Skip to content · ⁨Bỏ qua nội dung⁩

Chemical energetics · ⁨Năng lượng hóa học⁩

IGCSE Chemistry · ⁨Hóa học IGCSE⁩ · Topic 5 · ⁨Chủ đề 5⁩

Video lesson for this topic · ⁨Bài học video cho chủ đề này⁩ Open the video page · ⁨Mở trang video⁩
5:51

Nhiệt động học

Bẻ một que phát sáng, nó sẽ lên đèn. Nắm một túi sưởi tay, nó sẽ nóng lên. Mở một gói lạnh tức thì, nó trở nên băng giá. Trong mọi trường hợp, một phản ứng hóa học đang…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨Giọng đọc tiếng Anh · phụ đề tiếng Anh + 中文 được ghi trực tiếp⁩

5.1

Exothermic and endothermic reactions · ⁨Phản ứng tỏa nhiệt và thu nhiệt⁩

Syllabus · ⁨Chương trình⁩
English
Core Supplement
1 State that an exothermic reaction transfers thermal energy to the surroundings leading to an increase in the temperature of the surroundings 4 State that the transfer of thermal energy during a reaction is called the enthalpy change, $\Delta H$, of the reaction. $\Delta H$ is negative for exothermic reactions and positive for endothermic reactions
2 State that an endothermic reaction takes in thermal energy from the surroundings leading to a decrease in the temperature of the surroundings
5 Define activation energy, $E_a$, as the minimum energy that colliding particles must have to react
3 Interpret reaction pathway diagrams showing exothermic and endothermic reactions 6 Draw and label reaction pathway diagrams for exothermic and endothermic reactions using information provided, to include: (a) reactants (b) products (c) enthalpy change of the reaction, $\Delta H$ (d) activation energy, $E_a$
7 State that bond breaking is an endothermic process and bond making is an exothermic process and explain the enthalpy change of a reaction in terms of bond breaking and bond making
8 Calculate the enthalpy change of a reaction using bond energies
Tiếng Việt
Cốt lõi Bổ sung
1 Nêu rằng phản ứng tỏa nhiệt truyền nhiệt năng ra môi trường xung quanh dẫn đến sự tăng nhiệt độ của môi trường xung quanh 4 Nêu rằng sự truyền tải nhiệt năng trong một phản ứng được gọi là biến thiên enthalpy, $\Delta H$, của phản ứng. $\Delta H$ là âm đối với phản ứng tỏa nhiệt và dương đối với phản ứng thu nhiệt
2 Nêu rằng phản ứng thu nhiệt hấp thụ nhiệt năng từ môi trường xung quanh dẫn đến sự giảm nhiệt độ của môi trường xung quanh
5 Định nghĩa năng lượng hoạt hóa, $E_a$, là năng lượng tối thiểu mà các hạt va chạm phải có để phản ứng xảy ra
3 Giải thích sơ đồ đường đi phản ứng thể hiện các phản ứng tỏa nhiệt và thu nhiệt 6 Vẽ và ghi nhãn sơ đồ đường đi phản ứng cho các phản ứng tỏa nhiệt và thu nhiệt dựa trên thông tin đã cho, bao gồm: (a) chất tham gia (b) sản phẩm (c) biến thiên enthalpy của phản ứng, $\Delta H$ (d) năng lượng hoạt hóa, $E_a$
7 Nêu rằng phá vỡ liên kết là quá trình thu nhiệt và hình thành liên kết là quá trình tỏa nhiệt và giải thích biến thiên enthalpy của phản ứng dựa trên sự phá vỡ và hình thành liên kết
8 Tính toán biến thiên enthalpy của phản ứng sử dụng năng lượng liên kết

Source: Cambridge International syllabus · ⁨Nguồn: Chương trình Cambridge International⁩

English
Reaction profile: exothermic energy change

In every chemical reaction, energy is transferred. The reaction is either exothermic or endothermic, depending on which way the energy moves.

  • An exothermic reaction 放热反应 gives out thermal energy 热能 to the surroundings 环境. So the temperature of the surroundings goes up.
  • An endothermic reaction 吸热反应 takes in thermal energy from the surroundings. So the temperature of the surroundings goes down.

Examples of exothermic reactions are combustion 燃烧 (burning a fuel) and neutralisation 中和 (an acid reacting with an alkali). An example of an endothermic reaction is the thermal decomposition 分解 of a compound (breaking it down using heat).

Tiếng Việt
Đồ thị tiến trình phản ứng: biến đổi năng lượng tỏa nhiệt
Lửa trại đang thiêu đốt gỗ
Thiêu đốt gỗ là quá trình tỏa nhiệt, giải phóng nhiệt vào môi trường xung quanh.

