Xây dựng hệ thống bài tập nhiệt động lực học để bồi dưỡng và rèn luyện học sinh giỏi đỉnh cao
https://app.box.com/s/36qsnc44zx64l018slup0jnjymndm8b5
https://app.box.com/s/36qsnc44zx64l018slup0jnjymndm8b5
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
CHUYÊN ĐỀ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC HÓA HỌC<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
Chương I: TỔNG QUAN VỀ NHIỆT ĐỘNG LỰC HÓA HỌC<br />
I. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN :<br />
1. Khái niệm về <strong>nhiệt</strong> <strong>động</strong> <strong>học</strong> , <strong>nhiệt</strong> <strong>động</strong> hóa <strong>học</strong> , <strong>nhiệt</strong> hóa <strong>học</strong> <strong>và</strong> <strong>nhiệt</strong> phản<br />
ứng:<br />
Vật chất không ngừng chuyển <strong>động</strong> , mọi quá trình chuyển <strong>động</strong> đều đi kèm theo sự<br />
biến đổi năng lượng. Để nghiên cứu quá trình chuyển <strong>động</strong> của vật chất cần nghiên cứu<br />
các qui luật biến đổi giữa các dạng năng lượng với nhau.<br />
a. Nhiệt <strong>động</strong> <strong>học</strong> (Thermodynamics): là môn <strong>học</strong> nghiên cứu sự chuyển hóa tương<br />
hỗ giữa tất cả các dạng năng lượng với nhau, đặc biệt là những qui luật có liên quan<br />
tới các biến đổi <strong>nhiệt</strong> năng thành các dạng năng lượng khác.<br />
Cơ sở lý thuyết của Nhiệt <strong>động</strong> <strong>học</strong> là 3 nguyên lý I, II <strong>và</strong> III. Trong đó quan<br />
trọng nhất là nguyên lý I <strong>và</strong> II.<br />
b. Nhiệt <strong>động</strong> hóa <strong>học</strong> (Chemical thermodynamics): là một nhánh của <strong>nhiệt</strong> <strong>động</strong><br />
<strong>học</strong> nghiên cứu các qui luật về sự chuyển hóa tương hỗ giữa hóa năng <strong>và</strong> các dạng<br />
năng lượng khác trong các quá trình hóa <strong>học</strong>.<br />
c. Nhiệt hóa <strong>học</strong> (Thermo chemistry): là môn <strong>học</strong> chuyên nghiên cứu sự chuyển hóa<br />
giữa hóa năng <strong>và</strong> <strong>nhiệt</strong> năng, nghĩa là chuyển năng lượng của phản ứng hóa <strong>học</strong> thành<br />
<strong>nhiệt</strong> năng.<br />
d. Nhiệt phản ứng (hay còn gọi hiệu ứng <strong>nhiệt</strong> của phản ứng): là lượng <strong>nhiệt</strong> đi kèm<br />
theo một phản ứng dưới dạng thu <strong>và</strong>o hay phát ra . Người ta phân biệt :<br />
• Hiệu ứng <strong>nhiệt</strong> trong quá trình đẳng áp ( P = const): ký hiệu ∆H .<br />
• Hiệu ứng <strong>nhiệt</strong> trong quá trình đẳng tích ( V= const): ký hiệu ∆U.<br />
Quy ước về dấu : * quá trình phát <strong>nhiệt</strong> có ∆H , ∆U < 0 .<br />
* quá trình thu <strong>nhiệt</strong> có ∆H , ∆U > 0 .<br />
(∆ = trạng thái cuối – trạng thái đầu )<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
2. Khái niệm về <strong>hệ</strong> , trạng thái , quá trình :<br />
a. Hệ (<strong>nhiệt</strong> <strong>động</strong>): là lượng xác định của một hay nhiều cấu tử ở điều kiện <strong>nhiệt</strong> độ,<br />
áp suất <strong>và</strong> nồng độ xác định. Phần còn lại bao quanh <strong>hệ</strong> được gọi là môi trường.<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial<br />
1<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
Các loại <strong>hệ</strong>:<br />
• Hệ hở: <strong>hệ</strong> có thể trao đổi chất <strong>và</strong> năng lượng với môi trường ngoài.<br />
• Hệ kín: <strong>hệ</strong> không trao đổi chất mà chỉ trao đổi năng lượng với môi trường.<br />
• Hệ cô lập: là <strong>hệ</strong> không trao đổi cả chất <strong>và</strong> năng lượng với môi trường ngoài.<br />
• Hệ đồng thể : tất cả các cấu tử trong <strong>hệ</strong> cùng một pha hay là không có bề mặt<br />
phân chia giữa các cấu tử . Hệ đồng thể có các tính chất hóa, lý giống nhau ở<br />
mọi điểm trong <strong>hệ</strong>.<br />
• Hệ dị thể: các cấu tử trong <strong>hệ</strong> khác pha hay là có bề mặt phân chia giữa các cấu<br />
tử ( các chất cùng một trạng thái rắn , lỏng , khí vẫn có thể khác pha , thí dụ hỗn<br />
hợp dầu hỏa <strong>và</strong> nước ).<br />
b. Trạng thái (<strong>nhiệt</strong> <strong>động</strong>) của <strong>hệ</strong> <strong>và</strong> thông số trạng thái, hàm trạng thái:<br />
• Trạng thái của <strong>hệ</strong> được xác định bằng <strong>tập</strong> hợp các đại lượng đặc trưng cho các<br />
tính chất hoá lý của <strong>hệ</strong> như <strong>nhiệt</strong> độ, áp suất, thể tích, thành phần, năng lượng…Các<br />
đại lượng nói trên là các thông số trạng thái. Trạng thái của <strong>hệ</strong> sẽ biến đổi khi có ít<br />
nhất một thông số trạng thái biến đổi.<br />
• Thông số trạng thái được chia làm hai loại:<br />
*Thông số dung độ: tỷ lệ với lượng chất của <strong>hệ</strong> như: số mol n, khối lượng<br />
m, thể tích V , năng lượng E, … Các thông số dung độ có tính cộng (có nghĩa là cộng<br />
đại lượng này của các chất thành phần thì bằng đại lượng này của hỗn hợp )<br />
*Thông số cường độ: không tỷ lệ với lượng chất của <strong>hệ</strong> như: <strong>nhiệt</strong> độ T, tỷ<br />
khối d, nồng độ C, khối lượng riêng ρ, thể tích mol … Các thông số cường độ không<br />
có tính cộng.<br />
• Hàm trạng thái là hàm biểu diễn mối quan <strong>hệ</strong> giữa các thông số trạng thái. Hàm<br />
trạng thái có giá trị chỉ phụ thuộc <strong>và</strong>o các thông số trạng thái của <strong>hệ</strong> chứ không<br />
phụ thuộc <strong>và</strong>o cách biến đổi của <strong>hệ</strong> (nghĩa là không phụ thuộc <strong>và</strong>o đường đi của<br />
quá trình). Nhiệt độ T, áp suất P, thể tích V, nội năng U, enthalpy H, entropy S,<br />
thế đẳng áp G … là những hàm trạng thái .<br />
*Lưu ý: “Thông số trạng thái” khác với “thông số quá trình”. Thông số quá trình là<br />
các thông số phụ thuộc <strong>và</strong>o đường đi của quá trình (như <strong>nhiệt</strong> Q ,công A…)<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
* Để tiện so sánh, đối chiếu, lập dữ liệu ,các đại lượng <strong>nhiệt</strong> <strong>động</strong> được quy ước ở<br />
điều kiện chuẩn của <strong>nhiệt</strong> hoá như sau:<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial<br />
2<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
o Chất phải tinh khiết <strong>và</strong> ở trạng thái <strong>tập</strong> hợp bền dưới p <strong>và</strong> T chuẩn.<br />
o Chất rắn phải ở trạng thái đa hình bền ở điều kiện p <strong>và</strong> T chuẩn.<br />
o Chất khí phải là khí lý tưởng (ở p chuẩn).<br />
o Chất trong dung dịch thì nồng độ phải là 1 mol/l.<br />
o Áp suất chuẩn là 1 atm (101,325kPa )<br />
o Nhiệt độ chuẩn có thể là bất kỳ, tuy nhiên thường lấy là 298,15 o K (25°C)<br />
• Trạng thái cân bằng: là trạng thái có giá trị của các thông số trạng<br />
thái ở mọi điểm của <strong>hệ</strong> phải như nhau <strong>và</strong> không thay đổi theo thời gian.<br />
c. Quá trình (<strong>nhiệt</strong> <strong>động</strong>): khi một <strong>hệ</strong> chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác<br />
người ta nói <strong>hệ</strong> thực hiện một quá trình<br />
o Quá trình đẳng áp: p = const<br />
o Quá trình đẳng tích: V = const<br />
o Quá trình đẳng <strong>nhiệt</strong>: T = const<br />
o Quá trình đoạn <strong>nhiệt</strong> : Q = const. Hệ không trao đổi <strong>nhiệt</strong> song có thể trao<br />
đổi công với môi trường xung quanh.<br />
o Chu trình :là quá trình biến đổi <strong>hệ</strong> qua một số giai đoạn đưa <strong>hệ</strong> đến trạng<br />
thái cuối trùng với trạng thái đầu.<br />
II. NGUYÊN LÝ I VÀ HIỆU ỨNG NHIỆT:<br />
1. Nguyên lý I <strong>nhiệt</strong> <strong>động</strong> <strong>học</strong> <strong>và</strong> hiệu ứng <strong>nhiệt</strong>:<br />
a. Nguyên lý I <strong>nhiệt</strong> <strong>động</strong> <strong>học</strong>:<br />
• Nguyên lý I <strong>nhiệt</strong> <strong>động</strong> <strong>học</strong> chính là một cách phát biểu khác của định luật bảo<br />
toàn năng lượng: “ Không có một dạng năng lượng nào tự <strong>sinh</strong> ra hoặc tự mất đi,<br />
chúng chỉ được chuyển từ hoặc chuyển thành một dạng năng lượng khác với lượng<br />
phải được bảo toàn ”<br />
• Phát biểu nguyên lý I: Khi cung<br />
<strong>hệ</strong> một lượng <strong>nhiệt</strong> Q thì lượng <strong>nhiệt</strong><br />
dùng làm tăng nội năng U của <strong>hệ</strong> <strong>và</strong><br />
thực hiện một công A chống lại các <strong>lực</strong><br />
ngoài tác <strong>động</strong> lên <strong>hệ</strong>.<br />
cấp cho<br />
này<br />
giúp <strong>hệ</strong><br />
bên<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial<br />
3
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
PdV<br />
• Biểu thức toán <strong>học</strong>: Q = ∆U + A Với : A = ∫<br />
• Công A là công do <strong>hệ</strong> thực hiện trong quá trình chuyển từ trạng thái 1 sang trạng<br />
thái 2 <strong>để</strong> chống lại các <strong>lực</strong> bên ngoài tác <strong>động</strong> lên <strong>hệ</strong> như : áp suất, điện trường, từ<br />
trường, sức căng bề mặt…<br />
• Quy ước về dấu:<br />
Quá trình đẳng tích<br />
(∆V=0)<br />
Hệ nhận công : A < 0 ; Hệ <strong>sinh</strong> công : A > 0<br />
Công dãn nở A = 0<br />
Q V = ∆U<br />
Quá trình đẳng áp Công dãn nở A = P.∆V Q p = ∆U + P.∆V<br />
b. Nội năng U:<br />
• Nội năng U của <strong>hệ</strong> là năng lượng sẵn có, tìm ẩn bên trong <strong>hệ</strong>, bao gồm: năng<br />
lượng của chuyển <strong>động</strong> tịnh tiến, chuyển <strong>động</strong> quay, chuyển <strong>động</strong> dao <strong>động</strong> của<br />
nguyên tử, phân tử, hạt nhân, e trong <strong>hệ</strong>; năng lượng<br />
tương tác hút đẩy của các phân tử, nguyên tử, hạt nhân,<br />
e, năng lượng bên trong hạt nhân. Nói tóm lại, U là năng<br />
lượng toàn phần của <strong>hệ</strong> trừ <strong>động</strong> năng <strong>và</strong> thế năng của<br />
toàn <strong>hệ</strong>.<br />
• Nội năng U là hàm trạng thái, là thông số dung độ, được đo bằng đơn vị năng<br />
lượng (J/mol; cal/mol). U phụ thuộc <strong>và</strong>o bản chất, lượng chất, T, p, V, thành phần của<br />
<strong>hệ</strong>.<br />
• Người ta không thể xác định được chính xác tuyệt đối giá trị nội năng của <strong>hệ</strong> tại<br />
một trạng thái (vì không thể đưa <strong>hệ</strong> về <strong>nhiệt</strong> độ 0 tuyệt đối), nhưng dựa <strong>và</strong>o năng lượng<br />
phát ra hay thu <strong>và</strong>o của <strong>hệ</strong> người ta có thể suy ra một cách chính xác độ biến thiên nội<br />
năng ∆U của <strong>hệ</strong> khi <strong>hệ</strong> chuyển trạng thái :<br />
c. Enthalpy H:<br />
• Đối với quá trình đẳng áp ta có:<br />
∆U = U 2 – U 1 = Q v<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Q p = ∆U +P∆V = (U 2 – U 1 ) + P(V 2 – V 1 )<br />
= (U 2 + PV 2 ) – (U 1 + PV 1 )<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial<br />
4
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
= H 2 – H 1 = ∆H<br />
Với: H = U + PV. H được gọi là enthalpy <strong>và</strong> cũng là một hàm trạng thái của<br />
<strong>hệ</strong>. H bao gồm nội năng U <strong>và</strong> khả năng <strong>sinh</strong> công tiềm ẩn A của <strong>hệ</strong>. Vậy H là năng<br />
lượng dự trữ toàn phần của <strong>hệ</strong>. Đơn vị đo của H: kJ/mol hay kcal/mol.<br />
2. Hiệu ứng <strong>nhiệt</strong> của các quá trình hóa <strong>học</strong> <strong>và</strong> phương trình <strong>nhiệt</strong> hóa:<br />
a.Hiệu ứng <strong>nhiệt</strong>:<br />
Vậy: Hiệu ứng <strong>nhiệt</strong> của quá trình đẳng tích là ∆U.<br />
Hiệu ứng <strong>nhiệt</strong> của quá trình đẳng áp là ∆H. Với:<br />
∆H = ∆U +P∆V<br />
* Hiệu ứng <strong>nhiệt</strong> tiêu chuẩn kí hiệu ∆H 0 298 ; hoặc ∆H 0 nếu không chú ý đến T.<br />
* Quan <strong>hệ</strong> giữa ∆H <strong>và</strong> ∆U :<br />
• Trong các phản ứng chỉ có chất lỏng <strong>và</strong> chất rắn tham gia hoặc phản ứng<br />
xảy ra ở trạng thái dung dịch thì ∆V có giá trị không đáng kể. Do đó khi quá trình này<br />
được thực hiện ở áp suất thấp (áp suất khí quyển) thì P∆V ≈ 0 nên ∆H ≈ ∆U.<br />
• Trong các phản ứng có sự tham gia của pha khí, giả sử khí lý tưởng, ta có:<br />
PV = nRT<br />
Suy ra : P∆V =∆n.RT (Điều kiện đẳng <strong>nhiệt</strong> , đẳng áp )<br />
Nên:<br />
∆H = ∆U +∆n.RT<br />
Khi ∆n = 0 => ∆H =∆U Với: { ∆n = ∑n khí (SẢN PHẨM) -∑n khí (CHẤT ĐẦU) }<br />
R= 1,987cal/mol 0 K = 8,314 J/mol 0 K<br />
b. Nhiệt tạo thành tiêu chuẩn:<br />
• Nhiệt tạo thành tiêu chuẩn của một chất (∆H 0 298 tt )là hiệu ứng <strong>nhiệt</strong> của phản<br />
ứng tạo thành 1 mol chất đó từ các đơn chất bền vững nhất ở điều kiện tiêu chuẩn<br />
(25°C,1atm).<br />
TD : C(graphit) + O 2 (k) → CO 2 (k) ; ∆H 0 298 = -393,51 kJ. =><br />
∆H 0 298 tt CO2(k) = -393,51 kJ.mol -1<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
• Quy ước: Nhiệt tạo thành tiêu chuẩn của các đơn chất bền (ví dụ: Cl 2 khí, Br 2<br />
lỏng , I 2 rắn, C graphit, S tà phương ,P đỏ...) bằng 0.<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial<br />
5
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
• Nhiệt tạo thành của các chất thường trong khoảng 40 – 400 Kj/mol. Đại lượng<br />
này thông thường nhận những giá trị âm (quá trình phát <strong>nhiệt</strong>).<br />
c. Nhiệt đốt cháy tiêu chuẩn:<br />
• Nhiệt đốt cháy tiêu chuẩn của một chất (∆H 0 298 đc) là hiệu ứng <strong>nhiệt</strong> của phản<br />
ứng đốt cháy 1 mol chất đó bằng oxy vừa đủ <strong>để</strong> tạo thành các chất bền vững nhất ở<br />
điều kiện tiêu chuẩn.<br />
• Đối với các chất hữu cơ, <strong>nhiệt</strong> đốt cháy là hiệu ứng <strong>nhiệt</strong> của phản ứng đốt cháy<br />
1 mol chất hữu cơ bằng oxy vừa đủ tạo thành khí CO 2 , nước lỏng <strong>và</strong> một số sản phẩm<br />
khác ( N 2 , X 2 , HX...)<br />
TD: C 2 H 6 (k) + 3,5 O 2 (k) → 2 CO 2 (k) + 3H 2 O (l) , ∆H 0 298 = -1558,39 kJ.<br />
∆H 0 298 đc C2H6 (k) = -1558,39 kJ.mol -1<br />
• Như vậy có một số phản ứng vừa là đốt cháy chất này cũng vừa là <strong>sinh</strong> ra chất<br />
kia, nên :<br />
TD: ∆H 0 298 đc C(graphit) = ∆H 0 298 tt CO2(k) ; ∆H 0 298 đc H2(k) = ∆H 0 298 tt H2O(l)<br />
* Nhiệt tạo thành tiêu chuẩn <strong>và</strong> <strong>nhiệt</strong> đốt cháy tiêu chuẩn là các đại lượng tra bảng.<br />
d. Phương trình <strong>nhiệt</strong> hóa <strong>và</strong> chiều diễn ra của các quá trình hoá <strong>học</strong>:<br />
• Phương trình <strong>nhiệt</strong> hóa là phương trình phản ứng hóa <strong>học</strong> thông thường có ghi<br />
kèm hiệu ứng <strong>nhiệt</strong> <strong>và</strong> trạng thái <strong>tập</strong> hợp, dạng thù hình của các chất.<br />
• Có thể xử lý các phương trình <strong>nhiệt</strong> hóa như những phương trình đại số<br />
(cộng, trừ, nhân với một <strong>hệ</strong> số, đổi chiều ...thì ∆H cũng chịu cùng cách xử lý)<br />
TD: Cho: (1) C(graphit) + O 2 (k) →CO 2 (k) , ∆H 0 298 (1)<br />
(2) C(graphit) +1/2 O 2 (k) →CO(k) , ∆H 0 298 (2)<br />
Tính: (3) 2CO(k) + O 2 (k) →2CO 2 (k) , ∆H 0 298 (x)= ?<br />
Nhận xét: [(1) – (2)]2 = (3) => ∆H 0 298 (x) = 2[∆H 0 298 (1) - ∆H 0 298 (2)]<br />
* Dự đoán chiều hướng diễn ra của phản ứng hóa <strong>học</strong>: ở điều kiện <strong>nhiệt</strong> độ thấp,<br />
phản ứng phát <strong>nhiệt</strong> (∆H < 0) là phản ứng có khả năng xảy ra tự phát.<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
TD:<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Zn(r) + 2HCl(dd) → ZnCl 2 (dd) + H 2 (k),<br />
∆H 0 298 = -152.6kJ<br />
½ H 2 (k) + ½ Cl 2 (k) → HCl(k) , ∆H 0 298 = -92,8kJ<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial<br />
6
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
C(graphit) + H 2 O(k) → CO(k) + H 2 (k), ∆H 0 298 = +131,3 kJ<br />
Chú ý: Hiệu ứng <strong>nhiệt</strong> của phản ứng tỷ lệ với lượng chất của phản ứng<br />
TD: H 2 (k) + Cl 2 (k) → 2 HCl(k) ∆H 0 298 = - 185,6kJ<br />
3. Các định luật <strong>nhiệt</strong> hóa <strong>và</strong> <strong>hệ</strong> quả<br />
a. Định luật Lavoisier – La Place:<br />
Hiệu ứng <strong>nhiệt</strong> của phản ứng nghịch bằng hiệu ứng <strong>nhiệt</strong> của phản ứng thuận<br />
nhưng trái dấu.<br />
Ví dụ: ½ H 2 (k) + ½ I 2 (k) → HI (k) ∆H 0 298 = +26,48 kJ<br />
HI (k) → ½ H 2 (k) + ½ I 2 (k)<br />
b. Định luật Hess(1840) <strong>và</strong> chu trình Born -Haber:<br />
∆H 0 298 = -26,48 kJ<br />
Hiệu ứng <strong>nhiệt</strong> của phản ứng hóa <strong>học</strong> chỉ phụ thuộc <strong>và</strong>o bản chất <strong>và</strong> trạng thái<br />
của các chất đầu <strong>và</strong> cuối chứ không phụ thuộc <strong>và</strong>o đường đi của quá trình, nghĩa là<br />
không phụ thuộc <strong>và</strong>o số lượng <strong>và</strong> đặc điểm của các giai đoạn trung gian.<br />
Nói cách khác: nếu có nhiều cách biến đổi <strong>hệ</strong> từ trạng thái đầu sang trạng cuối thì<br />
tổng hiệu ứng <strong>nhiệt</strong> của mỗi cách phải bằng nhau.<br />
c. Các <strong>hệ</strong> quả:<br />
• Hệ quả 1: Hiệu ứng <strong>nhiệt</strong> của phản ứng bằng tổng <strong>nhiệt</strong> tạo thành của các sản<br />
phẩm trừ đi tổng <strong>nhiệt</strong> tạo thành của các chất đầu.<br />
∆H 0 298 PƯ = ∑ ∆H 0 298 tt (SẢN PHẨM) - ∑ ∆H 0 298 tt (CHẤT ĐẦU)<br />
• Hệ quả 2: Hiệu ứng <strong>nhiệt</strong> của phản ứng bằng tổng <strong>nhiệt</strong> đốt cháy của các chất<br />
đầu trừ đi tổng <strong>nhiệt</strong> đốt cháy của các sản phẩm phản ứng.<br />
∆H 0 298 PƯ = ∑ ∆H 0 298 đc (CHẤT ĐẦU) - ∑ ∆H 0 298 đc (SẢN PHẨM)<br />
• Hệ quả 3: Hiệu ứng <strong>nhiệt</strong> của phản ứng bằng tổng năng lượng liên kết trong các<br />
chất đầu trừ tổng năng lượng liên kết trong các sản phẩm.<br />
∆H 0 298 PƯ = ∑E lk (CHẤT ĐẦU) - ∑E lk (SẢN PHẨM)<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
TD: 2CH 4 (k) → C 2 H 2 (k) + 3H 2 (k) ; ∆H 0 298 x = ?<br />
* ∆H 0 298 x = ∆H 0 298 tt C2H2(k) - 2∆H 0 298 tt CH4(k)<br />
* ∆H 0 298 x = 2∆H 0 298 đc CH4(k) - ∆H 0 298 đc C2H2(k) - 3∆H 0 298 đc H2(k)<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial<br />
7
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
* ∆H 0 298 x = 2∆H 0 298 đc CH4(k) - ∆H 0 298 đc C2H2(k) - 3∆H 0 298 tt H2O(l)<br />
* ∆H 0 298 x = 8E C─H – E C≡C – 2E C─H – 3E H─H<br />
* Áp dụng định luật Hess <strong>và</strong> <strong>hệ</strong> quả:<br />
TD 1 : Cho : C(graphit) + O 2 (k) → CO 2 (k) (1), ∆H 0 298(1)= -393,5 kJ<br />
Tính ∆H 0 298 tt CO(k) ?<br />
Giải:<br />
CO(k) + ½O 2 (k) → CO 2 (k) (2), ∆H 0 298(2)= -283,0 kJ<br />
Lấy (1) – (2) ta được:<br />
C(graphit) + ½ O 2 (k) → CO(k) =>∆H 0 298 tt CO(k)<br />
TD 2 : Phản ứng phân hủy đá vôi CaCO 3 :<br />
= -393,5 -(- 283,0) = -110,5 kJ/mol<br />
CaCO 3(r) → CaO(r) + CO 2 (k)<br />
∆H 0 298 tt (kJ/mol) -1206.9 -635.5 -393.5<br />
=> ∆H 0 298 = (-635.5 - 393.5) - (-1206.9) = + 177.9 kJ.<br />
TD 3 : Tính năng lượng liên kết O─H trong phân tử H 2 O, biết:<br />
2H(k) + O(k) → H 2 O(k), ∆H 0 = -924.2 kJ => E phân ly H2O = 924.2 kJ/mol<br />
Theo cấu trúc phân tử thì trong H 2 O có 2 liên kết O─H, nên năng lượng liên kết sẽ là:<br />
E O─H = ½ E phân ly H2O = ½(924.2) = 462,1 kJ.<br />
4. Sự phụ thuộc của hiệu ứng <strong>nhiệt</strong> <strong>và</strong>o <strong>nhiệt</strong> độ - Nhiệt dung:<br />
a) Nhiệt dung:<br />
