Phản ứng tỏa nhiệt và thu nhiệt: định nghĩa, ví dụ, phương trình nhiệt hóa học và bài tập có đáp án
Phản ứng tỏa nhiệt và thu nhiệt: tỏa nhiệt giải phóng nhiệt ra môi trường (ΔH < 0), thu nhiệt hấp thụ nhiệt từ môi trường (ΔH > 0). Ví dụ đốt cháy, nung vôi, phương trình nhiệt hóa học, cách nhận biết và bài tập có đáp án Hóa 10.
Phản ứng tỏa nhiệt và thu nhiệt là gì?
Phản ứng tỏa nhiệt và thu nhiệt là hai loại phản ứng phân theo trao đổi nhiệt với môi trường. Phản ứng tỏa nhiệt giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt, làm môi trường nóng lên; phản ứng thu nhiệt hấp thụ nhiệt từ môi trường, làm môi trường lạnh đi.
Phản ứng tỏa nhiệt
- Đốt cháy nhiên liệu: $\ce{C + O2 -> CO2}$.
- Phản ứng trung hòa acid - base: $\ce{HCl + NaOH -> NaCl + H2O}$.
- Vôi sống tác dụng với nước: $\ce{CaO + H2O -> Ca(OH)2}$.
- Phản ứng nổ, phản ứng giữa kim loại kiềm với nước.
Phản ứng thu nhiệt
- Nung đá vôi: $\ce{CaCO3 -> CaO + CO2}$.
- Nhiệt phân $\ce{KMnO4}$, $\ce{KClO3}$.
- Tổng hợp $\ce{NO}$ từ $\ce{N2 + O2}$ ở nhiệt độ rất cao.
- Hòa tan $\ce{NH4NO3}$ trong nước làm lạnh cốc.
Phương trình nhiệt hóa học ghi kèm trạng thái chất và $\Delta_rH$:
$$\ce{C(s) + O2(g) -> CO2(g)} \quad \Delta_rH^\circ_{298} = -393{,}5\ \text{kJ}$$
$$\ce{CaCO3(s) -> CaO(s) + CO2(g)} \quad \Delta_rH^\circ_{298} = +178\ \text{kJ}$$
Ví dụ 1
Phản ứng $\ce{N2(g) + O2(g) -> 2NO(g)}$ có $\Delta_rH = +180{,}6$ kJ. Đây là loại phản ứng gì?
$\Delta_rH > 0$ nên là phản ứng thu nhiệt.
Ví dụ 2
Vì sao đốt cháy than cần mồi lửa mà vẫn là phản ứng tỏa nhiệt?
Mồi lửa chỉ cung cấp năng lượng hoạt hóa để phản ứng bắt đầu; tổng thể phản ứng vẫn giải phóng nhiều nhiệt hơn.
Xem bài: Phân loại phản ứng hóa học vô cơ
Những lỗi thường gặp
Bài tập thực hành
- Phản ứng nào là phản ứng tỏa nhiệt: (a) đốt cháy xăng, (b) nung đá vôi, (c) trung hòa $\ce{HCl}$ bằng $\ce{NaOH}$?
- Phản ứng có $\Delta_rH = -92$ kJ là loại gì?
- Cho ví dụ một quá trình thu nhiệt hằng ngày.
- Vì sao phải ghi trạng thái chất trong phương trình nhiệt hóa học?
- Hòa tan $\ce{NaOH}$ rắn vào nước thấy cốc nóng lên. Quá trình này tỏa hay thu nhiệt?
Đáp án
- (a) và (c).
- Tỏa nhiệt.
- Nung vôi, nhiệt phân, hòa tan $\ce{NH4NO3}$ (cốc lạnh đi).
- Vì cùng phản ứng nhưng trạng thái khác nhau cho $\Delta_rH$ khác nhau.
- Tỏa nhiệt.
Tổng kết
Bài học liên quan
Bài tiếp theo: Enthalpy tạo thành và biến thiên enthalpy chuẩn
Xem tất cả bài học chủ điểm Năng lượng hóa học
Câu hỏi thường gặp
Phản ứng tỏa nhiệt là gì?
Là phản ứng giải phóng nhiệt ra môi trường, $\Delta_rH < 0$.
Phản ứng thu nhiệt là gì?
Là phản ứng hấp thụ nhiệt từ môi trường, $\Delta_rH > 0$.
Ví dụ phản ứng tỏa nhiệt?
Đốt cháy nhiên liệu, trung hòa acid - base, $\ce{CaO + H2O}$.
Ví dụ phản ứng thu nhiệt?
Nung đá vôi $\ce{CaCO3}$, nhiệt phân $\ce{KMnO4}$.