Tính biến thiên Enthalpy của phản ứng hóa học

Phản ứng hóa học xảy ra khi có sự phá vỡ các liên kết hoá học của chất đầu (cđ) và hình thành các liên kết hoá học của sản phẩm (sp). Sự phá vỡ các liên kết cần cung cấp năng lượng, sự hình thành các liên kết lại giải phóng năng lượng.

Cho phản ứng tổng quát ở điều kiện chuẩn:

aA(g) + bB(g) → mM(g) + nN(g)

Tính của phản ứng khi biết các giá trị năng lượng liên kết (E_b) theo công thức:

Điều kiện áp dụng: Áp dụng cho phản ứng trong đó các chất đều có liên kết cộng hoá trị ở thể khí khi biết giá trị năng lượng liên kết của tất cả các chất trong phản ứng.

Tổng quát:

= E_b​(cđ) − E_b​(sp)

Trong đó:

E_b​(cđ) là tổng năng lượng liên kết trong phân tử chất đầu.

E_b​(sp) là tổng năng lượng liên kết trong phân tử sản phẩm.

Ví dụ: Tính của phản ứng N₂H₄(g) → N₂(g) + 2H₂(g) biết:

E_{(N - H)} = 391 kJ/mol; E_{(N ≡N)} = 945 kJ/mol; E_{(H - H)} = 432 kJ/mol; E_{(N - N)} = 160 kJ/mol.

Hướng dẫn giải:

N₂H₄(g) → N₂(g) + 2H₂(g)

Cấu tạo phân tử  N₂H₄:

Ta có:

= E_b​(cđ) − E_b​(sp)

               = 1x (1xE_{N - N)} + 4xE_{(N - H)}) - (1x E_(N≡N) + 2xE_{(H - H)})

               = 1x160 + 4x391 - (945 + 2x432)

               = -85 kJ.

Cho phương trình hoá học tổng quát:

aA + bB → MM + nN

Có thể tính được biến thiên enthalpy chuẩn của một phản ứng hoá học khi biết các giá trị của tất cả các chất đầu và sản phẩm theo công thức sau:

Tổng quát:

Trong đó:

(sp) là tổng enthalpy tạo thành ở điều kiện chuẩn tương ứng của sản phẩm. 

(cđ) là tổng enthalpy tạo thành ở điều kiện chuẩn tương ứng của chất đầu. 

Ví dụ:  Xét quá trình đốt cháy khí propane C₃H₈(g): 

 C₃H₈(g) + 5O₂(g)   3CO₂(g) + 4H₂O(g) 

Tính của dựa vào nhiệt tạo thành của hợp chất, biết: 

(C₃H₈(g)) = -105,00 kJ/mol; (CO₂(g)) = -393,50 kJ/mol; (H₂O(g)) = -241,82 kJ/mol. 

Hướng dẫn giải:

= (sp) - (cđ)

              = 3(CO₂(g)) + 2(H₂O(g)) - 1(C₃H₈(g))  - 5(O₂(g))

              =  3x(-393,50) + 2x(-241,82) - 1x(-105,00) - 5x0

              = -1559,14 kJ.