• Nhiệt dung của một chất là <strong>nhiệt</strong> lượng cần cung cấp <strong>để</strong> nâng <strong>nhiệt</strong> độ của chất<br />
đó lên thêm 1 0 C.<br />
• Nhiệt dung riêng – <strong>nhiệt</strong> dung mol là <strong>nhiệt</strong> dung tương ứng 1 gam hay 1 mol<br />
chất. Nếu xét <strong>hệ</strong> ở điều kiện đẳng áp hoặc đẳng tích, ta có <strong>nhiệt</strong> dung mol đẳng áp (C p )<br />
hoặc <strong>nhiệt</strong> dung mol đẳng tích (C v ). Đơn vị đo: J/mol.K hoặc cal/mol.K<br />
dQ<br />
C = p<br />
dQ<br />
C<br />
p V<br />
=<br />
dT<br />
dT<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Q p = ∆H<br />
V<br />
Q V = ∆U<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
C p<br />
d∆H<br />
=<br />
dT<br />
C V<br />
d∆U<br />
=<br />
dT<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial<br />
8
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
• Đối với các khí lý tưởng: C p – C V = R.<br />
b) Sự phụ thuộc của hiệu ứng <strong>nhiệt</strong> <strong>và</strong>o <strong>nhiệt</strong> độ: được thể hiện bằng phương trình<br />
Kirchhoff:<br />
∆ H = ∆ H + ∫ ∆ C dT<br />
2<br />
2<br />
1<br />
T<br />
T<br />
1<br />
Nếu khoảng <strong>nhiệt</strong> độ thay đổi không lớn lắm có thể coi C p không phụ thuộc <strong>và</strong>o<br />
<strong>nhiệt</strong> độ , lúc đó phương trình có dạng:<br />
Với:<br />
∆H 2 = ∆H 1 + ∆Cp (T 2 -T 1 )<br />
∆Cp = ∑Cp(sản phẩm) - ∑Cp(chất đầu)<br />
TD: Tính ∆H 0 398 của phản ứng : CO(k) + ½O 2 (k) → CO 2 (k) ,biết ∆H 0 298 = -283,0 kJ <strong>và</strong><br />
<strong>nhiệt</strong> dung mol đẳng áp của các chất CO, O 2 <strong>và</strong> CO 2 lần lượt là Cp= 6,97; 7,05; <strong>và</strong> 8,96<br />
cal/mol o K.<br />
Giải:<br />
∆Cp = 8,96 – 6,97 – ½.7,05 = -1,535 cal/K = - 6,42 J/K<br />
=> ∆H 0 398= ∆H 0 298 +∆Cp (398 – 298)<br />
= -283,0 – 0,642 = - 283,642 kJ<br />
Nhận xét: Khi <strong>nhiệt</strong> độ tăng, ∆H của phản ứng tăng không đáng kể. Do đó, nếu khoảng<br />
<strong>nhiệt</strong> độ thay đổi không lớn lắm, một cách gần đúng, có thể xem ∆H của phản ứng<br />
không phụ thuộc <strong>và</strong>o <strong>nhiệt</strong> độ : ∆H 0 T ≈ ∆H 0 298 .<br />
III. NGUYÊN LÍ II NHIỆT ĐỘNG LỰC HÓA HỌC<br />
1. Khái niệm Entropi (S)<br />
Xem <strong>hệ</strong> gồm các phân tử của một chất khí đang ở <strong>nhiệt</strong> độ thấp, nếu ta đốt nóng <strong>hệ</strong>, tức<br />
là cung cấp một lượng <strong>nhiệt</strong> Q <strong>và</strong>o, các phân tử khí sẽ gia tăng chuyển <strong>động</strong>, có sự xáo<br />
trộn hay mất trật tự nhiều trong <strong>hệ</strong> so với trước khi cung cấp Q, <strong>nhiệt</strong> lượng q càng<br />
nhiều thì sự xáo trộn càng lớn, tức sự biến thiên xáo trộn tỉ lệ với <strong>nhiệt</strong> lượng q được<br />
cung cấp <strong>và</strong>o <strong>hệ</strong>.<br />
Cùng một <strong>nhiệt</strong> lượng Q nếu cung cấp cho <strong>hệ</strong> ở <strong>nhiệt</strong> độ <strong>cao</strong> thì sự biến thiên xáo trộn<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
sẽ ít hơn so với lúc <strong>hệ</strong> đang ở <strong>nhiệt</strong> độ thấp.<br />
Như vậy, biến thiên xáo trộn tỉ lệ nghịch với Q.<br />
p<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial<br />
9
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
Người ta dùng một hàm số trạng thái <strong>để</strong> đo mức độ xáo trộn hay độ tự do của <strong>hệ</strong> đó là<br />
hàm số entropi S mà trong một biến đổi nhỏ được cho bởi:<br />
- Nếu sự biến đổi thuận nghịch vô cùng nhỏ ở T = const <strong>hệ</strong> trao đổi với môi trường một<br />
lượng <strong>nhiệt</strong> δQ TN thì sự biến thiên entropi trong quá trình này là: d S =<br />
S là hàm trạng thái (J/mol.K)<br />
- Nếu sự biến đổi là bất thuận nghịch thì: d S ><br />
- Vì là hàm trạng thái nên khi chuyên từ trạng thái 1 sang trạng thái 2 bằng biến thiên<br />
δQ TN<br />
thuận nghịch hay bất thuận nghịch thì: S 2 - S 1 = ∆S = ∫<br />
(∆S TN = ∆S BTN )<br />
2.Nguyên lí II của <strong>nhiệt</strong> <strong>động</strong> <strong>học</strong>:<br />
* Phát biểu nguyên lí II<br />
T<br />
2<br />
δQ TN<br />
T<br />
1<br />
Mỗi <strong>hệ</strong> được xác định một đại lượng gọi là entropi S mà biến đổi dS trong một biến<br />
đổi nhỏ là<br />
δQ<br />
dS ≥ T<br />
- Trong <strong>hệ</strong> cô lập δQ = 0. nên:<br />
nghịch.<br />
+ dS = 0: trong <strong>hệ</strong> cô lập entropi của <strong>hệ</strong> không đổi nếu xảy ra quá trình thuận<br />
+ dS > 0 : trong <strong>hệ</strong> cô lập, quá trình tự xảy ra (BTN) theo chiều tăng entropi của<br />
<strong>hệ</strong> <strong>và</strong> tăng cho tới khi đạt giá trị max thì <strong>hệ</strong> sẽ đạt trạng thái cân bằng.<br />
* Entropi là thước đo độ hỗn độn của <strong>hệ</strong>:<br />
Độ hỗn độn của 1 <strong>hệ</strong> hay 1 chất càng lớn khi <strong>hệ</strong> hay chất đó gồm những hạt <strong>và</strong><br />
sự dao <strong>động</strong> của các hạt càng mạnh (khi liên kết giữa các hạt càng yếu).<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
VD: S < S < S<br />
H 2 O(r) H 2 O (l) H 2 O (h)<br />
S < S < S<br />
H 2 (k) O 2 (k) O 3 (k)<br />
δQ TN<br />
T<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
⇒ S là 1 đại lượng dung độ.<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
10<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
3. Sự biến thiên S của chất trong một số quá trình<br />
a) Sự biến thiên S trong quá trình biến đổi trạng thái của chất:<br />
Khi chất nguyên chất nóng chảy hoặc sôi ở P = const thì:<br />
δ<br />
T = const ⇒ ∆S = ∫<br />
2<br />
1 T Q<br />
=<br />
∆H<br />
T<br />
∆H = <strong>nhiệt</strong> biến thiên trạng thái = L n/c hoặc L h<br />
b) Sự biến thiên trong quá trình giãn nở đẳng <strong>nhiệt</strong> khí lí tưởng:<br />
Xét n mol khí lí tưởng giãn nở thể tích từ V 1 → V 2 ở t o = const. Vì nội năng của khí lí<br />
tưởng chỉ phụ thuộc <strong>nhiệt</strong> độ nên trong sự biến đổi này:<br />
∆U = Q TN + W TN = Q BTN + W BTN = 0<br />
⇒ Q TN = - W TN = nRT. ln<br />
T = const ⇒ ∆S =<br />
V2<br />
V<br />
1<br />
nRT .<br />
V<br />
( = -(- P. ∆V) = ∫ dV ).<br />
Q TN<br />
V<br />
2<br />
P<br />
= nRln = n.R.ln<br />
1<br />
T V1<br />
P2<br />
c) Sự biến thiên entropi của chất nguyên chất theo <strong>nhiệt</strong> độ.<br />
- Quá trình P = const: Đun nóng 1 chất nguyên chất từ T 1 → T 2 , không có sự chuyển<br />
pha:<br />
T<br />
∆S = ∫ 2<br />
T1<br />
δQ<br />
T<br />
TN<br />
Với δQ = δQ P = dH = n.C P .dT<br />
∆S =<br />
T<br />
T<br />
2<br />
∫<br />
1<br />
n . C<br />
P .<br />
dT<br />
T<br />
* Trong khoảng <strong>nhiệt</strong> độ hẹp, coi C P = const<br />
- Quá trình: V = const<br />
T<br />
⇒ ∆S = n.C P .ln<br />
T<br />
2<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
1<br />
2<br />
1<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
11<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
T<br />
⇒ ∆S = n .C V .ln<br />
T<br />
IV.NGUYÊN LÍ III NHIỆT ĐỘNG HỌC<br />
1. Nguyên lí III của <strong>nhiệt</strong> <strong>động</strong> <strong>học</strong>- entropi tuyệt đối<br />
2<br />
1<br />
Entropi của chất nguyên chất dưới dạng tinh thể hoàn chỉnh ở 0(K) bằng 0<br />
S (T = 0) = 0<br />
Tinh thể hoàn hảo là tinh thể trong đó các phân tử chỉ có cách sắp xếp duy nhất<br />
ở 0 0 K. Nhiểu hóa chất có tinh thể không hoàn hảo ở 0 0 K như CO, H 2 , H 2 O, N 2 O...<br />
Nguyên lí III <strong>nhiệt</strong> <strong>động</strong> hóa <strong>học</strong> gipus tính entropi của một hóa chất ở một <strong>nhiệt</strong> độ<br />
xác định.<br />
2. Cách tính entropi tuyệt đối<br />
a) Entropi tuyệt đối của các chất ở các <strong>nhiệt</strong> độ khác nhau.<br />
VD: Tính S của 1 chất ở <strong>nhiệt</strong> độ T nào đó, ta hình dung chất đó được đun nóng từ<br />
0(K) → T(K) xét ở P=const. Nếu trong quá trình đun nóng có sự chuyển pha thì:<br />
∆S = ∆S T - ∆S (T = 0) = S T = ∑<br />
⇒ S T =<br />
T<br />
5<br />
i=<br />
1<br />
∆S<br />
nc<br />
S<br />
dT Lnc<br />
dT LS<br />
∫ n CP(<br />
r)<br />
. + n.<br />
+ n.<br />
CP(<br />
l ).<br />
n.<br />
T T<br />
∫ + +<br />
T T<br />
0<br />
1<br />
T<br />
i<br />
T<br />
n.<br />
C<br />
.<br />
P(<br />
h)<br />
nc T<br />
S T<br />
Giá trị entropi được xác định ở P = 1 atm = const <strong>và</strong> ở <strong>nhiệt</strong> độ T nào đó được<br />
gọi là giá trị entropi chuẩn, kí hiệu là S 0 T, thường T = 298K → S 0 298<br />
b) Sự biến thiên entropi trong phản ứng hoá <strong>học</strong>:<br />
+ Khi phản ứng thực hiện ở P = const, T = const thì: ∆S = ΣS(sp) - ΣS(t/g)<br />
nc<br />
∫<br />
S<br />
dT<br />
.<br />
T<br />
+ Nếu ở điều kiện chuẩn <strong>và</strong> 25 0 C thì: ∆S 0 298= ΣS 0 298(sp) - ΣS 0 298(t/g)<br />
+ Vì S của chất khí >> chất rắn, lỏng nên nếu số mol khí sản phẩm (sp) > số mol<br />
khí tham gia thì ∆S > 0 <strong>và</strong> ngược lại. Còn trong trường hợp số mol khí ở 2 vế<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
bằng nhau hoặc phản ứng không có chất khí thì ∆S có giá trị nhỏ.<br />
V. THẾ NHIỆT ĐỘNG -THẾ HÓA HỌC. ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG VÀ DIỄN<br />
BIẾN CỦA QUÁ TRÌNH<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
12<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
1. Thế <strong>nhiệt</strong> <strong>động</strong><br />
Trong hóa <strong>học</strong> thường gặp <strong>hệ</strong> cô lập, mà thường gặp <strong>hệ</strong> đẳng <strong>nhiệt</strong> - đẳng áp<br />
hoặc đẳng <strong>nhiệt</strong> – đẳng tích. Để có thể dùng tiêu chẩn entropi <strong>để</strong> xét các quá<br />
trình, ta gộp <strong>hệ</strong> nghiên cứu với môi trường thành <strong>hệ</strong> cô lập<br />
∆Scô lập = ∆S <strong>hệ</strong> + ∆S mt<br />
- ∆S <strong>hệ</strong>: Sự biến thiên entropi của <strong>hệ</strong><br />
- ∆S mt: Sự biến thiên entropi của môi trường<br />
∆Scô lập = ∆S <strong>hệ</strong> + ∆S mt > 0 : Hệ tự diễn biến<br />
∆Scô lập = ∆S <strong>hệ</strong> + ∆S mt = 0 : Hệ ở trạng thái cân bằng<br />
Để thuận tiện người ta dùng hàm trạng thái khác thay cho tổng ∆S <strong>hệ</strong> + ∆S mt. Hàm<br />
trạng thái đó được goi là thế <strong>nhiệt</strong> <strong>động</strong>.<br />
a)Thế đẳng áp G:<br />
Xét <strong>hệ</strong> xảy ra sự biến đổi ở P, T đều không đổi trong quá trình này môi trường nhận<br />
của <strong>hệ</strong> một <strong>nhiệt</strong> lượng ∆H mt do <strong>hệ</strong> toả ra → ∆H mt = - ∆H <strong>hệ</strong> = - ∆H<br />
∆<br />
→ ∆S mt = - T<br />
H<br />
+ Điều kiện tự diễn biến của <strong>hệ</strong>:<br />
→ ∆S cô lập = ∆S <strong>hệ</strong> -<br />
∆H<br />
T<br />
> 0 → ∆H – T. ∆S < 0<br />
+ Hệ ở trạng thái cân bằng khi ∆H – T. ∆S = 0<br />
+ Đặt G = H – TS ⇒ ở <strong>nhiệt</strong> độ, P không đổi thì quá trình xảy ra theo chiều có<br />
∆G = ∆H – T. ∆S < 0<br />
Và đạt tới trạng thái cân bằng khi ∆G = 0.<br />
b) Thế đẳng tích F: (Năng lượng Helmholtz)<br />
Nếu <strong>hệ</strong> biến đổi ở điều kiện T, V không đổi ⇒ <strong>nhiệt</strong> đẳng tích mà môi trường nhận của<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
các <strong>hệ</strong> là ∆U mt → ∆S mt = -<br />
∆U mt<br />
T<br />
→ điều kiện tự diến biến của <strong>hệ</strong> trong quá trình đẳng <strong>nhiệt</strong>, đẳng tích là<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
13<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
Và đạt trạng thái cân bằng khi ∆F = 0<br />
Trong đó : F = U – TS<br />
∆F = ∆U – T. ∆S < 0<br />
Vì H = U + PV → G = H – TS = U –TS + PV<br />
2.Ý nghĩa vật lí của ∆G, ∆F<br />
a) Ý nghĩa vật lí của ∆G<br />
→ G = F + PV<br />
G = H – TS = U + PV –TS => dG = dU + PdV + VdP –TdS –SdT<br />
dG = δW + δQ + PdV + VdP –TdS –SdT<br />
Giả sử <strong>hệ</strong> còn thực hiện công hữu ích δW’ thì : δW = - PdV + δW’<br />
=> dG = - PdV + δW’ + δQ + PdV –TdS –SdT<br />
=> dG = δW’ + δQ –TdS –SdT<br />
hay dG ≤ δW’ + δQ + TdS –SdT + VdP -TdS<br />
=> dG ≤ δW’ - SdT + VdP<br />
Dấu bằng ứng với quá trình thuận nghịch <strong>và</strong> công lớn nhất:<br />
dG = δW’ max - SdT + VdP<br />
Đối với quá trình đẳng <strong>nhiệt</strong> đẳng áp dT=0; dP=0<br />
Nên:<br />
dG = δW’ max hay ∆G = W’ max<br />
Vậy: ∆G biểu thị công hữu ích của quá trình thuận nghịch đẳng <strong>nhiệt</strong> đẳng áp.<br />
b) Ý nghĩa vật lí của ∆F<br />
F = U – TS<br />
Biến đổi tương tự như đối với hàm G ta được<br />
dF ≤ δW’ - SdT - PdV<br />
dG = δW’ max - SdT - PdV<br />
Đối với quá trình đẳng <strong>nhiệt</strong> đẳng tích dT=0; dV =0<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Nên: dF = δW’ max hay ∆F = W’ max<br />
Vậy: ∆F biểu thị công hữu ích của quá trình thuận nghịch đẳng <strong>nhiệt</strong> đẳng áp.<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
14<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
Vì phản ứng tự xảy ra theo chiều ∆G hoặc ∆F
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
2<br />
1<br />
P2<br />
∫ dG = ∫ VdP =><br />
P1<br />
P2<br />
T<br />
−<br />
P T<br />
=<br />
2 P1<br />
∫<br />
P1<br />
G G VdP<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
- Đối với chất rắn <strong>và</strong> chất lỏng có thể coi V= const khi áp suất biến đổi (trừ miền<br />
áp suất lớn) nên: GT<br />
= G (<br />
1 2 1)<br />
P T<br />
+ V P − P<br />
P<br />
2<br />
- Đối với chất khí, nếu được coi là khí lí tưởng thì khi xét 1 mol khí ta có:<br />
RT<br />
V = P<br />
=> P2<br />
GT<br />
= G ln<br />
P T<br />
+ RT<br />
2<br />
P 1<br />
P<br />
0<br />
-Nếu ở điều kiện chuẩn (P 1 = 1 atm), thì G = G + RT ln P<br />
* Sự phụ thuộc của ∆G <strong>và</strong>o sự biến đổi thành phần của <strong>hệ</strong> - thế hóa µ i<br />
+ Sự phụ thuộc của ∆G <strong>và</strong>o sự biến đổi thành phần của <strong>hệ</strong><br />
Xét <strong>hệ</strong> gồm i chất 1, 2, 3 …i với số mol tương ứng là n 1 , n 2 , …n i. Thế <strong>nhiệt</strong> <strong>động</strong> không<br />
những phụ thuộc <strong>và</strong>o T, P mà còn phụ thuộc <strong>và</strong>o n 1 , n 2 , …n i:<br />
Bằng biến đổi toán <strong>học</strong> có:<br />
G = G(P,T,n 1, n 2 , …n i )<br />
∂G<br />
( )<br />
∂n<br />
i<br />
T , P,<br />
n j≠i<br />
= G = µ<br />
Ta có: dG ≤ VdP − SdT +∑ µ<br />
idni<br />
Vậy:<br />
∑<br />
µ dn = δ w '<br />
i<br />
i<br />
i<br />
Nghĩa là µ i dn i là một dạng công hữu ích được gọi là công hóa, trong đó µ i được gọi là<br />
đại lượng cường độ còn dn i là đại lượng dung độ.<br />
µ i được gọi là hóa thế của chất i, nó là thế đẳng áp mol riêng phần của chất i<br />
trong hỗn hợp ( G )<br />
i<br />
µ i là độ tăng khả năng <strong>sinh</strong> công hữu ích của <strong>hệ</strong> khi thêm một lượng vô cùng nhỏ<br />
i <strong>và</strong>o <strong>hệ</strong> trong điều kiện T, P <strong>và</strong> số mol của các chất khác là không đổi µ i được tính cho<br />
1 mol chất.<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
+ Vài tính chất qua trọng của hóa thế:<br />
-Nếu <strong>hệ</strong> chỉ gồm một chất thì hóa thế chính là thế đẳng áp của một mol chất được xác<br />
định bằng:<br />
1<br />
T<br />
T<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
16<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
⎛ ∂G<br />
⎞ ⎛ ∂µ ⎞<br />
⎜ ⎟ = ⎜ ⎟ = V<br />
⎝ ∂P<br />
⎠ ⎝ ∂P<br />
⎠<br />
- Đối với 1mol chất khí:<br />
T<br />
0<br />
T T<br />
RT ln P<br />
T<br />
µ = µ + (P có đơn vị là atm)<br />
Trong đó µ T – thế hóa chuẩn của 1 mol khí lí tưởng ở <strong>nhiệt</strong> độ T (P=1 atm).<br />
- Nếu <strong>hệ</strong> là một hỗn hợp khí lí tưởng có áp suất tổng cộng thì áp suất riêng phần<br />
của khí I trong hỗn hợp là P i <strong>và</strong> P i = N i P<br />
0 0 0<br />
µ<br />
T<br />
= µ<br />
i, T<br />
+ RT ln( P. Ni ) = µ<br />
i, T<br />
+ RT ln P + RT ln Ni = µ<br />
i, T , P<br />
+ RT ln Ni<br />
0 0<br />
Trong đó µ<br />
i, P, T<br />
= µ<br />
iT<br />
+ RT ln P<br />
- Tiêu chuẩn tự diễn biến <strong>và</strong> giới hạn của quá trình hóa <strong>học</strong> <strong>và</strong> chuyển pha ở P, T<br />
không đổi là:<br />
∑<br />
µ dn ≤ 0<br />
i<br />
- Đối với quá trình hóa <strong>học</strong>: aA + bB -> cC + dD<br />
∑ i ∑<br />
Thì: ∆ G = µ ( sp) − µ ( tg)<br />
0 0 0<br />
- Ở điều kiện chuẩn: ∆ G = µ ( sp) − µ ( tg)<br />
Vậy: Trong điều kiện đẳng áp:<br />
bằng.<br />
- Nếu µ ( sp) = µ ( tg)<br />
i<br />
i<br />
∑ i ∑<br />
i<br />
∑ i ∑ i<br />
phản ứng tự diễn biến từ trái sang ở trạng thái cân<br />
Vậy: Thế hóa cũng là tiêu chuẩn xác định chiều <strong>và</strong> giới hạn của các quá trình<br />
hóa <strong>học</strong> <strong>và</strong> chuyển pha.<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
17<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
Chương II: HỆ THỐNG BÀI TẬP NHIỆT ĐỘNG LỰC HÓA HỌC ĐƯỢC<br />
DÙNG ĐỂ RÈN LUYỆN CÁC KĨ NĂNG LÀM BÀI CHO HỌC SINH<br />
I. CÁC BÀI TẬP ÁP DỤNG NGUYÊN LÝ I NHIỆT ĐỘNG HÓA HỌC<br />
1. Một số <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> <strong>rèn</strong> các kĩ năng cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> có phân tích<br />
Bài 1.<br />
Tính<br />
∆<br />
o<br />
H<br />
S , 298<br />
của Cl - (aq). Biết:<br />
(a): 2<br />
1<br />
H2 + 2<br />
1<br />
Cl2(k) → HCl (k)<br />
(b): HCl (k) + aq → H + (aq) + Cl - (aq)<br />
(c): 2<br />
1<br />
H2 + aq → H + (aq) + e<br />
∆ = -92,2(kJ/mol)<br />
o<br />
H<br />
S , 298<br />
∆ = -75,13(kJ)<br />
o<br />
H<br />
S , 298<br />
∆ = 0<br />
o<br />
H<br />
S , 298<br />
Phân tích: Đây là dạng <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> đơn giản nhất, thường được lấy làm ví dụ minh họa cho<br />
<strong>học</strong> <strong>sinh</strong> khi <strong>học</strong> về cách tính <strong>nhiệt</strong> hóa <strong>học</strong>. Bài <strong>tập</strong> này <strong>rèn</strong> cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> kĩ năng tư<br />
duy logic, tư duy tổng hợp đơn giản, kĩ năng tính toán chính xác.<br />
Giải:<br />
Cần phải tính<br />
∆<br />
o<br />
H<br />
S , 298<br />
của quá trình:<br />
Cách 1: Tổ hợp các quá trình đã cho:<br />
Lấy (a) + (b) – (c) = (d)<br />
o<br />
=> H S ,298, d<br />
2<br />
1 Cl2 + e + aq = Cl - (aq)<br />
o<br />
o<br />
o<br />
∆ = ∆<br />
,298,<br />
+ ∆<br />
,298,<br />
- ∆<br />
,298,<br />
= -167,33 (KJ/mol)<br />
H S a<br />
1 Cl2 + e + aq = Cl - (aq)<br />
Bài 2:<br />
H S b<br />
o<br />
H<br />
S , 298<br />
2<br />
H S c<br />
∆ = - 167,33(kJ/mol)<br />
Tính hiệu ứng <strong>nhiệt</strong> của phản ứng:<br />
∆<br />
o<br />
H<br />
S , 298<br />
3Fe(NO 3 ) 2(aq) + 4HNO 3(aq) → 3Fe(NO 3 ) 3(aq) + NO (k) + 2H 2 O (l)<br />
Diễn ra trong nước ở 25 o C. Cho biết:<br />
o<br />
H<br />
S , 298<br />
Fe 2+ (aq) Fe 3+ (aq) NO 3<br />
-<br />
(aq) NO (k) H 2 O (l)<br />
=? (d)<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
∆ (kJ/mol) -87,86 - 47,7 -206,57 90,25 -285,6<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
18<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
Phân tích: Trong <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> này, phương trình phản ứng được viết ở dạng phân tử, tuy<br />
nhiên các dữ kiện về <strong>nhiệt</strong> lại được biểu diễn dưới dạng các ion, <strong>để</strong> giải quyết được<br />
vấn đề, <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cần phải hiểu rõ bản chất của phản ứng <strong>và</strong> phải viết lại phương trình<br />
phản ứng dưới dạng phương trình ion. Thông qua <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> này giáo viên phát hiện được<br />
năng <strong>lực</strong> sáng tạo của <strong>học</strong> <strong>sinh</strong>, kĩ năng tư duy logic, kĩ năng áp dụng lí thuyết <strong>và</strong>o <strong>bài</strong><br />
<strong>tập</strong> (đây là kĩ năng quan trọng cho quá trình tự <strong>học</strong>), kĩ năng tính toán chính xác.<br />
Giải:<br />
Phương trình ion của phản ứng:<br />
3Fe 2+ (aq) + 4H + (aq) + NO 3<br />
-<br />
(aq) → 3Fe 3+ (aq) + NO (k) + 2H 2 O (l)<br />
Áp dụng <strong>hệ</strong> quả định luật hess:<br />
∆H=3. ∆<br />
aq)<br />
o<br />
H<br />
S , 298<br />
(Fe 3+ ,aq)+<br />
∆<br />
o<br />
H<br />
S , 298<br />
o<br />
(NO)+2. ∆ (H 2 O (l) )–3. ∆<br />
H<br />
S , 298<br />
= 3.(-47,7) + 90,25 + 2.(-285,6) + 3.87,6 + 206,57 = -153,9(kJ)<br />
Bài 3:<br />
Tính ∆H o của các phản ứng sau:<br />
1) Fe 2 O 3(r) + 2Al (r) → 2Fe (r) + Al 2 O 3(r) ( 1)<br />
Cho biết<br />
o<br />
∆ = -822,2 kJ/mol; ∆<br />
H o<br />
S , Fe2O3(<br />
r )<br />
2) S (r) + 2<br />
3<br />
O2(k) → SO 3(k) (2)<br />
Biết (3) : S (r) + O 2(k) → SO 2(k)<br />
(4): 2SO 2(k) + O 2(k) → 2SO 3(k)<br />
∆<br />
o<br />
H 298<br />
∆<br />
o<br />
H 298<br />
H S , Al2O3(<br />
r )<br />
= -296,6 kJ<br />
= -195,96 kJ<br />
o<br />
H<br />
S , 298<br />
(Fe 2+ ,aq)-<br />
= -1676 (kJ/mol)<br />
∆ (NO 3<br />
-<br />
,<br />
o<br />
H<br />
S , 298<br />
Từ kết quả thu được <strong>và</strong> khả năng diễn biến thực tế của 2 phản ứng trên có thể rút ra kết<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
luận gì?<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
19<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
Phân tích: Bài <strong>tập</strong> này <strong>rèn</strong> cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> kĩ năng áp dụng lí thuyết <strong>và</strong>o <strong>bài</strong> <strong>tập</strong>, kĩ năng<br />
tư duy logic, kĩ năng so sánh từ lí thuyết đến thực tiễn , kĩ năng tư duy tổng hợp, kĩ<br />
năng tính toán chính xác.<br />
Giải:<br />
1) Áp dụng <strong>hệ</strong> quả định luật Hess:<br />
o<br />
o<br />
∆ = ∆ - ∆<br />
o<br />
H<br />
pu (1)<br />
H S , Al2O3(<br />
r )<br />
2) Tổ hợp các quá trình:<br />
∆ =<br />
o<br />
H<br />
pu (2)<br />
∆ + 2<br />
1 o<br />
o<br />
H<br />
pu (3)<br />
H S , Fe2O3(<br />
r )<br />
H<br />
pu (4)<br />
= -1676 + 822,2 = - 853,8(kJ)<br />
∆ = -296,6 - 2<br />
1 .195,96 = -394,58 (kJ)<br />
KL: Hai phản ứng (1), (2) đều toả <strong>nhiệt</strong> mạnh. Song trên thực tế 2 phản ứng đó không<br />
tự xảy ra. Như vậy, chỉ dựa <strong>và</strong>o ∆H không đủ <strong>để</strong> khẳng định chiều của 1 quá trình hoá<br />
<strong>học</strong> (tuy nhiên trong nhiều trường hợp, dự đoán theo tiêu chuẩn này là đúng).<br />
Bài 4:<br />
1) Tính hiệu ứng <strong>nhiệt</strong> đẳng tích tiêu chuẩn của các phản ứng sau ở 25 o C.<br />
a) Fe 2 O 3(r) + 3CO (k) → 2Fe (r) + 3CO 2(k)<br />
b) C than chì + O 2(k) → CO 2 (k)<br />
c) Zn (r) + S (r) → ZnS (r)<br />
d) 2SO 2(k) + O 2(k) → 2SO 3(k)<br />
∆<br />
∆<br />
o<br />
H 298<br />
∆<br />
o<br />
H 298<br />
o<br />
H 298<br />
∆<br />
o<br />
H 298<br />
= -393,1(kJ)<br />
= -202,9(kJ)<br />
= -195,96 (kJ)<br />
= 28,17 (kJ)<br />
2) Khi cho 32,69g Zn tác dụng với dung dịch H 2 SO 4 loãng dư trong bom <strong>nhiệt</strong><br />
lượng kế ở 25 o C, người ta thấy có thoát ra một <strong>nhiệt</strong> lượng là 71,48 kJ. Tính hiệu ứng<br />
<strong>nhiệt</strong> ở <strong>nhiệt</strong> độ đó. Cho Zn = 65,38<br />
Phân tích: Hãy <strong>để</strong> cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> của mình tự giải quyết <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> này. Bạn sẽ thấy có<br />
nhiều điều thú vị. Thường thì các em sẽ giải <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> một cách hăng say hoặc một số sẽ<br />
tỏ ra lúng túng. Tuy nhiên đáp số thu được đa số không đúng, bởi đơn giản thay vì tính<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
giá trị nội năng thì các em lại áp dụng các công thức <strong>để</strong> tính entanpi, rõ ràng <strong>bài</strong> <strong>tập</strong><br />
này là một ví dụ rất hiệu quả <strong>để</strong> phát hiện <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> thể hiện kĩ năng thấu hiểu vấn đề<br />
một cách rõ ràng, mạch lạc. Nếu bạn có <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> làm đúng <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> này ngay lần đầu<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
20<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
thì xin chúc mừng bạn, bạn đang có trong tay những <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> thông minh <strong>và</strong> hoàn toàn<br />
có thể hi vọng các em sẽ làm nên chuyện lớn đấy !!<br />
Giải:<br />
Các dữ kiện <strong>bài</strong> cho ở thể tích không đổi nên phải áp dụng công thức tính <strong>nhiệt</strong> thông<br />
qua nội năng của quá trình.<br />
1) ∆H = ∆U + ∆n.RT<br />
Do các phản ứng a), b), c) có ∆n = 0 nên ∆U o = ∆H o<br />
Phản ứng d): ∆U o = ∆H o - ∆n.RT = -195,96 + 1.8,314. 298,15. 10 -3 = -193,5 (kJ)<br />
2) Zn (r) + H 2 SO 4 (dd) → H 2(k) + ZnSO 4(dd)<br />
Trong bom <strong>nhiệt</strong> lượng kế có V = const.<br />
⇒ ∆U = - 71,48.<br />
1<br />
= -142,96 (kJ/mol)<br />
32,69 / 65,38<br />
⇒ ∆H = ∆U + ∆n.RT = - 142,96 + 1. 8,314 .298,15 .10 -3<br />
Bài 5 (Trích đề thi HSGQG - 2012)<br />
= - 140,5 (kJ/mol)<br />
Thực nghiệm cho biết năng lượng liên kết, kí hiệu là E, (theo kJ.mol -1 ) của một số liên kết<br />
như sau:<br />
Liên kết O-H (ancol) C=O (RCHO) C-H (ankan) C-C (ankan)<br />
E 437,6 705,2 412,6 331,5<br />
Liên kết C-O (ancol) C-C (RCHO) C-H (RCHO) H-H<br />
E 332,8 350,3 415,5 430,5<br />
a) Tính <strong>nhiệt</strong> phản ứng (∆H 0 pư) của phản ứng:<br />
CH 2 (CHO) 2 + 2H 2 → CH 2 (CH 2 OH) 2 (1)<br />
b) ∆H 0 pư tính được ở trên liên <strong>hệ</strong> như thế nào với độ bền của liên kết hóa <strong>học</strong> trong<br />
chất tham gia <strong>và</strong> sản phẩm của phản ứng (1)?<br />
Phân tích: Bài <strong>tập</strong> này yêu cầu <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> phải áp dụng được <strong>hệ</strong> quả của định luật hess<br />
<strong>để</strong> tính <strong>nhiệt</strong> của phản ứng thông qua năng lượng liên kết. Bài <strong>tập</strong> này <strong>rèn</strong> khả năng<br />
sáng tạo, kĩ năng vận dụng lí thuyết <strong>để</strong> giải <strong>bài</strong> <strong>tập</strong>, kĩ năng tư duy logic, kĩ năng phân<br />
tích so sánh, đặc biệt <strong>rèn</strong> kĩ năng tính toán chính xác, kĩ năng<br />
Giải:<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
1. a) Phương trình phản ứng:<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
21<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
H<br />
O<br />
C<br />
H H<br />
O<br />
CH 2 C + 2 H H H O C CH 2 C O H (1)<br />
H<br />
H H<br />
∆H 0 pư = ∑ m<br />
n<br />
ν E - ∑ ν E<br />
i i j j<br />
i=1 j=1<br />
i là liên kết thứ i trong chất đầu; ν<br />
i<br />
là số mol liên kết i<br />
j là liên kết thứ j trong chất cuối; ν<br />
j<br />
là số mol liên kết j<br />
Vậy ∆H 0 pư = (2E C=O + 2E H-H + 2E C-H (RCHO) + 2E C-H (Ankan) + 2E C-C (RCHO) )<br />
– (2E C-O + 2E O-H + 6E C-H (Ankan) + 2E C-C (Ankan)<br />
= (2 . 705,2 + 2 . 430,5 + 2 . 415,5 + 2 . 412,6 + 2 . 350,3) – (2.332,8 + 2.437,6 + 6 . 412,6<br />
+ 2.331,5)<br />
= 2 (705,2 + 430,5 + 415,5 + 350,3) – 2 (332,8 + 437,6 + 2.412,6 + 331,5) = - 51,2 (kJ)<br />
b) Phản ứng tỏa <strong>nhiệt</strong> vì tổng năng lượng cần thiết <strong>để</strong> phá hủy các liên kết ở các phân tử<br />
chất đầu nhỏ hơn tổng năng lượng tỏa ra khi hình thành các liên kết ở phân tử chất cuối<br />
Bài 6:<br />
Tính <strong>nhiệt</strong> thoát ra khi tổng hợp 17kg NH 3 ở 1000K. Biết<br />
C = 24,7 + 37,48.10 -3 T J.mol -1 K -1<br />
P ( NH 3 , k )<br />
C = 27,8 + 4,184.10 -3 T J.mol -1 K -1<br />
P ( N 2 , k )<br />
C = 286 + 1,17.10 -3 T J.mol -1 K -1<br />
P ( H 2 , k )<br />
o<br />
H<br />
S 298( NH , k )<br />
∆ = -46,2 kJ.mol -1<br />
, 3<br />
Phân tích: Đây là <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> tổng hợp nâng <strong>cao</strong>. Bài <strong>tập</strong> này <strong>rèn</strong> kĩ năng sáng tạo, kĩ<br />
năng phân tích <strong>để</strong> vận dụng các công thức phù hợp trong quá trình giải <strong>bài</strong> <strong>tập</strong>, <strong>rèn</strong> kĩ<br />
năng vận dụng toán <strong>học</strong> <strong>để</strong> giải <strong>bài</strong> <strong>tập</strong>, <strong>rèn</strong> kĩ năng tính toán chính xác. Tóm lại <strong>để</strong><br />
giải tốt <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> loại này <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> phải có gần như đầy đủ các kĩ năng, nắm chắc lý<br />
thuyết <strong>và</strong> vận dụng tốt lí thuyết <strong>và</strong>o <strong>bài</strong> <strong>tập</strong>.<br />
Giải:<br />
1<br />
N2(k) + 2<br />
3<br />
H2(k) → NH 3(k)<br />
2<br />
∆C P = P ( NH 3 , k )<br />
C - 2<br />
1<br />
C - 2<br />
3<br />
P ( N 2 , k )<br />
C<br />
P ( H 2 , k )<br />
∆<br />
o<br />
H<br />
S NH , k<br />
, 3<br />
= - 46,2kJ/mol<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
= - 24,7 + 37,48.10 -3 T - 2<br />
1 [27,8 + 4,184.10 -3 ] - 2<br />
3 [28,6 + 1,17 .10 -3 T]<br />
= - 32,1 + 31,541.10 -3 T<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
22<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
∆<br />
H o<br />
1000<br />
=<br />
1000<br />
o<br />
∆ H 298<br />
+ ∫ ∆ C P<br />
, dT = o<br />
−3<br />
∆ H 298<br />
+ ∫ − 32,1 + 31,541.10 T ) dT<br />
298<br />
1000<br />
(<br />
298<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
(J/mol)<br />
=<br />
1000<br />
∫<br />
2<br />
3 T<br />
o<br />
−<br />
∆ H 298<br />
+ ( − 32,1T<br />
+ 31,541.10 )<br />
2<br />
298<br />
= - 46,2.10 3 +31,541 .10 -3 . 2<br />
1 (1000 2 -198 2 ) – 32,1(1000 – 298)= - 54364,183<br />
⇒ Khi tổng hợp 17 kg NH 3 thì <strong>nhiệt</strong> lượng toả ra là:<br />
Bài 7:<br />
Q =<br />
17000 .(-54364,183 .10 -3 ) = -54364,183 (kJ)<br />
17<br />
Tính năng lượng mạng lưới tinh thể BaCl 2 từ 2 tổ hợp dữ kiện sau:<br />
1) Entanpi <strong>sinh</strong> của BaCl 2 tinh thể: - 859,41 kJ/mol<br />
Entanpi phân li của Cl 2 : 238,26 kJ/mol<br />
Entanpi thăng hoa của Ba: 192,28 kJ/mol<br />
Năng lượng ion hoá thứ nhất của Ba: 500,76 kJ/mol<br />
Năng lượng ion hoá thứ hai của Ba: 961,40 kJ/mol<br />
ái <strong>lực</strong> electron của Cl : - 363,66 kJ/mol<br />
2) Hiệu ứng <strong>nhiệt</strong> của quá trình hoà tan 1 mol BaCl 2 <strong>và</strong>o ∞ mol H 2 O là: -10,16kJ/mol.<br />
Nhiệt hiđrat hoá ion Ba 2+ : - 1344 kJ/mol<br />
Nhiệt hiđrat hoá ion Cl - : - 363 kJ/mol<br />
Trong các kết quả thu được, kết quả nào đáng tin cậy hơn.<br />
Phân tích: Bản chất của <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> chính là định luật hess, tuy nhiên <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> phải có kĩ<br />
năng phân tích chính xác, tỉ mỉ, kĩ năng tư duy tổng hợp, tư duy logic, kĩ năng tính toán<br />
chính xác. Đặc biệt <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> phải hiểu bản chất <strong>và</strong> vận dụng nhuần nhuyễn định luật<br />
hess <strong>và</strong>o quá trình giải <strong>bài</strong> <strong>tập</strong>.<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Giải:<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
23<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
o<br />
∆H S(BaCl2 , tt)<br />
Ba (r) + Cl 2(k) BaCl 2 (tt)<br />
∆<br />
H th(Ba)<br />
∆<br />
H pl(Cl2 )<br />
Uml<br />
I<br />
Ba (k) + 2Cl 1 (Ba) + I 2 (Ba)<br />
(k) Ba 2+ + 2Cl -<br />
2. A Cl<br />
o<br />
U ml = ∆H - ∆H th (Ba) - ∆H - I 1(Ba) - I 2(Ba) - 2A Cl<br />
S(BaCl 2 , tt) pl(Cl 2 )<br />
= - 859,41 - 192,28 - 238,26 - 500,76 - 961,40 + 2 .363,66<br />
= - 2024,79 (kJ/mol)<br />
∆H 2) BaCl ht(BaCl2 ) 2+ -<br />
2 (tt) Ba (aq) + 2Cl (aq)<br />
- U ml<br />
∆H 1 ∆ H2<br />
Ba 2+ + 2Cl -<br />
+ H 2 O<br />
U ml = ∆H 1 + ∆H 2 - ∆H<br />
ht(BaCl2 )<br />
= -1344 - 2.363 + 10,16 = -2059,84 (kJ/mol)<br />
Kết quả 1) đáng tin cậy hơn, kết quả tính theo mô hình 2) chỉ là gần đúng do mô hình<br />
này không mô tả hết các quá trình diễn ra trong dung dịch, các ion nhất là cation ít<br />
nhiều còn có tương tác lẫn nhau hoặc tương tác với H 2 O.<br />
2.Các <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> tự <strong>luyện</strong> (có lời giải)<br />
Bài 1:<br />
Cho 100 g N 2 ở 0 o C, 1atm. Tính Q, W, ∆U, ∆H trong các biến đổi sau đây được tiến<br />
hành thuận nghịch <strong>nhiệt</strong> <strong>động</strong>:<br />
a) Nung nóng đẳng tích tới P = 1,5atm.<br />
b) Giãn đẳng áp tới V 1 = 2V ban đầu.<br />
c) Giãn đẳng <strong>nhiệt</strong> tới V 2 = 200l<br />
d) Giãn đoạn <strong>nhiệt</strong> tới V 3 = 200l<br />
Chấp nhận rằng N 2 là khí lí tưởng <strong>và</strong> <strong>nhiệt</strong> dung đẳng áp không đổi trong quá trình thí<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
nghiệm <strong>và</strong> bằng 29,1J/mol.K<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
24<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
Giải<br />
a) V = const ⇒ W = ∫ P .dV = 0<br />
∆U = Q V = nC V<br />
.∆T = ( C P - R).(T 2 – T 1 ) .n<br />
P2<br />
1,5<br />
= ( C P - R).( -1).T1 .n = (29,1 - 8,314).( − 1)<br />
.273,15 = 14194,04(J)<br />
P<br />
1<br />
100<br />
28<br />
1<br />
b) V o = .22,4 = 80( l)<br />
⇒ V= 2V o = 160 (l)<br />
W = -P. ∆V = -1(160 – 80) = -80 (l.at) = -80 .101,33 = -8106,4(J)<br />
Q P = ∆H =<br />
C P .n .∆T =<br />
100 ⎛V<br />
.29,1.<br />
⎜<br />
28 ⎝ V<br />
2<br />
. T 1<br />
− T 1<br />
1<br />
∆U = Q + W = 28388,1 = 8106,4 = 20281,7(J)<br />
c) T = const → ∆U = 0; ∆H = 0<br />
2<br />
dV<br />
V<br />
W = -∫ nRT . = - nRT.ln<br />
V V<br />
1<br />
100 200<br />
W = - .8,314 .273,15.ln = -7431,67(J)<br />
28<br />
80<br />
∆U = Q + W = 0 ⇒ Q = -W = 7431,67(J)<br />
d) Q = 0 (S = const)<br />
γ −<br />
Theo PT poisson: T 1 . V 1<br />
γ −<br />
= T 2 . V 1<br />
V<br />
1<br />
→ T 2 = T 1 .( )<br />
γ-1<br />
V<br />
2<br />
1<br />
2<br />
1<br />
2<br />
⎟ ⎞ 100<br />
= 29,1. (2.273,15 – 273,15) = 28388,1(J)<br />
⎠ 28<br />
CP<br />
CP<br />
29,1<br />
Với γ = = =<br />
≈ 1, 4<br />
C − R + C 29,1 − 8,314<br />
V<br />
100<br />
⇒ W = ∆U = n. C<br />
V<br />
(T 2 –T 1 ) = (29,1-8,314).(189,33 -273,15) = 6222,4(J)<br />
28<br />
100<br />
∆H = nC P<br />
.∆T = .29,1(189,33 – 273,15) = - 8711,3(J)<br />
28<br />
Bài 2<br />
1) So sánh ∆H, ∆U của các phản ứng: C n H 2n + H 2 → C n H 2n+2<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
2) Khi đốt cháy hoàn toàn 2 anome α <strong>và</strong> β của D – glucozơ mỗi thứ 1 mol ở áp suất<br />
không đổi, người ta đo được hiệu ứng <strong>nhiệt</strong> của các phản ứng ở 500K lần lượt bằng:<br />
P<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
25<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
-2790,0kJ <strong>và</strong> - 2805,1kJ<br />
a) Tính ∆U đối với mỗi phản ứng.<br />
b) Trong 2 dạng glucozơ, dạng nào bền hơn?<br />
Giải:<br />
1) ∆H = ∆U + P. ∆V = ∆U + ∆n.RT<br />
Phản ứng trên có: ∆n = 1-2 = -1 ⇒ ∆H = ∆U – RT ⇒ ∆H < ∆U<br />
2) C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O<br />
∆U (α) = ∆H (α) - ∆n.RT = - 2799 – 6.8,314.10 -3 .500 = -2824(kJ)<br />
∆U (β) = ∆H (β) - ∆n.RT = - 2805,1 – 6.8,314.10 -3 .500 = -2830 (kJ)<br />
o<br />
H α<br />
∆ = 6.<br />
o<br />
H β<br />
∆ = 6.<br />
⇒<br />
⇒<br />
Bài 3:<br />
o<br />
H<br />
S (α )<br />
∆ -<br />
o<br />
H<br />
S (α )<br />
∆ <<br />
o<br />
H<br />
S CO )<br />
∆ + 6.<br />
( 2<br />
o<br />
H<br />
S CO )<br />
∆ + 6.<br />
( 2<br />
o<br />
H<br />
S (β )<br />
∆ =<br />
o<br />
H<br />
S (β )<br />
o<br />
H β<br />
o<br />
H<br />
S H O)<br />
∆ -<br />
( 2<br />
o<br />
H<br />
S H O)<br />
∆ -<br />
( 2<br />
∆<br />
∆<br />
o<br />
H<br />
S (α )<br />
o<br />
H<br />
S (β )<br />
o<br />
∆ - ∆ = -2805,1 + 2799 = -6,1(kJ)<br />
H α<br />
o<br />
∆ ⇒ Dạng α - glucozơ có ∆ nhỏ hơn nên bền hơn.<br />
Entanpi <strong>sinh</strong> tiêu chuẩn của CH 4(k) <strong>và</strong> C 2 H 6(k) lần lượt bằng -74,80 <strong>và</strong> -84,60<br />
kJ/mol. Tính entanpi tiêu chuẩn của C 4 H 10 (k) . Biện luận về kết quả thu được. Cho biết<br />
entanpi thăng hoa của than chì <strong>và</strong> năng lượng liên kết H- H lần lượt bằng: 710,6 <strong>và</strong> -<br />
431,65 kJ/mol.<br />
Giải:<br />
* (1) C than chì + 2H 2 (k) → CH 4(k)<br />
H th<br />
o<br />
H<br />
S , CH 4<br />
H S<br />
∆ =-74,8kJ<br />
o<br />
(2) C than chì → C (k) ∆ = 710,6 kJ<br />
(3) H 2 (k) → 2H (k) ∆ H<br />
lk<br />
= 431,65 kJ<br />
Lấy (1) – [(2) + 2.(3)] ta được:<br />
C (k) + 4H (k) → CH 4(k)<br />
∆<br />
o<br />
H<br />
S , ng / tu,<br />
CH 4<br />
= -1648,7(kJ/mol)<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
⇒ Năng lượng liên kết trung bình của liên kết C – H là: 4<br />
1 (-1648,7) = - 412,175<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
(J/mol).<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
26<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
* (4) 2C than chì + 3H 2 → C 2 H 6(k)<br />
o<br />
H<br />
S ( C H 6 , K )<br />
∆ = -84,6 (kJ/mol)<br />
2<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
Lấy (4) – [2 .(2) + 3.(3)] ta được:<br />
2C (k) + 6H (k) → C 2 H 6 (k)<br />
Coi E C –H trong CH 4 <strong>và</strong> C 2 H 6 như nhau thì:<br />
∆<br />
o<br />
H S , ng / tu,<br />
C2H<br />
6<br />
= -2800,75 (kJ/mol)<br />
E C- C = =1800,75 – 6(- 412,175) = -327,7(kJ/mol)<br />
* Coi E C-H ; E C- C trong các chất CH 4 , C 2 H 6 , C 4 H 10 đều như nhau thì:<br />
o<br />
H S , ng / tu,<br />
C4H<br />
10<br />
∆ = 3. E C- C + 10.E C- H = 3.(- 327,7) + 10( -412,75) = -5110,6 (kJ/mol)<br />
o<br />
* (5) 4C (k) + 10 H (k) → C 4 H 10 (k) ∆<br />
Lấy (2). 4 + (3).5 + (5) ta được:<br />
4Cthan chì + 5H 2(k) → C 4 H 10(k)<br />
H S , ng / tu,<br />
C4H<br />
10<br />
∆<br />
o<br />
H S , C4H<br />
10<br />
= -5110,6 (kJ/mol)<br />
= -109,95(kJ/mol)<br />
* Kết quả thu được chỉ là gần đúng do đã coi E lk(C – C) , E lk(C- H) trong mọi trường hợp là<br />
như nhau. Và vì vậy sẽ không tính rõ được<br />
Bài 4:<br />
Cho biết<br />
∆<br />
o<br />
H S<br />
của các đồng phân khác nhau.<br />
Tính ∆H o của phản ứng tổng hợp 1 mol adenine C 5 H 5 N 5(r) từ 5 mol HCN (k) .<br />
∆<br />
o<br />
H<br />
S , CH 4 , k )<br />
= - 74,8 (kJ/mol);<br />
∆<br />
o<br />
H<br />
S NH , k<br />
, 3<br />
= -46,1kJ/mol;<br />
Và CH 4(k) + NH 3(k) →HCN (k) + 3H 2(k) ∆H o = 251,2 kJ.mol -1<br />
Giải:<br />
(a) : C gr + 2H 2(k) → CH 4<br />
(b) : 2<br />
1<br />
N2(k) + 2<br />
3<br />
H2(k) → NH 3(k)<br />
∆<br />
o<br />
H<br />
S , CH 4 , k )<br />
∆<br />
= -74,8 (kJ/mol)<br />
o<br />
H<br />
S NH , k<br />
, 3<br />
(c) : 5C gr + 2<br />
5<br />
H2(k) + 2<br />
5<br />
N2(k) → C 5 H 5 N 5(r)<br />
= - 46,1kJ/mol<br />
o<br />
H<br />
S , adenin(<br />
r)<br />
∆<br />
o<br />
H<br />
S , adenin(<br />
r)<br />
∆ = 91,1 kJ.mol -1<br />
(d) : CH 4(k) + NH 3(k) →HCN (k) + 3H 2(k) ∆H o = 251,2 kJ.mol -1<br />
Ta lấy: -5 .(a) + [-5 .(b)] + (c) + [-5.(d)] ta được:<br />
5HCN (k) → C 5 H 5 N 5(r) ∆H o (4) = 251,2 kJ/mol<br />
= 91,1 kJ/mol<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Bài 5 * :<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
27<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
Cho giãn nở 10 lít khí He ở 0 o C, 10atm đến áp suất là 1atm theo 3 quá trình sau:<br />
a) Giãn đẳng <strong>nhiệt</strong> thuận nghịch.<br />
b) Giãn đoạn <strong>nhiệt</strong> thuận nghịch.<br />
c) Giãn đoạn <strong>nhiệt</strong> không thuận nghịch.<br />
Cho <strong>nhiệt</strong> dung đẳng tích của He C V = 2<br />
3 R <strong>và</strong> chập nhận không đổi trong điều kiện đã<br />
cho của <strong>bài</strong> toán.<br />
Tính thể tích cuối cùng của <strong>hệ</strong>, <strong>nhiệt</strong> Q, biến thiên nội năng ∆U <strong>và</strong> công W trong mỗi<br />
quá trình nói trên?<br />
Giải:<br />
a) T = const ⇒ ∆U = 0; ∆H = 0<br />
∆U = Q + W = 0 ⇒ Q = -W<br />
2<br />
2<br />
dV<br />
V<br />
W = - ∫ P . dV = −∫<br />
nRT = - nRTln<br />
V<br />
V<br />
1<br />
1<br />
Với khí lí tưởng: P 1 .V 1 = P 2 .V 2 ⇒<br />
→ W = -(nRT).ln<br />
P<br />
1<br />
P<br />
2<br />
2<br />
1<br />
V<br />
2<br />
P =<br />
1<br />
V1<br />
P2<br />
= -10.10 .ln 10 = 230,259 (l.at)<br />
→ W = 230,259 .101,33 .10 -3 = 23,332 (kJ)<br />
Q = - W = -23,332 (kJ)<br />
b) Q = 0<br />
∆U = W = n. C<br />
V<br />
. ∆T =<br />
∆U = W =<br />
P1<br />
. V<br />
T<br />
1<br />
1<br />
P1<br />
. V<br />
R.<br />
T<br />
1<br />
1<br />
3<br />
. (T 2 – T 1 )<br />
2<br />
Theo PT poisson: T.V γ- 1 = const<br />
Mà V =<br />
γ −<br />
3<br />
. .R(T 2 – T 1 )<br />
2<br />
→ V 2 =<br />
1<br />
nRT ⇒ T.<br />
⎛ nRT ⎞<br />
= const → T γ .P γ- 1 = const<br />
P P<br />
⎜<br />
⎝<br />
⎟<br />
⎠<br />
P<br />
1 . V1 = 1<br />
P<br />
2<br />
10 . 10 = 100(l)<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
28<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
γ<br />
1-γ<br />
γ 1-γ<br />
T 1 .P 1 = T 2 .P 2<br />
γ<br />
T 1<br />
T 2<br />
= P 2<br />
P1<br />
1-γ<br />
γ = C P C V + R<br />
= =<br />
C V<br />
C V<br />
T 1<br />
P<br />
= 2<br />
T 2<br />
P 1<br />
3<br />
2 R + R<br />
R = 5 3 3<br />
2<br />
1-γ<br />
γ<br />
1-γ<br />
γ<br />
T 2 = T 1 . P 1 = 273,15 .<br />
P 2<br />
1- γ<br />
γ<br />
= 1 - 5<br />
3<br />
5<br />
= - 0,4<br />
3<br />
T 2 = 273,15 .(10) -0,4 = 108,74 (K)<br />
∆U = W =<br />
3<br />
. 10 .10 (108,74 - 273,15) .101,33 = 9148,6(J)<br />
2 273,16<br />
P<br />
V 2 = 1 .V 1. T 2 10.10.108,74<br />
= ~ 39,81 (l)<br />
P 2 .T 1 1 .273,15<br />
c) Q = 0 ∆U = W<br />
⎛ nRT<br />
↔ n. C<br />
V<br />
(T 2 – T 1 ) = -P ng .(V 2 – V 1 ) = -P 2 .<br />
⎜<br />
⎝ P2<br />
↔ n. 2<br />
3 R(T2 – T 1 ) = -nR.1<br />
⎛ T ⎞<br />
⎜ 2<br />
T1<br />
− ⎟<br />
⎝ 1 10 ⎠<br />
P<br />
V 2 = 1 .V 1. T 2 10.10.0,64T<br />
= 1<br />
= 64(l)<br />
P 2 .T 1 T 1 . 1<br />
2<br />
nRT<br />
−<br />
P<br />
1<br />
1<br />
⎟ ⎞<br />
⎠<br />
↔ T 2 = 0,64T 1<br />
⇒ ∆U = W = -P ng (V 2 – V 1 ) = -1(64 – 10) = -54(l.atm)<br />
Bài 6 * :<br />
Phản ứng sau: Ag + 2<br />
1 Cl2 = AgCl<br />
10<br />
1<br />
1-γ<br />
γ<br />
= -54(l.atm).101,33 .J/l.atm = - 5471,82 (J)<br />
Xảy ra dưới áp suất 1 atm <strong>và</strong> ở 25 o C toả ra 1 <strong>nhiệt</strong> lượng là 126,566 kJ.<br />
Nếu cho phản ứng đó xảy ra trong 1 nguyên tố ganvani ở P, T = const thì hoá năng sẽ<br />
được chuyển thành điện năng <strong>và</strong> sản ra công W’ = 109,622 kJ.<br />
Hãy chứng tỏ rằng trong cả 2 trường hợp trên, biến thiên nội năng của <strong>hệ</strong> vẫn chỉ là<br />
một, còn <strong>nhiệt</strong> thì khác nhau <strong>và</strong> tính giá trị biến thiên nội năng đó.<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Giải:<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
29<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
- Do U là hàm trạng thái nên ∆U = U 2 – U 1 = const, cho dù sự biến đổi được thực hiện<br />
bằng cách nào. Vì vậy ∆U trong 2 trường hợp trên chỉ là một.<br />
- Vì ∆U = Q + W = Q + W’ - P∆V = Q + W’ - ∆n.RT<br />
Do ∆nRT = const; ∆U = const<br />
Nên khi W’ (công có ích) thay đổi thì Q cũng thay đổi<br />
- ∆U = ∆H - ∆nRT = -126,566 + 2<br />
1 . 8,314 .298,15.10 -3 = - 125,327 (kJ)<br />
Bài 7:<br />
Tính công của sự biến đổi đẳng <strong>nhiệt</strong> thuận nghịch <strong>và</strong> bất thuận nghịch 42g khí<br />
N 2 ở 300K khi:<br />
a) Giãn nở từ 5atm đến 1atm.<br />
b) Nén từ 1atm đến 5atm.<br />
(Khí được coi là lí tưởng). So sánh các kết quả <strong>và</strong> rút ra kết luận.<br />
Giải:<br />
a) * W TN = -<br />
2<br />
2<br />
dV<br />
2<br />
PdV = − nRT = −nRT<br />
ln =<br />
∫ ∫<br />
1<br />
42 1<br />
W TN = .8,314 .300. ln = -6201,39(J)<br />
28<br />
5<br />
1<br />
V<br />
V<br />
V<br />
1<br />
P2<br />
nRT ln<br />
P<br />
⎛ PV<br />
1 1<br />
⎞ ⎛ P1<br />
⎞<br />
*W BTN = - P ng . ∆V = -P ng (V 2 – V 1 ) = -P ng ⎜ −V<br />
1 ⎟ = - P 2 .V 1<br />
⎝ P<br />
⎜ −1 ⎟ 2 ⎠ ⎝ P2<br />
⎠<br />
nRT ⎛ P1<br />
⎞ ⎛ P<br />
= - P 2 . ⎟ ⎞<br />
⎜ −<br />
⎟ = −<br />
⎜ −<br />
2 42<br />
. 1 nRT 1 = - .8,314 .300<br />
⎛ 1 ⎞<br />
⎜1 − ⎟ = -2993,04 (J)<br />
P1<br />
⎝ P2<br />
⎠ ⎝ P1<br />
⎠ 28<br />
⎝ 5 ⎠<br />
2<br />
b) W’ TN = nRTln<br />
P<br />
P = 28<br />
1<br />
42 .8,314 .300.ln 1<br />
5 = 6201,39(J)<br />
⎛ nRT nRT ⎞<br />
W’ BTN = - P ng . ∆V= -P ng (V 2 – V 1 ) = -P ng ⎜ − ⎟ ⎝ P2 P 1 ⎠<br />
⎛ 1 1<br />
= -nRT.P 2 ⎟ ⎞<br />
⎜ − = -nRT<br />
⎝ P2<br />
P<br />
⎟ ⎞<br />
⎜<br />
⎛ P − 2 42<br />
1 = - .8,314 .300<br />
⎛ 5 ⎞<br />
⎜1 − ⎟ = 14965,2 (J)<br />
1 ⎠ ⎝ P<br />
1 ⎠ 28<br />
⎝ 1 ⎠<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
1<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
30<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
KL: - Công mà <strong>hệ</strong> thực hiện (<strong>sinh</strong>) trong quá trình biến thiên thuận nghịch từ trạng thái<br />
1 đến trạng thái 2 bằng công mà <strong>hệ</strong> nhận khi từ trạng thái 2 về trạng thái 1. Còn trong<br />
quá trình biến thiên bất thuận nghịch thì công <strong>hệ</strong> <strong>sinh</strong> nhỏ hơn công <strong>hệ</strong> nhận.<br />
- Trong sự biến thiên thuận nghịch thì <strong>hệ</strong> <strong>sinh</strong> công lớn hơn trong quá trình biến thiên<br />
bất thuận nghịch.<br />
Bài 8 * 15<br />
: Phản ứng: C 6 H 6 + O2(k) → 6CO 2(k) + 3H 2 O<br />
2<br />
ở 300K có Q P – Q V = 1245(J). Hỏi C 6 H 6 <strong>và</strong> H 2 O trong phản ứng ở trạng thái lỏng hay<br />
hơi?<br />
Giải:<br />
Q P – Q V =∆nRT = 1245(J) →∆n =<br />
⇒ H 2 O <strong>và</strong> C 6 H 6 phải ở thể hơi thì ∆n = 0,5<br />
Bài 9:<br />
1245<br />
= 0,5<br />
8,314.300<br />
Tính <strong>nhiệt</strong> lượng cần thiết <strong>để</strong> nâng <strong>nhiệt</strong> độ của 0,5 mol H 2 O từ -50 o C đến 500 o C<br />
ở P = 1atm. Biết <strong>nhiệt</strong> nóng chảy của nước ở 273K là L nc = 6004J/mol, <strong>nhiệt</strong> bay hơi<br />
của nước ở 373K là L h = 40660 J/mol.<br />
o<br />
C<br />
P H O,<br />
h)<br />
Giải:<br />
( 2<br />
= 30,2 + 10 -2 T(J/molK) ;<br />
∆H o =<br />
5<br />
∑<br />
1<br />
o<br />
C<br />
P H O,<br />
r)<br />
( 2<br />
= 35,56(J/molK);<br />
o<br />
C<br />
P H O,<br />
l)<br />
( 2<br />
= 75,3(J/molK)<br />
∆H 1<br />
H 2 O (r) H 2 O<br />
∆H 2<br />
∆H (r) H 2 O 3 ∆H (l) H 2 O 4<br />
∆H (l) H 2 O 5<br />
(h) H 2 O (h) (500 o C)<br />
-50 o C 0 o C 0 o C 100 o C 100 o C<br />
273<br />
∫<br />
223<br />
373<br />
∫<br />
o<br />
o<br />
∆H = n.<br />
CP(<br />
r)<br />
. dT + n.<br />
Lnc<br />
+ n.<br />
CP(<br />
l)<br />
. dT + n.<br />
Lh<br />
+ ∫ n. C<br />
o P ( h)<br />
. dT<br />
273<br />
= 0,5 .35,56(273 – 223) + 0,5 .6004 + 0,5 .75,3 .(373 – 273) + 0,5 .40660 +<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Bài 10 * :<br />
+ 0,5.30,2 .(773 – 373) +<br />
10 − 2<br />
2<br />
773<br />
373<br />
.0,5 (773 2 – 373 2 ) = 35172(J)<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
31<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
Glyxin hay axit 2-aminoaxetic công thức H 2 N-CH 2 -COOH là 1 α-aminoaxit ở thể<br />
rắn ở <strong>nhiệt</strong> độ thường.<br />
1. Xác định năng lượng liên kết C=O trong glyxin ở 298K.<br />
2.Tính ∆ H 0 298<br />
khi đốt cháy Glyxin rắn biết rằng nó chỉ tạo thành nước,<br />
cacbonđioxit <strong>và</strong> nitơ, tất cả ở thể khí.<br />
3. Người ta thực hiện sự đốt cháy bằng cách cho 150g Glyxin phản ứng với 4 mol<br />
oxi. Tính ∆ H 0 298<br />
của <strong>hệ</strong> trong quá trình đốt cháy.<br />
Biết năng lượng liên kết , E theo kJ.mol -1 , của các liên kết ở 298K như sau :<br />
H-H: 436; C-C: 435; C-H: 415; O=O: 498; C-O: 356; O-H: 463; N≡N: 945; N-H:<br />
390; C-N: 305<br />
Giải:<br />
∆ H 0 298<br />
thăng hoa của cacbon: 717kJ.mol -1 ; của Glyxin: 176 kJ.mol -1<br />
∆ H 0 298tạo thành của CO 2(k) -394kJ.mol -1 ; của Glyxin (r) : -504 kJ.mol -1<br />
1. 2C (r) +5/2H 2 +O 2 +1/2N 2 -> H 2 N-CH 2 -COOH (r)<br />
∆ H 0 298 tt Glyxin(r) = 2 ∆ H 0 298 th.C+5/2E H-H +E O=O +1/2E N≡N -2E N-H -E C-N -E C-C -2E C-H -E C=O -E C-O -<br />
E O-H - ∆ H 0 298 th Glyxin(r)<br />
=> E C=O = 653,5 kJ.mol -1<br />
2. H 2 N-CH 2 -COOH (r) +9/4O 2 ->2CO 2 +5/2H 2 O (k) +1/2N 2<br />
∆ H 0 298 ch Glyxin(r) = 2 ∆ H 0 298 tt.CO 2<br />
+5/2 ∆ H 0 298 tt.H 2 O - ∆ H 0 298 tt Glyxin(r)<br />
Mà ∆ H 0 298 tt.H 2 O =E H-H +1/2E O=O -2E O-H =-241 kJ.mol -1<br />
=> ∆ H 0 298 ch Glyxin(r) = -886,5 kJ.mol -1<br />
3. n Glyxin = 150:75= 2mol => oxi thiếu<br />
=> n Glyxin cháy =4.4/9=16/9 mol<br />
=> ∆ H 0 298 ch Glyxin(r) qtr = -886,5.16/9= -1576 kJ.mol -1<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Bài 11:<br />
Khi đốt cháy 3,9 g hơi benzen ở 25 0 C, 1atm <strong>và</strong> thể tích không đổi với một lượng oxi dư<br />
toả ra 163400 J sản phẩm là CO 2 (k) <strong>và</strong> H 2 O(l).<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
32<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
1. Hãy tính <strong>nhiệt</strong> toả ra khi đốt cháy 7,8g hơi benzen <strong>và</strong> oxi dư trong bom <strong>nhiệt</strong><br />
lượng kế ở 25 0 C sản phẩm là CO 2 (k) <strong>và</strong> H 2 O(l).<br />
2. Tính <strong>nhiệt</strong> đô của ngọn lửa benzen cháy ở áp suất 1,0 atm, 25 0 C trong 2 trường<br />
hợp sau đây:<br />
a) Trong không khí (20% oxi <strong>và</strong> 80% nito về thể tích)<br />
b) Trong oxi nguyên chất<br />
C 0 p (CO 2 khí) = 26,80 +42,3.10 -3 T (J/mol.K)<br />
C 0 p (N 2 khí) = 27,10 +6,00.10 -3 T (J/mol.K)<br />
∆H 0 bay hơi của nước lỏng ở 373K là 40,66kJ/mol;<br />
C 0 p của nước lỏng là 75,3 J/mol.K;<br />
C 0 p của nước khí là 30,2+1,00.10 -2 T (J/mol.K)<br />
Giải:<br />
0,2319. T 2 + 1064,4.T – 3466862,348 =0<br />
T= 2201,336K<br />
b)Nếu đốt trong oxi tinh khiết thì <strong>nhiệt</strong> độ ngọn lửa sẽ <strong>cao</strong> hơn đốt trong không khí<br />
nên nước thu được ở thể khí nên:<br />
ΣC P của các khí trong ngọn lửa = 6.C P (CO 2 ) + 3. C P (H 2 O k )<br />
= 251,4 +0,066.T<br />
-∆H = + + 3. ∆H hoá hơi nước<br />
= + + 3. ∆H hoá hơi nước<br />
0,033. T 2 + 251,4.T – 3206925,232 =0<br />
T= 6759,198K<br />
Bài 12 (Trích đề thi HSGQG - 2015)<br />
Đốt cháy hoàn toàn 3,6 gam hợp chất hữu cơ X ở thể khí bằng một lượng dư oxi trong<br />
một bom <strong>nhiệt</strong> lượng kế. Ban đầu, <strong>nhiệt</strong> lượng kế chứa 600 gam nước, ở 25 o C. Sau<br />
phản ứng, <strong>nhiệt</strong> độ của <strong>hệ</strong> là 28 o C; có 11 gam CO 2 (k) <strong>và</strong> 5,4 gam H 2 O(l) được tạo<br />
thành. Giả thiết, lượng <strong>nhiệt</strong> bị hấp thụ bởi oxi dư <strong>và</strong> các sản phẩm phản ứng là không<br />
đáng kể.<br />
1. Xác định công thức phân tử của X.<br />
2. Xác định <strong>nhiệt</strong> dung của <strong>nhiệt</strong> lượng kế (không bao gồm 600 gam nước).<br />
0<br />
3. Xác định <strong>nhiệt</strong> <strong>sinh</strong> tiêu chuẩn ( ∆ ) của X.<br />
H s ,298<br />
0<br />
Cho biết: ∆H s,298<br />
của CO 2 (k) <strong>và</strong> H 2 O(l) lần lượt là -393,51 <strong>và</strong> -285,83 kJ·mol -1 ;<br />
Nhiệt dung riêng của nước là 4,184 J·g -1·K -1 ;<br />
Biến thiên nội năng của phản ứng đốt cháy 1 mol X ở 25 o 0<br />
C, ∆ = -2070,00 kJ·mol -1 .<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Giải:<br />
1.Ở 298K<br />
C 6 H 6 (h) + 15/2 O 2 6CO 2 (k) + 3H 2 O (l)<br />
U 298<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
33<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
Nhiệt toả ra khi đốt cháy benzene trong bom <strong>nhiệt</strong> lượng kế là <strong>nhiệt</strong> cháy đẳng tích: ∆U<br />
= ∆H -∆nRT = -3268.10 3 – (-2,5).8,314.298= -3261,806.10 3 J/mol = 3261,806 kJ/mol.<br />
Vậy khi đốt cháy hơi benzene trong bom <strong>nhiệt</strong> lượng kế ở 25 0 C bởi Oxi dư sẽ toả ra<br />
một lượng <strong>nhiệt</strong> là 3261,806kJ/mol.<br />
2.a)Giả sử <strong>nhiệt</strong> độ ngọn lửa < 373K => Nước tạo ra ở thể lỏng<br />
ΣC P của các khí trong ngọn lửa = 6.C P (CO 2 ) + 4.(15/2)C P (N 2 )<br />
= 973,8 + 0,4338.T<br />
-∆H = +<br />
= +<br />
0,2169.T 2 + 1199,7.T – 3606249,012 = 0<br />
T = 2161,3703K => nước tạo ra ở thể khí.<br />
ΣC P của các khí trong ngọn lửa = 6.C P (CO 2 ) + 4.(15/2)C P (N 2 ) + 3. C P (H 2 O)<br />
= 1064,4 + 0,4638.T<br />
-∆H = + + 3. ∆H hoá hơi nước<br />
= + + 3. ∆H hoá hơi nước<br />
m X = 3,6 g; n<br />
CO<br />
= 0,25 (mol); n<br />
2<br />
H2O<br />
= 0,3 (mol)<br />
⇒ m H + m C = m X ⇒ X là hiđrocacbon ⇒ n C : n H = 5 : 12<br />
Vậy công thức phân tử của hợp chất hữu cơ X là C 5 H 12 .<br />
2. Nhiệt dung của <strong>nhiệt</strong> lượng kế:<br />
0<br />
∆ U = Q ⇒ Q = -2070,00.3,6/72 = -103,5 (kJ) = -103500 (J)<br />
V<br />
p/<br />
u<br />
T2<br />
= −∫ C dT = -C <strong>hệ</strong> (T 2 –T 1 )<br />
T1<br />
hê<br />
⇒ C <strong>hệ</strong> = 103500 = 34500 (J·K -1 )<br />
3<br />
= C nước + C <strong>nhiệt</strong> lượng kế<br />
⇒ C <strong>nhiệt</strong> lượng kế = 34500 – 4,184.600 = 31989,6 (J·K -1 )<br />
3. Nhiệt <strong>sinh</strong> tiêu chuẩn của A:<br />
0<br />
t<br />
C 5 H 12 (k) + 8O 2 (k) ⎯⎯→ 5CO 2 (k) + 6H 2 O(l)<br />
0 0<br />
∆ H<br />
p/ u 298<br />
= ∆ U298<br />
+∆nRT<br />
= -2070.10 3 + (5-9).8,314.298<br />
= -2079910,288 (J·mol -1 )<br />
= -2079,910 (kJ·mol -1 )<br />
0<br />
∆ của A = 5. (-393,51) + 6.(-285,83) – (-2079,910) = -1602,62 (kJ·mol -1<br />
⇒<br />
H s,298<br />
Bài 13 (Trích đề thi HSGQG-2016 – Olympic hóa <strong>học</strong> Áo-1999 )<br />
Cho các số liệu <strong>nhiệt</strong> <strong>động</strong> của một số phản ứng ở 298K<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Số thứ tự phản Phương trình hóa <strong>học</strong> của phản ứng ∆H o 298 (kJ)<br />
ứng<br />
(1) 2NH 3 + 3N 2 O → 4N 2 + 3H 2 O − 1011<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
34<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
(2) N 2 O + 3H 2 → N 2 H 4 +<br />
H 2 O<br />
− 317<br />
(3) 2NH 3 + 0,5O 2 → N 2 H 4 + H 2 O − 143<br />
(4) H 2 + 0,5O 2 → H 2 O − 286<br />
S 0 298 (N 2 H 4 ) = 240 J/K.mol ; S0 298 (H 2O) = 66,6 J/K.mol<br />
S 0 298 (N 2 )<br />
= 191 J/K.mol ; S0 298 (O 2 ) = 205 J/K.mol<br />
a. Tính <strong>nhiệt</strong> tạo thành ∆H o 298 của N 2 H 4 , N 2 O <strong>và</strong> NH 3 .<br />
b. Viết phương trình hóa <strong>học</strong> của phản ứng đốt cháy hidrazin bằng khí oxi. Tính<br />
∆H o 298 , ∆G o 298 <strong>và</strong> hằng số cân bằng K của phản ứng này.<br />
c. Nếu hỗn hợp ban đều gồm 2 mol NH 3 <strong>và</strong> 0,5mol oxi thì <strong>nhiệt</strong> đẳng đẳng tích của<br />
phản ứng (3) là bao nhiêu?<br />
Giải:<br />
a) Ta sắp xếp lại 4 phương trình lúc đầu <strong>để</strong> khi cộng triệt tiêu các chất <strong>và</strong> được<br />
N 2 + H 2 → N 2 H 4 . Đó là:<br />
4N 2 + 3H 2 O → 2NH 3 + 3N 2 O -∆H 1<br />
3N 2 O + 9H 2 → 3N 2 H 4 + 3H 2 O 3∆H 2<br />
2NH 3 + 0,5 O 2 → N 2 H 4 + H 2 O ∆H 3<br />
H 2 O → H 2 + 0,5 O 2 -∆H 4<br />
- Sau khi cộng ta được: 4N 2 + 8H 2 → 4N 2 H 4 có 4∆H 5<br />
Suy ra ∆H 5 = (-∆H 1 + 3∆H 2 + ∆H 3 - ∆H 4 ) : 4<br />
= (1011 - 3 . 317 - 143 + 286) : 4 = 50,75 kJ/mol<br />
Từ ∆H 5 <strong>và</strong> ∆H 4 <strong>và</strong> ∆H 2 tính được<br />
∆H N2 O<br />
= ∆H 5 + ∆H 4 - ∆H 2<br />
= 50,75 - 286 + 317 = 81,75 kJ/mol<br />
Từ ∆H 5 <strong>và</strong> ∆H 4 <strong>và</strong> ∆H 3 tính được<br />
∆H<br />
NH 3<br />
= ∆H 5 + ∆H 4 - ∆H 3<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
= ( 50,75 - 286 + 143 ) : 2 = - 46,125 kJ/mol<br />
N2H4 + O2 ⇌ N2 + 2H2O<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
35<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
b) ∆H 0 298= 2 × ( −286) − 50,75 = − 622,75 kJ/mol<br />
∆S 0 298= 191 + (2 × 66,6) − 205 − 240 = − 120,8 J/K<br />
∆G 0 298= − 622,75 − ( −120,8. 10 −3 × 298) = − 586,75 kJ/mol<br />
ln K = −<br />
3<br />
∆ G −586,75.10<br />
= −<br />
RT 8,314 × 298<br />
c. ∆ H = ∆ U + P∆ V = ∆ U + ∆ nRT = − 139KJ<br />
Bài 14:<br />
= 236,8 ; K = 10 103<br />
3n+1<br />
Đối với phản ứng đốt cháy ankan: CnH 2n+2(k)<br />
+ O2(k) → nCO<br />
2(k)<br />
+(n+1)H<br />
2<br />
O(l)<br />
người ta<br />
2<br />
tìm được quan <strong>hệ</strong> :<br />
hãy chứng minh quan <strong>hệ</strong> trên.<br />
Giải<br />
∆ H = − (636,7n + 244,8) kJ.mol . Từ các dữ kiện ở 298K cho dưới đây<br />
o −1<br />
p−<br />
- Nhiệt thăng hoa chuẩn của C (than chì) : 719 kJ.mol -1 .<br />
- Nhiệt phân li chuẩn của H 2 : 435 kJ.mol -1 .<br />
- Nhiệt hình thành chuẩn của CO 2 khí <strong>và</strong> H 2 O lỏng lần lượt là: -392,9 kJ.mol -1 <strong>và</strong><br />
-285,8 kJ.mol -1 .<br />
- Năng lượng liên kết (giả sử không phụ thuộc <strong>và</strong>o n): E C-C = 360 kJ.mol -1 ; E C-H<br />
= 418 kJ.mol -1 .<br />
3n+1<br />
Để tính <strong>nhiệt</strong> của phản ứng: CnH 2n+2(k)<br />
+ O2(k) → nCO<br />
2(k)<br />
+(n+1)H<br />
2<br />
O(l)<br />
(1)<br />
2<br />
ta cần tính <strong>nhiệt</strong> <strong>sinh</strong> của C n H 2n+2 (∆H o s) theo chu trình sau:<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Theo định luật Hess, ta có: ∆H o s = n.∆H o thăng hoa + (n+1).E H-H –(n-1).E C-C – (2n+2)E C-H<br />
Hay ∆H o s = 719n + 435(n+1) – 360(n-1) – 418(2n+2) = -42n -41 kJ.mol -1 .<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
36<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
Từ (1) ta có: ∆H o pư = -392,9n - 285,8(n+1) + 42n + 41 = - (636,7n + 244,8) kJ.mol -1<br />
(đpcm).<br />
Bài 15:<br />
Cho phản ứng 6 SCl 2 + 4 NH 3 → S 4 N 4 + 12 HCl + 0,25 S 8 (*)<br />
Biết S 4 N 4 cóa dạng vòng 8 cạnh, các nguyên tử N, S xếp xen kẽ nhau,<br />
E(S–S) = 226 kJ mol –1 E(N≡N) = 946 kJ mol –1 E(S–N) = 273 kJ mol –1<br />
E(S=N) = 328 kJ mol –1 ∆H th (S 8 ) = 77 kJ mol –1 ∆H th (S 4 N 4 ) = 88 kJ mol –1<br />
∆H s (NH 3 ) = –45.9 kJmol –1 ∆H s (SCl 2 ) = –50.0 kJ mol –1 ∆H s (HCl) = –92.3 kJ<br />
mol –1 a. Hãy viết công thức cấu tạo của S 4 N 4 <strong>và</strong> tính <strong>sinh</strong> <strong>nhiệt</strong> của S 4 N 4 .<br />
Giải:<br />
a.<br />
b. Hãy tính hiệu ứng <strong>nhiệt</strong> của phản ứng (*)<br />
S<br />
N<br />
N<br />
S<br />
