SKKN Một số kinh nghiệm dạy tốt bài hiệu ứng nhiệt của phản ứng Lớp 10 Phân ban

SỞ GIÁO DỤC – ĐÀO TẠO TỈNH NINH THUẬN 
TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN 
---------- —¶– ---------- 
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 
MỘT SỐ KINH NGHIỆM DẠY 
TỐT BÀI HIỆU ỨNG NHIỆT CỦA 
PHẢN ỨNG LỚP 10 PHÂN BAN 
Người thực hiện: Nguyễn Trung Quốc 
Chức vụ: Hiệu Trưởng 
Dạy: Môn Hóa Học 
Tp. Phan Rang – Thp chm, tháng 4 năm 2010 
I. Hoàn cảnh nẩy sinh sáng kiến, kinh nghiệm : 
Một trong những xu hướng đổi mới phương pháp dạy học hiện nay là “ dạy 
học hướng vào người học”. Trên tinh thần đó, trong soạn giảng giáo viên cần 
chuẩn bị thật khéo léo và kỹ lưỡng, chọn lọc cả nội dung, cả phương pháp; giáo 
viên là người hướng dẫn, tổ chức để học sinh tích cực hoạt động tự mình tìm tòi, 
phát hiện và chiếm lĩnh kiến thức, từ đó học sinh có được niềm say mê học tập. 
Mỗi phản ứng hóa học đều kèm theo sự biến đổi năng lượng do sự khác nhau 
về năng lượng của các nguyên tử, phân tử giữa các chất phản ứng và sản phẩm. 
Năng lượng đó được thể hiện dưới nhiều dạng khác nhau, đặc biệt là nhiệt năng 
.Làm thế nào để học sinh hiểu và nắm vững phương pháp giải toán để xác định 
nhiệt của các phản ứng hóa học? Qua thực tế giảng dạy tôi xin đưa ra một số kinh 
nghiệm nhỏ của mình về 2 vấn đề: 
- Sử dụng định luật Hess như thế nào để giải các bài toán về nhiệt hóa học. 
- Một số dạng bài tập vận dụng định luật Hess. 
II. Qui trình thực hiện : 
Trong qúa trình thực hiện, tôi đã rút ra được một số kinh nghiệm như sau : 
* Đầu mỗi mục lớn là những nội dung lý thuyết căn bản. Tiếp đó là một số 
ví dụ, một số bài tập đã được lựa chọn nhằm giúp các em học sinh hiểu kiến thức 
sâu hơn và nâng cao kỹ năng vận dụng kiến thức. 
* Cuối cùng là một số bài tập nâng cao có lời giải tạo điều kiện cho các em 
tự bồi dưỡng để thi đại học, học sinh giỏi tỉnh và quốc gia. 
I. Phương trình trạng thái khí lí tưởng: 
Nếu có n mol khí ở áp suất p, nhiệt độ T, chiếm thể tích V thì phương trình 
trạng thái khí lí tưởng có dạng: 
 PV = nRT = 
M
m RT 
Trong đó: m : là khối lượng của khí (g) 
 M: Khối lượng mol của khí (g/mol) 
 R : là hằng số khí lí tưởng , R = 0,082 l3.atm.K-1.mol 
 V : là thể tích (l) 
 T : là nhiệt độ tuyệt đối ( T = t0C + 273) 
 P : là áp suất (atm) 
Lưu ý: R là hằng số phụ thuộc vào đơn vị 
 - P (N/m2) , V (cm3) Þ R = 8,314 N.m/K.mol hay 8,314 J/K.mol ( vì 1 N.m 
= 1J) 
 - Vì 1 cal = 4,18 J Þ R = 1,987 cal/K.mol 
 - P (mmHg) , V (ml) , 1 atm = 760 mmHg Þ R = 62400 mmHg. ml/ K.mol 
 II. Ap suất riêng phần của khí ( Pi) 
Nếu trong 1 bình kín có 1 hỗn hợp khí (không tham gia phản ứng với nhau) 
thì mỗi khí gây nên một áp suất gọi là áp suất riêng phần của khí đó và được kí 
hiệu là Pi . Nếu gọi V là thể tích của hỗn hợp khí (bằng thể tích của bình đựng). Ta 
có: 
 Pchung = å Pi = 
V
RTniå 
 Pi = ni 
V
RT hoặc Pi = xi P với xi = 
i
i
n
n
å
 Pi = 
100
ia .P 
Trong đó: V là t2 của hỗn hợp khí 
 P là áp suất chung của hỗn hợp khí 
 xi là nồng độ phần mol của khí i trong hỗn hợp 
 ni là số mol khí i trong hỗn hợp chiếm ai% thể tích hỗn hợp 
 Pi là áp suất riêng phần của khí i 
Bài tập 1: Trộn 2 lít khí O2 với 3 lít khí N2 có cùng áp suất 1 atm được 5 lít hỗn 
hợp. Tính áp suất riêng phần của từng khí trong hỗn hợp? 
