MỤC TIÊU
• Nêu được khái niệm phản ứng hoá học, chất đầu và sản phẩm.
• Nêu được sự sắp xếp khác nhau của các nguyên tử trong phân tử chất đầu và sản phẩm.
• Chỉ ra được một số dấu hiệu chứng tỏ có phản ứng hoá học xảy ra.
• Nêu được khái niệm và đưa ra được ví dụ minh hoạ về phản ứng toả nhiệt, thu nhiệt.
• Trình bày được các ứng dụng phổ biến của phản ứng toả nhiệt (đốt cháy than, xăng, dầu).
TÓM TẮT KIẾN THỨC
💡 Mở đầu
Tôi là NƯỚC đây! Đố các bạn tôi được tạo thành từ nguyên tử của các nguyên tố hoá học nào? Tôi có thể được tạo thành như thế nào?
🌟 Phương pháp giải:
Dựa vào công thức cấu tạo phân tử của nước là H2O để trả lời câu hỏi.
🌟 Lời giải chi tiết:
- Nước được tạo thành từ nguyên tử của các nguyên tố hydrogen (H) và oxygen (O).
- Nước có thể được tạo thành từ phản ứng đốt cháy hydrogen (H2) trong oxygen (O2).
I. PHẢN ỨNG HOÁ HỌC LÀ GÌ?
- Phân tử nước được tạo thành như thế nào? Chúng ta hãy cùng tìm hiểu thí nghiệm sau:
🧪 Đốt cháy khí hydrogen trong không khí tạo ra ngọn lửa màu xanh, sau đó đưa ngọn lửa của khí hydrogen đang cháy vào trong bình đựng khí oxygen (hình 2.1) thì thấy khí hydrogen cháy mạnh hơn, sáng hơn và trên thành bình xuất hiện những giọt nước nhỏ. Ở đây đã diễn ra sự biến đổi hoá học, trong đó xảy ra quá trình biến đổi hydrogen và oxygen tạo thành nước. Quá trình này đã xảy ra phản ứng hoá học.
- Quá trình biến đổi từ chất này thành chất khác gọi là phản ứng hoá học.
+ Chất ban đầu bị biến đổi trong phản ứng được gọi là chất tham gia phản ứng, chất tạo thành sau phản ứng được gọi là chất sản phẩm.
+ Trong thí nghiệm trên, chất tham gia phản ứng là hydrogen và oxygen, chất sản phẩm là nước.
➲ Ví dụ 1: Trong thí nghiệm 2 ở Bài 1, khi đun nóng hỗn hợp bột sắt và bột lưu huỳnh ta được hợp chất iron(II) sulfide (FeS).
+ Chất tham gia phản ứng là sắt và lưu huỳnh.
+ Chất sản phẩm là iron(II) sulfide.
➲ Ví dụ 2: Trong thí nghiệm 3 ở Bài 1, nến cháy trong không khí tạo thành khí carbon dioxide và hơi nước.
+ Chất tham gia phản ứng là paraffin và oxygen.
+ Chất sản phẩm là carbon dioxide và nước.
❓ Quan sát, trả lời câu hỏi hoặc thảo luận
1. Quan sát hình 2.1, cho biết có những quá trình biến đổi hoá học nào xảy ra.
🌟 Phương pháp giải:
Dựa vào hình 2.1 để trả lời câu hỏi.
🌟 Lời giải chi tiết:
Trong hình 2.1 có những quá trình biến đổi hoá học xảy ra là:
+ Quá trình cho dung dịch HCl vào bình chứa Zn sinh ra khí H2.
+ Quá trình đốt cháy hydrogen trong bình chứa oxygen tạo thành nước (H2O).
❓ Quan sát, trả lời câu hỏi hoặc thảo luận
2. Xác định chất tham gia phản ứng và chất sản phẩm trong hai trường hợp sau:
a) Đốt cháy methane tạo thành khí carbon dioxide và nước.
b) Carbon (thành phần chính của than) cháy trong khí oxygen tạo thành khí carbon dioxide.
🌟 Phương pháp giải:
Dựa vào kiến thức về phản ứng hóa học để xác định chất tham gia phản ứng và sản phẩm.
🌟 Lời giải chi tiết:
a) Đốt cháy methane tạo thành khí carbon dioxide và nước:
+ Chất tham gia phản ứng là methane và oxygen.
+ Chất sản phẩm là carbon dioxide và nước.
b) Carbon (thành phần chính của than) cháy trong khí oxygen tạo thành khí carbon dioxide:
+ Chất tham gia phản ứng là carbon và khí oxygen.
+ Chất sản phẩm là khí carbon dioxide.
II. DIỄN BIẾN CỦA PHẢN ỨNG HOÁ HỌC
- Phản ứng hoá học xảy ra trong thí nghiệm khí hydrogen cháy trong oxygen tạo thành nước, quá trình đó được mô tả theo sơ đồ sau:
- Các biến đổi hoá học xảy ra khi có sự phá vỡ liên kết trong các chất tham gia phản ứng và sự hình thành các liên kết mới để tạo ra các chất sản phẩm.
- Trong sơ đồ hình 2.2, các liên kết trong phân tử H2, O2 bị phá vỡ và hình thành liên kết mới giữa 1 nguyên tử O và 2 nguyên tử H.
- Trong phản ứng hoá học, chỉ có liên kết giữa các nguyên tử thay đổi làm cho phân tử này biến đổi thành phân tử khác, kết quả là chất này biến đổi thành chất khác. Số nguyên tử của mỗi nguyên tố trước và sau phản ứng không thay đổi.
❓ Quan sát, trả lời câu hỏi hoặc thảo luận
3. Quan sát sơ đồ hình 2.2, cho biết:
a) Trước phản ứng, những nguyên tử nào liên kết với nhau?
b) Sau phản ứng, những nguyên tử nào liên kết với nhau?
c) So sánh số nguyên tử H và số nguyên tử O trước và sau phản ứng.
🌟 Phương pháp giải:
Dựa vào hình 2.2, quan sát diễn biến quá trình biến đổi để trả lời câu hỏi.
🌟 Lời giải chi tiết:
a) Trước phản ứng, 2 nguyên tử H liên kết với nhau; 2 nguyên tử O liên kết với nhau.
b) Sau phản ứng, 1 nguyên tử O liên kết với 2 nguyên tử H.
c) Số nguyên tử H và số nguyên tử O trước và sau phản ứng là bằng nhau.
📝 Luyện tập
1. Đốt cháy khí methane (CH4) trong không khí thu được carbon dioxide (CO2) và nước (H2O) theo sơ đồ sau:Quan sát sơ đồ hình 2.3 và cho biết:
a) Trước phản ứng có các chất nào, những nguyên tử nào liên kết với nhau?
b) Sau phản ứng, có các chất nào được tạo thành, những nguyên tử nào liên kết với nhau?
c) So sánh số nguyên tử C, H, O trước và sau phản ứng.
🌟 Phương pháp giải:
Dựa vào hình 2. 3 và quan sát sự biến đổi các chất trước và sau phản ứng hóa học xảy ra để trả lời câu hỏi.
🌟 Lời giải chi tiết:
a) Trước phản ứng có các chất methane (CH4) và oxygen (O2).
+ Methane (CH4) gồm 1 nguyên tử C liên kết với 4 nguyên tử H.
+ Oxygen (O2) gồm 2 nguyên tử O liên kết với nhau.
b) Sau phản ứng có các phân tử carbon dioxide (CO2) và nước (H2O) được tạo thành.
+ Carbon dioxide (CO2) gồm 1 nguyên tử C liên kết với 2 nguyên tử O.
+ Nước (H2O) gồm 2 nguyên tử H liên kết với 1 nguyên tử O.
c) Số nguyên tử C, H, O trước và sau phản ứng là bằng nhau.
III. DẤU HIỆU CÓ PHẢN ỨNG HOÁ HỌC XẢY RA
Để nhận biết có phản ứng hoá học xảy ra có thể dựa vào các dấu hiệu sau:
1. Có sự thay đổi màu sắc, mùi,... của các chất; tạo ra chất khí hoặc chất không tan (kết tủa);...
➲ Ví dụ:
• Trong phản ứng giữa khí hydrogen với khí oxygen, nước tạo ra không còn tính chất của hydrogen và oxygen nữa (nước ở thể lỏng, không chảy được,...).
• Trong phản ứng của sắt tác dụng với hydrochloric acid, quan sát thấy có bọt khí bay lên (hình 2.4).
➲ Tiến hành thí nghiệm 1 để tìm hiểu về dấu hiệu có phản ứng hoá học xảy ra trong phản ứng phân huỷ đường.
🔬 Thí nghiệm 1
- Chuẩn bị
+ Dụng cụ: Ống nghiệm, đèn cồn, kẹp ống nghiệm.
