Nhiệt hình thành chuẩn là gì (chi tiết nhất)

Bài viết Nhiệt hình thành chuẩn 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 Nhiệt hình thành chuẩn.

Nhiệt hình thành chuẩn là gì (chi tiết nhất)

1. Nhiệt hình thành chuẩn là gì?

Nhiệt tạo thành chuẩn $\left({\Delta }_f{H}_{298}^o\right)$ là biến thiên enthalpy của phản ứng tạo thành 1 mol chất đó từ các đơn chất ở dạng bền vững nhất ở điều kiện chuẩn.

Nhiệt tạo thành chuẩn của các đơn chất ở dạng bền vững nhất bằng 0, ví dụ:

${\Delta }_f{H}_{298}^o\left(O_2\left(g\right)\right)=0\text{kJ/mol}$

2. Kiến thức mở rộng

Tính biến thiên enthalpy của phản ứng theo nhiệt tạo thành:

Biến thiên enthalpy của phản ứng được xác định bằng hiệu số giữa tổng nhiệt tạo thành các chất sản phẩm (sp) và tổng nhiệt tạo thành của các chất đầu (cd).

Ở điều kiện chuẩn:

${\Delta }_r{H}_{298}^o=\sum {\Delta }_f{H}_{298}^o\left(sp\right)-\sum {\Delta }_f{H}_{298}^o\left(cd\right)$

Trong tính toán cần lưu ý đến hệ số của các chất trong phương trình hóa học.

Ví dụ: Hãy xác định biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng đốt cháy ethane:

${\text{C}}_{\text{2}}{\text{H}}_{\text{6}}\left(\text{g}\right)+\frac{7}{2}{\text{O}}_{\text{2}}\left(\text{g}\right)\stackrel{t^o}{\to }2{\text{CO}}_{\text{2}}\left(\text{g}\right)+3{\text{H}}_{\text{2}}\text{O}\left(\text{l}\right)$

Biết: Nhiệt tạo thành chuẩn C₂H₆; O₂; CO₂; H₂O của lần lượt là: −84,7 kJ/mol; 0 kJ/mol; −393,5 kJ/mol; −285,8 kJ/mol.

Hướng dẫn:

Tổng nhiệt tạo thành các chất đầu là:

$\sum {\Delta }_f{H}_{298}^o\left(cd\right)={\Delta }_f{H}_{298}^o\left({\text{C}}_{\text{2}}{\text{H}}_{\text{6}}\left(\text{g}\right)\right)\times 1+{\Delta }_f{H}_{298}^o\left({\text{O}}_{\text{2}}\left(\text{g}\right)\right)\times \frac{7}{2}$$=(-84,7)\times 1+0\times \frac{7}{2}=-84,7\text{kJ}$

Tổng nhiệt tạo thành các chất sản phẩm là:

$\sum {\Delta }_f{H}_{298}^o\left(sp\right)={\Delta }_f{H}_{298}^o\left({\text{CO}}_{\text{2}}\left(\text{g}\right)\right)\times 2+{\Delta }_f{H}_{298}^o\left({\text{H}}_{\text{2}}\text{O}\left(\text{l}\right)\right)\times 3$

$=(-393,5\times 2)+(-285,8\times 3)=-1644,4\left(\text{kJ}\right)$

Biến thiên enthalpy của phản ứng:

${\Delta }_r{H}_{298}^{°}=\sum {\Delta }_f{H}_{298}^{°}\left(sp\right)-\sum {\Delta }_f{H}_{298}^{°}\left(cd\right)$$=-1644,4-(-84,7)=-1559,7\left(\text{kJ}\right)$

3. Bài tập minh họa

Câu 1. Điều kiện nào sau đây là điều kiện chuẩn đối với chất khí?

A. Áp suất 1 bar và nhiệt độ 25 ^oC hay 298K.

B. Áp suất 1 bar và nhiệt độ 298K.

C. Áp suất 1 bar và nhiệt độ 25 ^oC.

D. Áp suất 1 bar và nhiệt độ 25K.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Điều kiện chuẩn đối với chất khí là áp suất 1 bar và nhiệt độ 25 ^oC hay 298K.

Câu 2. Nhiệt tạo thành chuẩn của một chất là nhiệt lượng tạo thành 1 mol chất đó từ chất nào ở điều kiện chuẩn?

