BÀI 15. Ý NGHĨA VÀ CÁCH TÍNH BIẾN THIÊN ENTHALPY PHẢN ỨNG HOÁ HỌC

I. MỤC TIÊU:

1. Kiến thức:  Học xong bài này, HS đạt các yêu cầu sau:

·      Kể được một số phản ứng trong đời sống là phản ứng thu nhiệt và toả nhiệt, ứng dụng của mỗi phản ứng.

·      Trình bày ý nghĩa về dấu và giá trị của biến thiên enthalpy trong phản ứng thu nhiệt và toả nhiệt

·      So sánh được hai loại phản ứng thu nhiệt và toả nhiệt, ý nghĩa thực tế trong đời sống.

·      Viết được các biểu thức tính biến thiên enthalpy phản ứng theo enthalpy tạo thành và theo năng lượng liên kết, tính giá trị ∆rH0298 phản ứng thành thạo.

2. Năng lực

- Năng lực chung:

·      Năng lực tự chủ và tự học: Kĩ năng tìm hiểu thông tin trong SGK và trong đời sống để tìm hiểu về các loại phản ứng thu nhiệt và toả nhiệt

·      Năng lực giao tiếp và hợp tác: Hoạt động nhóm một cách hiệu quả theo đúng yêu cầu của GV, đảm bảo các thành viên trong nhóm đều được tham gia và trình bày báo cáo.

·      Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo: học sinh tính được biến thiên enthalpy theo hai cách,dựa vào đó để nêu được các ứng dụng thực tế trong đời sống

- Năng lực riêng:

·      Năng lực nhận thức hóa học: học sinh đặt được các yêu cầu sau:

 + So sánh được hai loại phản ứng thu nhiệt và toả nhiệt, ý nghĩa thực tế trong đời   sống.

  +  Viết được các biểu thức tính biến thiên enthalpy phản ứng theo enthalpy tạo thành và theo năng lượng liên kết, tính giá trị ∆rH0298 thành thạo

·      Năng lực tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ hóa học: Vận dụng vào các phản ứng thu nhiệt và toả nhiệt để giải thích được tại sao trong thực tế và đời sống chúng ta sử dụng nó vào các lĩnh đó.

·      Năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: để giải thích đượcngười ta dùng C2H2 trong đèn xì hàn cắt kim loại, giải thích vì sao để  giữ ấm cơ thể người ta thường uống nước mắm cốt…

3. Phẩm chất

·      Tham gia tích cực hoạt động nhóm phù hợp với khả năng của bản thân.

·      Cẩn thận trung thực và thực hiện an toàn trong quá trình làm thực hành.

·      Có niềm say mê, hứng thú với việc khám phá và học tập hóa học.

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU

1. Đối với GV:  SGK, Tài liệu giảng dạy, giáo án PPT, các phiếu học tập.

 2. Đối với HS: SGK, vở ghi, giấy nháp, đồ dùng học tập (bút, thước...), bảng nhóm, bút viết bảng nhóm.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG (MỞ ĐẦU)

a) Mục tiêu: HS ôn lại các phản ứng thu nhệt và toả nhiệt, enthalpy tạo thành và biến thiên enthalpy của phản ứng hoá học.

b) Nội dung: HS hoạt động cá nhân, xác định định nhiệm vụ học tập: Nhận biết sự phân bố electron vào các lớp vỏ nguyên tử.

c) Sản phẩm: Câu trả lời của HS cho câu hỏi.

d) Tổ chức thực hiện:

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

Cho hai phản ứng đốt cháy:

(1) C(s) + O2(g) → CO2 (g)              ∆rH0298 = -393,5 kJ

(2) 2Al (s) +  O2 (g) → Al2O3 (s)    ∆rH0298 = -1675,7 kJ

Ở điều kiện chuẩn, cùng với một khối lượng C và Al, chất nào khi cháy tỏa ra nhiều nhiệt hơn?

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS quan sát và chú ý lắng yêu cầu và đưa ra đáp án.

Bước 3: Báo cáo, thảo luận:

- Các HS xung phong phát biểu trả lời.

Bước 4: Kết luận, nhận xét:

Đáp án: Al cháy tỏa ra nhiều nhiệt hơn.

- GV nhận xét, đánh giá và dẫn dắt vào bài: Bài 15: Ý nghĩa và cách tính biến thiên enthalpy phản ứng hóa học.

