Khi làm thí nghiệm, làm thế nào để biết một phản ứng là tỏa nhiệt hay thu nhiệt?

Khi đun nóng ống nghiệm đựng KMnO₄ ( thuốc tím), nhiệt của ngọn lửa làm cho KMnO₄ bị nhiệt phân, tạo ra hỗn hợp bột màu đen:

2KMnO₄ →  K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

Em hãy dự đoán phản ứng này tỏa nhiệt hay thu nhiệt.

Theo dõi sự thay đổi nhiệt độ của phản ứng trung hòa

Chuẩn bị: dung dịch HCl 0,5 m, dung dịch NaOH 0,5 M, 1 cốc 150 mL, giá treo nhiệt kế, nhiệt kế (có dải đo đến 100⁰C), que khuấy và 2 ống đong 100 ml.

Tiến hành:

- Dùng ống đong lấy 50 mL dung dịch HCl 0,5 M cho vào cốc phản ứng, lắp nhiệt kế lên giá sao cho đầu nhiệt kế nhúng vào dung dịch trong cốc (Hình 17.1). Đọc nhiệt độ dung dịch.

- Dùng ống đong khác lấy 50 mL dung dịch NaOH 0,5M cho vào cốc phản ứng. Khuấy nhẹ.

Theo dõi sự thay đổi nhiệt độ của dung dịch và trả lời câu hỏi:

1. Nhiệt độ trên nhiệt kế thay đổi như thế nào sau khi rót dung dịch NaOH vào cốc?

Phản ứng trung hòa là tỏa nhiệt hay thu nhiệt?

2. Trong thí nghiệm trên, nếu thay các dung dịch HCl và NaOH bằng các dung dịch loãng hơn thì nhiệt độ thay đổi như thế nào so với thí nghiệm trên?

Cho các phương trình nhiệt hóa học:

 Trong các phản ứng trên, phản ứng nào tỏa nhiệt, phản ứng nào thu nhiệt?

Phản ứng tôi vôi tỏa ra nhiệt lượng rất lớn, có thể làm sôi nước. Hãy nêu các biện pháp để đảm bảo an toàn khi thực hiện quá trình tối vôi.

Cho các phản ứng sau:

(1) Phản ứng nung vôi: CaCO₃ → CaO + CO₂

(2) Phản ứng than cháy trong không khí: C + O₂ → CO₂

Trong hai phản ứng trên, phản ứng nào là tỏa nhiệt, phản ứng nào là thu nhiệt?

Thí nghiệm 1: Đặt một nhiệt kế vào trong cốc thủy tinh chứa khoảng 50 mL dung dịch hydrochloric acid (HCl) 1M (hình 14.1). Khi nhiệt độ trong cốc ổn định, ghi nhiệt độ ban đầu. Thêm vào cốc khoảng 1 gam magnesium oxide (MgO) rồi dùng đũa thủy tinh khuấy liên tục. Quan sát hiện tượng phản ứng và ghi lại sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình phản ứng.

Thí nghiệm 2: Lặp lại thí nghiệm với bộ dụng cụ và cách tiến hành như trên, nhưng thay bằng khoảng 50 mL dung dịch CH₃COOH 5% (giấm ăn) và khoảng 5 gam baking soda (sodium hydrogen carbonate, NaHCO₃). Quan sát và ghi lại sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình phản ứng.

Viết phương trình hóa học xảy ra ở hai thí nghiệm trên và cho biết phản ứng nào là tỏa nhiệt, phản ứng nào là thu nhiệt.

Dự đoán các phản ứng sau là tỏa nhiệt hay thu nhiệt?

a) Nung NH₄Cl(s) tạo ra HCl(g) và NH₃(g).

b) Cồn cháy trong không khí.

c) Phản ứng thủy phân collagen thành gelatin (là một loại protein dễ tiêu hóa) diễn ra khi hầm xương động vật.

Lấy ví dụ một số phản ứng xảy ra trong tự nhiên có kèm theo sự tỏa nhiệt hoặc thu nhiệt mà em biết.

Những loại phản ứng nào sau đây cần phải cung cấp năng lượng trong quá trình phản ứng?

(a) Phản ứng tạo gỉ kim loại

(b) Phản ứng quang hợp

(c) Phản ứng nhiệt phân

(d) Phản ứng đốt cháy

Một số phản ứng khi xảy ra sẽ làm nóng môi trường xung quanh, một số khác lại làm lạnh môi trường xung quanh. Em hãy cho biết sự khác biệt cơ bản giữa hai loại phản ứng này.

Hầu như mọi phản ứng hóa học cũng như quá trình chuyển thể của chất luôn kèm theo sự thay đổi năng lượng 

Trong cả 2 ví dụ đều có phản ứng xảy ra với sự thay đổi năng lượng. Theo em, phản ứng có kèm theo sự thay đổi năng lượng dưới dạng nhiệt năng đóng vai trò gì trong đời sống?

Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra ở Hình 13.1 và nêu nhận xét về sự thay đổi nhiệt của phản ứng đó

Thực hiện thí nghiệm 1. Nêu hiện tượng xảy ra. Rút ra kết luận về sự thay đổi nhiệt độ chất lỏng trong cốc. Giải thích

Khi thả viên vitamin C sủi vào cốc nước như Hình 13.3, em hãy dự đoán sự thay đổi nhiệt độ của nước trong cốc

Trong phản ứng nung đá vôi (CaCO₃), nếu ngừng cung cấp nhiệt, phản ứng có tiếp tục xảy ra không?

Thực hiện thí nghiệm 2. Nêu hiện tượng trước và sau khi đốt nóng hỗn hợp. Nếu ngừng đốt nóng thì phản ứng có xảy ra không?

Thanh sắt được nung nóng, dát mỏng, kéo dài thành dây sắt. Sau đó tiếp tục nung nóng dây sắt thì thu được chất bột màu nâu. Hãy chỉ ra đâu là hiện tượng vật lí, đâu là hiện tượng hóa học.

Khi pha loãng 100 mL H₂SO₄ đặc bằng nước thấy cốc đựng dung dịch nóng lên. Vậy quá trình pha loãng H₂SO₄ đặc là quá trình thu nhiệt hay tỏa nhiệt?

 Theo em, khi pha loãng H₂SO₄ đặc nên cho từ từ H₂SO₄ đặc vào nước hay ngược lại? Vì sao?

Mỗi quá trình sau đây là thu nhiệt hay tỏa nhiệt?

(1) H₂O (lỏng, ở 25^oC) → H₂O (hơi, ở 100^oC)

(2) H₂O (lỏng, ở 25^oC) → H₂O (rắn, ở 0^oC).

(3) CaCO₃ (Đá vôi) \(\xrightarrow{Nung}\) CaO + CO₂.

(4) Khí methane (CH₄) cháy trong oxygen.

Phát biểu nào sau đây đúng?

A. Điều kiện chuẩn là điều kiện ứng với áp suất 1 bar (với chất khí), nồng độ 1 mol L^-1 (đối với chất tan trong dung dịch) và nhiệt độ thường được chọn là 298 K.

B. Điều kiện chuẩn là điều kiện ứng với nhiệt độ 298 K.

C. Áp suất 760 mmHg là áp suất ở điều kiện chuẩn.

D. Điều kiện chuẩn là điều kiện ứng với áp suất 1 atm, nhiệt độ 0°C.

Những phát biểu nào sau đây là không đúng?

A. Trong phòng thí nghiệm, có thể nhận biết một phản ứng thu nhiệt hoặc toả nhiệt bằng cách đo nhiệt độ của phản ứng bằng một nhiệt kế.

B. Nhiệt độ của hệ phản ứng sẽ tăng lên nếu phản ứng thu nhiệt.

C. Nhiệt độ của hệ phản ứng sẽ tăng lên nếu phản ứng toả nhiệt.

D. Nhiệt độ của hệ phản ứng sẽ giảm đi nếu phản ứng toả nhiệt.

E. Nhiệt độ của hệ phản ứng sẽ giảm đi nếu phản ứng thu nhiệt.

Những phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Tất cả các phản ứng cháy đều toả nhiệt.

B. Phản ứng toả nhiệt là phản ứng giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt.

C. Tất cả các phản ứng mà chất tham gia có chứa nguyên tố oxygen đều toả nhiệt.

D. Phản ứng thu nhiệt là phản ứng hấp thụ năng lượng dưới dạng nhiệt.

E. Lượng nhiệt mà phản ứng hấp thụ hay giải phóng không phụ thuộc vào điều kiện thực hiện phản ứng và thể tồn tại của chất trong phản ứng.

G. Sự cháy của nhiên liệu (xăng, dầu, khí gas, than, gỗ,...) là những ví dụ về phản ứng thu nhiệt vì cần phải khơi mào.

Cho 2 sơ đồ biểu diễn sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian của phản ứng (1) và (2). Sơ đồ nào chỉ quá trình thu nhiệt và sơ đồ nào chỉ quá trình toả nhiệt. Giải thích.

Khi đun nóng muối ammonium nitrate bị nhiệt phân theo phương trình:

NH₄NO₃ -> N₂O + 2H₂O

Hãy dự đoán phản ứng trên là toả nhiệt hay thu nhiệt.

Hãy nêu 1 phản ứng toả nhiệt và 1 phản ứng thu nhiệt mà em biết.

Các quá trình sau đây là tỏa nhiệt hay thu nhiệt?

a) Nước hóa rắn.

b) Sự tiêu hoá thức ăn.

c) Quá trình chạy của con người.

d) Khí CH₄ đốt ở trong lò.

e) Hoà tan KBr vào nước làm cho nước trở nên lạnh.

g) Sulfuric acid đặc khi thêm vào nước làm cho nước nóng lên.

Dựa vào phương trình nhiệt hoá học của các phản ứng sau

CS₂(l) + 3O₂(g) -> CO₂(g) + 2SO₂(g)    \({\Delta _r}H_{298}^0 =  - 1110,21kJ\) (1)

CO₂(g) -> CO(g) + \(\frac{1}{2}\)O₂(g)        \({\Delta _r}H_{298}^0 =  + 280,00kJ\) (2)            

Na(s) + 2H₂O(l) -> NaOH(aq) + H₂(g)            \({\Delta _r}H_{298}^0 =  - 367,50kJ\) (3)   

ZnSO₄(s) -> ZnO(s) + SO₃(g)                         \({\Delta _r}H_{298}^0 =  + 235,21kJ\) (4)   

  Cặp phản ứng thu nhiệt là

A. (1) và (2).  

B (3) và (4).   

C. (1) và (3).  

D. (2) và (4).

Dựa vào phương trình nhiệt hoá học của phản ứng sau:

      CO₂(g) -> CO(g) + \(\frac{1}{2}\)O₂(g)        \({\Delta _r}H_{298}^0 =  + 280kJ\)

Giá trị \({\Delta _r}H_{298}^0\) của phản ứng: 2CO₂(g) " 2CO(g) + O₂(g) là:

A. +140 kJ.                

B. -1120 kJ.                

C. +560 kJ.                 

D. -420 kJ.