂(g) → 8CO₂(g)+ 9H₂O(l)

Phản ứng  đốt cháy hoàn toàn 1 mol methane (CH₄) có giá trị ∆_rH^o₂₉₈= – 890,36 kJ. Theo em, vì sao hiện nay không sử dụng CH₄ để thay thế xăng?

∆_rH^o₂₉₈= m.∆_fH^o₂₉₈(M) + n.∆_fH^o₂₉₈(N)  – a.∆_fH^o₂₉₈ (A) – b.∆_fH^o₂₉₈(B) = 8.∆_fH^o₂₉₈(CO₂) + 9∆_fH^o₂₉₈(H₂O)  – 1x.∆_fH^o₂₉₈ (C₈H₁₈) – 25/2∆_fH^o₂₉₈(O₂)  = -5928,7KJ

Giá trị này rất âm nên phản ứng đốt cháy octanetoar nhiệt rất mạnh,rất thuận lợi và cung cấp nhiều năng lượng còn CH₄ khi đót cháy chỉ có giá trị ∆_rH^o₂₉₈ = -890.5KJ nên ta không sử dung CH₄ để thay thế xăng

Nhóm 2:

Ví dụ 3: Tính biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng sau:

Trả lời

   ∆_rH^o₂₉₈ = a.E_b(A) + b.E_b(B) – m.E_b(M) – n.E_b(N) =  4xE(C-H) + 1x.E(Cl-Cl) – 3._b(C-H) – 1x.E(C-Cl) – 1xE(H-Cl) =1x4x414 +1×243 -3×414-399-1×431 =  – 113KJ

Phản ứng có ∆_rH^o₂₉₈ âm nên trong phản ứng toả nhiệt và diễn ra thuận lợi. Trong thực tế,chỉ cần đ ược chiếu ánh sáng mặt trời là phản ứng diễn ra.

Ví dụ 4: Phản ứng quang hợp là phản ứng thu năng lượng dưới dạng ánh sáng:

6CO₂(g) + 6H₂O(l) ® C₆H₁₂O₆(s) + 6O₂(g)

Hãy tính xem cần phải cung cấp bao nhiêu năng lượng dưới dạng ánh sáng cho phản ứng quang hợp để tạo thành 1 mol glucose C₆H₁₂O₆(s), biết enthalpy tạo thành chuẩn của chất này là –1271.1 kJ/mol.

∆_rH^o₂₉₈= 1x∆_fH^o₂₉₈(C₆H₁₂O₆) + 6.∆_fH^o₂₉₈(O₂)  – 6x∆_fH^o₂₉₈ (CO₂) – 6.∆_fH^o₂₉₈(H₂O)

              – 1271,1 + 6×0 -6x(-393,5)- 6x(-285,8) = +2804,7 KJ

Phản ứng thu nhiệt và cần phải cung cấp một lượng nhiệt rất lớn là 2804,7KJ để tạo thành 1mol glucose

Từ đặc điểm đó nêu ứng dụng của phản ứng trên

Cung cấp lương thực thực phẩm

Duy trì nồng độ O₂trong không khí , giảm lượng Khí CO₂

Giảm nhiệt độ trong không khí

d) Tổ chức thực hiện: Chia lớp thành 2 nhóm, đại diện nhóm báo cáo kết quả, các nhóm khác nhận xét,

4. Hoạt động 4: Vận dụng

a) Mục tiêu: : HS vận dụng các kiến thức làm các bài tập tổng hợp,tra cứu các thông số, vận dụng được công thức tính và hiểu được ý nghĩa của các giá trị, đại lượng .

b) Nội dung: : Các bài tập SGK và liên hệ các phản ứng xảy ra, không xảy ra trong thực tiễn

c) Sản phẩm: Học sinh làm bài tập trong SGK vào vở

d) Tổ chức thực hiện:  HS về nhà làm bài, thảo luận

                             Gv cho các nhóm kiểm tra chéo, đánh giá

PHIẾU HỌC TẬP BÀI 15

Phiếu học tập số 1

Câu 1: HS điền vào dấu chấm sau

PHẢN ỨNG TỎA NHIỆT	PHẢN ỨNG THU NHIỆT
Lượng nhiệt này gọi là biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng, có giá trị ………………..   rHo298 < 0 Giá trị càng âm, phản ứng toả ra ……………………….	Lượng nhiệt này gọi là biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng, có giá trị ……………… rHo298 > 0 Giá trị càng dương, phản ứng thu vào ………………………..

Câu 2: Xác định dấu _rH^o₂₉₈ trong các phản ứng được thể hiện trong hai hình dưới đây

Câu 3: Lập bảng so sánh phản ứng thu nhiệt và phản ứng toả nhiệt

	Phản ứng toả nhiệt	Phản ứng thu nhiệt
Giai đoạn khơi mào
Giai đoạn tiếp diễn

Phiếu học tập số 2

Nhóm 1

Câu  1: Tại saotrong thực tế, người ta sử dụng C₂H₂ trong đèn xì hàn cắt kim loại mà không dùng CH₄.

Cho phản ứng đốt cháy methane và acetylene:

CH₄(g) + 2O₂(g) ® CO₂(g) + 2H₂O(l)          ∆_rH^o₂₉₈ = –890,36 kJ

C₂H₂(g) + 5/2O₂(g) ® 2CO₂(g) + H₂O(l)    ∆_rH^o₂₉₈ = –1299,58 k

Trả lời : do lượng nhiệt sinh ra từ C₂H₂ nhiều gấp 1,5 làn lượng nhiệt sinh ra từ CH₄

Nhóm 2

Câu 2:

1) So sánh hai phản ứng sau, phản ứng nào diễn ra thuận lợi hơn?

