Mở đầu
Muốn tính nhiệt của nhiều phản ứng mà không cần thực hiện trực tiếp, cần một mốc năng lượng chung. Nhiệt tạo thành chuẩn của chất cung cấp mốc đó.
Nhiệt tạo thành chuẩn
**Nhiệt tạo thành** $\Delta_fH$ của một chất là biến thiên enthalpy của phản ứng tạo thành **1 mol** chất đó từ các đơn chất ở dạng bền vững nhất trong điều kiện xác định.
Nhiệt tạo thành chuẩn $\Delta_fH^\circ_{298}$ được xác định ở điều kiện chuẩn. Ví dụ:
$$\mathrm{H_2(g)+\frac12O_2(g)\rightarrow H_2O(l)}$$
$$\Delta_fH^\circ_{298}[\mathrm{H_2O(l)}]=-285{,}8\ \mathrm{kJ/mol}.$$
Phương trình phải tạo đúng 1 mol chất cần xét.
Kiểm tra nhanh
Phương trình nào biểu diễn phản ứng tạo thành chuẩn của 1 mol H₂O(l)?
Phương trình tạo 2 mol nước.
Phương trình tạo đúng 1 mol H₂O(l) từ các đơn chất bền H₂ và O₂.
Chất đầu không phải các đơn chất.
H và O nguyên tử không phải dạng đơn chất bền chuẩn.
Lời giải
**Cách làm**
Phản ứng tạo thành chuẩn phải tạo đúng 1 mol H₂O(l) từ H₂(g) và O₂(g), nên dùng hệ số $\frac12$ trước O₂.
Quy ước bằng không
Nhiệt tạo thành chuẩn của đơn chất ở dạng bền vững nhất được quy ước bằng 0, ví dụ:
$$\Delta_fH^\circ_{298}[\mathrm{O_2(g)}]=0.$$
Không suy rộng cho mọi dạng của đơn chất. Carbon graphite là dạng bền dùng làm mốc chuẩn; kim cương không có nhiệt tạo thành chuẩn bằng 0 theo quy ước này.
Biến thiên enthalpy gắn với phương trình
$\Delta_rH$ phụ thuộc đúng vào chiều, hệ số và trạng thái chất trong phương trình.
Nếu tạo 1 mol H₂O(l) có $\Delta H=-285{,}8$ kJ thì:
- tạo 2 mol H₂O(l): $\Delta H=-571{,}6$ kJ;
- phân hủy 1 mol H₂O(l) theo chiều ngược: $\Delta H=+285{,}8$ kJ.
Đảo chiều phản ứng làm đổi dấu $\Delta H$; nhân toàn bộ hệ số với số $k$ thì cũng nhân $\Delta H$ với $k$.
Ví dụ mẫu: Dạng bền của carbon
Cho phản ứng:
$$\mathrm{C(diamond)\rightarrow C(graphite)}\qquad\Delta_rH^\circ=-1{,}9\ \mathrm{kJ}.$$
Phản ứng tỏa nhiệt nên graphite có mức năng lượng thấp hơn và bền hơn kim cương ở điều kiện chuẩn. Vì vậy khi viết phản ứng tạo thành chuẩn của CO₂, carbon được lấy ở dạng graphite.
Luyện tập
Giá trị nào được quy ước bằng 0 ở điều kiện chuẩn?
O₂(g) là dạng bền chuẩn của oxygen.
Nước là hợp chất.
Carbon dioxide là hợp chất.
Phản ứng giữa các đơn chất vẫn có thể tỏa hoặc thu nhiệt.
Lời giải
**Cách làm**
Nhiệt tạo thành chuẩn của đơn chất ở dạng bền nhất được quy ước bằng 0; O₂(g) thỏa điều kiện này.
Ghi nhớ
- Nhiệt tạo thành chuẩn là biến thiên enthalpy khi tạo đúng 1 mol chất từ các đơn chất bền chuẩn.
- Nhiệt tạo thành chuẩn của đơn chất bền nhất bằng 0.
- Biến thiên enthalpy luôn gắn với chiều, hệ số và trạng thái trong phương trình cụ thể.
Đang học