A. những hợp chất bền vững nhất.

B. những đơn chất bền vững nhất.

C. những oxide có hóa trị cao nhất.

D. những dạng tồn tại bền nhất trong tự nhiên.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Nhiệt tạo thành chuẩn của một chất là nhiệt lượng tạo thành 1 mol chất đó từ những đơn chất bền vững nhất ở điều kiện chuẩn

Câu 3. Kí hiệu enthalpy tạo thành (nhiệt tạo thành) của phản ứng ở điều kiện chuẩn là

A. ${\Delta }_r{H}_{298}^o$

B. ${\Delta }_f{H}_{298}^o$

C. ${\Delta }_{r}H$

D. ${\Delta }_{f}H$

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Kí hiệu enthalpy tạo thành (nhiệt tạo thành) của phản ứng ở điều kiện chuẩn là ${\Delta }_f{H}_{298}^o$

Câu 4. Enthalpy tạo thành chuẩn của một đơn chất bền

A. là biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng giữa nguyên tố đó với hydrogen.

B. là biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng giữa nguyên tố đó với oxygen.

C. được xác định từ nhiệt độ nóng chảy của nguyên tố đó.

D. bằng 0.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Enthalpy tạo thành chuẩn của một đơn chất bền bằng 0.

Câu 5. Cho biến thiên enthalpy của phản ứng sau ở điều kiện chuẩn:

CO (g) + $\frac{1}{2}$ O₂ (g) $\to$ CO₂ (g) ${\Delta }_r{H}_{298}^o=-283,0kJ/mol$

Biết nhiệt tạo thành chuẩn của CO₂: ${\Delta }_f{H}_{298}^o\left(C{O}_2\right(g\left)\right)=-393,5kJ/mol.$

Nhiệt tạo thành chuẩn của CO là

A. −110,5 kJ.

B. +110,5 kJ.

C. −141,5 kJ.

D. −221,0 kJ.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

${\Delta }_r{H}_{298}^o={\Delta }_f{H}_{298}^o\left(C{O}_2\right)-{\Delta }_f{H}_{298}^o\left(CO\right)=-283,0kJ$

$\Rightarrow {\Delta }_f{H}_{298}^o\left(CO\right)=283,0-395,5=-110,5\left(kJ\right)$

Câu 6. Cho phản ứng sau: 2SO₂ (g) + O₂ (g) $\to$ 2SO₃ (g)

Biết ${\Delta }_f{H}_{298}^o\left(S{O}_2\right(g\left)\right)=-296,83kJ/mol$, ${\Delta }_f{H}_{298}^o\left(S{O}_3\right(g\left)\right)=-395,72kJ/mol$

Biến thiên enthalpy của phản ứng sau ở điều kiện chuẩn có giá trị là

A. –98,89 kJ.

B. –197,78 kJ.

C. 98,89 kJ.

D. 197,78 kJ.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

${\Delta }_r{H}_{298}^o$ = 2.( −395,72) – 2.( −296,83) – 0 = −197,78 kJ.

Câu 7. Cho phản ứng hoá học xảy ra ở điều kiện chuẩn sau:

2NO₂(g) (đỏ nâu) $\to$ N₂O₄(g) (không màu)

Biết NO₂ và N₂O₄ có ${\Delta }_f{H}_{298}^o$ tương ứng là 33,18 kJ/mol và 9,16 kJ/mol. Điều này chứng tỏ phản ứng

A. toả nhiệt, NO₂ bền vững hơn N₂O₄.

B. thu nhiệt, NO₂ bền vững hơn N₂O₄.

C. toả nhiệt, N₂O₄ bền vững hơn NO₂.

D. thu nhiệt, N₂O₄ bền vững hơn NO₂.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

${\Delta }_r{H}_{298}^o={\Delta }_f{H}_{298}^o\left(N_2{O}_4\right)-2.{\Delta }_f{H}_{298}^o\left(N{O}_2\right)$ = 9,16 – 2.33,18 = –57,2 (kJ) < 0.

⇒ Phản ứng toả nhiệt, N₂O₄ bền hơn NO₂

Câu 8. Methane là thành phần chính của khí thiên nhiên. Xét phản ứng đốt cháy methane:

CH₄ (g) + 2O₂ (g) $\to$ CO₂ (g) + 2H₂O (l) ${\Delta }_r{H}_{298}^o=-890,3kJ$

Biết nhiệt tạo thành chuẩn của CO₂ (g) và H₂O (l) tương ứng là −393,5 kJ/mol và −285,8 kJ/mol.

Nhiệt tạo thành chuẩn của khí methane là

A. 0 kJ.

B. –74,8 kJ.

C. 890,3 kJ.

D. 74,8 kJ.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Ta có: ${\Delta }_r{H}_{298}^o={\Delta }_f{H}_{298}^o\left(C{O}_2\right)+2.{\Delta }_f{H}_{298}^o\left(H_{2}O\right)$$-{\Delta }_f{H}_{298}^o\left(C{H}_4\right)-2{\Delta }_f{H}_{298}^o\left(O_2\right)$

⟺ − 890,3 = (−393,5) + 2.(−285,8) − ${\Delta }_f{H}_{298}^o\left(C{H}_4\right)$

⟹ ${\Delta }_f{H}_{298}^o\left(C{H}_4\right)$ = 890,3 – 393,5 + 2.(−285,8) = − 74,8 kJ/mol

Lưu ý: ${\Delta }_f{H}_{298}^o\left(O_2\right)$ = 0 kJ/mol

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

• Năng lượng liên kết là gì?

• 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?

---