Trong mọi phản ứng hóa học, năng lượng đều được chuyển giao. Phản ứng có thể là tỏa nhiệt hoặc thu nhiệt, tùy thuộc vào chiều di chuyển của năng lượng.

  • Một phản ứng tỏa nhiệt giải phóng nhiệt năng vào môi trường xung quanh. Do đó, nhiệt độ môi trường xung quanh tăng lên.
  • Một phản ứng thu nhiệt hấp thụ nhiệt năng từ môi trường xung quanh. Do đó, nhiệt độ môi trường xung quanh giảm xuống.

Ví dụ về phản ứng tỏa nhiệt bao gồm đốt cháy (thiêu đốt nhiên liệu) và trung hòa (axit tác dụng với bazơ). Ví dụ về phản ứng thu nhiệt là sự phân hủy nhiệt của một hợp chất (phân tách nó ra bằng nhiệt).

Hai chiếc nhiệt kế: trong phản ứng tỏa nhiệt chỉ số tăng, trong phản ứng thu nhiệt chỉ số giảm
Phản ứng phóng nhiệt làm nóng môi trường; phản ứng thu nhiệt làm mát chúng
Explore · ⁨Khám phá⁩

Exothermic & endothermic · ⁨Tỏa nhiệt & thu nhiệt⁩

ΔH = products − reactants · ⁨ΔH = tổng năng lượng sản phẩm − tổng năng lượng chất tham gia⁩

Exothermic drops to lower-energy products (releases heat); endothermic climbs to higher. · ⁨Phản ứng tỏa nhiệt đi xuống mức năng lượng thấp hơn (giải phóng nhiệt); phản ứng thu nhiệt đi lên mức cao hơn.⁩

Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
English Tiếng Việt
exothermic reaction/eɡzəˈðɜːmɪk rɪˈækʃn/ phản ứng tỏa nhiệt
thermal energy/ˈθɜːml ˈenədʒi/ năng lượng nhiệt
surroundings/səˈraʊndɪŋz/ môi trường xung quanh
endothermic reaction/ˌendəʊˈθɜːmɪk rɪˈækʃn/ phản ứng thu nhiệt
combustion/kəmˈbʌstʃn/ combustion
neutralisation/ˌnjuːtrəlaɪˈzeɪʃn/ trung hòa
decomposition/ˌdiːkɒmpəˈzɪʃn/ decomposition
enthalpy change/enˈθælpi tʃeɪndʒ/ biến thiên enthalpy
activation energy/ˌæktɪˈveɪʃn ˈenədʒi/ năng lượng hoạt hóa
colliding/kəˈlaɪdɪŋ/ va chạm
particles/ˈpɑːtɪklz/ hạt
reaction pathway diagram/rɪˈækʃn ˈpæθweɪ ˈdaɪəɡræm/ sơ đồ đường đi phản ứng
reactants/rɪˈæktənts/ chất tham gia
products/ˈprɒdʌkts/ sản phẩm
bond breaking/bɒnd ˈbreɪkɪŋ/ phá vỡ liên kết
bond making/bɒnd ˈmeɪkɪŋ/ tạo liên kết
5.1

Enthalpy change, ΔH · ⁨Biến thiên enthalpy, ΔH⁩

English

The amount of thermal energy transferred in a reaction is called the enthalpy change 焓变. It is written as $\Delta H$ and has these signs:

  • $\Delta H$ is negative for an exothermic reaction, because energy leaves the chemicals.
  • $\Delta H$ is positive for an endothermic reaction, because energy is taken in.
Tiếng Việt

Lượng nhiệt năng được chuyển giao trong một phản ứng gọi là biến đổi enthalpy. Nó được ký hiệu là $\Delta H$ và có các dấu sau:

  • $\Delta H$ là âm đối với phản ứng tỏa nhiệt, vì năng lượng thoát ra khỏi chất tham gia phản ứng.
  • $\Delta H$ là dương đối với phản ứng thu nhiệt, vì năng lượng được hấp thụ vào.
Ngọn lửa Bunsen cung cấp năng lượng: biến đổi enthalpy ΔH là nhiệt lượng truyền đi ở áp suất không đổi
Ngọn lửa Bunsen cung cấp năng lượng: biến đổi enthalpy ΔH là nhiệt lượng truyền đi ở áp suất không đổi
5.1

Activation energy · ⁨Năng lượng hoạt hóa⁩

English

Particles do not react every time they meet. The activation energy 活化能 ($E_a$) is the smallest amount of energy that colliding 碰撞 particles 粒子 must have before they can react. It is like a hill the particles must get over before the reaction can happen.

Tiếng Việt

Các hạt không phản ứng mỗi lần chúng va chạm. Năng lượng hoạt hóa ($E_a$) là lượng năng lượng nhỏ nhất mà các hạt va chạm phải có trước khi chúng có thể phản ứng. Nó giống như một ngọn đồi mà các hạt phải vượt qua trước khi phản ứng xảy ra.

Explore · ⁨Khám phá⁩

Activation energy · ⁨Năng lượng kích hoạt⁩

Ea = the energy barrier · ⁨Ea = rào cản năng lượng⁩

Every reaction must climb the activation-energy barrier before products can form. · ⁨Mọi phản ứng đều phải vượt qua rào cản năng lượng hoạt hóa trước khi sản phẩm có thể hình thành.⁩

5.1

Reaction pathway diagrams · ⁨Sơ đồ tiến trình phản ứng⁩

English

A reaction pathway diagram 反应进程图 shows how the energy changes as a reaction happens. Energy is on the vertical axis, and the progress of the reaction is on the horizontal axis.

  • The line starts at the energy level of the reactants 反应物.
  • It rises over a 'hill' — the height of this hill is the activation energy $E_a$.
  • It then falls or rises to the energy level of the products 生成物.
  • The gap between the reactant level and the product level is the enthalpy change $\Delta H$.

For an exothermic reaction, the products are lower than the reactants, so energy is given out and $\Delta H$ is negative.

For an endothermic reaction, the products are higher than the reactants, so energy is taken in and $\Delta H$ is positive.

Tiếng Việt

Một sơ đồ tiến trình phản ứng cho thấy cách năng lượng thay đổi khi phản ứng diễn ra. Năng lượng nằm trên trục tung, và sự tiến triển của phản ứng nằm trên trục hoành.

  • Đường kẻ bắt đầu từ mức năng lượng của các chất tham gia phản ứng.
  • Nó đi lên qua một 'ngọn đồi' — độ cao của ngọn đồi này chính là năng lượng hoạt hóa $E_a$.
  • Sau đó nó đi xuống hoặc đi lên đến mức năng lượng của các sản phẩm.
  • Khoảng cách giữa mức năng lượng của chất tham gia phản ứng và mức năng lượng của sản phẩm chính là biến đổi enthalpy $\Delta H$.

Đối với phản ứng tỏa nhiệt, sản phẩm ở mức thấp hơn so với chất tham gia phản ứng, do đó năng lượng được giải phóng và $\Delta H$ mang dấu âm.

Đối với phản ứng thu nhiệt, sản phẩm ở mức cao hơn so với chất tham gia phản ứng, do đó năng lượng được hấp thụ và $\Delta H$ mang dấu dương.

Hai sơ đồ tiến trình phản ứng: một phản ứng tỏa nhiệt với sản phẩm nằm dưới chất tham gia và một phản ứng thu nhiệt với sản phẩm nằm trên
Phản ứng tỏa nhiệt kết thúc ở vị trí thấp hơn nơi bắt đầu ($\Delta H<0$); phản ứng thu nhiệt kết thúc ở vị trí cao hơn ($\Delta H>0$)
Explore · ⁨Khám phá⁩

Reaction pathway diagrams · ⁨Sơ đồ đường phản ứng⁩

Drag ΔH and the activation energy. Exothermic releases energy; endothermic takes it in; the hump is the energy barrier. · ⁨Kéo ΔH và năng lượng kích hoạt. Phản ứng tỏa nhiệt giải phóng năng lượng; phản ứng thu nhiệt hấp thụ nó; đỉnh gồ là rào cản năng lượng.⁩

5.1

Bonds and energy · ⁨Liên kết và năng lượng⁩

English

A reaction involves breaking the bonds in the reactants and making new bonds in the products.

  • Bond breaking 断键 takes in energy, so it is an endothermic step.
  • Bond making 成键 gives out energy, so it is an exothermic step.

The bond energy 键能 is the energy needed to break one mole of a particular bond. You can use bond energies to find the enthalpy change:

$$\Delta H = (\text{energy to break all bonds}) - (\text{energy released making all bonds})$$

If more energy is given out making bonds than is taken in breaking bonds, the reaction is exothermic ($\Delta H$ negative). If less energy is given out, it is endothermic ($\Delta H$ positive).

Worked example

For the reaction $\text{H}_2 + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{HCl}$, use these bond energies (in kJ/mol): H–H $= 436$, Cl–Cl $= 242$, H–Cl $= 431$.

Bonds broken: one H–H and one Cl–Cl $= 436 + 242 = 678$.

Bonds made: two H–Cl $= 2 \times 431 = 862$.

$$\Delta H = 678 - 862 = -184 \text{ kJ/mol}$$

The answer is negative, so this reaction is exothermic.

Tiếng Việt
Bếp gas Bunsen với ngọn lửa màu xanh
Việc phá vỡ và hình thành liên kết chuyển giao năng lượng — ngọn lửa cung cấp năng lượng ở đây.

Một phản ứng liên quan đến việc phá vỡ các liên kết trong chất tham gia phản ứng và tạo ra các liên kết mới trong sản phẩm.

  • Phá vỡ liên kết hấp thụ năng lượng, do đó đây là bước thu nhiệt.
  • Tạo liên kết giải phóng năng lượng, do đó đây là bước tỏa nhiệt.

Năng lượng liên kết là năng lượng cần thiết để phá vỡ một mol một loại liên kết cụ thể. Bạn có thể sử dụng năng lượng liên kết để tìm biến đổi enthalpy:

$$\Delta H = (\text{energy to break all bonds}) - (\text{energy released making all bonds})$$

Nếu nhiều năng lượng được giải phóng khi tạo liên kết hơn so với năng lượng hấp thụ khi phá vỡ liên kết, phản ứng là tỏa nhiệt ($\Delta H$ âm). Nếu ít năng lượng được giải phóng hơn, phản ứng là thu nhiệt ($\Delta H$ dương).

Ví dụ tính toán

Đối với phản ứng $\text{H}_2 + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{HCl}$, sử dụng các năng lượng liên kết sau (đơn vị kJ/mol): H–H $= 436$, Cl–Cl $= 242$, H–Cl $= 431$.

Các liên kết bị phá vỡ: một H–H và một Cl–Cl $= 436 + 242 = 678$.

Các liên kết được tạo thành: hai H–Cl $= 2 \times 431 = 862$.

$$\Delta H = 678 - 862 = -184 \text{ kJ/mol}$$

Kết quả mang dấu âm, do đó phản ứng này là tỏa nhiệt.

Sơ đồ mức năng lượng cho hydro cộng với clo tạo thành hiđro clorua: đi lên để phá vỡ liên kết, sau đó đi xuống sâu hơn để tạo liên kết, kết thúc thấp hơn điểm xuất phát
Phá vỡ liên kết hấp thụ năng lượng ($+678$); tạo liên kết giải phóng nhiều hơn ($-862$); do đó $\Delta H = -184$ kJ/mol
Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
English Tiếng Việt
bond energy/bɒnd ˈenədʒi/ năng lượng liên kết
5.1

Exam tips · ⁨Mẹo làm bài thi⁩

English
  • Exothermic gives out heat, so the surroundings warm up and $\Delta H$ is negative; endothermic takes in heat, so the surroundings cool and $\Delta H$ is positive.
  • Bond breaking takes energy in (endothermic); bond making gives energy out (exothermic). Use $\Delta H = (\text{energy to break bonds}) - (\text{energy released making bonds})$.
  • If more energy is released making bonds than is used breaking them, the reaction is exothermic. Always check the sign of your final answer.
  • On a reaction pathway diagram, an exothermic reaction ends lower than it starts; an endothermic one ends higher. The height of the hill is the activation energy.
Tiếng Việt
  • Phản ứng tỏa nhiệt giải phóng nhiệt, nên môi trường xung quanh ấm lên và $\Delta H$ mang dấu âm; phản ứng thu nhiệt hấp thụ nhiệt, nên môi trường xung quanh mát đi và $\Delta H$ mang dấu dương.
  • Phá vỡ liên kết hấp thụ năng lượng (thu nhiệt); tạo liên kết giải phóng năng lượng (tỏa nhiệt). Sử dụng $\Delta H = (\text{energy to break bonds}) - (\text{energy released making bonds})$.
  • Nếu nhiều năng lượng được giải phóng khi tạo liên kết hơn so với năng lượng tiêu tốn khi phá vỡ liên kết, phản ứng là tỏa nhiệt. Luôn kiểm tra dấu của đáp án cuối cùng.
  • Trên sơ đồ tiến trình phản ứng, một phản ứng tỏa nhiệt kết thúc ở mức thấp hơn so với lúc bắt đầu; một phản ứng thu nhiệt kết thúc ở mức cao hơn. Độ cao của ngọn đồi chính là năng lượng hoạt hóa.

Interactive lessons on this topic · ⁨Bài học tương tác về chủ đề này⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨Làm theo từng bước, kèm theo bài tập kiểm tra ngay lập tức.⁩

Past Papers · ⁨Đề thi cũ⁩

More topics in IGCSE Chemistry · ⁨Hóa học IGCSE⁩ · ⁨Nhiều chủ đề hơn trong IGCSE Chemistry · ⁨Hóa học IGCSE⁩⁩

Log in or create account · ⁨Đăng nhập hoặc tạo tài khoản⁩

IGCSE, A-Level & AP