Giải: PO 2 = 5
2 . 1 = 0,4 atm; PN 2 = 5
3 . 1 = 0,6 atm 
Bài tập 2: Một bình kín dung tích 8,96 lít chứa 4,8g O2 ; 6,6g CO2 và 2,8g hợp 
chất khí A . Ở 27,3oC áp suất chung của hỗn hợp khí là 1,1 atm 
 a/ Tính P riêng phần của mỗi khí ? 
 b/ Tính MA? 
 c/ Biết A là hợp chất có 2 nguyên tố có ti lệ khối lượng giữa 2 nguyên tố là 
3/4 . Định CTPT của A? 
Giải: 
a/ nO 2 = 0,15 mol ; nCO 2 = 0,15 mol. Ap suất riêng phần mỗi 
khí: 
 PO 2 = PCO 2 = V
RTnO2 = 0,4125 atm 
 Ta có: PO 2 + PCO 2 + PA = 1,1 Þ PA = 0,275 atm 
 b/ nA = 0,1 mol Þ MA = 28 g/mol 
 c/ Đặt A: Xx Yy 
 mX = x MX 
 mY = yMY 
Từ: 
Y
X
m
m
 = 
4
3
 mX = 12 = xMX 
 mX + mY = 28 mY = 16 = yMY 
Lập bảng chọn x = 1, y = 1 , MX = 12 (C ) và MY = 16 (O) Þ A: 
CO 
III. Nhiệt hóa học: 
- Một phản ứng hóa học xảy ra thường có sự trao đổi nhiệt với môi trường 
xung quanh: 
 + Phản ứng tỏa nhiệt là phản ứng nhường nhiệt cho môi trường 
 + Phản ứng thu nhiệt là phản ứng nhận nhiệt của môi trường 
- Nhiệt hóa học là ngành hóa học nghiên cứu nhiệt của các phản ứng hóa 
học. 
1/ Nhiệt phản ứng: 
a) Nhiệt lượng tỏa ra hay hấp thụ của 1 phản ứng hóa học được gọi là hiệu 
ứng nhiệt của phản ứng. Đơn vị: KJ / mol hay Kcal / mol. 
Thực nghiệm cho biết với mỗi phản ứng, giá trị nhiệt lượng đo được phụ 
thuộc vào: 
- Cách tiến hành đo ( Vd: Trong điều kiện đẳng tích hay đẳng áp) 
- Trạng thái của tác chất cũng như sản phẩm 
b) Hiệu ứng nhiệt phản ứng, đo ở điều kiện thể tích không đổi, được gọi là 
hiệu ứng nhiệt đẳng tích. 
Hiệu ứng nhiệt đẳng tích = biến thiên nội năng của hệ (DU) 
c) Hiệu ứng nhiệt phản ứng, đo ở điều kiện áp suất không đổi, được gọi là 
hiệu ứng nhiệt đẳng áp. 
