Bài 2: Phản ứng hoá học và năng lượng của phản ứng hoá học | Khoa Học Tự nhiên 8 | Chủ đề 1: Phản ứng hoá học_Phần 1 : Chất và sự biến đổi của chất - Lớp 8 - Cánh Diều

Hình 2.1.Thí nghiệm điều chế và đốt cháy khí hydrogen trong khí oxygen

1. Quan sát hình 2.1, cho biết có những quá trình biến đổi hoá học nào xảy ra.

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 khi 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.

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.

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:

Hình 2.2. Sơ đồ mô tả phản ứng hoá học giữa khí hydrogen và khí oxygen tạo thành nước

Trước phản ứng                   Sau phản ứng

Nguyên tử H                        Nguyên tử O

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 , 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.

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.

4. Chỉ ra sự khác biệt về tính chất của nước với hydrogen và oxygen mà em biết.

Hình 2.4. Phản ứng của sắt với dung dịch hydrochloric acid

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:

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 cháy 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.

• Nêu dấu hiệu chứng tỏ có phản ứng hoá học xảy ra.

Hình 2.5. Phản ứng phân huỷ đường

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?

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).

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: Mẫu than, khí oxygen (đã điều chế), dung dịch giấm ăn (

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 bình để cảm nhận.

Thí nghiệm 3

Cho khoảng một thìa cafe bột , vào bình tam giác, sau đó thêm vào bình 10 mL dung dịch . Chạm tay vào thành bình để cảm nhận.

Quan sát các hiện tượng xảy ra, nêu cảm nhận khi chạm tay vào thành bình.

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.

2. Những dấu hiệu nào thường dùng để nhận biết có phản ứng hoá học xảy ra?

Hình 2.6. Đốt cháy cây nến

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?

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.

2. Tìm hiểu và chỉ ra thêm một số phản ứng xảy ra trong tự nhiên có kèm theo sự toả nhiệt hoặc thu nhiệt.

• 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 là phản ứng thu nhiệt (hình 2.7b).

Ví dụ: Phản ứng phân huỷ , thành CaO và

Hình 2.7. Phản ứng toả nhiệt và phản ứng thu 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,..... 

• Phản ứng hoá học là quá trình biến 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.