+ Hoá chất: Đường ăn.
- Tiến hành:
Cho khoảng một thìa cafe đường ăn vào ống nghiệm, sau đó đun trên ngọn lửa đèn cồn (hình 2.5).
- Mô tả trạng thái (thể, màu sắc,...) của đường trước và sau khi đun.
+ Trước khi đun: Đường là chất rắn, màu trắng, vị ngọt, không mùi, tan trong nước.
+ Sau khi đun: Thu được chất rắn, màu đen, vị đắng, mùi khét, không tan trong nước.
- Nêu dấu hiệu chứng tỏ có phản ứng hoá học xảy ra.
Dấu hiệu chứng tỏ có phản ứng hoá học xảy ra: có sự thay đổi màu sắc (từ trắng sang đen); vị (từ ngọt sang đắng); mùi (từ không mùi sang khét); độ tan (từ tan trong nước sang chất mới không tan trong nước).
❓ Quan sát, trả lời câu hỏi hoặc thảo luận
4. Chỉ ra sự khác biệt về tính chất của nước với hydrogen và oxygen mà em biết.
🌟 Phương pháp giải:
Để nhận biết phản ứng hóa học xảy ra dựa vào sự thay đổi màu sắc, mùi… của các chất tạo ra chất khí, chất không tan.
🌟 Lời giải chi tiết:
Trong phản ứng giữa khí hydrogen với khí oxygen, nước tạo ra không còn tính chất của hydrogen và oxygen nữa (nước ở thể lỏng, không cháy được, …)
⚙️ Vận dụng
1. Nước đường để trong không khí một thời gian có vị chua. Trong trường hợp này, dấu hiệu nào chứng tỏ có phản ứng hoá học xảy ra?
🌟 Phương pháp giải:
Dựa vào sự tính chất sự biến đổi hóa học để trả lời câu hỏi.
🌟 Lời giải chi tiết:
Dấu hiệu chứng tỏ có phản ứng hoá học xảy ra là sự thay đổi vị của nước đường (từ vị ngọt sang vị chua).
2. Có sự toả nhiệt và phát sáng
- Sự toả nhiệt và phát sáng cũng có thể là dấu hiệu của phản ứng hoá học xảy ra.
- Ví dụ: Khi đốt nến, nến cháy có sự toả nhiệt và phát sáng (hình 2.6).
📝 Luyện tập
2. Những dấu hiệu nào thường dùng để nhận biết có phản ứng hoá học xảy ra?
🌟 Phương pháp giải:
Dựa vào những biến đổi hóa học để trả lời câu hỏi.
🌟 Lời giải chi tiết:
- Để nhận biết có phản ứng hoá học xảy ra có thể dựa vào các dấu hiệu sau: có sự thay đổi màu sắc, mùi, … của các chất; tạo ra chất khí hoặc chất không tan (kết tủa); …
- Ngoài ra, sự toả nhiệt và phát sáng cũng có thể là dấu hiệu của phản ứng hoá học xảy ra.
IV. PHẢN ỨNG TOẢ NHIỆT, PHẢN ỨNG THU NHIỆT
1. Khái niệm
➲ Tiến hành các thí nghiệm 2 và 3 để tìm hiểu về phản ứng toả nhiệt, phản ứng thu nhiệt.
- Chuẩn bị
+ Dụng cụ: Kẹp sắt (panh), bình tam giác (loại 100 mL), đèn cồn, ống đong, thìa xúc hoá chất.
+ Hoá chất: Mẩu than, khí oxygen (đã điều chế), dung dịch giảm ăn (CH3COOH), bột sodium hydrogencarbonate (NaHCO3).
- Tiến hành
🔬 Thí nghiệm 2
Lấy kẹp sắt kẹp mẫu than nhỏ hơ nóng đỏ trên ngọn lửa đèn cồn, sau đó đưa vào bình chứa khí oxygen. Chạm tay vào thành binh để cảm nhận.
+ Mẩu than cháy sáng trong bình khí oxygen.
+ Chạm tay vào thành bình thấy nóng.
🔬 Thí nghiệm 3
- Cho khoảng một thìa cafe bột NaHCO3 vào bình tam giác, sau đó thêm vào bình 10 mL dung dịch CH3COOH. Chạm tay vào thành bình để cảm nhận.
- Quan sát các hiện tượng xảy ra, nêu cảm nhận khi chạm tay vào thành bình.
+ Bột NaHCO3 tan dần, có khí thoát ra.
+ Chạm tay vào thành bình thấy lạnh.
Nói chung, các phản ứng hoá học khi xảy ra luôn kèm theo sự toả ra hoặc thu vào năng lượng (thường dưới dạng nhiệt), năng lượng này được gọi là năng lượng của phản ứng hoá học.
• Phản ứng toả ra năng lượng (dưới dạng nhiệt) được gọi là phản ứng toả nhiệt (hình 2.7a).
Ví dụ: Phản ứng đốt cháy than; phản ứng đốt cháy xăng, dầu trong các động cơ,...
• Phản ứng thu vào năng lượng (dưới dạng nhiệt) được gọi là phản ứng thu nhiệt (hình 2.7b).
Ví dụ: Phản ứng phân huỷ CaCO3 thành CaO và CO2 (phản ứng nung vôi);...
❓ Quan sát, trả lời câu hỏi hoặc thảo luận
5. Trong các phản ứng hoá học ở thí nghiệm 2 và thí nghiệm 3, phản ứng nào toả nhiệt, phản ứng nào thu nhiệt?
🌟 Phương pháp giải:
Quan sát thí nghiệm và trả lời câu hỏi.
🌟 Lời giải chi tiết:
Phản ứng tỏa nhiệt là thí nghiệm 2, phản ứng thu nhiệt là thí nghiệm 3.
📝 Luyện tập
3. Trong hai phản ứng dưới đây, phản ứng nào là phản ứng toả nhiệt, phản ứng nào là phản ứng thu nhiệt?
a) Phân huỷ đường tạo thành than và nước.
b) Cồn cháy trong không khí.
🌟 Phương pháp giải:
Dựa vào tính chất của phản ứng thu nhiệt và phản ứng tỏa nhiệt để trả lời câu hỏi.
🌟 Lời giải chi tiết:
a) Phân huỷ đường tạo thành than và nước là phản ứng thu nhiệt.
b) Đốt cháy cồn trong không khí là phản ứng toả nhiệt.
2. Ứng dụng của phản ứng toả nhiệt
- Trong sản xuất và đời sống, các phản ứng toả nhiệt có ứng dụng chính là cung cấp năng lượng nhiệt (nhiệt năng) cho các ngành công nghiệp, làm cho các động cơ hay máy phát điện hoạt động.
- Nhiệt năng thu được khi đốt cháy các nhiên liệu như than, xăng, dầu,... có thể được dùng để đun nấu, sưởi ấm, thắp sáng,... Than được sử dụng chủ yếu làm nhiên liệu trong công nghiệp. Xăng, dầu được sử dụng chủ yếu trong việc vận hành các máy móc, phương tiện giao thông như: xe máy, ô tô, tàu thuỷ....
⚙️ Vận dụng
2. Tìm hiểu và chỉ ra thêm một số phản nhiên có kèm theo sự toả nhiệt hoặc thu nhiệt.
🌟 Phương pháp giải:
Dựa vào những hiểu biết của em và quan sát ngoài đời sống để trả lời câu hỏi.
🌟 Lời giải chi tiết:
- Một số phản ứng xảy ra trong tự nhiên là phản ứng thu nhiệt:
+ Phản ứng quang hợp (là phản ứng thu năng lượng dưới dạng ánh sáng).
+ Phản ứng nung vôi.
- Một số phản ứng xảy ra trong tự nhiên là phản ứng toả nhiệt:
+ Phản ứng tạo gỉ sắt.
+ Phản ứng oxi hoá glucose trong cơ thể.
🔑 Kiến thức cốt lõi
• Phản ứng hoá học là quá trình biển đổi từ chất này thành chất khác.
• Trong phản ứng hoá học, chỉ có liên kết giữa các nguyên tử thay đổi làm cho phân tử này biến đổi thành phân tử khác, kết quả là chất này biến đổi thành chất khác.
• Dấu hiệu thường dùng để nhận biết có phản ứng hoá học xảy ra: có sự thay đổi màu sắc, mùi,... của các chất; tạo ra chất khí hoặc chất không tan (kết tủa); có sự toả nhiệt và phát sáng;...
• Phản ứng toả nhiệt là phản ứng toả ra năng lượng dưới dạng nhiệt.
• Phản ứng thu nhiệt là phản ứng thu vào năng lượng dưới dạng nhiệt.
BÀI TẬP
Đang cập nhật