Hiệu ứng nhiệt đẳng áp = biến thiên ENTANPI của hệ (DH) 
* Quy ước về dấu: 
Phản ứng tỏa nhiệt: DH < 0 ; DU < 0 
Phản ứng thu nhiệt: DH > 0 ; DU > 0 
Vd1: 2CO )(K + O2 )(K ® 2CO2 )(K DU = – 563,50 KJ 
 2CO )(K + O2 )(K ® 2CO2 )(K DH = – 565,98 KJ 
Vd2: C (r) + 
2
1 O2 )(K ® CO2 )(K DH = – 395,41 KJ 
C (r) + 
2
1 O2 )(K ® CO2 )(K DH = – 571,68 KJ 
*DH được dùng nhiều hơn DU vì phản ứng thường xảy ra ở áp suất không 
đổi 
Ghi chú: 
Þ 
Kim cương 
Than chì 
 - Khi viết phương trình nhiệt hóa học, ta cần lưu ý: 
+ Hệ số của phương trình: 
H2 )(K + 2
1 O2 )(K ® H2O(lỏng) DH = – 285,84 KJ 
2H2 )(K + O2 )(K ® 2H2O(lỏng) DH = – 571,68 KJ 
+ Nếu áp suất và nhiệt độ tại đó xác định giá trị entanpi. Ap suất 1 atm, nhiệt 
độ 250C (hay 289K) được gọi là áp suất tiêu chuẩn và nhiệt độ tiêu chuẩn nhiệt 
động lực học. 
Vd: H2 )(K + 2
1 O2 )(K ® H2O (lỏng) DH
0
298 = - 285,84 KJ 
- Điều kiện chuẩn của phản ứng: 1 phản ứng hóa học được gọi là ở điều kiện 
chuẩn khi mỗi chất trong phản ứng ( kể cả các chất tham gia và sản phẩm phản ứng 
) là nguyên chất ở áp suất 1 atm; nếu là chất tan trong dung dịch thì nồng độ của 
mỗi chất (hoặc ion) là 1 M và nhiệt độ của các chất đều bằng nhau 
2/ Quan hệ giữa DH và DU : Ở nhiệt độ và áp suất không đổi, 
Ta có: DH = DU + RTDn 
 Dn = å n khí (cuối) – å n khí (đầu) 
 8,314 J/ mol.K 
 1,987 cal/ mol.K 
Bài tập: Khi 1 mol CH3OH chúng ở 298K và ở thể tích không đổi theo phản 
ứng: 
 CH3OH(lỏng) + 
2
3 O2 )(K ® CO2 )(K + 2H2O(lỏng) nó giải phóng ra 173,63 Kcal nhiệt. 
Tính DH của phản ứng? 
Giải: DU = - 173,63 (phản ứng tỏa nhiệt nên năng lượng của hệ giảm, DH 
< 0) 
Khi tiến hành phản ứng ở điều kiện P, T = Const, ta có: 
DH = DU + RTDn 
R = 1,987.10-3 Kcal / mol.K 
Dn = nCO 2 – nO 2 = 1 – 2
3 = – 0,5 
Þ DH = – 173,945 Kcal 
IV. Định luật Hess : 
1/ Định luật Hess: 
Nhiệt của 1 phản ứng hóa học chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu của phản ứng 
và trạng thái cuối của sản phẩm phản ứng, không phụ thuộc vào các giai đoạn 
trung gian, nghĩa là không phụ thuộc vào con đường tiến hành phản ứng (Nói cách 
khác DH và DU của phản ứng là các hàm trạng thái) 
R = 
 Tác chất 
 DH1 
 DH2 DH1 = DH2 
= DH3 
DH3 
Vd: Từ graphit có thể điều chế CO2 bằng 2 cách: 
C1: C(gr) + O2 )(K ® CO2 )(K DH 
C2: C(gr) + 
2
1 O2 )(K ® CO )(K DH1 
 CO
)(K
+ 
2
1 O2 )(K ® CO2 )(K DH2 
Theo định luật Hess, ta có DH = DH1 + DH2 
C (gr) CO2 (K) 
 DH1 + ½ O2 + ½ O2 DH2 
 CO(K) 
 2/ Hệ quả 
- Entanpi của phản ứng thuận = Entanpi của phản ứng nghịch nhưng ngược 
dấu 
DHt = – DHn 
Vd: CO
)(K + 2
1 O2 )(K ® CO2 )(K DH
0
298 = – 283 KJ 
CO2 )(K ® CO )(K + 2
1 O2 )(K DH
0
298 = + 283 KJ 
- Hiệu ứng nhiệt của 1 quá trình vòng (chu trình) bằng 0 
3/ Ứng dụng của định luật Hess 
Thiết lập một quá trình vòng gồm nhiều giai đoạn , trong đó 1 là quá trình 
đang xét và DH của tất cả các giai đoạn còn lại đều đã biết 
Vd: Xác định DH của phản ứng: 