            2Na(s) + O₂(g) Na₂O(s)                  ∆_rH^o₂₉₈ = – 417,98 KJ  (1)

            1/2H₂(g) + 1/2I₂(s)  HI(g)               ∆_rH^o₂₉₈ = +26,48 kJ  (2)

Phản ứng 1 diễn ra thuận lợi hơn phản ứng hai do phản ứng 1 là phản ứng toả nhiệt còn phản ứng 2 là phản ứng thu nhiệt

2) Cho biết phản ứng: CaCO₃(s) → CaO(s) + CO₂(g)  có   ∆_rH^o₂₉₈ = 178,29 kJ.(1)

– Phản ứng này thuận lợi hay không thuận lợi?

– So sánh mức độ thuận lợi diễn ra phản ứng với phản ứng của I₂ với H₂.

                 1/2H₂(g) + 1/2I₂(s)  HI(g)               ∆_rH^o₂₉₈ = +26,48 kJ  (2)

Trả lời: – Phản ứng 1 không thuận lợi vì phản ứng đó là phản ứng thu nhiệt

             – Phản ứng 2 thuận lợi hơn phản ứng một do  ∆_rH^o_{298 dương} và nhỏ hơn

Nhóm 3:

Câu 3:

1) Phân tử hemoglobin (Hb) trong máu nhận O₂ ở phổi để chuyển thành HbO₂. Chất này theo máu tới các bộ phận cơ thể, tại đó HbO₂ lại chuyển thành Hb và O₂ (để cung cấp O₂ cho các hoạt động sinh hoá cần thiết trong cơ thể). Nếu trong không khí có lẫn carbon monoxide (CO), cơ thể nhanh chóng bị ngộ độc. Chúng ta có thể lí giải điều này thông qua các số liệu thực nghiệm sau:

Hb + O₂ HbO₂                                       ∆_rH^o₂₉₈ = –33,05 kJ

Hb + CO  HbCO                                     ∆_rH^o₂₉₈ = –47,28 kJ

HbO₂ + CO  HbCO + O₂                         ∆_rH^o₂₉₈ = –14,23 kJ

HbCO + O₂  HbO₂ + CO                          ∆_rH^o₂₉₈ =  14,23 kJ

Trả lời :Nếu có nhiều CO thì Hb + CO  HbCO xảy ra rất thuận lợi do ∆_rH^o₂₉₈ càng âm và phản ứng HbCO + O₂  HbO₂ + CO càng khó xảy ra do   ∆_rH^o₂₉₈ dương

2)Giải thích vì sao để giữ ấm cơ thể, trước khi lặn, người ta thường uống nước mắm cốt (loại nước mắm chứa nhiều chất đạm)

Nhóm 4:

Câu 4:

1)Khi đốt cháy tờ giấy hay đốt lò than ta cần thực hiện giai đoạn khơi mào như thế nào?

2) Vì sao khi nung vôi, người ta phải xếp đá vôi lẫn với than trong lò

Phiếu học tập số 3

Nhóm 1

1. Tính biến thiên enthalpy phản ứng theo enthalpy tạo thành

Giả sử có phản ứng tổng quát:

aA + bB → mM + nN

Biên thiên enthalpy chuẩn của phản ứng này tính được theo công thức:

∆_rH^o₂₉₈= m.∆_fH^o₂₉₈(M) + n.∆_fH^o₂₉₈(N) – a.∆_fH^o₂₉₈ (A) – b.∆_fH^o₂₉₈(B)

……………………………………………………………………………………

Nhóm 2

2. Tính biến thiên enthalpy phản ứng theo năng lượng liên kết

Giả sử có phản ứng tổng quát:

aA + bB → mM + nN

Biên thiên enthalpy chuẩn của phản ứng này tính được theo công thức:

……………………………………………………………………………………

Phiếu học tập số 4

Nhóm 1:

Ví dụ 1:Tính biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng sau:

                        2NaCl(s) → 2Na(s) + Cl₂(g)

Ví dụ 2: Tính biến thiên enthalpy của phản ứng sau:

C₈H₁₈(g) + 25/2O₂(g) → 8CO₂(g)+ 9H₂O(l)

Phản ứng  đốt cháy hoàn toàn 1 mol methane (CH₄) có giá trị ∆_rH^o₂₉₈= – 890,36 kJ. Theo em, vì sao hiện nay không sử dụng CH₄ để thay thế xăng?

Nhóm 2:

Ví dụ 3: Tính biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng sau:

Ví dụ 4: Phản ứng quang hợp là phản ứng thu năng lượng dưới dạng ánh sáng:

6CO₂(g) + H₂O(l) ® C₆H₁₂O₆(s) + O₂(g)

Hãy tính xem cần phải cung cấp bao nhiêu năng lượng dưới dạng ánh sáng cho phản ứng quang hợp để tạo thành 1 mol glucose C₆H₁₂O₆(s), biết enthalpy tạo thành chuẩn của chất này là –1271.1 kJ/mol.

O2 Education gửi các thầy cô link download giáo án

Hoặc xem thêm giáo án hoá 10 cả năm, chuyên đề học tập và các loại kế hoạch tại

Tổng hợp giáo án và các chuyên đề học tập hoá học 10