B. HÌNH THÀNH KIẾN THỨC MỚI

Hoạt động 1: Tìm hiểu về lớp và phân lớp electron

a) Mục tiêu:

l   Trình bày ý nghĩa về dấu và giá trị của biến thiên enthalpy trong phản ứng thu nhiệt và toả nhiệt.

l   So sánh được hai loại phản ứng thu nhiệt và toả nhiệt, ý nghĩa thực tế trong đời sống.

b) Nội dung: HS làm việc theo nhóm, thực hiện yêu cầu của GV, hình thành nên kiến thức.

c) Sản phẩm: Đáp án của HS cho các câu hỏi, yêu cầu của GV về ý nghĩa về dấu và giá trị của biến thiên enthalpy của phản ứng.

d) Tổ chức thực hiện:   

HĐ CỦA GV VÀ HS

SẢN PHẨM DỰ KIẾN

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ: - GV yêu cầu HS hoạt động nhóm 4,  Hs trả lời phiếu học tập số 1 gồm ba câu hỏi mỗi nhóm trả lời đầy đủ ba câu hỏi . Phiếu học tập số 1 HS điền vào dấu chấm sau PHẢN ỨNG TỎA NHIỆT PHẢN ỨNG THU NHIỆT   Lượng nhiệt này gọi là biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng, có giá trị ………………..   rHo298 < 0 Giá trị càng âm, phản ứng toả ra ……………………….   Lượng nhiệt này gọi là biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng, có giá trị ……………… rHo298 > 0 Giá trị càng dương, phản ứng thu vào ……………………….. Câu 2: Xác định dấu rHo298 trong các phản ứng được thể hiện trong hai hình dưới đây                 Câu 3: Lập bảng so sánh phản ứng thu nhiệt và phản ứng toả nhiệt   Phản ứng toả nhiệt Phản ứng thu nhiệt Giai đoạn khơi mào     Giai đoạn tiếp diễn         Sau khi các nhóm thảo luận,trình bày, gv nhận xét,tổng kết lại nội dung chính của phiếu học tập số 1 học sinh tiếp tục hoạt động nhóm trả lời câu hỏi củng cố cho phiếu học tập số 2 . Gv chia nhóm trả lời câu hỏi: Nhóm 1: câu 1 Nhóm 2: câu 2 Nhóm 3: câu 3 Nhóm 4: câu 4 Phiếu học tập số 2 Câu  1: Tại sao trong thực tế, người ta sử dụng C2H2 trong đèn xì hàn cắt kim loại mà không dùng CH4.Cho phản ứng đốt cháy methane và acetylene: CH4(g) + 2O2(g) ® CO2(g) + 2H2O(l)          ∆rHo298 = –890,36 kJ C2H2(g) + 5/2O2(g) ® 2CO2(g) + H2O(l)    ∆rHo298 = –1299,58 k Câu 2: 1) So sánh hai phản ứng sau, phản ứng nào diễn ra thuận lợi hơn?           2Na(s) + O2(g) Na2O(s)                  ∆rHo298 = – 417,98 KJ  (1)           1/2H2(g) + 1/2I2(s)  HI(g)               ∆rHo298 = +26,48 kJ  (2) 2) Cho biết phản ứng: CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)  có   ∆rHo298 = 178,29 kJ.(1) - Phản ứng này thuận lợi hay không thuận lợi? - So sánh mức độ thuận lợi diễn ra phản ứng với phản ứng của I2 với H2.                  1/2H2(g) + 1/2I2(s)  HI(g)               ∆rHo298 = +26,48 kJ  (2) Câu 3: 1) Phân tử hemoglobin (Hb) trong máu nhận O2 ở phổi để chuyển thành HbO2. Chất này theo máu tới các bộ phận cơ thể, tại đó HbO2 lại chuyển thành Hb và O2 (để cung cấp O2 cho các hoạt động sinh hoá cần thiết trong cơ thể). Nếu trong không khí có lẫn carbon monoxide (CO), cơ thể nhanh chóng bị ngộ độc. Chúng ta có thể lí giải điều này thông qua các số liệu thực nghiệm sau: Hb + O2 HbO2                                ∆rHo298 = –33,05 kJ Hb + CO  HbCO                               ∆rHo298 = –47,28 kJ HbO2 + CO  HbCO + O2                               ∆rHo298 = –14,23 kJ HbCO + O2  HbO2 + CO                                ∆rHo298 =  14,23 kJ 2)Giải thích vì sao để giữ ấm cơ thể, trước khi lặn, người ta thường uống nước mắm cốt (loại nước mắm chứa nhiều chất đạm) Câu 4: 1)Khi đốt cháy tờ giấy hay đốt lò than ta cần thực hiện giai đoạn khơi mào như thế nào? 2) Vì sao khi nung vôi, người ta phải xếp đá vôi lẫn với than trong lò   Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ: - HS theo dõi SGK, chú ý nghe, tiếp nhận kiến thức. - HS thảo luận nhóm suy nghĩ trả lời câu hỏi. Bước 3: Báo cáo, thảo luận: - Đại diện nhóm HS hoặc HS giơ tay phát biểu hoặc lên bảng trình bày. - Một số HS khác nhận xét, bổ sung cho bạn. Bước 4: Kết luận, nhận định: - GV nhận xét kết quả thảo luận nhóm, thái độ làm việc. - GV tổng quát lưu ý lại kiến thức trọng tâm và yêu cầu HS ghi chép đầy đủ vào vở.