S<br />
N<br />
N<br />
S<br />
0,5 S 8 (k) + 2 N 2 (k) → S 4 N 4 (k) ; ∆H 1<br />
∆H 1 = 0,5× 8E S-S + 2E N ≡N -(4E S-N + 4E S=N )<br />
= 0,5× 8× 226 + 2× 946 -(4× 273 + 4× 328) = 392 kj/mol.<br />
Chu trình Born- Haber:<br />
∆H 2<br />
0,5 S 8 (r) + 2 N 2 (k) S 4 N 4 (r)<br />
0,5 ∆H vap (S 8 )<br />
∆H 1<br />
∆H vap (S 4 N 4 )<br />
0,5 S 8 (k) + 2 N 2 (k) S 4 N 4 (k)<br />
=> ∆H sn (S 4 N 4 ) = ∆H 2 = 0,5∆H vap (S 8 ) + ∆H 1 - ∆H vap (S 4 N 4 )<br />
= 0,5× 77 + 392 - 88 = 342,5 kj/mol.c.<br />
b. 6 SCl 2 + 4 NH 3 → S 4 N 4 + 12 HCl + 0,25 S 8 ; ∆H<br />
∆H = ∆H s (S 4 N 4 ) + 12∆H s (HCl) - [6∆H s (SCl 2 ) + 4∆H s (NH 3 )]<br />
= 342,5 + 12× (-92,3) - [6× (-50,0) + 4× (-45,9)] = -281,5 kj/mol.<br />
Bài 16: (Trích đề thi HSG tỉnh Quảng bình - 2013)<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
1. Sinh <strong>nhiệt</strong> của một chất ở điều kiện chuẩn (kí hiệu là ∆H 0 sn ) là lượng <strong>nhiệt</strong> tỏa ra<br />
hay thu <strong>và</strong>o khi hình thành 1 mol chất đó từ các đơn chất bền ở điều kiện chuẩn.<br />
Cho: C (than chì) → C (k) ∆H 0 thăng hoa = 717 KJ/mol; E H - H = 432KJ/mol; E C - C = 347<br />
KJ/mol; E C - H = 411 KJ/mol;<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
37<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
∆H 0 sn (H 2 O (l)) = - 285,8 KJ/mol; ∆H 0 sn (CO 2 (k) ) = - 393,5 KJ/mol .<br />
a. Tính ∆H 0 sn của ankan tổng quát C n H 2n+2 (k) theo n.<br />
b. Cho phản ứng đốt cháy hoàn toàn các ankan chứa n nguyên tử cacbon:<br />
C n H 2n+2 (k) + (3n + 1)/2 O 2(k) → nCO 2(k) + (n + 1) H 2 O (l) ∆H 0 .<br />
Tính ∆H 0 theo n.<br />
Giải:<br />
a. Sơ đồ tạo thành C n H 2n+2 từ C (than chì) <strong>và</strong> H 2(k) :<br />
Dựa <strong>và</strong>o sơ đồ trên, ta có:<br />
∆H sn (C n H 2n+2 ) = (n+1). E H – H + n. ∆H thăng hoa (C) – (n-1)E C-C – 2(n+1)E C-H<br />
= 432(n+1) + 717.n – (n-1).347 – 2(n+1).411 = - 43 - 20.n (KJ/mol).<br />
b. Sơ đồ:<br />
Dựa <strong>và</strong>o sơ đồ trên ta có:<br />
∆H n = n. ∆H sn (CO 2 ) +(n+1). ∆H sn (H 2 O (l) ) - ∆H sn (C n H 2n+2 )<br />
= - 393,5.n - 285,8(n+1) + 43 + 20.n = - 242,8 – 659,3.n<br />
II. CÁC BÀI TẬP ÁP DỤNG NGUYÊN LÝ II, III NHIỆT ĐỘNG HÓA HỌC<br />
1. Một số <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> <strong>rèn</strong> các kĩ năng cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> có phân tích<br />
Bài 1: Trong các phản ứng sau, những phản ứng nào có ∆S > 0; ∆S < 0 <strong>và</strong> ∆S ≠ 0 ít.<br />
C (r) + CO 2(k) → 2CO (k) (1)<br />
CO (k) + 2<br />
1<br />
O2(k) → CO 2(k) (2)<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
H 2(k) + Cl 2(k) → 2HCl (k) (3)<br />
S (r) + O 2(k) → SO 2(k) (4)<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
38<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
Phân tích: Bài <strong>tập</strong> suy luận, không có tính toán giúp <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> <strong>rèn</strong> kĩ năng suy luận, vận<br />
dụng lí thuyết <strong>và</strong>o <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> từ đó <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> khắc sâu kiến thức về entropi.<br />
Giải:<br />
Phản ứng (1) có ∆n khí = 2 -1 = 1 > 0 → ∆S > 0<br />
Phản ứng (2) có ∆n khí = 1 -1- 2<br />
1 < 0 → ∆S
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
∆ S NH 3<br />
= 0,3.8,314.ln<br />
V<br />
0,3V<br />
= 3,003J/K<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
⇒ ∆S = S N 2<br />
S H<br />
S NH<br />
∆ + ∆ + ∆<br />
2<br />
3<br />
= 8,56(J/K)<br />
* Quá trình khuếch tán khí lí tưởng là đẳng <strong>nhiệt</strong> nên ∆H = 0<br />
⇒ ∆G 273 = ∆H – T. ∆S = -273.8,56 = -2336,88(J)<br />
Bài 3:<br />
Tính biến thiên entropi khi chuyển 418,4J <strong>nhiệt</strong> từ vật có t 0 = 150 o C đến vật có t 0 =<br />
50 o C.<br />
Phân tích: Bài <strong>tập</strong> này đòi hỏi <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> phải hiểu rõ quá trình biến đổi thuận nghịch,<br />
bất thuận nghịch, <strong>để</strong> từ đó phân tích các dữ kiện được cho trong <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> <strong>và</strong> áp dụng<br />
các công thức <strong>để</strong> giải <strong>bài</strong> <strong>tập</strong>. Bài <strong>tập</strong> này <strong>rèn</strong> kĩ năng phân tích, suy luận logic, tổng<br />
hợp, tính toán chính xác.<br />
Giải:<br />
Quá trình biến đổi trên là không thuận nghịch được coi như gồm 3 quá trình biến thiên<br />
thuận nghịch:<br />
1) Vật ở 150 o C truyền <strong>nhiệt</strong> thuận nghịch ở T = const.<br />
− 418,4<br />
Q<br />
∆S 1 = = = - 0,989(J/K)<br />
T 150 + 273, 15<br />
2) Hệ biến thiên đoạn <strong>nhiệt</strong> từ 150 o C đến 50 o C<br />
∆S 2 = 0<br />
3) Vật ở 50 o C nhận <strong>nhiệt</strong> thuận nghịch ở T = const<br />
418,4<br />
Q<br />
∆S 3 = - = = 1,295(J/K)<br />
T 50 + 273, 15<br />
Do S là hàm trạng thái nên:<br />
∆S BTN = ∆S TN = ∆S 1 + ∆S 2 + ∆S 3 = 0,306(J/K)<br />
Bài 4:<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Tính sự biến thiên entropi của quá trình đun nóng 0,5 mol H 2 O từ – 50 o C đến<br />
500 o C ở P = 1atm. Biết <strong>nhiệt</strong> nóng chảy của nước ở 273K = 6004J/mol; <strong>nhiệt</strong> bay hơi<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
40<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
của nước ở 273K = 40660J/mol. Nhiệt dung mol đẳng áp<br />
lần lượt bằng 35,56 <strong>và</strong> 75,3J/molK;<br />
o<br />
C<br />
P<br />
của nước đá <strong>và</strong> nước lỏng<br />
o<br />
C<br />
P<br />
của hơi nước là (30,2 + 10 -2 T) J/molK.<br />
Phân tích: Trong <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> này, Xét về kiến thức hóa <strong>học</strong> mức độ đã nâng <strong>cao</strong> hơn so với<br />
kiến thức hóa <strong>học</strong> trong <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> số 3, về kiến thức toán, <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> phải có kiến thức toán<br />
sâu rộng <strong>và</strong> khó hơn. Về mức độ tư duy, ở <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> này cũng đã được nâng lên ở mức độ<br />
tư duy <strong>cao</strong> hơn so vỡi <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> số 3. Đây là dạng <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> rất hay <strong>để</strong> kiểm tra khả năng tư<br />
duy logic, khả năng phân tích <strong>và</strong> thấu hiểu vấn đề một cách mạch lạc. Có thể dùng<br />
dạng <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> này <strong>để</strong> phát hiện những <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> có tư chất tốt <strong>để</strong> <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> HSG.<br />
Giải:<br />
o o o o o<br />
H 2 O (r)<br />
∆S 1<br />
H 2 O<br />
∆S 2 (r)<br />
∆S H 2 O 3 (l)<br />
∆S H 2 O 4 (l)<br />
∆S H 2 O 5<br />
(h) H 2 O (h)<br />
223K 273K 273K 373K 373K 773K<br />
o o o o<br />
∆S<br />
o = S 1 + ∆S 2 + ∆S 3 + ∆S 4 + ∆S 5<br />
∆ o<br />
273<br />
373<br />
773<br />
⎡ dT L<br />
⎤<br />
nc dT Lh<br />
dT<br />
= n. C . + + C . + + C ⎥<br />
⎦<br />
⎢<br />
⎣<br />
∫ P r ) ∫ P(<br />
l)<br />
∫<br />
223<br />
( P(<br />
h)<br />
.<br />
T 273 T 373<br />
273<br />
373<br />
⎡<br />
−2<br />
⎤<br />
=0,5. 35,56.ln + + 75,3.ln + + 30,2.ln + 10 (773 − 373)<br />
⎥ ⎦<br />
⎢<br />
⎣<br />
= 93,85(J/K)<br />
Bài 5:<br />
273<br />
223<br />
6004<br />
273<br />
373<br />
273<br />
40660<br />
373<br />
T<br />
773<br />
373<br />
Tính ∆S của quá trình hoá hơi 3 mol H 2 O (l) ở 25 o C, 1atm.<br />
Cho: ∆H hh , H2O(l) = 40,656 kJ/mol; C<br />
P, H 2O(<br />
l)<br />
= 75,291 (J/K.mol); C<br />
P, H 2O(<br />
h)<br />
= 33,58<br />
(J/molK)<br />
Phân tích: Tương tự <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> số 4.<br />
Giải:<br />
Xét chu trình:<br />
25 o C, 3 mol H 2 O (l), 1atm<br />
∆S<br />
25 o C, 3 mol H 2 O (r) , 1atm<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
∆S 1<br />
∆ S 2<br />
∆S 3<br />
100 o C, 3mol H 2 O (l) ,1atm 100 o C, 3mol H 2 O (h) ,1atm<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
41<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
T<br />
Q<br />
∆S 1 = 1<br />
= T<br />
∫ 2<br />
T1<br />
n<br />
. C<br />
P(<br />
l)<br />
dT<br />
.<br />
T<br />
T<br />
2<br />
373,15<br />
= nC P(l) ln = 3. 75,291.ln<br />
T<br />
298, 15<br />
1<br />
= 50,6822(J/K)<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
∆S 2 = T<br />
Q 2<br />
=<br />
Q<br />
∆S 3 = 3<br />
= T<br />
∫ 1<br />
T2<br />
n.∆H<br />
T<br />
n<br />
T<br />
hh. l<br />
. CP(<br />
h)<br />
= 3.<br />
dT<br />
.<br />
T<br />
3<br />
40,656,10 = 326,8605(J/K)<br />
373,15<br />
→ ∆S = ∆S 1 + ∆S 2 + ∆S 3 = 354,9383 (J/K)<br />
Bài 6: (Trích đề thi HSGQG-2007)<br />
T<br />
2<br />
298,15<br />
= nC P(h) ln = 3. 33,58.ln = - 22,6044(J/K)<br />
T<br />
373, 15<br />
1. Cho hai phản ứng giữa graphit <strong>và</strong> oxi:<br />
(a) C(gr) + ½ O 2 (k) CO (k)<br />
(b) C(gr) + O 2 (k) CO 2 (k)<br />
1<br />
Các đại lượng ∆H 0 , ∆S 0 (phụ thuộc <strong>nhiệt</strong> độ) của mỗi phản ứng như sau:<br />
∆H 0 T(a) (J/mol) = - 112298,8 + 5,94T<br />
∆H 0 T(b) (J/mol) = - 393740,1 + 0,77T<br />
∆S 0 T(a) (J/K.mol) = 54,0 + 6,21lnT ∆S 0 T(b) (J/K.mol) = 1,54 - 0,77 lnT<br />
Hãy lập các hàm năng lượng tự do Gibbs theo <strong>nhiệt</strong> độ ∆G 0 T(a) = f(T),<br />
∆G 0 T(b) = f(T) <strong>và</strong> cho biết khi tăng <strong>nhiệt</strong> độ thì chúng biến đổi như thế nào?<br />
Phân tích:Bài <strong>tập</strong> được dùng <strong>để</strong> <strong>rèn</strong> hoặc kiểm tra kĩ năng vận dụng lý thuyết<br />
<strong>và</strong>o <strong>bài</strong> <strong>tập</strong>, kĩ năng phân tích logic, tư duy tổng hợp <strong>và</strong> tư duy sáng tạo. Để giải<br />
quyết tốt <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> này, <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cần nắm chắc kiến thức về nguyên lí II, III <strong>nhiệt</strong><br />
<strong>động</strong> <strong>lực</strong> hóa <strong>học</strong>.<br />
Giải:<br />
0<br />
0<br />
0<br />
1) (a) ∆G<br />
T<br />
( a)<br />
= ∆H<br />
T<br />
( a)<br />
−T∆ST<br />
( a)<br />
∆G 0 T<br />
( a)<br />
= (- 112298,8 + 5,94 T) – T(54,0 + 6,21 lnT)<br />
∆ 0 ( a ) =<br />
G T<br />
-112298,8 – 48,06T - 6,21T. lnT<br />
Khi tăng T → ∆G 0 giảm .<br />
(b) ∆ G 0 ( b T<br />
) = ( - 393740,1 + 0,77 T ) – T (1,54 - 0,77 lnT)<br />
∆ G 0 ( b T<br />
) = ( - 393740,1 - 0,77 T + 0,77 TlnT)<br />
Với T > 2,718 → 0,77 lnT > 0,77 T nên khi T tăng thì ∆G 0 T<br />
tăng .<br />
Bài 7: (Trích đề thi HSGQG - 2010)<br />
Công đoạn đầu tiên của quá trình sản xuất silic có độ tinh khiết <strong>cao</strong> phục vụ cho công<br />
ng<strong>hệ</strong> bán dẫn được thực hiện bằng phản ứng:<br />
SiO 2 (r) + 2C (r) ⇌ Si (r) + 2CO (k) (1)<br />
1. Không cần tính toán, chỉ dựa <strong>và</strong>o sự hiểu biết về hàm entropi, hãy dự đoán sự thay<br />
đổi (tăng hay giảm) entropi của <strong>hệ</strong> khi xảy ra phản ứng (1).<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
42<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
0<br />
2. Tính ∆ S của quá trình điều chế silic theo phản ứng (1), dựa <strong>và</strong>o các giá trị entropi chuẩn<br />
dưới đây:<br />
0 -1 -1 0 -1 -1 0 -1 -1 0 -1 -1<br />
S = 41,8 J.K .mol ; S = 5,7 J.K .mol ; S = 18,8 J.K .mol ; S = 197,6 J.K .mol .<br />
SiO 2 (r) C(r) Si(r) CO(k)<br />
0<br />
3. Tính giá trị ∆G<br />
0<br />
tiêu chuẩn<br />
của phản ứng trên ở 25 o C. Biến thiên entanpi hình thành ở điều kiện<br />
(∆H ) của SiO 2 <strong>và</strong> CO có các giá trị:<br />
f<br />
0 -1 0 -1<br />
f(SiO 2 (r))<br />
f(CO(k))<br />
∆H = -910,9 kJ.mol ; ∆H = -110,5 kJ.mol .<br />
4. Phản ứng (1) sẽ diễn ra ưu thế theo chiều thuận bắt đầu từ <strong>nhiệt</strong> độ nào?<br />
(Coi sự phụ thuộc của ∆S <strong>và</strong> ∆H <strong>và</strong>o <strong>nhiệt</strong> độ là không đáng kể).<br />
Phân tích: Có thể thấy <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> này có thể giúp <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> <strong>rèn</strong> <strong>luyện</strong> tất cả các kĩ năng<br />
cần có <strong>để</strong> giải quyết các <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> liên quan đến <strong>nhiệt</strong> <strong>động</strong> <strong>lực</strong> hóa <strong>học</strong>.<br />
Giải:<br />
1. Theo chiều thuận, phản ứng (1) tăng 2 mol khí. Trạng thái khí có mức độ hỗn loạn<br />
<strong>cao</strong> hơn trạng thái rắn, tức là có entropi lớn hơn. Vậy khi phản ứng xảy ra theo chiều<br />
thuận thì entropi của <strong>hệ</strong> tăng.<br />
0<br />
2. ∆S = 2 0 0<br />
S CO(k) + SSi(r)<br />
- 2 0 0<br />
C(r) S = 2.197,6 + 18,8 - 2.5,7 - 41,8 = 360,8 JK -1<br />
0<br />
3. G<br />
S - SiO2(r)<br />
0 0 0 0<br />
0<br />
∆ = ∆H - T ∆S 0<br />
0<br />
, trong đó ∆H = ∆H<br />
f(Si (r) )<br />
+ 2∆Hf(CO (k) )- 2∆Hf(C (r) )- ∆H<br />
f(SiO 2(r) )<br />
0<br />
∆H = 2.(-110,5) + 910,9 = 689,9 (kJ)<br />
0 0<br />
→ ∆ G = ∆H - T ∆S 0 = 689,9 - 298 . 360,8.10 -3 = 582,4 (kJ).<br />
4. Phản ứng (1) sẽ diễn ra ưu thế theo chiều thuận khi ∆G bắt đầu có giá trị âm:<br />
0<br />
∆G = ∆H - T ∆S 0 = 689,9 - T . 360,8.10 -3 = 0 → T = 1912 o K.<br />
Vậy từ <strong>nhiệt</strong> độ lớn hơn 1912 o K, cân bằng (1) sẽ diễn ra ưu tiên theo chiều thuận.<br />
2.Một số <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> tự <strong>luyện</strong> (có lời giải)<br />
Bài 1: Cho biết pư:<br />
C 2 H 4(k) + H 2 O (h)<br />
vµ c¸c sè liÖu sau:<br />
C 2 H 5 OH (h)<br />
C 2 H 5 OH C 2 H 4(k) H 2 O (h)<br />
∆ G o S, 298( kJ / mol)<br />
168,6 68,12 - 228,59<br />
S o ( kJ / ) 282,0 219,45 188,72<br />
298<br />
mol<br />
a) Hỏi điều kiện chuẩn của phản ứng này là điều kiện như thế nào?<br />
b) ở điều kiện chuẩn <strong>và</strong> 25 o C phản ứng xảy ra theo chiều nào?<br />
o<br />
c) Tính ∆ của phản ứng. Phản ứng toả <strong>nhiệt</strong> hay thu <strong>nhiệt</strong>?<br />
Giải:<br />
H 298<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
a) Điều kiện chuẩn:<br />
C H ( )<br />
P = P<br />
H O(<br />
)<br />
= P<br />
C H OH ( )<br />
2 4 k<br />
2 h<br />
2 5 h<br />
= 1atm <strong>và</strong> phản ứng<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
43<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
b)<br />
được thực hiện ở t o , P không đổi.<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
o<br />
∆G p− = ∆G o - ∆G o - ∆G o<br />
c)<br />
S,298(C 2 H 5 OH h ) S,298(C 2 H 4k ) S,298(H 2 O h )<br />
= 168,6 - 68,12 + 228,59 = - 8,13 (kJ)<br />
o<br />
∆G p−(298) = -8,13kJ < 0 Phn øng xy ra theo chiÒu thuËn<br />
o<br />
∆S 298,p− = S 298(C o - So - S298(H o 2 H 5 OH)<br />
2 O)<br />
298(C 2 H 4 )<br />
= 282 - 219,45 - 188,72 = - 126,17(J/K)<br />
∆G = ∆H - T. ∆S<br />
o<br />
o<br />
o<br />
∆H 298,p− = ∆G 298,p− + T. ∆S 298,p−<br />
= -8,13 + 298(- 126,17 .10 -3 ) = - 45,72866(kJ)<br />
o<br />
∆H 298,p− < 0 phn øng to nhiÖt<br />
0<br />
Bài 2: Tính ∆ của phản ứng: CH 4(k) + H 2 O (k) → CO (k) + 3H 2(k)<br />
G 273<br />
Biết: CH 4(k) H 2 O (k) CO(k) H 2(k)<br />
∆ (kJ/mol) - 74,8 - 241,8 -110,5 0<br />
0<br />
H S,298<br />
S (J/molK) 186,2 188,7 197,6 130,684<br />
0<br />
298<br />
a) Từ giá trị ∆G 0 tìm được có thể kết luận gì về khả năng tự diễn biến của khả năng<br />
phản ứng ở 373 o K?<br />
b) Tại <strong>nhiệt</strong> độ nào thì phản ứng đã cho tự xảy ra ở điều kiện chuẩn?<br />
(Coi ∆H 0 , ∆S 0 không phụ thuộc T)<br />
Giải:<br />
∆ = 3.0 + 1(-110,5) -(-74,8) -(-241,8) = 206,1(kJ)<br />
0<br />
H pu<br />
∆ = 3.(130,684) + 197,6 - 188,7 - 186,2 = 214,752 (J/K)<br />
0<br />
S pu<br />
Do ∆H 0 , ∆S 0 không phụ thuộc <strong>và</strong>o T nên:<br />
⇒ G<br />
0 273<br />
∆ = ∆H 0 - T. ∆S 0 = 206,1 = 373.214,752.10 -3 =125,9975(kJ) > 0<br />
⇒ ở đkc <strong>và</strong> T = 373K ⇒ Phản ứng không thể tự diễn biến.<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
0<br />
b) Để phản ứng tự diễn biến ở <strong>nhiệt</strong> độ T(K) thì: ∆ G T<br />
< 0 ↔ ∆H 0 - T. ∆S 0 < 0<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
∆H<br />
∆S<br />
↔ T ><br />
0<br />
0<br />
=<br />
3<br />
206,1.10 = 959,71(K)<br />
214,752<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
44<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
Bài 3:<br />
Entanpi tự do chuẩn của phản ứng tạo thành H 2 O từ các đơn chất phụ thuộc<br />
<strong>và</strong>o T theo phương trình sau:<br />
0<br />
∆ G S,T<br />
= -240000 + 6,95T + 12,9TlgT (J/mol)<br />
Tính ∆G 0 , ∆S 0 <strong>và</strong> ∆H 0 của phản ứng tạo thành H 2 O ở 2000K<br />
Giải:<br />
∆<br />
0<br />
G S ,2000<br />
= -240000 + 6,95.2000 + 129.2000lg2000= -140933,426(J/mol)<br />
dG = VdP - SdT ⇒<br />
⎛ ∂∆G<br />
∆ = -<br />
⎜<br />
⎝ ∂T<br />
⇒ S<br />
0 2000<br />
⇒ H<br />
0 2000<br />
G<br />
0<br />
⎞<br />
⎟<br />
⎠<br />
P<br />
⎛ ∂G ⎞<br />
⎜ ⎟⎠<br />
⎝ ∂T<br />
∆ = ⇒ 0 0<br />
∆<br />
2000<br />
+ T. ∆<br />
P<br />
= -S<br />
= 6,95 + 12,5.lgT + 12,9T.<br />
= 6,95 + 12,9lg2000 +<br />
S 2000<br />
12,9<br />
ln10<br />
1<br />
T.ln10<br />
= 6,95 + 12,9lgT +<br />
= 55,1357(J/molK)<br />
12,9<br />
ln10<br />
= -140933,426 + 2000. 55,1357 = -30662,054 (J/mol)<br />
Bài 4: (Bài <strong>tập</strong> mở rộng) Phản ứng giữa Zn <strong>và</strong> dd CuSO 4 xảy ra trong ống nghiệm toả<br />
ra lượng <strong>nhiệt</strong> 230,736kJ. Cũng phản ứng trên cho xảy ra trong pin điện thì một phần<br />
hoá năng chuyển thành điện năng. Công điện của pin là 210,672kJ. Chứng minh rằng:<br />
∆U của 2 quá trình không đổi, nhưng <strong>nhiệt</strong> toả ra thay đổi. Tính ∆S của phản ứng, ∆S mt<br />
<strong>và</strong> ∆S tp ? Cho T = 300K<br />
Giải:<br />
Zn + CuSO 4 = ZnSO 4 + Cu<br />
- Khi thực hiện trong ống nghiệm: (Tiến hành bất thuận nghịch)<br />
V Zn ≈ V Cu ⇒ W tt = 0 ; W’ = 0<br />
⇒ ∆U BTN = Q BTN = ∆H = -230,736kJ<br />
- Khi thực hiện phản ứng trong pin điện (quá trình thuận nghịch)<br />
W’ max = - 210,672 (kJ) ⇒ ∆G = W’ max = -210,672(kJ)<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
∆H TN = ∆H BTN = - 230,736(kJ)<br />
→ Q TN = T. ∆S = ∆H - ∆G = -230,736 + 210,672 = -20,064(kJ)<br />
⇒ ∆U TN = Q + W’ + P. ∆V = -20,064 = 210,672 + 0 = -230,736 (kJ) = ∆U BTN<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
45<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
- ∆S <strong>hệ</strong> =<br />
∆S mtBTN = -<br />
3<br />
Q TN 20,064.10<br />
= - = 66,88(J/K)<br />
T 300<br />
Q BTN<br />
=<br />
T<br />
⇒ ∆S tp(BTN) = 702,24(J/K)<br />
∆S mt(TN) = -<br />
Bài 5:<br />
- ∆G p = W’ max<br />
3<br />
230,736.10 = 769,12(J/K)<br />
300<br />
Q TN<br />
= -∆S <strong>hệ</strong> ⇒ ∆S tp(TN) = 0<br />
T<br />
Xét 1 phản ứng thuận nghịch trong pin điện thì ∆G p = W’ max < 0<br />
- Nhưng một <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> viết rằng:<br />
Giải:<br />
Trong mọi quá trình luôn có: ∆S vũ trụ = ∆S mt + ∆S <strong>hệ</strong> (1)<br />
⇒ ∆S mt =<br />
∆H mt<br />
T<br />
∆H<br />
= - he<br />
⇒ ∆S vũ trụ = -<br />
T<br />
∆H mt = - ∆H <strong>hệ</strong> (2)<br />
∆H he<br />
↔ T. ∆S vũ trụ = - ∆H <strong>hệ</strong> + T. ∆S <strong>hệ</strong> = -∆G <strong>hệ</strong><br />
T<br />
+ ∆S <strong>hệ</strong><br />
Với quá trình thuận nghịch thì ∆S vũ trụ = 0 ⇒ ∆G <strong>hệ</strong> = 0 ↔ ∆G p = 0<br />
Hãy giải thích mâu thuẫn này.<br />
(2) chỉ đúng khi ngoài công giãn nở <strong>hệ</strong> không thực hiện công nào khác:<br />
∆H = ∆U + P. ∆V → ∆U = ∆H - P. ∆V<br />
Q = ∆U - W = (∆H - P. ∆V) - (-P. ∆V + W’)<br />
↔ Q <strong>hệ</strong> = ∆H <strong>hệ</strong> - W’ = - ∆H mt<br />
⇒ Chỉ khi W’ = 0 thì ∆H mt = - ∆H <strong>hệ</strong><br />
* Trong pin: W’ max = ∆G < 0 nên ∆H mt ≠ ∆H <strong>hệ</strong> .<br />
Bài 6:<br />
Xét phản ứng: Zn (r) + Cu 2+ (aq) → Zn 2+ (aq) + Cu (r)<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
diễn ra trong đktc ở 25 o C.<br />
a) Tính W, Q, ∆U, ∆H, ∆G, ∆S của phản ứng ở điều kiện trên.<br />
Biết: Zn 2+ (aq) Zn (r) Cu (r) Cu 2+ (aq)<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
46<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
0<br />
∆ H S,298<br />
(kJ/mol) -152,4 0 0 64,39<br />
0<br />
S<br />
298(J/mol.K) - 106,5 41,6 33,3 - 98,7<br />
b) Xét khả năng tự diễn biến của phản ứng theo 2 cách khác nhau.<br />
c) Nếu thực hiện phản ứng trên 1 cách thuận nghịch trong pin điện thì các kết quả trên<br />
có gì thay đổi? Tính E pin ?<br />
Giải:<br />
0<br />
a) ∆ = ∆H + ∆ - ∆ +<br />
Zn 2+<br />
0<br />
H pu<br />
0<br />
S pu<br />
Zn<br />
S ,<br />
( aq)<br />
0<br />
H S,Cu<br />
0<br />
Cu(r)<br />
0<br />
Zn(r)<br />
H 0 S ,Zn<br />
0<br />
∆H<br />
S , Cu 2+<br />
= -152,4 - 64,39 = -216,79 (kJ)<br />
0<br />
∆ = S +<br />
2 S - S - S 0<br />
= -106,5 + 33,3 - 41,6 + 98,7 = -16,1 (J/K)<br />
+ 2 +<br />
∆ =<br />
0<br />
G pu<br />
∆U o = Q P =<br />
0<br />
∆H<br />
- T.<br />
∆<br />
0<br />
H pu<br />
∆ S<br />
0<br />
Cu<br />
( aq)<br />
= -216,79 + 298,15 .16,1.10 -3 = -211,99(kJ)<br />
= -216,79 (kJ)<br />
W = 0; quá trình BTN; W’ = 0<br />
0<br />
b) * ∆ = -211,99 (kJ) 0<br />
⇒ Quá trình là bất thuận nghịch ↔ phản ứng tự xảy ra.<br />
c) Khi thực hiện phản ứng trên TN trong pin điện thì các giá trị ∆H 0 , ∆S 0 , ∆G 0 , ∆U 0<br />
không thay đổi do H, S, G, U là các hàm trạng thái nên không phụ thuộc quá trình biến<br />
đổi là thuận nghịch hay bất thuận nghịch nhưng các giá trị Q, W thì thay đổi.<br />
Cụ thể: W tt = 0; W’ max = ∆G0 = -211,99(kJ)<br />
Q = T. ∆S = 298,15 .(-16,1) = - 4800,215 (J)<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
⇒ ∆S mt =<br />
Q mt<br />
=<br />
T<br />
− Q he<br />
T<br />
= 16,1 (J/K) ⇒ ∆S vũ trụ = ∆S mt + ∆S <strong>hệ</strong> = 0<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
47<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
Bài 7:<br />
E pin = -<br />
∆G 0<br />
nF<br />
=<br />
211990 ≈ 1,1(V)<br />
2.96485<br />
Làm hoá hơi 27 gam nước lỏng ở 25 o C <strong>và</strong> 1atm. Cho biết <strong>nhiệt</strong> hoá hơi của nước, <strong>nhiệt</strong><br />
dung đẳng áp của hơi nước <strong>và</strong> của nước lỏng lần lượt là: ∆Hhh (100 o C, 1atm) =<br />
−1 −1 −1 −1<br />
40,668kJ/mol,; CP, H2O( l) = 75,31 J. K . mol ; CP, H2O( k )<br />
= 33,47 J. K . mol<br />
Các dữ kiện trên được coi như có giá trị không đổi trong khoảng <strong>nhiệt</strong> độ khảo sát.<br />
1.Tính ∆H, ∆S, ∆G của <strong>hệ</strong> trong quá trình hóa hơi nói trên.<br />
2. Dựa <strong>và</strong>o kết quả thu được, hãy cho biết quá trình hóa hơi của nước có thể tự diễn ra<br />
hay không? Vì sao?<br />
Cho biết, đối với quá trình đẳng áp có <strong>nhiệt</strong> độ biến đổi từ T 1 đến T 2 , biến thiên entropy<br />
2<br />
được tính theo <strong>hệ</strong> thức ∆ S = C ln<br />
P<br />
T<br />
T<br />
1<br />
3. Xác định <strong>nhiệt</strong> độ tại đó quá trình hóa hơi của nước có thể tự xảy ra được.<br />
Giải :<br />
1.Ta có thể chia quá trình hoá hơi của nước ở 25 o C <strong>và</strong> 1atm làm 3 quá trình nhỏ<br />
thuận nghịch như sau:<br />
1- Nâng đẳng áp nước lỏng từ 298K lên 373K.<br />
2- Làm hoá hơi đẳng <strong>nhiệt</strong> đẳng áp nước lỏng ở 373K <strong>và</strong> 1atm.<br />
3- Hạ <strong>nhiệt</strong> độ hơi nước đẳng áp từ 373K xuống<br />
298K. Biểu diễn các quá trình trên theo sơ đồ sau:<br />
H 2 O (lỏng, 1atm, 298K) H 2 O(khí, 1atm, 298K)<br />
∆H, ∆S, ∆G<br />
(1)<br />
(2)<br />
H 2 O (lỏng, 1atm, 373K) H 2 O, (khí, 1atm, 373K)<br />
Đối với quá trình (1)<br />
27<br />
∆ H = CP, H2O( l)<br />
.(373− 298) = 1,5.75,31.75 = 8472,375J<br />
18<br />
27 T<br />
373<br />
−1<br />
∆ S = C = = J K<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
2<br />
1 P, H2O( l)<br />
.ln 1,5.75,31.ln 25,359 .<br />
18 T1<br />
298<br />
(3)<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
48<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
Đối với quá trình (2)<br />
∆H 2 =1,5.40,668 = 61,002kJ<br />
∆H 61002<br />
∆ S<br />
hh<br />
2<br />
= = = 163,544 J . K<br />
T 373<br />
−1<br />
Đối với quá trình (3)<br />
27<br />
∆ H = CP, H2O( k ).(298 − 373) = 1,5.33, 47.( − 75) = −3765,375J<br />
18<br />
27 T2<br />
298<br />
−1<br />
∆ S1 = CP, H2O( k ).ln = 1,5.33, 47.ln = −11, 2695 J.<br />
K<br />
18 T1<br />
373<br />
Áp dụng định luật Hess đối với cả quá trình<br />
∆H= ∆H 1 + ∆H 2 + ∆H 3 = 61002 + 8472,375 + (-3765,375)<br />
= 65709 J<br />
∆S= ∆S 2 + ∆S 2 + ∆S 3 = 25,359 + 163,544 + (-11,2695)<br />
= 177,608 J<br />
∆G = ∆H - T. ∆S = 65709 - 298.177,608 = 12781,816 J<br />
2. Quá trình khảo sát là quá trình đẳng <strong>nhiệt</strong> đẳng áp (T = 298K, p=1atm) nên ∆GT,p<br />
được sử dụng làm tiêu chuẩn <strong>để</strong> đánh giá chiều của quá trình <strong>và</strong> cân bằng của <strong>hệ</strong>. Ở<br />
đây ∆GT, P = 12,781kJ >0 nên quá trình hoá hơi này là một quá trình không thuận<br />
nghịch nhưng không thể tự diễn ra mà phải có sự tác <strong>động</strong> từ bên ngoài.<br />
3. Để quá trình hóa hơi tự xay ra thì ∆GT,P< 0<br />
=> ∆H - T. ∆S < 0 => T > ∆H/ ∆S<br />
Hay: T > 65709/177,608 = 369,966 0 K hay t > 96,97 0 C<br />
Bài 8:<br />
Tính chất <strong>nhiệt</strong> <strong>động</strong> của một số phân tử <strong>và</strong> ion ở trạng thái tiêu chuẩn tại 25 0 C như<br />
sau:<br />
C 3 H 8 (k) O 2 (k) CO 2 (k) H 2 O (l) CO 3 2- (aq.) OH - (aq.)<br />
∆H 0 s (kJmol -1 ) - 103,85 0 -393,51 -285,83 - 677,14 - 229,99<br />
S 0 (J.K -1 mol -1 ) 269,91 205,138 213,74 69,91 - 56,9 - 10,75<br />
Xét quá trình oxi hoá bất thuận nghịch hoàn toàn 1 mol C 3 H 8 (k) với O 2 (k) tạo thành<br />
CO 2 (k) <strong>và</strong> H 2 O (l), phản ứng được tiến hành ở 25 0 C, điều kiện tiêu chuẩn.<br />
1. Tính ∆H 0 , ∆U 0 ,∆S 0 , ∆G 0 của phản ứng.<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
2. Tính ∆S của môi trường <strong>và</strong> ∆S tổng cộng của vũ trụ khi tiến hành quá trình.<br />
Giải:<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
49<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
1.Tính ∆H 0 , ∆U 0 , ∆S 0 , ∆G 0 của phản ứng:<br />
C 3 H 8 (k) + 5O 2 (k) → 3CO 2 (k) + 4H 2 O(l)<br />
∆H 0 (pư) = - 2220,00 kJ.mol -1 ; ∆S 0 (pư) = - 374,74 J.K -1 .mol -1 ;<br />
∆U 0 (pư) = ∆H 0 (pư) - ∆(pV) = ∆H 0 - ∆(n khí . RT)<br />
= - 2220,00 .10 3 Jmol -1 - (-3mol . 8,3145 J.K -1 mol -1 . 298,15K )<br />
∆U 0 = - 2212,56. 10 3 jmol -1 .<br />
∆G 0 = ∆H 0 - T ∆S 0 = [- 2220,00 . 10 3 - (298,15) . (-374,74) ]Jmol -1<br />
∆G 0 = - 2108,33 kJ.mol -1 .<br />
2. Tính ∆S của môi trường <strong>và</strong> ∆S tổng cộng: ∆S <strong>hệ</strong> = -374,74JK -1 mol -1 .<br />
∆S môi trường = = = = 7445,92 JK -1 mol -1<br />
∆S tổng cộng (vũ trụ) = ∆H <strong>hệ</strong> + ∆S môi trường = 7071,18 J.K -1 mol -1 > 0<br />
⇒phản ứng tự phát.<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
50<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
Chương III. MỘT SỐ BÀI TẬP CÓ TRONG CÁC ĐỀ THI OLYMPIC QUỐC<br />
GIA, OLYMPIC QUỐC TẾ<br />
Bài số 1: (Trích đề thi chọn đội tuyển ICHO - 2005)<br />
TÝnh chÊt nhiÖt ®éng cña mét sè ph©n tö vµ ion ë tr¹ng th¸i tiªu chuÈn t¹i 25 0 C nh−<br />
sau:<br />
C 3 H 8<br />
(k)<br />
O 2 (k) CO 2 (k) H 2 O (l)<br />
2-<br />
CO 3<br />
(aq.)<br />
OH - (aq.)<br />
∆H 0 s(kJmol -1 ) -103,85 0 -393,51 -285,83 - 677,14 - 229,99<br />
S 0 (J.K -1 mol -1 ) 269,91 205,138 213,74 69,91 - 56,9 - 10,75<br />
XÐt qu¸ tr×nh oxi ho¸ hoµn toµn 1 mol C 3 H 8 (k) víi O 2 (k) t¹o thµnh CO 2 (k) vµ<br />
H 2 O (l), phn øng ®−îc tiÕn hµnh ë 25 0 C, ®iÒu kiÖn tiªu chuÈn, theo 2 c¸ch: a) BÊt<br />
thuËn nghÞch vµ b) ThuËn nghÞch (trong mét tÕ bµo ®iÖn ho¸).<br />
1. TÝnh ∆H 0 , ∆U 0 , ∆S 0 , ∆G 0 cña phn øng trong mçi c¸ch nãi trªn.<br />
2. TÝnh nhiÖt, c«ng thÓ tÝch, c«ng phi thÓ tÝch (tøc lµ c«ng h÷u Ých) mµ hÖ trao ®æi víi<br />
m«i tr−êng trong mçi c¸ch.<br />
3. TÝnh ∆S cña m«i tr−êng vµ ∆S tæng céng cña vò trô khi tiÕn hµnh qu¸ tr×nh theo<br />
mçi c¸ch.<br />
4. Mét m« h×nh tÕ bµo ®iÖn hãa kh¸c lµm viÖc dùa trªn phn øng oxi ho¸ C 3 H 8 (k) bëi<br />
O 2 (k) khi cã mÆt dung dÞch KOH 5 M víi ®iÖn cùc Pt. C¸c lo¹i ph©n tö vµ ion (trõ<br />
KOH) ®Òu ë tr¹ng th¸i tiªu chuÈn. H·y viÕt c¸c nöa phn øng ë cat«t, ë an«t vµ phn<br />
øng tæng céng trong tÕ bµo ®iÖn ho¸. NÕu tõ tÕ bµo ®iÖn ho¸ ®ã, ë 25 0 C, ta thu ®−îc<br />
dßng ®iÖn 100 mA, h·y tÝnh c«ng suÊt cùc ®¹i cã thÓ ®¹t ®−îc.<br />
Giải:<br />
1. TÝnh ∆H 0 , ∆U 0 , ∆S 0 , ∆G 0 cña phn øng<br />
C 3 H 8 (k) + 5O 2 (k) -> 3CO 2 (k) + 4H 2 O(l)<br />
∆H 0 (p−) = - 2220,00 kjmol -1 ; ∆S 0 (p−) = - 374,74 JK -1 mol -1 ;<br />
∆U 0 (p−) = ∆H 0 (p−) - ∆(pV) = ∆H 0 - ∆(n khÝ RT) = - 2220,00 .10 3 jmol -1 - (-3mol .<br />
8,3145 JK -1 mol -1 . 298,15K ) = - 2220,00 . 10 3 jmol -1 + 7436,90 jmol -1 . ∆U 0 = -<br />
2212,56. 10 3 jmol -1 .<br />
∆G 0 = ∆H 0 - T ∆S 0 = [- 2220,00 . 10 3 - (298,15) . (-374,74) ]Jmol -1<br />
∆G 0 = - 2108,33 kjmol -1 .<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
V× H, U, S, G lµ c¸c hµm tr¹ng th¸i cña hÖ nªn dï tiÕn hµnh theo c¸ch thuËn nghÞch hay<br />
bÊt thuËn nghÞch mµ tr¹ng th¸i ®Çu vµ tr¹ng th¸i cuèi cña hai c¸ch gièng nhau th× c¸c<br />
®¹i l−îng ∆H, ∆U, ∆S, ∆G còng vÉn b»ng nhau.<br />
2. TÝnh nhiÖt, c«ng thÓ tÝch, c«ng phi thÓ tÝch mµ hÖ trao ®æi.<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
51<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
a) Qu¸ tr×nh bÊt thuËn nghÞch<br />
- NhiÖt trao ®æi cña hÖ q = ∆H 0<br />
- C«ng thÓ tÝch W tt = ∫-pdV = -p∆V = - ∆n k RT<br />
∆n k = - 3 mol -> W tt = -(3mol) . 8,3145 JK -1 mol -1 . 298,15K = +7436,90 Jmol -1 >0 hÖ<br />
nhËn c«ng.<br />
- C«ng phi thÓ tÝch = 0<br />
b) Qu¸ tr×nh thuËn nghÞch.<br />
- Tæng n¨ng l−îng mµ hÖ trao ®æi víi m«i tr−êng lµ ∆H 0 trong ®ã nhiÖt trao ®æi lµ :<br />
T∆S = 298,15K . (-374,74) JK -1 mol -1 ) = -111,29 KJmol -1 .<br />
- C«ng thÓ tÝch: Wtt = -∆n k RT = + 7436,90 Jmol -1 > 0 hÖ nhËn c«ng<br />
- C«ng phi thÓ tÝch cùc ®¹i: W' = ∆G 0 = - 2108,33 KJmol -1 0 -> phn øng tù ph¸t.<br />
b) Qu¸ tr×nh thuËn nghÞch<br />
∆S hÖ = -374,74JK -1 mol -1 .<br />
∆S m«i tr−êng = q mt /T = - q hÖ /T = +111,7287 KJmol -1 /298,15K = + 374,74 JK -1 mol -1 .<br />
∆S tæng céng (vò trô) = ∆H hÖ + ∆S m«i tr−êng = 0.<br />
4. C¸c nöa phn øng<br />
anèt: C 3 H 8 + 26OH - - 20e -> 3CO 3<br />
2-<br />
+ 17 H 2 O<br />
catèt: O 2 + 2H 2 O + 4e -> 4OH -<br />
C 3 H 8 (k) + 5O 2 (k) + 6OH - 2-<br />
(aq) -> 3CO 3 + 7H 2 O (l)<br />
(L, anèt ) : Pt C 3 H 8 | KOH , K 2 CO 3 | O 2 | Pt (catèt, R)<br />
C«ng suÊt cùc ®¹i: P = IE I = 0,1A<br />
E 0 = - ∆G 0 / νF<br />
∆G 0 (p−) = ∆H 0 (p−) - T∆S 0 (p−)<br />
∆H 0 (p−) = [ 3 ∆H 0 s (CO 2- 3 ) + 7∆H 0 s (H 2 O)] - [∆H 0 s (C 3 H 8 ) + 6∆H 0 s (OH - )]<br />
∆H 0 (p−) = -2548,44 KJ mol -1<br />
∆S 0 (p−) = [ 3 S 0 (CO 2- 3 ) + 7 S 0 (H 2 O)] - [ S 0 (C 3 H 8 ) + 5 S 0 (O 2 ) + 6S 0 (OH - )]<br />
∆S 0 (p−) = - 912,43 J K -1 mol -1 .<br />
∆G 0 (p−) = - 2548,44 .10 3 J mol -1 - 298,15 K . ( -912,43 J K -1 mol -1 )<br />
∆G 0 (p−) = - 2276399 J mol -1 .<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
2276399 J mol<br />
E 0 = - ∆G 0 / νF = +<br />
-1<br />
20 .96485 Cmol<br />
-1<br />
= 1,18 (V)<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
52<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
0 6<br />
,0592<br />
20<br />
0,0592<br />
20<br />
E = E 0 − 6<br />
+ log[ OH ] = 1,18 + log5 = 1,19( V )<br />
P = I.E = 0,1 A x 1,19 V = 0,119 W.<br />
Bài 2: (Trích đề thi chọn đội tuyển ICHO - 2006)<br />
Ở <strong>nhiệt</strong> độ <strong>cao</strong> amoni clorua bị phân huỷ cho 2 khí. Để xác định những tính chất<br />
<strong>nhiệt</strong> <strong>động</strong> của phản ứng này ở một <strong>nhiệt</strong> độ xác định, người ta cho 53,5 gam NH 4 Cl<br />
(rắn) <strong>và</strong>o một bình chân không thể tích 5 lít rồi nung nóng lên 427 o C. Đo được áp suất<br />
trong bình là 608 kPa. Nếu tiếp tục nung nóng đến 459 o C thì áp suất đo được bằng<br />
1115 kPa.<br />
Tính entanpi tiêu chuẩn, entropi tiêu chuẩn <strong>và</strong> entanpi tự do tiêu chuẩn của phản<br />
ứng ở 427 o C. Chấp nhận rằng ∆H o <strong>và</strong> ∆S o không phụ thuộc <strong>và</strong>o <strong>nhiệt</strong> độ trong khoảng<br />
400 - 500 o C. (N = 14 ; Cl = 35,5)<br />
giải: N H 4 Cl (r) NH 3 (k) + HCl (k) (1)<br />
Ở <strong>nhiệt</strong> độ 427 o C <strong>và</strong> 459 o C nếu NH 4 Cl phân huỷ hết thì áp suất trong bình sẽ là:<br />
p 1 =<br />
2 mol × 8,314 N.m.K −1 .mol −1 × (427 + 273,15) K<br />
= 2328419 N.m −2<br />
5.10 −3 m 3<br />
2 mol × 8,314 N.m.K −1 .mol −1 × (459 + 273,15) K<br />
p 2 =<br />
5.10 −3 m 3<br />
= 2434838 N.m −2<br />
Như vậy, theo đầu <strong>bài</strong> ở 2 <strong>nhiệt</strong> độ này trong bình có cân bằng (1) <strong>và</strong> các áp suất<br />
đã cho là các áp suất cân bằng.<br />
Ở 427 o C : Kp = 304 × 304 = 92416 (kPa) 2<br />
459 o C : Kp = 557,5 × 557,5 = 310806 (kPa) 2<br />
o<br />
K p<br />
∆G 700 = -RT ln K = - RT ln (P o = 1bar)<br />
P o ∆n<br />
= -8,314 J.K −1 .mol −1 92416 (kPa)<br />
× (427 + 273,15) K ln = 2<br />
-12944 J.mol −1<br />
(10 2 kPa) 2<br />
K<br />
ln p (T 2 ) ∆H 1 1<br />
= ( + )<br />
K p (T 1 ) R<br />
T 1<br />
T 2<br />
310806 ∆H 1 1<br />
ln 92416 = 8,314 (<br />
700,15<br />
−<br />
732,15<br />
)<br />
o<br />
∆H 700 = 161534 J.mol −1<br />
o o<br />
o ∆H<br />
∆S = 700 – ∆G 700<br />
161534 – (-12944)<br />
=<br />
T<br />
700,15 = 249,2 (J.K −1 .mol −1 )<br />
(Thí <strong>sinh</strong> có thể lấy P o o<br />
= 1atm ; Tính K p theo bar hay atm, rồi tính ∆G T theo biểu thức<br />
o<br />
∆G T = -RT ln K p )<br />
Bài 3: (Trích đề thi chọn đội tuyển ICHO - 2007)<br />
2. Cho các phương trình <strong>nhiệt</strong> hóa <strong>học</strong> sau đây:<br />
(1) 2 ClO 2 (k) + O 3 (k) → Cl 2 O 7 (k) ∆H 0 = - 75,7 kJ<br />
(2) O 3 (k) → O 2 (k) + O (k) ∆H 0 = 106,7 kJ<br />
53<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
(3) 2 ClO 3 (k) + O (k) → Cl 2 O 7 (k) ∆H 0 = - 278 kJ<br />
(4) O 2 (k) → 2 O (k) ∆H 0 = 498,3 kJ.<br />
k: kí hiệu chất khí.<br />
Hãy xác định <strong>nhiệt</strong> của phản ứng sau:<br />
(5) ClO 2 (k) + O (k) → ClO 3 (k).<br />
Giải:<br />
Kết hợp 2 pt (1) <strong>và</strong> (3) ta có<br />
ClO 2 (k) + 1/2 O 3 (k) → 1/2 Cl 2 O 7 (k) ∆H 0 = - 37,9 kJ<br />
1/2 Cl 2 O 7 (k) → ClO 3 (k) + 1/2 O (k) ∆H 0 = 139 kJ<br />
(6) ClO 2 (k) + 1/2 O 3 (k) → ClO 3 (k) + 1/2 O (k) ∆H 0 = 101,1 kJ<br />
Kết hợp 2 pt (6) <strong>và</strong> (2) ta có<br />
ClO 2 (k) + 1/2 O 3 (k) → ClO 3 (k) + 1/2 O (k) ∆H 0 = 101,1 kJ<br />
1/2 O 2 (k) + 1/2 O (k) → 1/2 O 3 (k) ∆H 0 = -53,3 kJ<br />
(7) ClO 2 (k) + 1/2 O 2 (k) → ClO 3 (k) ∆H 0 = 47,8 kJ<br />
Kết hợp 2 pt (7) <strong>và</strong> (4) ta có<br />
ClO 2 (k) + 1/2 O 3 (k) → ClO 3 (k) + 1/2 O (k) ∆H 0 = 101,1 kJ<br />
O (k) → 1/2 O 2 (k) ∆H 0 = - 249,1 kJ<br />
(5) ClO 2 (k) + O (k) → ClO 3 (k) ∆H 0 = - 201,3 kJ.<br />
Đó là pt <strong>nhiệt</strong> hóa (5) ta cần tìm.<br />
Bài 4: (Trích đề thi chọn đội tuyển ICHO - 2008)<br />
1. Cho các dữ kiện sau:<br />
Năng lượng kJ.mol¯ 1<br />
Năng lượng kJ.mol¯ 1<br />
thăng hoa của Na 108,68 liên kết của Cl 2 242,60<br />
ion hóa thứ nhất của Na 495,80 mạng lưới NaF 922,88<br />
liên kết của F 2 155,00 mạng lưới NaCl 767,00<br />
Nhiệt hình thành của NaF rắn : -573,60 kJ.mol -1<br />
Nhiệt hình thành của NaCl rắn: -401,28 kJ.mol -1<br />
Tính ái <strong>lực</strong> electron của F <strong>và</strong> Cl ; so sánh các kết quả thu được <strong>và</strong> giải thích.<br />
2. Cho các quá trình dưới đây:<br />
6<br />
He Li + β - ; N C + β + ; Be Li + β +<br />
2<br />
3<br />
7<br />
6<br />
4<br />
3<br />
(1) (2) (3)<br />
a. Quá trình nào có thể tự diễn biến? Vì sao?<br />
b. So sánh tốc độ cực đại của hạt sơ cấp ( β - , β + ) ở các quá trình có thể tự diễn biến được.<br />
6<br />
6<br />
13<br />
13<br />
Cho: He = 6,01889 u ; Li = 6,01512 u ; N = 13,00574 u ; C = 13,00335 u ;<br />
7<br />
4<br />
2<br />
6<br />
7<br />
3<br />
3<br />
13<br />
13<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
7<br />
7<br />
6<br />
7<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
54<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
Be = 7,01693 u ; Li = 7,01600 u ; m e = 0,00055 u ; 1eV = 1,602.10 -19 J.<br />
Giải<br />
1.a. Áp dụng định luật Hess <strong>và</strong>o chu trình<br />
M (r) +<br />
H TH<br />
M (k)<br />
I 1<br />
M + (k)<br />
+<br />
1<br />
2<br />
+<br />
1<br />
2<br />
X 2(k)<br />
X (k)<br />
+ AE<br />
X - (k)<br />
H LK<br />
H HT<br />
H ML<br />
MX (r)<br />
b. AE (F) > AE (Cl) dù cho F có độ âm điện lớn hơn Cl nhiều. Có thể giải thích điều<br />
này như sau:<br />
* Phân tử F 2 ít bền hơn phân tử Cl 2 , do đó ∆H LK (F 2 ) < ∆H pl (Cl 2 ) <strong>và</strong> dẫn đến<br />
AE (F) > AE (Cl).<br />
* Cũng có thể giải thích: F <strong>và</strong> Cl là hai nguyên tố liền nhau trong nhóm VIIA. F ở<br />
đầu nhóm. Nguyên tử F có bán kính nhỏ bất thường <strong>và</strong> cản trở sự xâm nhập của electron.<br />
2. a.<br />
∆H 1 = -∆m 1 × 932.10 6 × 1,602.10 -19 × 6,022.10 23 J.mol -1<br />
= -(6,01889 - 6,01512) × 932.10 6 × 1,602.10¯ 19 × 6,022.10 23 J.mol¯ 1 = -3,39.10 11<br />
J.mol¯ 1 ∆H 2 = -∆m 2 × 932.10 6 × 1,602.10 -19 × 6,022.10 23 J.mol -1 = -(13,00574 -<br />
13,00335 - 2 × 0,00055) × 932.10 6 × 1,602.10 -19 × 6,022.10 23 J.mol -1 = -1,16.10 10 J.mol -<br />
1<br />
Ta được:<br />
AE = ∆H HT - ∆H TH - I 1 - ½ ∆H LK + ∆H ( ML * )<br />
Thay số <strong>và</strong>o ( * ) , AE (F) = -332,70 kJ.mol -1 <strong>và</strong><br />
AE (Cl) = -360 kJ.mol -1 .<br />
∆H 3 = -∆m 3 × 932.10 6 × 1,602.10 -19 × 6,022.10 23 J.mol - 1 = -(7,01693 - 7,01600 - 2 ×<br />
0,00055) × 932.10 6 × 1,602.10 -19 × 6,022.10 23 J.mol -1 = 1,53.10 10 .mol -1 -4<br />
∆m 3 = -1,7.10<br />
∆H 1 , ∆H 2 0 ∆G 1 , ∆G 2 > 0, ∆S 3 > 0 ∆G 3 >> 0. Quá trình (3) không tự diễn biến.<br />
b. ∆m 1 = 3,77.10 -3 u > ∆m 2 = 1,29.10 -5 u<br />
Vậy tốc độ cực đại của electron phát <strong>sinh</strong> ở (1) lớn hơn tốc độ cực đại của<br />
electron phát <strong>sinh</strong> ở (2).<br />
Bài 5: (Trích đề thi chọn đội tuyển ICHO - 2010)<br />
1. Những đại lượng nào trong số các đại lượng <strong>nhiệt</strong> <strong>động</strong> <strong>học</strong> ∆S, ∆H, ∆G <strong>và</strong> hằng số<br />
cân bằng K:<br />
a. Phụ thuộc rất nhiều <strong>và</strong>o <strong>nhiệt</strong> độ?<br />
b. Có liên quan mật thiết với độ bền của liên kết?<br />
c. Có liên quan đến lượng của chất phản ứng <strong>và</strong> lượng sản phẩm phản ứng?<br />
d. Là độ đo khả năng tự diễn biến của một phản ứng?<br />
e. Là độ đo <strong>nhiệt</strong> kèm theo phản ứng?<br />
55<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
2. Cho cân bằng: Me 3 DBMe 3 (k) ⇌ Me 3 D (k) + BMe 3 (k), trong đó B là nguyên tố<br />
bo, Me là nhóm CH 3 . Ở 100 o C, thực nghiệm thu được kết quả như sau:<br />
Với hợp chất Me 3 NBMe 3 (D là nitơ): K p1 = 4,720.10 4 0<br />
Pa; ∆ S 1<br />
= 191,3 JK –1 mol –1 .<br />
Me 3 PBMe 3 (D là photpho): K p2 = 1,280.10 4 0<br />
Pa; ∆ S 2<br />
= 167,6 JK –1 mol –1 .<br />
a. Cho biết hợp chất nào khó phân li hơn? Vì sao?<br />
b. Trong hai liên kết N–B <strong>và</strong> P–B, liên kết nào bền hơn? Vì sao?<br />
3. Hãy cho biết phản ứng 2Ni (l) + O 2 (k) ⇌ 2NiO (r) ở 1627 o C có thể tự diễn biến<br />
theo chiều thuận được không nếu áp suất riêng phần của oxi nhỏ hơn 150 Pa?<br />
0<br />
Cho: ∆ G hình thành<br />
(NiO) ở 1627 o C là -72,1 kJ. mol –1 ; Áp suất chuẩn P 0 = 1,000.10 5 Pa; 0 o C<br />
trong thang Celsius là 273,15 K.<br />
Giải:<br />
uộc rất nhiều <strong>và</strong>o <strong>nhiệt</strong> độ.<br />
b. ∆H có liên quan mật thiết với độ bền của liên kết.<br />
c. K có liên quan đến lượng của chất phản ứng <strong>và</strong> lượng sản phẩm phản ứng?<br />
d. ∆G là độ đo khả năng tự diễn biến của một phản ứng.<br />
e. ∆H là độ đo <strong>nhiệt</strong> kèm theo một phản ứng.<br />
2. Me 3 DBMe 3 (k) ⇌ Me 3 D (k) + BMe 3 (k) (1).<br />
a. Tính ∆G 0 0<br />
của phản ứng phân li hai hợp chất. Ta có: ∆ G = -RTlnK, trong đó<br />
Kp<br />
K = . P<br />
∆n (k)<br />
0<br />
Từ cân bằng (1) → ∆n (k) = 1<br />
Đối với hợp chất Me 3 NBMe 3 :<br />
0<br />
→ ∆ G 1<br />
Tương tự đối với hợp chất Me 3 PBMe 3 : K 2 =<br />
0<br />
→ ∆ G 2<br />
K K 4,720.10<br />
K = = = = 0,472<br />
4<br />
p1<br />
p1<br />
1 5 5<br />
P0<br />
1,000.10 1,000.10<br />
= - 8,3145.373,15.ln0,472 = 2329,33 (J/mol).<br />
Kp2<br />
K 1, 280.10<br />
P 1,000.10 1,000.10<br />
0<br />
4<br />
p2<br />
= = = 0,128<br />
5 5<br />
= - 8,3145.373,15.ln0,128 = 6376,29 (J/mol).<br />
0<br />
0<br />
∆ G 1<br />
< ∆ G 2<br />
→ hợp chất Me 3 PBMe 3 khó phân li hơn.<br />
b. Tính biến thiên entanpi tiêu chuẩn của phản ứng phân li mỗi hợp chất:<br />
0 0<br />
∆ H = ∆ G + T ∆S<br />
0<br />
0<br />
→ ∆ H 1<br />
= 2329,33 + 373,15.191,3 = 73712,93 (J/mol)<br />
0<br />
∆ = 6376,29 + 373,15.167,6 = 68916,23 (J/mol)<br />
H 2<br />
0<br />
→ H 1<br />
0<br />
∆ > ∆ H 2<br />
→ liên kết N-B bền hơn.<br />
3. Từ phản ứng: 2Ni (l) + O 2 (k) ⇌ 2NiO (r) (2)<br />
ta có: ∆G 0 phản ứng = -72,1.2 = -144,2 kJ/mol = -144200 J/mol<br />
0<br />
∆G -144200<br />
→ lnK = - = - =<br />
RT 8,3145.1900,15<br />
Kp<br />
Kp<br />
Đối với phản ứng (2): ∆n (k) = -1 → K = = → K P<br />
∆n (k) -1 p = K.P -1 0 =<br />
0 P<br />
0<br />
9200,38.(1,000.10 5 ) -1<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
9,127 → K = 9200,38.<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
56<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
5<br />
1<br />
1,000.10<br />
Mặt khác: K<br />
p<br />
= với pO<br />
là áp suất cân bằng của oxi → p p<br />
2<br />
O<br />
= = 10,87 (Pa)<br />
2<br />
9200,38<br />
O2<br />
Vậy phản ứng có xảy ra nếu 10,87Pa < p<br />
O2<br />
Bài 6: (Trích <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> chuẩn bị ICHO 46 - 2014)<br />
< 150Pa.<br />
1. Trong <strong>nhiệt</strong> <strong>động</strong> <strong>lực</strong> <strong>học</strong> ứng dụng, năng lượng tự do Gibbs đóng một vai trò<br />
quan trọng <strong>và</strong> có thể được tính theo công thức sau đây :<br />
∆G o 298 = ∆H o 298 – T∆S o 298<br />
∆G o 298 – Biến thiên năng lượng tự do chuẩn<br />
∆H o 298 – Biến thiên entanpi chuẩn<br />
∆S o 298 – Biến thiên entropy chuẩn<br />
Việc đốt than chì được biểu diễn bởi hai phản ứng :<br />
C (graphite) + ½ O 2 (g) → CO (g) (1)<br />
C (graphite) + O 2 (g) → CO 2 (g) (2)<br />
Sự phụ thuộc của ∆H o , ∆S o <strong>và</strong>o <strong>nhiệt</strong> độ như sau:<br />
Phản ứng (1):<br />
Phản ứng (2):<br />
Dựa <strong>và</strong>o các dữ liệu trên:<br />
∆H o T (1) (J·mol -1 ) = –112298.8 + 5.94T;<br />
∆S o T (1) (J·K -1·mol -1 ) = 54.0 + 6.21lnT<br />
∆H o T (2) (J·mol -1 ) = – 393740.1 + 0.77T;<br />
∆S o T (2) (J·K -1·mol -1 ) = 1.54 – 0.77lnT<br />
1.1 Biểu diễn sự phụ thuộc của năng lượng tự do Gipp <strong>và</strong>o <strong>nhiệt</strong> độ, ∆G o T = f(T) là<br />
hàm của <strong>nhiệt</strong> độ.<br />
1.2 Dự đoán sự thay đổi của ∆G o T khi tăng <strong>nhiệt</strong> độ.<br />
2. Giả sử tại 1400 o C, Trong quá trình diễn ra phản ứng (1) <strong>và</strong> (2), CO có thể tác dụng<br />
với O 2 <strong>để</strong> tạo ra sản phẩm cuối cùng là CO 2 .<br />
2.1 Viết phương trình phản ứng (3) biểu diễn quá trình CO 2 được tạo ra từ khí CO.<br />
2.2 Tính ∆G o T (3).<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
2.3 Xác định hằng số cân bằng Kp cho phản ứng ( 3 ) ở <strong>nhiệt</strong> độ nhất định.<br />
3. Trong một thí nghiệm , NiO bột <strong>và</strong> CO khí được đặt trong một hộp kín mà sau đó<br />
được nung nóng lên đến 1400 0 C . Khi <strong>hệ</strong> <strong>thống</strong> đạt trạng thái cân bằng , có bốn chất<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
57<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
tồn tại : NiO ( s ) , Ni ( s ) , CO ( g ) <strong>và</strong> CO2 ( g ) . Tỷ lệ mol CO <strong>và</strong> CO2 tương ứng là<br />
1 % <strong>và</strong> 99 % , <strong>và</strong> áp suất chung của <strong>hệ</strong> là 1,0 bar ( 105 Pa ) .<br />
3.1 Viết các phản ứng trong thí nghiệm trên.<br />
3.2 Dựa trên các kết quả thí nghiệm <strong>và</strong> các dữ liệu <strong>nhiệt</strong> <strong>động</strong> <strong>lực</strong> <strong>học</strong> trên, tính toán<br />
áp suất của O 2 ở trạng thái cân bằng với NiO <strong>và</strong> Ni ở 1400 0 C .<br />
Giải:<br />
1.<br />
1.1 Dựa trên các dữ liệu trên:<br />
∆G o T = ∆H o T - T∆S o T<br />
Phản ứng (1):<br />
∆G o T (1) = (- 112298.8 + 5.94T) – T(54.0 + 6.21lnT)<br />
∆G o T (1) = - 112298.8 – 48.06T – 6.21TlnT<br />
∆G o T (1) giảm khi tăng <strong>nhiệt</strong> độ .<br />
Phản ứng (2): ∆G o T (2) = (- 393740.1 + 0.77T) – T(1.54 - 0.77lnT)<br />
∆G o T (2) = - 393740.1 – 0.77T + 0.77TlnT<br />
1.2 ∆G o T (2) tăng cùng với sự tăng <strong>nhiệt</strong> độ<br />
2.<br />
2.1 C(graphite) + ½ O 2 (g) → CO(g) (1)<br />
C(graphite) + O 2 (g) → CO 2 (g) (2)<br />
(2) – (1) → CO(g) + ½ O 2 → CO 2 (g) (3)<br />
We have, ∆G o T (3) = ∆G o T (2) - ∆G o T (1)<br />
2.2 Thay thế các giá trị trong :<br />
∆G o T (3) = (- 393740.1 – 0.77T + 0.77TlnT) – (- 112298.8 – 48.06T – 6.21TlnT)<br />
∆G o T (3) = - 281441.3 + 47.29T – 6.98TlnT<br />
At 1673 K: ∆G o T (3) = -115650 J/mol<br />
2.3 Từ ∆G o = -RTlnK p , Hằng cân bằng K p của phản ứng (3) Có thể được tính như sau.<br />
0<br />
∆G 1673(3) 115650<br />
ln K<br />
p,1673<br />
(3) = − = = 8.313457<br />
RT 8.314×<br />
1673<br />
→ K p,1673 (3) = 4083<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
3.<br />
3.1<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
58<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
CO(g) + ½ O 2 (g) → CO 2 (g) (3)<br />
NiO(s) + CO(g) → Ni(s) + CO 2 (g) (4)<br />
(4) – (3) NiO(s) → Ni(s) + ½ O 2 (g) (5)<br />
3.2<br />
At 1673 K, ta có:<br />
pCO<br />
99<br />
2<br />
Với phản ứng (4): K<br />
p(4)<br />
= =<br />
p 1<br />
CO<br />
pCO2<br />
Với phản ứng (3): K<br />
p(3) = 4083<br />
1/2<br />
p p<br />
= or pCO<br />
K<br />
1/2<br />
2<br />
p<br />
(4) 99<br />
pO<br />
= = =<br />
2<br />
p 4083 4083 4083<br />
pCO<br />
K<br />
2<br />
p(4)<br />
1/2<br />
Với phản ứng (5): K<br />
p(5)<br />
= pO<br />
= = or<br />
2<br />
p K (3) K (3)<br />
p<br />
CO<br />
O2<br />
CO p p<br />
K (4) 99<br />
K (5) = p = = = 0.024247 = 2.4247×<br />
10<br />
1/2 p<br />
−2<br />
O2<br />
K<br />
p(3) 4083<br />
2<br />
2<br />
Do đó, pO<br />
= ⎡K p(5) ⎤ = ( 2.4247×<br />
10 −<br />
)<br />
2<br />
⎣ ⎦<br />
Bài 7: (Trích <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> cuẩn bị ICHO 36 - 2004)<br />
2<br />
CO<br />
−4<br />
and pO<br />
= 5.88× 10 bar = 58.8 Pa<br />
2<br />
1.Viết phương trình hóa <strong>học</strong> của sự đốy cháy hoàn toàn khí propan <strong>và</strong> butan trong<br />
không khí. Hãy xác định chất nào là lỏng (l), khí (k) hoặc rắn (r) ở điều kiện tiêu<br />
chuẩn.<br />
2. Tính năng lượng cháy khi đốt 1 mol propan <strong>và</strong> 1 mol butan. Giả thiết rằng tất cả chất<br />
tham gia <strong>và</strong> sản phẩm đều ở điều kiện tiêu chuẩn.<br />
3. Cần dùng hết bao nhiêu lít không khí (có thành phần thể tích: 21% oxi <strong>và</strong> 79%<br />
nitơ) trong quá trình này? Giả thiết rằng oxi <strong>và</strong> nitơ đều là khí lí tưởng.<br />
Sản phẩm thường không thu được ở điều kiện tiêu chuẩn mà ở <strong>nhiệt</strong> độ <strong>cao</strong> hơn. Trong<br />
phần sau, giả thiết rằng các sản phẩm tạo thành ở 100° C dưới áp suất tiêu chuẩn, trong<br />
khi chất tham gia phản ứng tác dụng ở điều kiện tiêu chuẩn.<br />
4. Hãy tính năng lượng cháy khi đốt 1 mol khí propan <strong>và</strong> butan trong không khí ở<br />
điều kiện này.<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
5. Tính hiệu suất theo % của quá trình ở câu 1.4. so với câu 1.2. <strong>và</strong> sự khác biệt năng<br />
lượng là do đâu?<br />
6. Hãy tính hiệu suất của quá trình cháy như một hàm theo <strong>nhiệt</strong> độ trong khoảng 25°C<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
59<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
đến 300°C của các sản phẩm. Giả thiết rằng nước không ngưng tụ. Hãy vẽ đồ thị hiệu<br />
suất theo <strong>nhiệt</strong> độ (chất tham gia vẫn tác dụng ở điều kiện tiêu chuẩn).<br />
7. So sánh năng lượng cháy dự trữ trong chai 1 lít chứa propan <strong>và</strong> butan. Giả thiết<br />
rằng <strong>nhiệt</strong> độ sản phẩm bằng 100°C. Khối lượng riêng của propan lỏng bằng<br />
0,493 g /cm 3 , của butan lỏng bằng 0,573 g/cm 3<br />
Số liệu <strong>nhiệt</strong> hóa <strong>học</strong>:<br />
0<br />
∆ H f<br />
(KJ/mol) C<br />
p<br />
(J/mol.K)<br />
Propan (k) -103,8 73,6<br />
Butan (K) -125,7 140,6<br />
CO 2 (k) -393,5 37,1<br />
H 2 O (l) -285,8 75,3<br />
H 2 O (k) -241,8 33,6<br />
O 2 (k) 0 29,4<br />
N 2 (K) 0 29,1<br />
Giải:<br />
1. C 3 H 8 (k) + 5O 2 (k) ⎯→ 3CO 2 (k) + 4H 2 O (l)<br />
2C 4 H 10 (k) + 13O 2 (k) ⎯→ 8CO 2 (k) + 10H 2 O (l)<br />
2. ∆H° (propan) = 3 x (–393,5) + 4 × (–285,8) – (–103,8) = – 2220 kJ mol –1 .<br />
∆H° (butan) = 4 x (–393,5) + 5 × (–285,8) – (–125,7) = – 2877 kJ mol –1<br />
3.Thể tích không khí cần đốt cháy 1mol propan:<br />
V = nRTp –1 = (5 + 18,8) × 8,314 × 298,15 / (1,013 × 10 5 ) = 0,582 m 3<br />
Thể tích không khí cần đốt cháy 1mol propan:<br />
V = nRTp –1 = (6,5 + 24,4) × 8,314 × 298,15 / (1,013 × 10 5 ) = 0,756 m 3<br />
4. Ở điều kiện này, nước không còn là chất lỏng mà đã chuyển thành hơi. Sư<br />
biến đổi năng lượng cháy là do entanpi hóa hơi của nước <strong>và</strong> <strong>nhiệt</strong> độ các sản<br />
phẩm <strong>cao</strong> hơn.<br />
Năng lượng hóa hơi của nước tại 25°C:<br />
∆H°(H 2 O) = ∆H°(H 2 O(l)) – ∆H° (H 2 O(k))<br />
= – 285,8 – (–241241,8) = 44 kJ mol –1<br />
Năng lượng cần <strong>để</strong> tăng <strong>nhiệt</strong> độ các sản phẩm lên 100°C bằng:<br />
∆H(T) = (T– T°) Σ n i C p (i)<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Năng lượng phóng thích khi đốt cháy 1 mol khí:<br />
E (propan, T)= (–2220 + 4 × 44) + (T–T°)(3 × 37,1 + 5 × 33,6 + 18,8 × 29,1)<br />
= –2044 + (T–T°) × 792,8 JK –1 (1)<br />
E (propan, 373,15K) = –1984,5 JK –1<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
60<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
E (butan, T)= (–2877 + 5 × 44) + (T–T°)(4 × 37,1 + 5 × 33,6 + 24,4 × 29,1)<br />
= –2657 + (T–T°) × 1026,4<br />
JK –1<br />
E (butan, 373,15K) = –2580,0 JK –1 (2)<br />
E( propan,373,15 K) 1984,5<br />
η( propan) = = = 89, 4%<br />
0<br />
∆H<br />
2220<br />
5.<br />
E( buan,373,15 K) 2680,0<br />
η( bu tan) = = = 89,7%<br />
0<br />
∆H<br />
2657<br />
6. Năng lượng cháy đã được tính theo phương trình (1), (2) ở câu 4:<br />
E (propan, T) = –2044 + (T–T°) × 792,8 JK –1 (1)<br />
E (butan, T) = –2657 + (T–T°) × 1026,4 JK –1 (2)<br />
Hiệu suất được tính như sau:<br />
Propan:<br />
Butan:<br />
η propan (T) = 1– 3,879 × 10 -4 × (T–T°)<br />
η butan (T) = 1– 3,863 × 10 -4 × (T–T°)<br />
Hai phương trình rất tương tự nên đồ thị cho thấy hầu như không có khác<br />
biệt đáng kể:<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
61<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
1.02<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
1.00<br />
Prop<br />
But<br />
0.98<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
7.<br />
0.96<br />
0.94<br />
0.92<br />
0.90<br />
0.88<br />
0.86<br />
0 50 100 150 200<br />
T(oC)<br />
Vi<br />
1000<br />
ηi<br />
= ρi<br />
→ η( propan) = 0, 493. = 11,18mol<br />
M<br />
44<br />
i<br />
1000<br />
η( butan) = 0,573. = 9,86mol<br />
58<br />
250 300 350<br />
E i = n i × E(ankan, 373,15K)<br />
E propan = 11,18 × (–1984,5) = kJ (hay 22,19 MJ)<br />
E butan = 9,86 × (–2580,0) = kJ (hay –25,44 MJ)<br />
Dù số mol butan trong cùng thể tích nhỏ hơn, nhưng năng lượng tồn trữ trong 1<br />
lít butan lại nhiều hơn so với propan.<br />
Bài 8(Trích đề thi chuẩn bị ICHO 37 - 2005)<br />
Cho 10 L một khí lí tưởng ở 0 o C and 10 atm, tính thể tích cuối <strong>và</strong> công thực<br />
hiện trong ba <strong>tập</strong> hợp điều kiện sau, với áp suất cuối là 1 atm.<br />
1. Giãn nở thuận nghịch đẳng <strong>nhiệt</strong><br />
2. Giãn nở thuận nghịch đoạn <strong>nhiệt</strong><br />
3. Giãn nở đoạn <strong>nhiệt</strong> bất thuận nghịch thực hiện như sau: Giả sử áp suất giảm<br />
đột ngột đến 1 atm <strong>và</strong> sau đó khí giãn nở đoạn <strong>nhiệt</strong> tại áp suất không đổi.<br />
(Nhiệt dung mol tại thể tích không đổi có quan <strong>hệ</strong> với R là<br />
hằng số khí.<br />
Giải:<br />
1.Giãn nở thuậ nghịch đẳng <strong>nhiệt</strong>:<br />
C<br />
V<br />
2<br />
R<br />
3<br />
= ). Với R là<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
62<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
Số mol khí = 100/22,41 = 4,461mol => thể tích cuối cùng là V 2 = 100l<br />
=>Công <strong>sinh</strong> ra do khí là:<br />
-W = q = nRTln(V 2 /V 1 ) = 4,461. 8,314. 273,2ln10 = 23335J<br />
2. Giãn nở thuậ nghịch đoạn <strong>nhiệt</strong>:<br />
Có:<br />
Vì vậy:<br />
2<br />
R + R<br />
CP<br />
3 5<br />
γ = = =<br />
C R 3<br />
V<br />
Nhiệt độ cuối thu được:<br />
T<br />
1<br />
3<br />
⎛ P ⎞<br />
1 γ<br />
5<br />
2 ⎜ ⎟ 1<br />
P2<br />
V = V = 10 .10 = 39,8l<br />
⎝ ⎠<br />
PV<br />
nR<br />
1.39,81<br />
4,461.0,082<br />
2 2<br />
2<br />
= = =<br />
108,8K<br />
Cho quá trình đoạn <strong>nhiệt</strong> q= 0, chúng ta có: ∆ E = nCV<br />
T2 − T1<br />
w = −P ( V − V )<br />
2 2 1<br />
2 nRT2<br />
nR.273,2<br />
Và − nR( T2<br />
− 273,2) = ( − )<br />
3 1 10<br />
Tiếp theo: T 2 = 174,8 0 K<br />
Và:<br />
2<br />
∆ E = w = nR(174,8 − 273, 2) = − 5474J<br />
3<br />
Bài 9 (Trích <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> chuẩn bị ICHO 38 - 2006)<br />
( )<br />
Cân bằng sau đây tồn tại trong sự phân ly ở pha hơi của hợp chất liên phân tử<br />
D.BX3, giữa các phân tử cho D (donor) <strong>và</strong> hợp chất của Bo, BX3.<br />
D⋅BX 3 (k) ↔ D(k) + BX 3 (k)<br />
D × BX<br />
K [ ] [ ]<br />
p =<br />
[ ] 3<br />
D.<br />
BX<br />
3<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
1. Hằng số phân ly (Kp) ở 100 0 C của các hợp chất liên phân tử Me 3 N·BMe 3 <strong>và</strong><br />
Me 3 P·BMe 3 lần lượt là 0,472 <strong>và</strong> 0,128 atm. Hãy tính biến thiên năng lượng<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
tự do chuẩn của sự phân ly ở 100 0 C cho cả hai hợp chất. Phức chất nào bền<br />
hơn tại <strong>nhiệt</strong> độ này?<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
63<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
2. Biến thiên entropi chuẩn của sự phân ly (∆S 0 ) của Me 3 N·BMe 3 là 45,7<br />
cal/mol.K <strong>và</strong> của Me 3 P⋅BMe 3 là 40,0 cal/mol.K. Hãy tính Biến thiên entanpi<br />
chuẩn của sự phân ly cho cả hai hợp chất. Liên kết trung tâm của hợp chất<br />
nào bền hơn? Cho rằng ∆H <strong>và</strong> ∆S đều không phụ thuộc <strong>và</strong>o <strong>nhiệt</strong> độ.<br />
3. Số hạng nào trong hai số hạng entanpi (∆H) <strong>và</strong> entropi (T∆S) đóng vai trò<br />
quan trọng hơn trong xác định tổng độ bền của các hợp chất liên phân tử<br />
này tại 100°C ?<br />
4. Tại <strong>nhiệt</strong> độ nào Me 3 N⋅BMe 3 trở nên có độ bền <strong>nhiệt</strong> <strong>động</strong> <strong>cao</strong> hơn<br />
Me 3 P⋅BMe 3 ? Cho rằng ∆H <strong>và</strong> ∆S đều không phụ thuộc <strong>và</strong>o <strong>nhiệt</strong> độ.<br />
Giải:<br />
1. (a) K eq and ∆G (b) ∆H (c) ∆S (d) K eq (e) ∆G (f) ∆H<br />
2. Tõ biÓu thøc ∆G = -RT lnK p , vµ c¸c gi¸ trÞ ∆G = 1,52 kcal/mol ®èi víi<br />
Me 3 P⋅BMe 3<br />
vµ = 0,56 kcal/mol ®èi víi Me 3 N⋅BMe 3 , rót ra r»ng<br />
Me 3 P⋅BMe 3 bÒn h¬n (khã ph©n ly h¬n) Me 3 N⋅BMe 3 ë 100 o C.<br />
3. ∆G = ∆H – T∆S<br />
∆H 373 = ∆G 373 + 373 ∆S 373 ≈ ∆G 373 + 373 ∆S°,<br />
Me 3 N⋅BMe 3 : ∆H = 0,56 kcal/mol + (373 K)(45,7 cal/mol⋅K) = 17,6<br />
kcal/mol<br />
Me 3 N⋅PMe 3 : ∆H = 1,52 kcal/mol + (373 K)(40,0 cal/mol(K) = 16,4<br />
kcal/mol<br />
§Ó ph©n ly Me 3 N⋅BMe 3 cÇn tiªu tèn nhiÒu nhiÖt l−îng h¬n, v× thÕ liªn<br />
kÕt trung t©m N-B lµ m¹nh h¬n.<br />
4. Me 3 N⋅BMe 3 :<br />
∆H = 17,6 kcal/mol – T∆S = – (373)(45,7) = -17,05 kcal/mol<br />
∆G = 0,56 kcal/mol<br />
Me 3 P⋅BMe 3 :<br />
∆H = 16,4 kcal/mol – T∆S = – (373)(40,0) = -14,92 kcal/mol<br />
∆G = 1,52 kcal/mol<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
BiÕn thiªn entanpy lín h¬n ®èi víi Me 3 N⋅BMe 3 ; tuy nhiªn, sù t¨ng<br />
nhiÒu h¬n cña sè h¹ng entropy lµm cho sù t¨ng n¨ng l−îng tù do Gibbs nhá<br />
h¬n ®èi víi Me 3 N⋅BMe 3 .<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
64<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
5. 17600 cal/mol – (45.7 cal/mol⋅K) T > 16400 cal/mol – (40.0<br />
cal/mol⋅K) T<br />
5.7 (cal/mol⋅K) T < 1200 cal/mol<br />
T < 210K (-63 o C)<br />
Bài 10 (Trích <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> chuẩn bị ICHO 41 – 2009)<br />
Trong quá trình khí hóa than thì than được biến đổi thành hỗn hợp cháy được<br />
gồm carbon monooxit <strong>và</strong> hydro được gọi là khí lò than<br />
H2O (k) + C (r) -> CO (k) + H2 (k)<br />
a) Tính biến thiên entalpy chuẩn cho phản ứng này nếu biết biến thiên<br />
entalpy chuẩn của các phản ứng sau<br />
2C (r) + O2 (k) -> 2 CO (k) ∆H 0 = –221.0 kJ mol –1<br />
2H2 (k) + O2 (k) -> 2 H2O (k) ∆H 0 = –483.6 kJ mol –1<br />
Khí lò than có thể được sử dụng làm nhiên liệu :<br />
CO (k) + H2 (k) + O2 (k) -> CO2 (k) + H2O (k)<br />
b) Nếu được cho thêm thông tin sau, hãy tính biến thiên entalpy cho<br />
phản ứng cháy trên:<br />
C (r) + O2 (k) -> CO2 (k) ∆H 0 = –393.5 kJ mol –1<br />
Khí lò than có thể tham gia <strong>và</strong>o quá trình metan hóa.<br />
3H2 (k) + CO (k) -> CH4 (k) + H2O (k)<br />
c) Xác định entalpy chuẩn đối với phản ứng metan hóa nếu biết các<br />
thông tin sau.<br />
CH4 (k) + 2O2 (k) -> CO2 (k) + 2 H2O (k) ∆H 0 = –802.7 kJ mol –1<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Giải:<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
65<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
a) (1) 2C (r) + O2 (k) -> 2 CO (k) ∆H o = -221.0 kJ<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
mol -1 (2) 2H2 (k) + O2 (k) -> 2 H2O (k)<br />
∆H o = -483.6 kJ<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
mol -1<br />
Phản ứng chung sẽ là ½ (E1 – E2)<br />
∆H o = +131.3 kJ mol -1<br />
b) (3) CO (k) + H2 (k) + O2 (k) -> CO2 (k) + H2O (k)<br />
(4) C (r) + O2 (k) -> CO2 (k) ∆H o = -393.5 kJ<br />
mol -1 E3 = E4 + ½ E2 – ½ E1<br />
∆H o = -524.8 kJ mol -1<br />
c) (5) 3H2 (k) + CO (k) -> CH4 (k) + H2O (k)<br />
(6) CH4 (k) + 2O2 (k) -> CO2 (k) + 2 H2O (k) ∆H o = -<br />
802.7 kJ mol -1 E5 – 3E2 – ½ E1 – E6<br />
∆H o = -205.7 kJ mol -1<br />
Bài 11(trích <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> chuẩn bị ICHO 41 – 2009)<br />
Câu hỏi sau đây là một điển hình về việc áp dụng chu trình <strong>nhiệt</strong> <strong>động</strong> <strong>học</strong> <strong>để</strong><br />
xác<br />
định entalpy phân ly của một liên kết.<br />
Bước đầu tiên của phản ứng <strong>nhiệt</strong> phân toluen (metylbenzen) là sự bẻ gãy<br />
liên kết C6H5CH2–H. Năng lượng hoạt hóa của quá trình này chính là<br />
entalpy phân ly của liên kết được xác định là 378.4 kJ mol –1 .<br />
a) Viết <strong>và</strong> cân bằng phản ứng cháy của toluen.<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
66<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
Giải:<br />
Giá trị entalpy chuẩn của một số chất được cho dưới đây, sử dụng các<br />
ký hiệu chuẩn hóa của IUPAC (Nghĩa là. f = <strong>sinh</strong> ra, c = cháy, vap =<br />
hóa hơi, at = nguyên tử hóa)<br />
∆fH 0 (CO2, k, 298K) = –393.5 kJ mol –1<br />
∆fH 0 (H2O, l, 298K) = –285.8 kJ mol –1<br />
∆cH 0 (C7H8, l, 298K) = –3910.2 kJ mol –1<br />
∆vapH 0 (C7H8, l, 298K) = +38.0 kJ mol –1<br />
∆atH 0 (H2, k, 298K) = +436.0 kJ mol –1 .<br />
i) Tính ∆fH 0 (C7H8, l, 298K)<br />
ii) Xác định ∆fH 0 đối với gốc benzyl C6H5CH2·(k) ở 298 K.<br />
b) Entropy hóa hơi chuẩn của toluen được xác định là 99.0 J K –1 mol –1 .<br />
i) Tính ∆vapG 0 của toluene ở 298 K.<br />
ii) Trạng thái tồn tại cơ bản của toluen ở 298 K?<br />
iii) Tính <strong>nhiệt</strong> độ sôi của toulen.<br />
c) Entalpy tạo thành chuẩn của dibenzyl (1,2–diphenyletan) là 143.9 kJ<br />
mol –1 . Tính năng lượng phân ly của liên kết C–C trung tâm trong<br />
dibenzyl, C6H5CH2– CH2C6H5.<br />
a) C7H8 + 9O2 -> 7CO2 + 4H2O<br />
b) (Tất cả quá trình đều xét ở 298 K)<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
i) ∆cH o (C7H8, l) = 7∆cH o (CO2, k) + 4∆rH o (H2O, l) - ∆fH o (C7H8,<br />
l)<br />
67<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
∆fH o (C7H8, l) = + 12.2 kJ mol -1<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
ii) ∆fH o (Bz, k) = ∆fH o (C7H8, l)+∆vapH o (C7H8)+∆liên kếtH o (Bz –<br />
H) – ½∆atH o (H2, k)<br />
= 210.6 kJ mol -1<br />
c) i) ∆vapG o = ∆vapH o - T∆vapS o = +8.50 kJ mol -1<br />
ii) lỏng (∆vapG o > 0)<br />
0<br />
∆HvapH<br />
0<br />
iii) TS<br />
= = 384 K<br />
0<br />
∆H<br />
S<br />
vap<br />
∆liên kếtH o (Bz – Bz) = 2∆fH o (Bz, k) - ∆fH o (Bz - Bz, k) = 277.3 kJ mol -1<br />
Bài 12 (Trích <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> ICHO 41 - 2009)<br />
Sục khí NH3 qua dung dịch SCl2 dẫn đến việc tạo thành một chất rắn màu đỏ<br />
rất dễ nổ có công thức, S4N4. Nó có thể được biểu diễn dưới nhiều công thức<br />
khác nhau, một trong số các công thức có dạng như sau.<br />
a) Viết phương trình tổng hợp S4N4 từ NH3 <strong>và</strong> SCl2<br />
S<br />
N<br />
N<br />
S<br />
S<br />
N<br />
b) <strong>Xây</strong> <strong>dựng</strong> chu trình Born-Haber cho sự tạo thành S4N4 <strong>và</strong> sử dụng giá trị<br />
cho<br />
ở bảng dưới <strong>để</strong> xác định entalpy tạo thành S4N4<br />
c) Sử dụng các giá trị đã biết <strong>và</strong> phương trình ở câu (a) hãy xác định biến<br />
thiên entanpy cho phản ứng giữa NH3 với SCl2<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Phân tử S4N4 có khả năng phản ứng rất <strong>cao</strong>, dễ tham gia các phản ứng oxy<br />
hóa <strong>và</strong> khử. Xử lý S4N4 với một lượng thừa AsF5 trong sunfu dioxit dẫn đến<br />
N<br />
S<br />
68<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
sự tạo thành một muối [S4N4][AsF6]2 còn khi xử lý với lượng dư<br />
SnCl2·2H2O trong metanol cho S4N4H4<br />
d) Viết phương trình phản ứng của các chuyển hóa này<br />
E(S–S) = 226 kJ mol –1 E(N≡N) = 946 kJ mol –1 E(S–N) = 273 kJ mol –1<br />
E(S=N) = 328 kJ mol –1<br />
∆Hvap(S8) = 77 kJ mol –1 ∆Hvap(S4N4) = 88 kJ mol –1<br />
°fH (NH3) = – 45.9 kJ mol –1 °fH (SCl2) = – 50.0 kJ mol –1<br />
°fH (HCl) = – 92.3 kJ mol –1<br />
Giải:<br />
a) 4NH3 + 6SCl2 -> S4N4 + 12HCl + ¼ S8<br />
Có thể cho rằng amoniac dư sẽ phản ứng tiếp với HCl,<br />
tức là: 12NH3 + 6SCl2 -> S4N4 + 12NH4Cl + ¼ S8<br />
b) Để tạo thành một mol S4N4 từ các nguyên tố thì cần phải bẻ gãy 4 liên<br />
kết S –<br />
S, hai liên kết N ≡ N <strong>để</strong> tạo thành 4 liên kết S = N <strong>và</strong> 4 liên kết S – N.<br />
∆sH o = 4(226) + 2(946) – 4(328) – 4(273) = 392 kJ mol -1<br />
(Giá trị này cũng chưa hẳn đúng do sự đo đạc không chính xác độ<br />
mạnh liên kết)<br />
c) Với phản ứng đã viết ở câu a)<br />
∆H o = ∆sH o (S4N4) + 12∆sH o (HCl) + ¼ ∆sH o (S8) - 4∆sH o (NH3)<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
- 6∆sH o (SCl2) 392 + 12(-92.3) + 0 – 4(-45.9) – 6(-50.0) = -232 kJ<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
mol -1<br />
69<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
d) i) S4N4 + 3AsF5 -> (S4N4) 2+ 2AsF6 - + AsF3<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
Có thể xảy ra sự tạo phức tiếp giữa AsF3 với AsF5 <strong>và</strong> [AsF6] - nên<br />
phản ứng cũng có thể được viết như sau:<br />
S4N4 + 4AsF5 -> (S4N4) 2+ AsF6 - + [As3F14] -<br />
ii) Trong quá trình phản ứng thì Sn(II) bị oxy hóa thành Sn(IV)<br />
S4N4 + 2SnCl2 + 4MeOH -> S4N4H4 + 2SnCl2(MeO)<br />
Bài 13 (Trích đề thi Olympic hóa <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> viên toàn quốc năm 2003 – bảng A)<br />
Brom lỏng tác dụng được với H3PO3 theo phản ứng:<br />
H3PO3 + Br2 + H2O → H3PO4 + 2H + +2Br -<br />
1) Tính hằng số cân bằng của phản ứng ở 298K<br />
2) Tính thế điện cực chuẩn E o (H3PO4/H3PO3) nếu biết E o (Br2/2Br - ) = 1,087V<br />
3) Tính thế điện cực chuẩn E o (H3PO3/H3PO2) nếu biết E o (H3PO4/H3PO2)<br />
= 1,087V Cho biết các số liệu sau ở 298K:<br />
H + (dd) H3PO4(d Br - (dd) H3PO3(d Br2(l) H2O(l)<br />
∆H o tt(kJ/m 0 -1308 -141 -965 0 -286<br />
∆S o (J/mol. 0 -108 8 16 15 7<br />
BÀI GIẢI:<br />
1) ∆H o pư = -339kJ<br />
∆S o pư = -331JK -1 .<br />
∆G o pư = -240,362kJ ⇒ lgK 42,125 ⇒ K = 1,33.10 42 .<br />
2) ∆G o pư = -nFE o pư ⇒ E o pư = 1,245V<br />
E o (Br2/2Br - ) - E o (H3PO4/H3PO3) = E o pư = 1,245V<br />
⇒ E o (H3PO4/H3PO3) = -0,158V ≈ - 0,16V<br />
3) H 3 PO 4 + 4H + + 4e → H 3 PO 2 + 2H 2 O E o 1 = - 0,39V (1)<br />
H 3 PO 4 + 2H + + 2e → H 3 PO 3 + H 2 O<br />
Lấy phương trình (1) – (2) ta được:<br />
E o 1 = - 0,16V (2)<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
H3PO2 + 2H + + 2e → H3PO2 + H2O E o 3 = ?<br />
70<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
∆G o 3 = ∆G o 1 - ∆G o 2 ⇒ -2FE o 3 = -4FE o 1 – (-2FE o 2)<br />
⇒ E o 3 = -0,62V<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
71<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
I. Mục đích thực nghiệm.<br />
Chương VI: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM<br />
Đánh giá khả năng tiếp thu kiến thức mới, khả năng vận dụng kiến thức <strong>và</strong><br />
các kĩ năng cần thiết của <strong>học</strong> <strong>sinh</strong>.<br />
Rèn kĩ năng tự <strong>học</strong>, tự đọc cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong>.<br />
Phát hiện <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> có tố chất trử thành <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> <strong>giỏi</strong><br />
II. Phương pháp thực nghiệm.<br />
1.Đối tượng:<br />
- Chọn <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> lớp 10 A 4 làm đối tượng thực nghiệm.<br />
-Chọn 10 <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> <strong>lực</strong> <strong>học</strong> khá tương đương nhau .<br />
- Chia làm 2 nhóm thực nghiệm: Nhóm I <strong>và</strong> nhóm II<br />
2. Cách tiến hành thực nghiệm :<br />
Thực nghiệm theo kiểu đối chứng .<br />
-Giáo viên cung cấp tài liệu về <strong>nhiệt</strong> <strong>động</strong> <strong>lực</strong> hóa <strong>học</strong> <strong>và</strong> cung cấp đầy<br />
đủ cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> nhóm I kiến thức, <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> từ cơ bản đến nâng <strong>cao</strong> về <strong>nhiệt</strong> <strong>động</strong><br />
<strong>lực</strong> hóa <strong>học</strong>. Ở nhóm II Giáo viên cung cấp tài liệu <strong>và</strong> <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> rất cơ bản về <strong>nhiệt</strong><br />
<strong>động</strong> hóa <strong>học</strong> <strong>và</strong> chỉ hướng dẫn các em tự đọc tài liệu <strong>để</strong> giải các <strong>bài</strong> <strong>tập</strong>.<br />
-Tiến hành thực nghiệm :<br />
* Thực nghiệm lần 1 ( kiểm tra khả năng nhận thức ): Cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> 2 nhóm làm<br />
các <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> cơ bản (các <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> có trong sách giáo khoa, tài liệu chuyên hóa, các<br />
đề thi…).<br />
Chấm điểm : - Phân loại <strong>giỏi</strong> ,khá trung bình , kém.<br />
* Thực nghiệm lần 2 (kiểm tra độ nhuần nhuyễn về kiến thức <strong>và</strong> các kĩ năng<br />
làm <strong>bài</strong> của <strong>học</strong> <strong>sinh</strong>): cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> 2 nhóm làm các <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> có trong các đề thi<br />
chọn <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> <strong>giỏi</strong>.<br />
Chấm điểm :- Phân loại <strong>giỏi</strong> ,khá , TB , kém.<br />
III. Kết quả thực nghiệm.<br />
Sau khi tiến hành thực nghiệm tôi thu được kết qủa theo bảng sau :<br />
*Kết quả thực nghiệm lần 1:<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
72<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
Kết quả<br />
Giỏi Khá Trung bình Yếu<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
Đối tượng<br />
thực nghiệm<br />
Nhóm I 87,5% 12,5% 0% 0%<br />
Nhóm II 75% 12,5% 12,5% 0%<br />
*Kết quả thực nghiệm lần 2:<br />
Kết quả<br />
Đối tượng<br />
thực nghiệm<br />
Giỏi Khá Trung bình Yếu<br />
Nhóm I 50% 37,5% 12,5% 0%<br />
Nhóm II 12,5% 25% 25% 12,5%<br />
IV. Đánh giá kết quả thực nghiệm.<br />
Với nhóm I, <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> đã được cung cấp tài liệu đồng thời được giáo viên<br />
truyền đạt đầy đủ kiến thức về <strong>nhiệt</strong> <strong>động</strong> <strong>lực</strong> hóa <strong>học</strong> <strong>và</strong> được giải đáp những<br />
vướng mắc về các vấn đề liên quan đến <strong>nhiệt</strong> <strong>động</strong> <strong>lực</strong> hóa <strong>học</strong>, đặc biệt các em<br />
đã được <strong>rèn</strong> <strong>luyện</strong> đầy đủ các kĩ năng <strong>để</strong> giải quyết các <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> nên các em có<br />
kiến thức chắc <strong>và</strong> sắc hơn, từ đó vận dụng lí thuyết <strong>và</strong>o <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> hiệu quả hơn,<br />
sáng tạo hơn, khả năng phát hiện cũng như khả năng giải quyết vấn đề tốt hơn,<br />
các em không còn ngại đọc, ngại tra cứu tài liệu, các em đã có niềm say mê với<br />
môn <strong>học</strong> <strong>và</strong> sẵn sàng chinh phục các <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> khó, do đó nhóm I tiếp cận với các<br />
<strong>bài</strong> <strong>tập</strong> có trong các đề thi <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> <strong>giỏi</strong> chủ <strong>động</strong> hơn <strong>và</strong> kết quả đạt điểm khá<br />
<strong>giỏi</strong> <strong>cao</strong> hơn hẳn so với các <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> ở nhóm II (đặc biệt phần <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> nâng <strong>cao</strong>).<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
73<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
Với nền tảng kiến thức về <strong>nhiệt</strong> <strong>động</strong> <strong>lực</strong> hóa <strong>học</strong> vững <strong>và</strong>ng <strong>và</strong> kĩ năng<br />
nhuần nhuyễn sẽ tạo cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> sự tự tin khi tiếp cận với những kiến thức mới,<br />
từ đó các em có thể áp dụng kiến thức này một cách thuần thục, sáng tạo, hiệu<br />
quả <strong>và</strong> độ khắc sâu kiến thức của các em sẽ tốt hơn, tạo hứng thú cho các em<br />
muốn khám phá nhiều hơn nữa về môn Hóa <strong>học</strong> ./.<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
74<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
PHẦN III: KẾT LUẬN.<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
Trên đây tôi đã trình bày báo cáo kinh nghiệm giảng dạy về “<strong>Xây</strong> <strong>dựng</strong><br />
<strong>hệ</strong> <strong>thống</strong> <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> <strong>nhiệt</strong> <strong>động</strong> <strong>lực</strong> <strong>học</strong> <strong>để</strong> <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> <strong>và</strong> <strong>rèn</strong> <strong>luyện</strong> <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> <strong>giỏi</strong><br />
<strong>đỉnh</strong> <strong>cao</strong>” mà tôi đã <strong>học</strong> hỏi <strong>và</strong> tích lũy được trong quá trình giảng dạy của<br />
mình. Trong báo cáo này tôi muốn chia sẻ kinh nghiệm, kiến thức ít ỏi mà tôi đã<br />
<strong>học</strong> hỏi <strong>và</strong> tích lũy được trong quá trình <strong>học</strong> <strong>tập</strong> <strong>và</strong> giảng dạy của mình tới các<br />
thầy cô cũng như những <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> nào đang có nhu cầu tìm hiểu về việc sử dụng<br />
<strong>hệ</strong> <strong>thống</strong> <strong>bài</strong> <strong>tập</strong> “Nhiệt <strong>động</strong> <strong>lực</strong> hóa <strong>học</strong>” <strong>để</strong> phát hiện <strong>và</strong> <strong>rèn</strong> <strong>luyện</strong> HSG, nó<br />
hoàn toàn phù hợp với yêu cầu <strong>và</strong> mục đích giảng dạy, <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> khá,<br />
<strong>giỏi</strong> chuẩn bị tham dự các kì thi <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> <strong>giỏi</strong> từ cấp tỉnh đến cấp quốc gia <strong>và</strong><br />
quốc tế. Chuyên đề này có thể dùng làm tài liệu <strong>học</strong> <strong>tập</strong> cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> các lớp<br />
chuyên Hoá <strong>học</strong> <strong>và</strong> tài liệu tham khảo cho các thầy cô giáo trong giảng dạy <strong>và</strong><br />
<strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> <strong>giỏi</strong> Hoá <strong>học</strong> ở bậc THPT...đặc biệt, nó có thể là gợi ý <strong>để</strong> các<br />
thầy cô xây <strong>dựng</strong> chương trình giảng dạy <strong>để</strong> tìm <strong>và</strong> <strong>rèn</strong> <strong>luyện</strong> những HSG <strong>đỉnh</strong><br />
<strong>cao</strong>.<br />
Trong quá trình viết báo cáo chắc chắn còn có nhiều thiếu sót, tôi rất<br />
mong nhận được được sự góp ý, bổ xung của các thầy cô, các đồng nghiệp <strong>và</strong><br />
các em <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> ... sao cho chuyên đề này ngày càng có chất lượng tốt hơn!<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
75<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon<br />
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn<br />
www.facebook.com/daykem.quynhon<br />
http://daykemquynhon.blogspot.com<br />
TÀI LIỆU THAM KHẢO<br />
http://daykemquynhon.ucoz.com<br />
Nơi <strong>bồi</strong> <strong>dưỡng</strong> kiến thức Toán - Lý - Hóa cho <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> cấp 2+3 /<br />
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định<br />
1. Đào Hữu Vinh, Nguyễn Duy Ái - Tài liệu giáo khoa chuyên Hóa <strong>học</strong> –<br />
Nhà xuất bản Giáo dục.<br />
2. Cơ sở lý thuyết hóa <strong>học</strong> (phần II) – Nguyễn Hạnh<br />
3. Hóa lý <strong>tập</strong> 1- Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế -<br />
Nhà xuất bản Giáo Dục - 2005.<br />
4. Nguyễn Duy Ái, Nguyễn Tinh Dung, Trần Thành Huế, Trần Quốc<br />
Sơn, Nguyễn Văn Tòng - Một số vấn đề chọn lọc hóa <strong>học</strong> <strong>tập</strong> 1- Nhà<br />
xuất bản giáo dục - 1999.<br />
5. Bài <strong>tập</strong> hóa lý cơ sở - Lâm Ngọc Thềm, Trần Hiệp Hải, Nguyễn Thị<br />
Thu – Nhà xuất bản Khoa <strong>học</strong> kỹ thuật Hà nội – 2002.<br />
6. Cơ sở lý thuyết các qus trình hóa <strong>học</strong> – Vũ Đăng Độ.<br />
7. Giáo trình hóa lý – Nguyễn Đình Huề.<br />
8. Hoàng Nhâm - Hóa <strong>học</strong> vô cơ <strong>tập</strong> 1 - Nhà xuất bản giáo dục - 2000.<br />
9. Lâm Ngọc Thiềm, Trần Hiệp Hải - Hóa <strong>học</strong> đại cương (Hóa <strong>học</strong> lý<br />
thuyết cơ sở) - Nhà xuất bản Đại <strong>học</strong> quốc gia Hà nôi - 2007.<br />
10. Đỗ Quí Sơn, Nguyễn Trí Nguyên – Bồi <strong>dưỡng</strong> <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> <strong>giỏi</strong> Hóa <strong>học</strong>,<br />
<strong>tập</strong> 1 - Nguyễn Văn Duệ , Trần Hiệp Hải – Bài <strong>tập</strong> Hóa lí - Nhà xuất<br />
bản Giáo dục.<br />
11. Tuyển <strong>tập</strong> đề thi Olympic 30/4 môn Hóa <strong>học</strong> các năm.<br />
12. Tuyển <strong>tập</strong> đề thi <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> <strong>giỏi</strong> Quốc gia môn Hóa <strong>học</strong> các năm.<br />
13. Tuyển <strong>tập</strong> đề thi chọn <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> <strong>giỏi</strong> dự thi Olympic Hóa <strong>học</strong> Quốc tế<br />
các năm.<br />
14. Tuyển <strong>tập</strong> đề thi Olympic Hóa <strong>học</strong> <strong>sinh</strong> viên Việt Nam.<br />
15. Tuyển <strong>tập</strong> đề chuẩn bị <strong>và</strong> đề thi Olympic Hóa <strong>học</strong> Quốc tế các năm.<br />
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÝ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM<br />
HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)<br />
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/<br />
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN<br />
76<br />
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú<br />
www.facebook.com/daykemquynhonofficial<br />
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial