Tính phản ứng 1.1 · Đo lường biến thiên enthalpy

Trọng tâm SL được hỗ trợ. Kỳ thi đầu tiên 2025; văn bản hiện tại đã thu thập; hướng dẫn Hóa học đầy đủ chưa thu thập. Các yêu cầu còn lại về hướng dẫn, kỳ thi và thực hành giữ nguyên các hạn chế đã ghi nhận.

Yêu cầu tiên quyết: đọc các đại lượng và đơn vị được nêu, sử dụng phép tính toán và các điều kiện mô hình dưới đây. Mỗi bài học sẽ phát triển phương pháp riêng trước khi chuyển giao độc lập.

Đây là các ví dụ giảng dạy gốc hoặc được ghi rõ là hư cấu, không phải là các phép đo thực tế hay các nghiên cứu đánh giá học viên đã hoàn tất.

Giải thích hiện tượng này là gì?

• Một cốc nóng lên khi hai dung dịch phản ứng. Độ tăng nhiệt độ đo năng lượng truyền sang môi trường xung quanh; nó không bằng trực tiếp với biến thiên enthalpy.
• Bắt đầu bằng một dự đoán. Nêu rõ các đại lượng hoặc đặc điểm bạn sẽ so sánh, sau đó quyết định bằng chứng nào có thể phân biệt hai lời giải thích.

Xây dựng mô hình

• Phản ứng tỏa nhiệt truyền năng lượng ra môi trường. Phản ứng hấp nhiệt thu năng lượng từ môi trường. Việc phá vỡ liên kết cần năng lượng; việc hình thành liên kết giải phóng năng lượng.
• tỏa nhiệt: Truyền năng lượng ra môi trường xung quanh; biến thiên enthalpy: Biến đổi nhiệt ở áp suất không đổi cho một quá trình xác định.

Chọn bằng chứng để kiểm định mô hình

• Sử dụng công thức: năng lượng truyền = khối lượng × nhiệt dung riêng × độ thay đổi nhiệt độ. Chuyển joule sang kilojoule trước khi chia cho lượng phản ứng. Biến thiên enthalpy mol tỏa nhiệt mang dấu âm.
• Sử dụng vật liệu cách nhiệt và đậy nắp, đo nhiệt độ ban đầu nhất quán, khuấy đều và ghi lại chuỗi nhiệt độ theo thời gian. Ước lượng nhiệt độ phản ứng bằng phương pháp ngoại suy thích hợp thay vì bỏ qua sự mát lạnh trong quá trình đo.

Bắt đầu từ các đại lượng đã biết

• Nêu các giá trị đã biết và đơn vị của chúng. Chọn công thức vì các giả thiết của nó phù hợp với trường hợp này, sau đó biến đổi trước khi thay số.
• Đã biết: 100 g dung dịch tăng nhiệt độ 5.0 °C; nhiệt dung riêng là 4.18 J/g.°C. q = mcΔT. q = 100 × 4.18 × 5.0 = 2,090 J = 2.09 kJ. Nếu 0.050 mol phản ứng, ΔH = -q/n = -2.09/0.050 = -41.8 kJ/mol.

Ví dụ:

50 g nước tăng 4 °C. Sử dụng c = 4.2 J trên gam mỗi độ để tìm q. Áp dụng cùng quy trình: đại lượng đã biết → mô hình → hệ thức → thế số → đơn vị và diễn giải.

Kiểm tra kết luận và giới hạn của nó

• Mất nhiệt thường làm giảm độ tăng nhiệt độ quan sát được. Dung dịch nhận nhiệt và phản ứng mất nhiệt có dấu ngược nhau.
• Quay trở lại quan sát ban đầu. Giải thích kết quả hỗ trợ điều gì, những điều kiện nào mà nó giả định, và một cách để kiểm chứng một giải thích cạnh tranh.

Cảnh báo:

Phá vỡ liên kết giải phóng năng lượng. Phát biểu này sai: Mất nhiệt thường làm giảm độ tăng nhiệt độ quan sát được. Dung dịch nhận nhiệt và phản ứng mất nhiệt có dấu ngược nhau.

Tóm tắt:

Nhiệt lượng học và năng lượng hóa học: Sử dụng năng lượng truyền = khối lượng × nhiệt dung riêng × độ thay đổi nhiệt độ. Chuyển đổi từ joule sang kilojoule trước khi chia cho lượng chất tham gia phản ứng. Độ biến thiên enthalpy mol của phản ứng tỏa nhiệt có dấu âm.