1:Ý nghĩa về dấu và giá trị của biến thiên enthalpy phản ứng Phản ứng toả nhiệt Phản ứng thu nhiệt Lượng nhiệt này gọi là biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng, có giá trị âm rHo298 < 0 Giá trị càng âm, phản ứng toả ra càng nhiều nhiệt Lượng nhiệt này gọi là biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng, có giá trị dương rHo298 > 0 Giá trị càng dương, phản ứng thu vào càng nhiều nhiệt 2: Xác định dấu của ∆rHo298 của phản ứng được thể hiện trong hai sơ đồ dưới đây.                                                          rHo298 < 0                      rHo298 > 0 3: So sánh hai loại phản ứng   Phản ứng toả nhiệt Phản ứng thu nhiệt Giai đoạn khơi mào Có thể có ,có thể không cần khơi mào tuỳ phản ứng cụ thể Hầu hết các phản ứng cần thiết khơi mào( đun hoặc đốt nóng Giai đoạn tiếp diễn Hầu hết các phản ứng không cần phải tiếp tục đun hoặc đốt nóng Hầu hết các phản ứng cần phải tiếp tục đun hoặc đốt nóng                         Câu 1: do lượng nhiệt sinh ra từ C2H2 nhiều gấp 1,5 làn lượng nhiệt sinh ra từ CH4 Câu 2: (1)Phản ứng 1 diễn ra thuận lợi hơn phản ứng hai do phản ứng 1 là phản ứng toả nhiệt còn phản ứng 2 là phản ứng thu nhiệt (2)- Phản ứng 1 không thuận lợi vì phản ứng đó là phản ứng thu nhiệt. - Phản ứng 2 thuận lợi hơn phản ứng một do  ∆rHo298 dương và nhỏ hơn. Câu 3: Nếu có nhiều CO thì Hb + CO  HbCO xảy ra rất thuận lợi do ∆rHo298 càng âm và phản ứng HbCO + O2  HbO2 + CO càng khó xảy ra do ∆rHo298 dương - Giải thích vì sao để giữ ấm cơ thể,  người ta thường uống nước mắm cốt: Khi uống nước mắm, thường là mắm cốt với độ đạm cao, đồng nghĩa với chứa rất nhiều acid amin. Các acid amin này sẽ đc hấp thu nhanh chóng vào cơ thể cung cấp năng lượng. Giúp cơ thể có nguyên liệu để tăng sinh nhiệt. Cùng với đó, lượng muối trong nước mắm thường rất cao. Khi uống vào sẽ khiến huyết áp tăng lên. Tim làm việc nhiều hơn để bơm lượng máu lớn hơn đi khắp cơ thể. Nước là chất giữ nhiệt tốt nên việc máu tăng lưu lượng giúp nhanh chóng điều hòa nhiệt độ cả cơ thể, nhanh chóng vận chuyển năng lượng đến các mô. Từ đó giúp cho cơ thể không bị lạnh.  Câu 4: (1) Đốt nóng để gây phản ứng cho một lượng nhỏ chất ban đầu sau đó phản ứng tỏa nhiệt có thể tự tiếp diễn. (2) Vì phản ứng nung vôi là phản ứng thu nhiệt từ quá trình đốt cháy than nên nếu không xếp lẫn than thì phản ứng nung sẽ không tiếp diễn.