Biến thiên enthalpy chuẩn của một phản ứng hoá học là nhiệt lượng toả ra hay thu vào của một phản ứng hóa học ở điều kiện chuẩn (áp suất 1 bar, nhiệt độ 25^oC và nồng độ dung dịch là 1 M), được kí hiệu là \[{{\rm{\Delta }}_r}H_{298}^o\]. Phản ứng tỏa nhiệt là phản ứng hóa học khi xảy ra sẽ giải phóng nhiệt lượng ra môi trường và \[{{\rm{\Delta }}_r}H < 0\]. Trong khi ngược lại, phản ứng thu nhiệt là phản ứng hóa học cần sự hấp thụ nhiệt từ môi trường và \[{{\rm{\Delta }}_r}H > 0\].

Có thể dự đoán sơ bộ chiều hướng xảy ra của một phản ứng hóa học thông qua tính toán giá trị biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng đó. Việc tính toán giá trị biến thiên enthalpy của một phản ứng có thể được thực hiện tính toán thông qua nhiệt tạo thành chuẩn của chất tham gia và chất sản phẩm:

\[{{\rm{\Delta }}_r}H_{298}^o = {\rm{\Sigma }}{{\rm{\Delta }}_f}H_{298}^o(sp) - {\rm{\Sigma }}{{\rm{\Delta }}_f}H_{298}^o(cd)\]

Trong đó \[{{\rm{\Delta }}_f}H_{298}^o\] là nhiệt tạo thành chuẩn (kJ/mol). Biểu thức trên có thể phát biểu: Biến thiên enthalpy chuẩn của một phản ứng hóa học bằng tổng nhiệt tạo thành chuẩn của chất sản phẩm trừ tổng nhiệt tạo thành chuẩn của chất đầu tham gia phản ứng.

Một công ty đang phát triển sản phẩm “túi sưởi khẩn cấp” sử dụng phản ứng hóa học để làm ấm cơ thể trong mùa đông. Bên trong túi sưởi chứa hỗn hợp CaCl₂ khan và một lượng nước nhỏ trong ngăn kín. Khi bóp vỡ ngăn chứa nước, nước sẽ trộn với CaCl₂ tạo thành dung dịch CaCl₂(aq) kèm theo tỏa nhiệt giúp cung cấp nhiệt tức thời cho người dùng.

Phản ứng: CaCl₂(s) → CaCl₂(aq)

Công ty muốn thiết kế sản phẩm sao cho khi hòa tan m gam CaCl₂ vào 250 mL nước (d = 1,0 g/mL), nước sẽ nóng lên từ 5°C đến 25°C để đảm bảo hiệu quả làm ấm.

Biết:

- Nhiệt dung riêng (năng lượng cần để tăng nhiệt độ của 1g chất lên 10C) của nước là 4,18 J/g.K.

- Hiệu suất truyền nhiệt của túi sưởi là 85%.

- Nhiệt tạo thành tiêu chuẩn (kJ/mol) của các chất liên quan như sau:

Quá trình hoà tan CaCl₂(s) vào nước thuộc loại quá trình nào sau đây?