10.5. Năng lượng hoá học
Phản ứng thu nhiệt - toả nhiệt
Mục tiêu bài học:
Trình bày được khái niệm phản ứng toả nhiệt, thu nhiệt;
Trình bày được điều kiện chuẩn; enthalpy tạo thành chuẩn, biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng.
Nêu được ý nghĩa của dấu và giá trị enthaly chuẩn phản ứng.
Hoạt động 1: Mở đầu
PPDH: Đàm thoại gợi mở
Thời gian: 5 phút
Nội dung hoạt động
GV lần lượt chiếu các hình ảnh dưới đây, đặt câu hỏi cho HS: "Hoạt động nào cần chúng ta cung cấp nhiệt, hoạt động nào cần lấy bớt nhiệt đi?"
HS xem và xung phong trả lời.
GV dẫn dắt HS đưa ra kết luận: Khi nào thì một vật nóng lên (khi được cung cấp nhiệt), lạnh đi (khi bị lấy bớt nhiệt).
Hoạt động 2: Thí nghiệm "Nóng hay lạnh"
PPDH: Dạy học khám phá
KTĐG: Hỏi-đáp
Thời gian: 40 phút
Nội dung hoạt động
GV giới thiệu Thí nghiệm 1: cho dung dịch acid vào ống nghiệm chứa NaOH rắn, chạm tay vào đáy ống cảm nhận nhiệt độ. GV yêu cầu HS thực hiện thí nghiệm theo nhóm và trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập.
Các nhóm HS thực hiện thí nghiệm, GV giám sát và hướng dẫn. HS suy nghĩ và trả lời các câu hỏi.
GV tiếp tục hướng dẫn HS thực hiện Thí nghiệm 2: cho acetic acid vào cốc chứa NaHCO3 rắn, sau đó trả lời câu hỏi.
GV yêu cầu HS dọn dẹp thí nghiệm, sau đó mời HS trình bày câu trả lời.
GV chiếu video và giải thích kết quả thí nghiệm, tổng kết nội dung kiến thức (khái niệm phản ứng toả nhiệt - thu nhiệt). GV đặt câu hỏi vấn đáp cho một vài HS để đánh giá.
Lưu ý: Hoạt động thí nghiệm có thể được thay thế bởi thí nghiệm ảo trên ChemCollective hoặc Yenka.
Hoạt động 3: Luyện tập
PPDH: Dạy học sử dụng trò chơi
KTĐG: Hỏi-đáp, viết (Kahoot, phiếu bài tập)
Thời gian: 45 phút
Nội dung hoạt động
GV tổ chức trò chơi trên Kahoot (link), gồm các câu hỏi tình huống về phản ứng thu nhiệt, toả nhiệt.
GV có thể chiếu thêm một số video thí nghiệm về phản ứng thu - toả nhiệt.
HS hoàn thành bài tập luyện tập được GV giao. GV sửa bài và tổng kết kiến thức.
Hoạt động 4: Khái niệm về biến thiên enthalpy
PPDH: Dạy học sử dụng trò chơi
KTĐG: Câu hỏi, bài tập
Thời gian: 45 phút
Nội dung hoạt động
GV tổ chức trò chơi: Mời 2 HS, một HS đóng vai "phản ứng", HS còn lại đóng vai "môi trường", mỗi HS được nhận một bộ lá bài có ghi năng lượng (1, 2, 3,..., 9 kJ). GV chiếu bài toán, 2 HS thảo luận để truyền cho nhau năng lượng đúng yêu cầu đề bài, cả lớp theo dõi và nhận xét đúng/sai. Thực hiện tương tự với các cặp HS khác.
Bài toán:
a) Phản ứng A + B -> C toả một lượng nhiệt là 42 kJ.
b) Phản ứng X + B -> Y thu vào một lượng nhiệt là 35 kJ.
c) Phản ứng A + 2X -> 3D + E. Cứ 1 mol A phản ứng với 2 mol X thì toả ra lượng nhiệt là 34 kJ/mol. Nếu 0,5 mol A phản ứng với 1 mol X thì toả ra lượng nhiệt bao nhiêu?
GV dẫn dắt các khái niệm từ trò chơi:
+ Biến thiên enthalpy phản ứng (kJ): năng lượng phản ứng trao đổi với môi trường (cho/nhận).
+ Dấu của enthalpy: yêu cầu HS nhận xét năng lượng của bạn "phản ứng" trước và sau khi phản ứng xảy ra. Vẽ sơ đồ mô tả biến thiên năng lượng.
+ Điều kiện chuẩn, biến thiên enthalpy chuẩn (kJ/mol), enthalpy tạo thành chuẩn: GV đưa khái niệm.
+ Phương trình nhiệt hoá học: GV hướng dẫn viết, yêu cầu HS giải thích ý nghĩa các kí hiệu.
GV yêu cầu HS hoàn thành bài tập trong phiếu BT để đánh giá.
Tính biến thiên enthalpy
Mục tiêu bài học: Tính được ∆rHº của một phản ứng dựa vào bảng số liệu năng lượng liên kết, nhiệt tạo thành cho sẵn.
Hoạt động 1: Trò chơi lắp ráp
PPDH: Dạy học khám phá
KTĐG: Câu hỏi, bài tập
Thời gian: 45 phút
Nội dung hoạt động
GV sử dụng bộ lắp ráp công thức hoá học, cung cấp cho mỗi nhóm 4 nguyên tử H, 2 nguyên tử O, 4 que liên kết, yêu cầu lắp ráp 2 phân tử H2, 1 phân tử O2. Sau đó yêu cầu HS trả lời câu 1.2, thực hiện yêu cầu 1.3, 1.4, 1.5.
HS thực hiện lắp ráp và trả lời câu hỏi, xung phong trả lời.
GV giải thích đáp án, sau đó yêu cầu HS thực hiện 1.6.
GV dẫn dắt HS đưa ra công thức tính enthalpy từ năng lượng liên kết, làm BT đánh giá.
Hoạt động 2: Tính enthalpy từ nhiệt tạo thành
PPDH: Đàm thoại gợi mở
KTĐG: Bài tập
Thời gian: 45 phút + 4 tiết luyện tập
Nội dung hoạt động
GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm và hoàn thành Câu 3 trong phiếu BT (10 phút).
HS thực hiện, 2-3 nhóm lên bảng viết kết quả.
GV tổng kết công thức, yêu cầu HS làm BT đánh giá.