S(r) + 
2
3 O2 )(K ® SO3 )(K (1) DH1 ? 
Biết S(r) + O2 )(K ® SO2 )(K (2) DH2 = – 297 Kcal / mol 
SO2 + 
2
1 O2 )(K ® SO3 )(K (3) DH3 = – 98,2 Kcal / 
mol 
Giải: * Cách1: 
Sản phẩm 
+ O2 
DH 
 - Từ những dữ kiện của bài toán, ta có thể lập sơ đồ sau: 
 TTĐ TTC 
 S(r) + 
2
3 O2 )(K (1) SO3 )(K 
 + O2 (K) DH2 DH3 + ½ O2 (K) 
 (2) (3) 
 SO2 (K) 
- Định luật Hess có : DH1 = DH2 + DH3 = – 395,2 Kcal / mol 
 * Cách 2: (tổ hợp cân bằng) 
- Cộng phương trình (2) và phương trình (3) thu được phương trình (1) 
S(r) + O2 )(K ® SO2 )(K (2) DH2 = – 297 Kcal / mol 
SO2 + 
2
1 O2 )(K ® SO3 )(K (3) DH3 = – 98,2 Kcal / mol 
S(r) + 
2
3 O2 )(K ® SO3 )(K (1) DH1 = – 395,2 Kcal / mol 
4/ Quy tắc chung: 
Nếu 1 phản ứng là tổng đại số của 1 số phản ứng thành phần thì DH của nó 
bằng tổng đại số tương ứng của các DH của các phản ứng thành phần đó 
V. Một số đại lượng nhiệt hóa để xác định hiệu ứng nhiệt 
1/ Sinh nhiệt hay nhiệt tạo thành 
- Nhiệt tạo thành của 1 hợp chất là hiệu ứng nhiệt của phản ứng tạo thành 1 
mol chất đó từ các chất bền 
- Nhiệt tạo thành thường được đo trong điều kiện (1atm, 298 K) gọi là nhiệt 
tạo thành tiêu chuẩn hay enpanti tạo thành tiêu chuẩn và kí hiệu DH ott 
Vd: C (r) + O2 )(K ® CO2 )(K DH
0
298 = – 393,51 KJ 
DH ott (CO2, K) = – 393,5 KJ . mol
-1
- Các đơn chất, theo định nghĩa, có entanpi tạo thành mol tiêu chuẩn bằng 0. 
Với đơn chất tồn tại nhiều dạng thù hình, dạng bền nhất được chọn làm chuẩn. Vd: 
với C đó là than chì, với S đó là S tinh thể trực thoi. 
- Công thức: DH0pư = å DH ott ( sản phẩm) – å DH ott (chất phản ứng) 
Bài tập: Tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng: CaO (r) + CO2 )(K ® CaCO3 (r) 
Biết nhiệt tạo thành của các chất 
 Chất CaO (r) CO2 )(K CaCO3 (r) 
 DH 0298 (KJ/mol) – 636 – 394 – 1207 
DH1 
graphit 
Giải: * Cách 1: 
Theo định nghĩa , sinh nhiệt của các chất là hiệu ứng nhiệt của các phản ứng 
sau: 
Ca (r) + 
2
1 O2 )(K ® CaO (r) (1) DH1 = – 636 KJ / 
mol 
C (gr) + O2 )(K ® CO2 )(K (2) DH2 = – 394 
KJ / mol 
 Ca (r) + C (gr) + 
2
3 O2 )(K ® CaCO3 (r) (3) DH3 = – 1207 
KJ / mol 
- Hay có thể lập sơ đồ: