Enthalpy tạo thành và tính biến thiên enthalpy của phản ứng

Enthalpy tạo thành chuẩn của một chất, kí hiệu $\Delta_fH^\circ_{298}$ (đơn vị kJ/mol; chữ $f$ là formation), là biến thiên enthalpy của phản ứng tạo ra $1$ mol chất đó từ các đơn chất bền ở điều kiện chuẩn ($25\ ^\circ\mathrm{C}$, $1\ \text{bar}$).

Ví dụ $\Delta_fH^\circ_{298}(\mathrm{H_2O,\ l}) = -285{,}8\ \text{kJ/mol}$ là $\Delta_rH$ của phản ứng $\mathrm{H_2(g)} + \tfrac12\mathrm{O_2(g)} \rightarrow \mathrm{H_2O(l)}$. Ở đây $\mathrm{H_2}$ và $\mathrm{O_2}$ là các đơn chất bền.

Bảng số liệu dùng trong phần này (kJ/mol, giá trị tham khảo thông dụng; đề thi luôn cho kèm bảng):

Chất	$\Delta_fH^\circ_{298}$	Chất	$\Delta_fH^\circ_{298}$
$\mathrm{CO_2(g)}$	$-393{,}5$	$\mathrm{CH_4(g)}$	$-74{,}9$
$\mathrm{H_2O(l)}$	$-285{,}8$	$\mathrm{C_2H_6(g)}$	$-84{,}7$
$\mathrm{H_2O(g)}$	$-241{,}8$	$\mathrm{C_3H_8(g)}$	$-105$
$\mathrm{NH_3(g)}$	$-46$	$\mathrm{C_4H_{10}(g)}$	$-126$
$\mathrm{HCl(g)}$	$-92{,}3$	$\mathrm{C_2H_5OH(l)}$	$-277{,}7$
$\mathrm{CaCO_3(s)}$	$-1206{,}9$	$\mathrm{C_2H_2(g)}$	$+226{,}7$
$\mathrm{CaO(s)}$	$-635{,}1$	$\mathrm{Ca(OH)_2(s)}$	$-986{,}1$
$\mathrm{Al_2O_3(s)}$	$-1675{,}7$	$\mathrm{Fe_2O_3(s)}$	$-824{,}2$

Hình dung mỗi phản ứng đi vòng: chất đầu $\rightarrow$ đơn chất $\rightarrow$ sản phẩm. Bước đầu là ngược lại việc tạo chất đầu (tổng $-\sum m\,\Delta_fH$ của chất đầu), bước sau là tạo sản phẩm (tổng $+\sum n\,\Delta_fH$ của sản phẩm). Vì $\Delta H$ chỉ phụ thuộc điểm đầu và điểm cuối nên:

$$\Delta_rH^\circ_{298} = \sum n\cdot\Delta_fH^\circ_{298}(\text{sản phẩm}) - \sum m\cdot\Delta_fH^\circ_{298}(\text{chất đầu})$$

với $n$, $m$ là hệ số của phương trình đã cân bằng.

Công thức ở mục 2 là một phương trình bậc nhất đối với mọi $\Delta_fH$. Khi biết $\Delta_rH^\circ_{298}$ và mọi $\Delta_fH$ khác trừ một chất, đặt ẩn cho $\Delta_fH$ còn thiếu, thế vào rồi giải. Chất đơn bền thì cho $0$. Chú ý nhân hệ số của chất cần tìm.

Trường hợp thường gặp là phản ứng đốt cháy một chất: nhiệt toả ra khi đốt cháy hoàn toàn $1$ mol chất tạo ra các oxide bền ($\mathrm{CO_2(g)}$, $\mathrm{H_2O(l)}$) gọi là enthalpy đốt cháy $\Delta_cH^\circ_{298}$ (luôn âm), sẽ gặp lại ở bài về nhiên liệu.

Ý	Nội dung
$\Delta_fH^\circ_{298}$	Nhiệt tạo $1$ mol chất từ đơn chất bền ở $25\ ^\circ\mathrm{C}$, $1\ \text{bar}$
Đơn chất bền	$\Delta_fH^\circ_{298}=0$
Tính $\Delta_rH$	$\sum n\,\Delta_fH(sp) - \sum m\,\Delta_fH(cđ)$
Tìm ẩn	Đặt $x$, nhân hệ số, giải phương trình bậc nhất
Trạng thái	$\mathrm{H_2O(l)}$ và $\mathrm{H_2O(g)}$ khác nhau $44\ \text{kJ/mol}$