hệthống hoá các bài tập nhiệt động, động học các quá trình chứa các nguyên tố phân nhóm chính nhóm vi

Luận văn tốt nghiệp chuyên ngành hóa Vô Cơ GVHD: Phạm Ngọc Thạch
SVTH: Nguyễn Thành Đô Trang 1 Thân Tặng





LỜI CẢM ƠN


Xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Ngọc Thạch , đã tận
tình giúp đỡ, động viên, hướng dẫn trong quá trình làm luận
văn. Xin chân thành cảm ơn các thầy, cô trong khoa Hoá

học, các bạn bè trong lớp đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho
tôi hoàn thành luận văn này.

Luận văn tốt nghiệp chuyên ngành hóa Vô Cơ GVHD: Phạm Ngọc Thạch
SVTH: Nguyễn Thành Đô Trang 2 Thân Tặng

LỜI MỞ ĐẦU

Hoá học là một môn khoa học thực nghiệm nghiên cứu tính chất và bản chất
các quá trình. Nhiệt động lực học là phần rất quan trọng trong chương trình hoá
học để khảo sát các quá trình hoá học : cân bằng hoá học, chiều hướng diễn biến
của quá trình.
Bài tập nhiệt động lực hoá học là một phần bài tập khó, sách bài tập hoá lí

còn chưa nhiều. Thông qua vốn kiế
n thức đã tích luỹ được tôi quyết định chọn
đề tài: “Hệ thống hoá các bài tập nhiệt động, động học các quá trình chứa các
nguyên tố phân nhóm chính nhóm VI”.

Sinh viên thực hiện.

Nguyễn Thành Đô .

Luận văn tốt nghiệp chuyên ngành hóa Vô Cơ GVHD: Phạm Ngọc Thạch
SVTH: Nguyễn Thành Đô Trang 3 Thân Tặng

CHƯƠNG I: ĐẠI CƯƠNG VỀ CÁC NGUYÊN TỐ NHÓM VIA
I. Một số đặc điểm và tính chất vật lí của nguyên tử các nguyên tố nhóm
VIA.

Năng lượng iôn hoá, I, eV
N/tố
STT

Cấu hình
electron
I
1
I
2
I
3
I
4
I
5

I
6

Độ
âm
điện
t
0
n/c t
0
sôi
O 8

24
[He]2s 2p
13,614 35,1 54,88 77,39 113,
87
138,08 3,44 -219 -183
S 16
24
[Ne]3s 3p
10,357 23,4 35,0 47,29 72,5 88,02 2,58 112,8 445
Se 34
10 2 4
[Ar]3d 4s 4p

9,75 21,5 32 43 68 82 2,55 217,4 685
Te 52
10 2 4
[Kr]4d 5s 5p

9,01 18,6 31 38 60 72 2,1 450 1400
Pb 84
14 10 2 4
[Xe]4f 5d 6s 6p

8,43 19,4 27,3
-

- - 2,0 250 962

II. Cấu hình electron và các tính chất hoá học
1. Cấu hình electron hoá trị
24
ns np
gần giống với cấu hình electron bền của khí
hiếm nên có khuynh hướng nhận 2 electron để đạt cấu hình bền của khí hiếm.
Chúng dễ dàng kết hợp với electron của kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ và
một số kim loại khác tạo nên hợp chất ion, trong đó chúng có số oxi hoá (-2).
Mức độ ion của những hợp chất này giảm dần theo chiều giảm của độ âm điện.
Vớ

i oxi và các nguyên tố có độ âm điện hơn, chúng có thể tạo 4 hoặc 6 liên kết
cộng hoá trị cho những hợp chất trong đó chúng có số oxi hoá ( +4) hoặc (+6).
Số oxi hoá chính của các nguyên tố nhóm VIA là (-2); (+4) và (+6), ngoài ra còn
Luận văn tốt nghiệp chuyên ngành hóa Vô Cơ GVHD: Phạm Ngọc Thạch
SVTH: Nguyễn Thành Đô Trang 4 Thân Tặng

số oxi hoá (± 1) kém đặc trưng hơn. Telu ( một phần nào) và Poloni có khả năng
tạo nên cation.
2. Một số tính chất hoá học của các nguyên tố phân nhóm chính nhóm VI
a) Tính chất của các đơn chất

+ M

M
2
R
n

+ H
2

R(O,S,Se,Te)
H
2

R
+ O
2


AO
n
(n=2; 3)
( R trừ oxi)

b) Hợp chất có số oxi hoá (-2).
+ Hợp chất với hiđrô (H

2
R).
- H
2
R thể hiện tính khử khi tác dụng với các chất oxi hoá.
VD: Oxi không khí ; KMnO
4
+ H
2
SO
4
; HNO

3
…
Tính khử tăng từ H
2
O đến H
2
Te.
- H
2
R thể hiện tính axít.

1

K
K
+- +
2
2-
2
H+HR HR 2H+R
⎯⎯→⎯⎯→
←⎯⎯ ←⎯⎯

Tính axít tăng từ H
2

O đến H
2
Te
c) Hợp chất với mức oxi hoá (+4) ( RO
2
; ROX
2
; RX
4
)
+ Tính axít:

22 22
SO + xH O SO .xH O




22 3 3 2
SO .xH O H O HSO (x 2)H O
+−
++−



+ Tính oxi hoá khử :

+ chất khử (CO
2
,C)

S

2
SO
+ oxi hoá

SO
4
2-
HNO
3
, H
2
SO
4

d) Hợp chất với mức oxi hoá (+6)
+ Các tri oxit ( RO
3
)

H
2
O
H
2
RO
4

RO
3


Tính oxi hoá tăng
33
SO TeO⎯⎯→

Luận văn tốt nghiệp chuyên ngành hóa Vô Cơ GVHD: Phạm Ngọc Thạch
SVTH: Nguyễn Thành Đô Trang 5
Thân Tặng

+ H
2
RO
4
( trừ Te : H
6
TeO
6
)
- Tính axít giảm từ :
24 2 6

HSO HTeO⎯⎯→
- Tính oxi hoá tăng từ :
24 2 6
HSO HTeO⎯⎯→
+ Các peoxisunfuric : gồm axit peoxi monosunfuric ( H
2
SO
5
) và axit
peoxidisunfuric (H
2
S

2
O
8
). Các peoxi sunfuric đều là những axit có tính oxi hoá
rất mạnh.
e) Axít tiosunfuric ( H
2
S
2
O
3
)

Axít tiosunfuric có cấu tạo tương tự như axit sunfuric nhưng rất kém bền dễ
dàng bị phân huỷ :
H
2
S
2
O
3
= H
2
O + SO
2

+ S
Muối tiosunfuric bền hơn nhưng dễ dàng bị oxi hoá. Một trng những ứng dụng
quan trọng của muối tiosunfuric là natri tiosunfat trong phép phân tích định
lượng để chuẩn độ I
2
:
I
2
+ 2Na
2
S
2

O
3
= Na
2
S
4
O
6
+ 2NaI
f) Các axit politionic : H
2
S

n
O
6
(n = 3,4,5 và 6)

O O





HO S−

n2
(S) S OH
−
−−−





O O

Các axit politionic không bền, chỉ tồn tại trong dung dịch.

Luận văn tốt nghiệp chuyên ngành hóa Vô Cơ GVHD: Phạm Ngọc Thạch
SVTH: Nguyễn Thành Đô Trang 6
Thân Tặng

CHƯƠNG II : BÀI TẬP
A. BÀI TẬP VỀ HIỆU ỨNG NHIỆT

I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1. Biểu thức toán học của nguyên lí 1
q U A=Δ +
hoặc : q dU A∂= +∂
với : + UΔ : biến thiên nội năng của hệ

+ q : nhiệt hệ toả ra
+ A : công do hệ tự thực hiện được
2. Một số hệ hệ quả từ nguyên lí 1
+) Quá trình đẳng tích :

V
v
U
C
T
∂
⎛⎞

=
⎜⎟
∂
⎝⎠
; C
V
: nhiệt dung đẳng tích.

2
1
T
VVV

T
QUC.dT=Δ =
∫

+) Quá trình đẳng áp :

P
P
H
C
T
∂

⎛⎞
=
⎜⎟
∂
⎝⎠
; C
P
: nhiệt dung đẳng áp

2
1
T

PP P
T
QH C.dT=Δ =
∫

với H = U + P.V ( H : hàm entanpi)
+) Quá trình đoạn nhiệt ( q = 0)
dU = A
−
∂

(

)
PV const
γ
= ( Phương trình poisson) ; γ =
P
V
C
C

+) Quá trình đẳng nhiệt ( dT = 0)

1

2
P
ApdV;ARTln
P
∂=− = ;
3. Định luật Hess
Biểu thức :

pu ' ht
H(H)Δ= Δ
∑
cuối

ht
(H)−Δ
∑
đầu


pu ' dc
H(H)Δ= Δ
∑
đầu

dc
(H)−Δ
∑
cuối



4. Phương trình Kirchhoff
+) Quá trình đẳng áp :
P
dH
C

dT
Δ
=
Δ
Luận văn tốt nghiệp chuyên ngành hóa Vô Cơ GVHD: Phạm Ngọc Thạch
SVTH: Nguyễn Thành Đô Trang 7
Thân Tặng
+) Quá trình đẳng tích :
V
dH
C
dT

Δ
=
Δ
+) Nếu
P
CΔ = const

21P21
HHC(TT)Δ=Δ+Δ −
5. Nguyên lí thứ hai của nhiệt động lực học
+) Biểu thức tổng quát :

q
dS
T
∂
≥

+) Tính biến thiên entropi trong một quá trình :
- Quá trình đẳng nhiệt :
2
1
V
SnRln

V
Δ=
- Quá trình đẳng áp :
2
P
1
T
SCln
T
Δ=
- Quá trình đẳng tích :
2

V
1
T
SCln
T
Δ=
6. Hàm Gibbs :

pu '
G(n.G)Δ= Δ
∑
cuối

(n. G)
−
Δ
∑
đầu

Phương trình Gibbs – Helmholtz :

pu '
GΔ= HTSΔ−Δ

II.BÀI TẬP
II.1. Xác định hiệu ứng nhiệt dựa vào định luật Hess và hệ quả.
Bài 1:
Cho hoá hơi 36(g) nước lỏng ở 100
o
C và 1at, sau đó làm giãn nở thuận
nghịch đẳng nhiệt hơi nước đến thể tích gấp 10 lần. Chấp nhận hơi nước là khí lí
tưởng và biết rằng trong điều kiện trên :
- Nhiệt hoá hơi của nước :
Δ

H
hh
= 9630 cal/mol.
- Thể tích của nước là 30l và trong tính toán có thể bỏ qua V pha lỏng so với
pha hơi.
Luận văn tốt nghiệp chuyên ngành hóa Vô Cơ GVHD: Phạm Ngọc Thạch
SVTH: Nguyễn Thành Đô Trang 8
Thân Tặng
Tính công W và các đại lượng
Δ
H ,
Δ

U của hệ trong quá trình.

Giải:
Sơ đồ bài toán :
H
2
O(L) 373k, 1at
⇒
H
2
O(H) 373k, V
2

H
2
O(H), 373k, V
1
+) Tính công W:
W
I
= pΔ V

1
=Δ nRT =
18
36
. 8,314 . 373 = 6202,24 (J).
W
II
= nRT ln
V2
V1
=
18

36
. 8,314 . 373 . ln 10 = 14281,19(J).
Vậy đối với cả quá trình :
W = W
I
+ W
II
= 6202,24 + 14281,19 = 20483,43 (J).
+) Tính
Δ H :
Đối với giai đoạn 1 :
Δ H

I
= 9630 . 4,184 .
18
36
= 80583,84 (J).
Đối với giai đoạn 2 :
Δ H
II
= 14281,19 (J).
Vậy
Δ
H =

Δ
H
I
+
Δ
H
I
= 94865,03 (J).
+) Tính U.
Đối với giai đoạn I :
Δ U
I

= Q – A = 85083,84 – 6202,24 = 74381,6 (J).
Đối với giai đoạn II :
Δ
U
II
= 0
Δ

Vậy
Δ U = Δ U
I
+ Δ U

II
= 74381,6(J).
Bài 2: Tính hiệu ứng nhiệt Q
x
của phản ứng ht từ tinh thể Al
2
(SO
4
)
3
từ tinh thể
Al

2
O
3
và từ khí SO
3
ở p =1at và 298
0
k . Biết rằng sinh t
0
tiêu chuẩn của Al
2
O

3
,
của SO
3
và của Al
2
(SO
4
)
3
theo thứ tự bằng 1669,792 ; 395,179 ; 3434,980
KJ/mol.

Giải:
Phản ứng hình thành Al
2
(SO
4
)
3

Al
2
O

3(TT)
+ 3 SO
3
= Al
2
(SO
4
)
3
+ Q
x

Q
sn
1669,792 395,179 3434,980
Áp dụng qui tắc tính sinh nhiệt để tính hiệu ứng nhiệt :

Q
x
= (Q
sn
)
cuối
- (Q

sn
)
đầu

= 3434,980 - (1669,792 + 3 . 395,179)
= 579,651 (KJ/mol).
Bài3: Nhiệt hoà tan g MgSO
4
là 88,198 KJ/mol, của MgSO
4
.H
2

O là 55,647
KJ/mol. Xác định nhiệt hiđrat hoá của MgSO
4 TT
.

Giải:
Bài toán được biểu diễn qua sơ đồ :
H
2
O
MgSO
4 TT

MgSO
4
.H
2
O
Hiđrat hoá (Q
p
)
Luận văn tốt nghiệp chuyên ngành hóa Vô Cơ GVHD: Phạm Ngọc Thạch
SVTH: Nguyễn Thành Đô Trang 9
Thân Tặng
Hoà tan 88,198 55,647 hoà tan

Mg
2+
+ SO
4
2-


Áp dụng định luật Hess :
Q
p
= 88,198 - 55,647 = 32,551 (KJ/mol).

Bài 4: Entanpi tiêu chuẩn trong quá trình hiđrô hoá propen thành propan là :

23323
CH CH CH CH CH CH=− ⎯⎯→−−;
Δ
H
a
= -124KJ/mol.
Entanpi tiêu chuẩn trong quá trình oxihoá propan là :
323 2 2 2
CH CH CH 5O 3CO 4H O−− +⎯⎯→+;
Δ

H
b
= -2222KJ/mol.
Entanpi tiêu chuẩn trong quá trình tạo thành nước là :

22 2
1
HO HO
2
+⎯⎯→ ;
Δ
H

c
= -286KJ/mol.
Tính entanpi tiêu chuẩn của phản ứng điều chế propen.

Giải:
Bài toán yêu cầu tính Entanpi của phản ứng sau :

232 22
9
CH CH CH O 3CO 3H O
2
=− + ⎯⎯→+ ; Δ H.

Ta dựa vào định luật Hess để tính H.

36 2 38
CH H CH+⎯⎯→ ;
Δ
H
a
= -124KJ/mol. (1)

38 2 2 2
CH 5O 3CO 4HO+⎯⎯→+ ;
Δ

H
b
= -2222KJ/mol (2)

22 2
1
HO HO
2
+⎯⎯→ ;
Δ
H
c

= -286KJ/mol (3)
Cộng phương trình (1) với (2) rồi đem trừ cho phương trình (3) ta được

36 2 2 2
9
CH O 3CO 3HO
2
+⎯⎯→+ ;
Δ
H
vậy :

abc
H = H + H H
124 2222 286 2060(KJ / mol)
−=
=− − + =−

Bài tập tương tự.
Bài 1: Một chiếc ấm đựng 1 lít nước sôi được đun nóng đến khi hoá hơi hoàn
toàn . Tính :
a) Công W
b) Nhiệt Q
c) Biến thiên nội năng Δ U

d) Biến thiên Entanpi
Δ
H trong quá trình đó
Cho biết Δ H
hh
(H
2
O) = 40,6KJ/mol trong điều kiện biến thiên đã cho .

Đáp số: a) W = 172KJ
b) Q = 2,25 . 10
3

KJ
c)
Δ
U = 2,08 . 10
3
KJ
d)
Δ
H = 2,25 . 10
3
KJ
Luận văn tốt nghiệp chuyên ngành hóa Vô Cơ GVHD: Phạm Ngọc Thạch

SVTH: Nguyễn Thành Đô Trang 10
Thân Tặng
Bài 2: Cho cùng một lượng nước như bài tập 1 nhưng được đun nóng và hoá hơi
hoàn toàn trong một cái bình lớn có áp suất bằng 0,1at. Nhiệt độ sôi của nước
trong trường hợp này chỉ là 460
0
C và trong điều kiện này.
Δ H
hh
(H
2
O) = 40,6KJ/mol. Tính :

a) Công W.
b) Nhiệt Q.
c) Biến thiên nội năng Δ U.
d) Biến thiên entanpi trong quá trình .

Đáp số : a) W = 147KJ
b) Q = 2,44 . 10
3
KJ
c)
Δ
U = 2,29 . 10

3
KJ
d)
Δ
H = 2,44 . 10
3
KJ
Bài 3: Nhiệt hình thành của nước và nhiệt độ hình thành của hơi nước lần lượt
bằng - 285,84KJ/mol và - 241,83KJ/mol. Xác định nhiệt độ hoá hơi của hơi
nước .

Đáp số : t

0
= 44,01
0
C
Bài 4: Tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng sau :

+-
22aq 3aq
3
2NO + O + H O = 2H + 2NO
2

Biết nhiệt hình thành của NO
3aq
; NO; H
2
O lần lượt bằng: - 205,81KJ/mol;
90,37KJ/mol; - 285,84KJ/mol. Nhiệt hình thành của ion H
+
chấp nhận = 0

Đáp số : - 306,52KJ/mol
Bài 5: Tính nhiệt hình thành (
Δ

H
ht
) của SO
3
biết :
Δ

a)
24
3
PbO S O PbSO
2

++ ⎯⎯→
;
Δ
H
a
= -6 92,452KJ
b)
24 2 4 2
PbO H SO .5H O PbSO 6H O+⎯⎯→+;
Δ
H
b

= -97,484KJ
c)
32 242
SO 6H O H SO .5H O+⎯⎯→ ;
Δ
H
c
= 853KJ

Đáp số : -389,112KJ
Bài 6: Một lượng nhiệt kế được cách nhiệt tốt, khi bắt đầu thí nghiệm người ta
cho nước vào nhiệt lượng kế ở 22,55

0
C. Khi hoà tan 7,80g muối ZnSO
4
vào đó
thì nhiệt độ tăng lên 23,52
0
C .
Với thí nghiệm khác người ta cũng dùng lượng nhiệt kế đó nhưng với
nhiệt độ nước ban đầu là 22,15
0
C. Hoà tan 12,3g ZnSO
4

. 7H
2
O sau khi hoà tan
nhiệt độ giảm xuống 21,84
0
C. Nhiệt dung của hệ ( của dung dịch và nhiệt dung
kế ) ở trong cả 2 thí nghiệm là 0,900KJ/K. Hãy tính,
Δ
H cho quá trình :

4 (r) 2 4 2 ( r)
ZnSO + 7H O ZnSO . 7H O ⎯⎯→

Đáp số : -24,53KJ/mol
Bài 7: Xác định nhiệt chuyển hoá Lưu huỳnh Rombic sang Lưu huỳnh dạng đơn
tà tương ứng bằng -297,5 và -300,1KJ/mol .

Đáp số : 2,6KJ/mol
Bài 8: Xác địng hiệu ứng nhiệt của phản ứng sau trong điều kiện đẳng áp và
đẳng tích :
Al
2
O
3

+ 3SO
2( K )
= Al
2
(SO
4
)
3

(r )

Luận văn tốt nghiệp chuyên ngành hóa Vô Cơ GVHD: Phạm Ngọc Thạch

SVTH: Nguyễn Thành Đô Trang 11
Thân Tặng
Biết nhiệt hình thành chuẩn của Al
2
O
3 ( r)
; SO
3 (k
) ; Al
2
(SO
4

)
3 (r)
lần lượt là
-1169,79 ; -395,18 và -3434,98KJ/mol

Đáp số : -572,22KJ/mol
Bài 9: Cho các dữ kiện sau đây:
a) C
2
H
2
+ H

2
C
2
H
6
;
Δ
H
a
= -136,851KJ.mol
-1
( 1)

b) C
2
H
6
+ 7/2O
2
2CO
2
+ 3H
2
O ;
Δ

H
b
= -1559,837KJ.mol
-1
(2)
c) C + O
2
CO
2
;
Δ
H

c
= -393,514KJ.mol
-1
(3)
d) H
2
+ 1/2O
2
H
2
O ;
Δ

H
d
= -285,838KJ.mol
-1
(4)
Hãy xác định
- Nhiệt hình thành của C
2
H
4

- Nhiệt đốt cháy của C

2
H
4


Đáp số :
Δ
H
ht
= 52,246KJ .mol
-1

Δ
H
dc
= -1410,95KJ .mol
-1

10) Ở 25
0
C phản ứng giữa 10 g Nattri với một lượng nước đủ lớn toả ra 19090
cal. Phản ứng giữa 20 g Na
2

O với một lượng nước đủ lớn toả ra 18345 cal. Nhiệt
hình thành của nước là -68317 cal. Tính nhiệt hình thành của Na
2
O

25
0
C .

Đáp số : -99,3 KJ/mol.
II.2. Bài tập về sự phụ thuộc của hiệu ứng nhiệt vào nhiệt độ :
Bài 1: Nhiệt dung đẳng áp của khí hiđro, khí oxi và hơi nước lần lượt là 28,8;

19,3 và 36,6J/K.mol. Biến thiên entanpi khi hình thành hơi nước ở 25
0
C bằng -
241,82KJ/mol.
Tính biến thiên entanpi khi hình thành hơi nước ở 100
0
C
Giải:
Phương trình phản ứng :
H
2
+ 1/2O

2
= H
2
O
Theo phương trình kirchhoff , ta có :

Δ
0
373
H
=
Δ

298
0
H
+
∫
273
289
Δ
C
p
dT
Δ

C
p
=
p
(H O)
2
C –
p
(H O)
2
C - 1/2
p

(O )
2
C = -9,85 ( J/K.mol)
Δ
0
373
H
=-242,56 (KJ/mol)

Bài 2:Tính lượng nhịêt cần dùng khi nung nóng 128g oxi từ 27
o
C đến 127

o
C.
Biết rằng nhiệt dung đẳng áp của khí oxi trong khoảng nhiệt độ trên được biểu
thị bằng phương trình sau :
C
p
= 26,19 + 8,98. 10
-3
T + 3,22. 10
-6
T
2

( J/ K.mol )

Giải:
Theo phương trình Kirchhoff :

Δ
H =
2
1
T
P
T

CdTΔ
∫


2
1
T
-3 -6 2
T
(26,19 + 8,98. 10 T + 3,22.10 T ) dT=
∫

400
Luận văn tốt nghiệp chuyên ngành hóa Vô Cơ GVHD: Phạm Ngọc Thạch
SVTH: Nguyễn Thành Đô Trang 12
Thân Tặng

36
23
8,98.10 3,22.10
(26,19.T .T .T )
23
−−
=+ +

= 2970,25 (J/mol). 300
Ta có :
n
O
2

=( 128/ 32) = 4 mol
Vậy lượng nhiệt cần thiết để đun nóng 128g oxi từ 27
o
C đến 127
o
C là :

Q
p
=n
O
2
.
Δ
H =11881 J = 11.881 KJ.
Bài 3: Xác định phương trình về sự phụ thuộc của hiệu ứng nhiệt vào nhiệt độ
đối với phản ứng :
Pb
(l)

+ H
2
S
(k)

⎯
⎯→
←⎯⎯
PbS
(r)
+H
2(k).

Cho biết :
C
p
, Pb
(r)
= 5,72 + 2,08 .10
-3
T.
C
p
, H
2

S
(k)
= 7,00 + 3,75 .10
-3
T.
C
p ,
PbS
(r)
= 10,63 + 4,61 .10
-3
T.

C
p
, H
2(k)
= 6,65 + 0,69 .10
-3
T.
Và biến thiên entanpi hình thành của PbS và H
2
S ở 298K
0
lần lượt bằng

-22500(KJ/mol) và -4800 (KJ/mol). Nhiệt độ nóng chảy của Pb là 600,5K ,
nhiệt nóng chảy của chì là 1224 J/mol và nhiệt dung đẳng áp của chì ở trạng thái
lỏng là C
p
=6,8 J/mol.K.

Giải:
Pb
(l)

⎯
⎯→

←⎯⎯
Pb
(r)
;
Δ
H
1
(1).

Pb
(r)
+ H

2
S
(k)





PbS
(r)
+ H
2(k)

;
Δ
H
2
(2).
Cộng (1) và (2) :
Pb
(l)
+ H
2
S
(k)





PbS
(k)
+ H
2(k)
;
Δ
H.

với
Δ
H =
Δ
H
1
+
Δ
H
2
.
Ta có :

Δ
H
1
=
Δ
0
298
H +
2
1
T

T
∫
Δ
C
p
dT.
= - 1224 +
2
1
T
T
∫

(5,72 + 2,08.10
-3
T – 6,8)dT.
= - 1224 - 1,08(T-298) +
-3 2
1
.2,08.10 .(T -298)
2


= - 994 - 1,08 T + 1,04 .10
-3

T
2
.


Δ
H
2
=
Δ
0
298

H
+
2
1
T
T
∫

Δ
C
p
dT.

Luận văn tốt nghiệp chuyên ngành hóa Vô Cơ GVHD: Phạm Ngọc Thạch
SVTH: Nguyễn Thành Đô Trang 13
Thân Tặng
= (
Δ
0
298
H (PbS) -
Δ
0
298
H (H

2
S)) +
2
1
T
T
∫
(
2
p( )H
C+
p( )PbS

C -
2
p( )HS
C –
p( )Pb
C)dT.
= - 177700 +
2
1
T
T
∫

(4,56 -0,53.10
-3
T)dT.
= - 177700 + 4,56(T-298) -
-3 2
1
.0,53.10 (T - 982)
2

= - 19035 + 4,56T -0,256.10
-3
T

2

Vậy :
Δ
H =
Δ
H
1
+
Δ
H
2.

= - 994 - 1,08T + 1,04 . 10
-3
T
2
– 19035 + 4,56T - 0,256. 10
-3
T
2

= - 20029 + 3,48T + 0,755.10
-3
T
2


Bài tập tương tự :
Bài 1: Nhiệt dung của nước lỏng trong khoảng 25 – 100
0
C là C
p
= 75,48J/K.mol.

Tính lượng nhiệt cần để đun nóng 1Kg nước từ 25
0
C đến khi nước sôi đến áp
suất khí quyển ( p = 1atm ).
Đáp số : 3,14 (KJ)
Bài 2: Sự phụ thuộc của nhiệt dung phân tử gam theo nhiệt độ của bạc sunfua
trong khoảng từ 298
0
K đến 425
0
K được biểu diễn theo phương trình sau :
C

p
= 42,38 + 110,46.10
-3
( J/Kmol).
Tính nhiệt dung trung bình trong khoảng nhiệt độ đó :

Đáp số:
p
C = 82,31(J/K.mol)
Bài 3: Sự phụ thuộc của nhiệt dung theo nhiệt độ của hơi lưu huỳnh ( dạng S
2
)

được biểu thị theo phương trình :

C
p
= 36,11 + 1,09 .10
-3
T –
5
2
3,51.10
T

a) Xác định N
T
– H
273
=
()T
ϕ

b) Tính H
1000
– H
273

Đáp số : a)
()T
ϕ
= 36,11 + 0,545. 10
-3
T
2
– 3,51.T
-1
– 11192 (J/mol)

b) H
1000
– H
273
= 25,82 (KJ/mol)
Bài 4: Xác định nhiệt điều chế của khí hiđro ở 400
0
C biết rằng đối với phản ứng
sau xảy ra ở 25
0
C ta có :
H

2 ( k )
+ 1/2 O
2( k )
= H
2
O
( l)
;
Δ
H
298
=-68,317Kcal/mol

Cho C
p
( H
2
) = 6,9169 – 0,1999. 10
-3
T + 4,808.10
-7
T
2
( cal/K.mol)
C

p
(O
2
) = 6,0954 + 3,2533.10
-3
T – 10,171.10
-7
T
2
( cal/Kmol)
C
p

(H
2
O
k
) = 7,1873 + 2,3733,10
-3
T + 2,084.10
-7
T
2
( cal/Kmol)
Nhiệt hoá hơi của nước ở 100

0
C ,
Δ
H
hh
= 539,7 cal/mol.
Đáp số :
Δ
H
673
= -58,702 (Kcal/mol)
Luận văn tốt nghiệp chuyên ngành hóa Vô Cơ GVHD: Phạm Ngọc Thạch

SVTH: Nguyễn Thành Đô Trang 14
Thân Tặng
Bài 5: Nhiệt dung trung bình của khí SO
2
trong khoảng nhiệt độ từ 273
0
K đến
1200
0
K được biểu thị bằng phương trình :

p

C
= 43,26 +5,73 .10
-3
T + 8,18 .10
5
T
-2
(J/Kmol)
Tính nhiệt dung thực của khí đó ở 500
0
Ck .
Đáp số : C

p
= 42,85 (J/Kmol)
Bài 6: Sự phụ thuộc của nhiệt dung phân tử gam theo nhiệt dộ của CaSO
4
được
biểu thị bởi phương trình :

C
p
= 203,3 + 170,12 .10
-3
T – 26,11. 10

5
T
-2
(J/Kmol)

Trong khoảng nhiệt độ từ 273
0
K đến 1373
0
K.
Xác định biến thiên entanpi trong quá trình đun nóng CaSO
4

từ 600
0
K đến
900
0
K :
Đáp số :
Δ
H = 112 (KJ/mol)
Bài 7: Tính nhiệt độ điều chế lí thuyết khi điều chế CO bằng O
2
trong không khí,

nếu điều kiện ban đầu là t = 25
0
C , P = 1atm . Cho biết thành phần không khí là t
=25
o
C, p =1 atm. Cho biết thành phần của không khí là 79% N
2
và 21% O
2
theo
thể tích và nhiệt dung của CO
2

và N
2
được tính theo phương trình

C
p
(CO
2
) = 10,55 +2,16. 10
-3
T -2,04.10
-5

.T
2
(Cal/mol.K).

C
p
(N
2
) = 6,56 + 1,02 10
-3
T (Cal/mol.K) .

Sinh nhiệt của CO và CO
2
ở đktc là -26,416 và 94,052 Kcal/mol.

Đáp số : T =2670K.


II.3.
Bài tập về các hàm đặc trưng :
Bài 1: 1kg nước được đun nóng đến khi hoá hơi hoàn toàn trong một bình lớn có
áp suất ngoài bằng 0,1atm. Nhiệt độ sôi của nước là 40
0

C và
Δ
H
hh
(H
2
O) = 44KJ/mol.
Tính A, Q,
Δ
U , và
Δ
H:

Giải:
2
HO
n =
1000
18
= 55,56 (mol)
Thể tích của hơi nước :
V =
55,56.0,082.(273+ 40)
0,1
= 14260 (l)

Công của quá trình :
A = - P.
Δ
V = - 0,1.14260 = -1426 (latm)
= 144478 (J) = 144,478 (kJ)
Q = n.
Δ
H
hh
= 55,56.44 = 2444,64 (KJ).
Biến thiên nội năng :

Δ
U = A + Q = -144,678 + 2444,64 = 2300,162 (KJ)
Luận văn tốt nghiệp chuyên ngành hóa Vô Cơ GVHD: Phạm Ngọc Thạch
SVTH: Nguyễn Thành Đô Trang 15
Thân Tặng
Biến thiên entanpi :

Δ
H =
Δ
U + P.
Δ

V = Q = 2444,64 (KJ).
Bài 2: Tính biến thiên entropi trong quá trình khuyếch tán vào nhau của 28g
Nitơ và 32g Oxi khi bỏ ngăn cách 2 buồng chứa khí có V như nhau bằng 30(l)
và có cùng 1 đk về nhiệt độ và ánh sáng.

Giải:
Số mol khí :

2
n
N
=

28
28
= 1 (mol) ;
2
n
O
=
32
32
= 1(mol)
Biến thiên entropi trong quá trình khuyếch tán vào nhau của 2 khí ở T,
P=const :

Δ
S = R . (
VV
n.ln +n .ln
12
VV
12
)
= 11,53(J/K)
Bài 3: Xác định biến thiên Entropi khi đun nóng 100g lưu huỳnh từ 300K đến
400K dựa vào các dữ kiện sau :

p
C
(S : Rombic) = 14,964 + 26,08 . 10
-3
T (J/mol.K)

p
C
(S : đơn tà)= 14,88 + 20,09 . 10
-3
T (J/mol.K)

Nhịêt độ chuyển
Rombic
S S
đơn tà
là 368,6K và nhiệt chuyển hoá bằng
296,78(J/mol)

Giải:
Số mol của lưu huỳnh :
n =
100
32

= 3,125 (mol)
Để xác định biến thiên Entropi khi đun nóng 100g lưu huỳnh từ 300K đến 400K
ta tính biến thiên Entropi của các quá trình sau :
+) Chuyển
Rombic
S từ 300K đến 368,6 K. (
Δ
S
1
)
+) Chuyển
Rombic

S
S
đơn tà
ở 368,6 K (
Δ
S
2
)
+) Chuyển S
đơn tà
từ 368,6 K đến 400 K (
Δ

S
3
)
Với :


Δ
S
1
=
Rombic
p(S )

368,6
300
C
n. .dT
T
∫
=
368,6
3
300
(14,964 26,08.10 )
n. .dT

T
−
+
∫

= 15,55(J/K).


Δ
S
2
=

Q
T
=
296,78.3,125
368,6
= 2,52(J/K)

Δ
S
3
=
400

368,6
p
(S )
donta
C
n.
T
∫
=
400
3
368,6

(14,88 29,09.10 )
n. .dT
T
−
+
∫

= 6,65(J/K)
Luận văn tốt nghiệp chuyên ngành hóa Vô Cơ GVHD: Phạm Ngọc Thạch
SVTH: Nguyễn Thành Đô Trang 16
Thân Tặng
Vậy :

Δ
S =
Δ
S
1
+
Δ
S
2
+
Δ

S
3

Bài4: Cho biến thiên Entropi trong quá trình chuyển đẳng áp 1 mol nước đá ở
0
0
C thành hơi nước ở 100
0
C là S = 154,54J/K.mol .
Nhiệt nóng chảy của nước đá ở 0
0
C là

Δ
H
n/c
= 6,009KJ/mol .Chấp nhận nhiệt
dung đẳng áp của nước lỏng trong khoảng nhiệt độ từ 0
0
C đến 100
0
C không đổi
và bằng 75,31J/K.mol.
a) Tính biến thiên entropi trong quá trình đẳng áp 1mol nước lỏng ở 100
0

C thành
hơi nước cùng nhiệt độ .
b) Tính nhiệt hoá hơi phân tử gam của nước ở 100
0
C .
c) Tính biến thiên
Δ
F khi cho giãn nở đẳng nhiệt 1mol hơi nước nói trên từ P
1
=
760mmHg đến P
2

= 380mmHg. Chấp nhận hơi nước là lý tưởng .

Giải:
Quá trình chuyển đẳng áp 1 mol nước đá ở 0
0
C là không thuận nghịch có thể
chia thành 3 quá trình nhỏ sau :
Chuyển đẳng nhiệt nước đá 0
0
C thành nước đá 100
0
C .

Chuyển đẳng áp nức lỏng 0
0
C thành nước lỏng 100
0
C
Chuyển đẳng nhiệt nước lỏng 100
0
C thành hơi nước 100
0
C
Ta có thể biểu diễn qua sơ đồ:
H

2
O( R,0
0
C)
SΔ
⎯
⎯→ H
2
O( K,100
0
)

I
1
SΔ III
3
S
Δ



H
2
O(L,0

0
C)
2
SΔ
⎯
⎯⎯→ H
2
O(L,100
0
C)
II
Với S

Δ = S
Δ
1
+ S
Δ
2
+ S
Δ
3.
a) Biến thiên entropi trong quá trình chuyển đẳng nhiệt 1 mol nước lỏng
thành hơi nước
SΔ

1
ở 100
o
C là:
S
Δ
3
= SΔ - ( SΔ
1
+ S
Δ
2

).

S
Δ
1
=
Hnc
T
Δ
=
6,009
273

= 0,022011 (J/K.mol)

2
SΔ
= C
p
ln
2
1
T
T
= 75,31.ln

373
273
= 23,5 (J/Kmol)
Vậy SΔ
3
= SΔ - ( SΔ
1
+ S
Δ
2
)
= 154,54 – ( 22,011 + 23,5) =109,024 (J/K.mol)

b) Nhiệt hoá hơi phân tử gam của nước ở 100
0
:
Từ : SΔ
3
=
hh
H
T
Δ

⇒
hh
HΔ
=SΔ
3
.T
= 109,024.373
= 40666 (J/mol)
Luận văn tốt nghiệp chuyên ngành hóa Vô Cơ GVHD: Phạm Ngọc Thạch
SVTH: Nguyễn Thành Đô Trang 17
Thân Tặng
= 40,666 (KJ/mol)

c) Biến thiên
FΔ :

T
FΔ =
T
UΔ -
T
TSΔ
Vì hơi nước coi là lý tưởng nên
T
U

Δ
= 0
1
TT
2
P760
F = T S RTln = 8,314.373.ln = 2149 (J/mol).
P380
Δ−Δ=− − − Bài
5: Xét quá trình hoá hơi 1mol nước lỏng ở 25
0
C và 1at . Cho biết nhiệt dung

đẳng áp của hơi nước , của nước lỏng và hoá hơi của nước :

2
P
HO(l)
(C ) = 75,31 J/mol.K

P
2
HO(k)
(C ) = 33,47J/K.mol

0
hh(100 C,1at)
HΔ = 40,668KJ/mol
Các dữ kiện trên được chấp nhận giá trị coi như không đổi trong khoảng nhiệt
độ khảo sát .
a) Tính
HΔ ,
SΔ
,và
GΔ
của hệ trong quá trình bay hơi nói trên .
b) Dựa vào kết quả thu được , hãy kết luận rằng quá trình hoá hơi của nước

trong điều kiện trên có thể tự diễn ra hay không ? vì sao?

Giải:
Ta chia quá trình hoá hơi của nước ở 25
0
C và 1at ra làm 8 quá trình nhỏ thuận
nghịch sau :
- Nâng đẳng áp nước lỏng 298
0
K lên 373
0
K

- Hoá hơi đẳng t
0
lỏng 373
0
K thành hơi nước 373
0
K
- Hạ nhiệt độ hơi nước 373
0
K xuống 298
0
K

Biểu diễn qua sơ đồ :

H
2
O( L,1at,298
0
K)
H, S, G ?
⎯
⎯⎯⎯⎯⎯⎯→
Δ
ΔΔ=

H
2
O( K,1at,298
0
K)

(I) (III)


H
2
O(L,1at,273

0
K)
(II)
⎯
⎯⎯→
H
2
O(K,1at,373
0
K)

a) Đối với quá trình (I):

1
HΔ =
2
P(H O)L
C . TΔ = 75,31.(373 – 298)
= 5648,25 (J/mol)

1
SΔ =
2
P(H O)L

C .ln
2
1
T
T
= 75,31.ln
373
298

= 16,9 (J/Kmol)
Đối với quá trình (II):

2
HΔ = 40,668 (KJ/mol) = 40668 (J/mol).

2
SΔ =
hh
H
T
Δ
=
40668
373

= 109,03 (J/mol).
Luận văn tốt nghiệp chuyên ngành hóa Vô Cơ GVHD: Phạm Ngọc Thạch
SVTH: Nguyễn Thành Đô Trang 18
Thân Tặng
Đối với quá trình (III):

3
HΔ =
2
P(H O)K
C . TΔ = 33,47.(298 -373)
= -2510,25 (J/mol).

3
SΔ =
2
P(H O)H
C . ln
2
1
T
T
= 33,47.ln
298

373

= -7,51 (J/mol.K).
Vậy
HΔ
của quá trình là :

HΔ
=
1
HΔ +
2

H
Δ
+
3
HΔ
= 5648,25 + 40668 – 2510,25
= 43806 (J/mol) = 43,806 (KJ/mol).


SΔ =
1
SΔ +

2
SΔ +
3
SΔ
= 16,9 + 109,03 - 7,51 = 118,42 (J/mol).

GΔ = HΔ - T S
Δ

= 43,806 – 298.118,42.10
-3
=8,517 (KJ/mol).

b) Vì
GΔ = 8,517 (KJ/mol) > 0 . Nên quá trình hoá hơi nước trong điều kiện trên
không thể tự diễn ra.
Bài 6: Tính nhiệt độ lúc cân bằng và biến thiên Entropi khi người ta trộn 50g
nước ở 80
0
C và 100g nước ở 10
0
C trong bình cô lập nhiệt với môi trường. Nhiệt
độ đẳng áp của nước là C
p
= 75,5 J/mol.K và được chấp nhận không đổi trong

khoảng nhiệt độ trên.

Giải:
Gọi t là nhiệt độ cân bằng khi trộn 100g nước ở 10
0
C và 50g nước ở 80
0
C .
Vì bình là cô lập nhiệt với môi trường nên :


1

.C (80 t)
p
18
m
− =
2
.C (t 10)
p
18
m
−
⇔

m
1
. (80-t) = m
2
. (t-10)
⇔
(80-t) = 2 . (t-10) ⇒ t = 33,33
0
C.
Biến thiên Entropi với sự chuyển 50g nước từ 80
0
C xuống 33,33

0
C :
2
1
T
1
p
T
.Sn dlnT
1
C
=Δ

∫
=
50
18
. 75,5 .
(33,33 273)
ln
(80 273)
+
+
= - 29,74(J/K.mol)
Biến thiên Entropi với sự chuyển 100g nước từ 10

0
C lên 33,33
0
C :
2
1
T
2
p
T
.Sn dlnT
2

C
=Δ
∫
=
100
18
. 75,5 .
(33,33 273)
ln
(10 273)
+
+

= 33,23 (J/K.mol)
Vậy :
Δ S = Δ S
1
+ Δ S
2

= - 29,74 + 33,23 = 3,49 (J/K.mol)
Bài 7: Nhiệt nóng chảy của nước đá ở 0
0
C là 355 J/g , nhiệt dung riêng của nước
bằng 2,01 J/kg. Xác định

Δ G,
Δ
S,
Δ
H, trong sự chuyển 1 mol nước chậm
đông thành nước đá ở -5
0
C.

Giải:
Ta chia quá trình hoá rắn nước đá ở -5
0

C thành 3 quá trình nhỏ thí nghiệm
như sau :
Nâng t
0
nước lỏng từ -5
0
C đến 0
0
C.
Luận văn tốt nghiệp chuyên ngành hóa Vô Cơ GVHD: Phạm Ngọc Thạch
SVTH: Nguyễn Thành Đô Trang 19
Thân Tặng

Hoá rắn nước ở 0
0
C.
Hạ t
0
nước đá từ 0
0
C xuống -5
0
C.
Ta biểu diễn qua sơ đồ sau :
H

2
O( L,-5
0
C)
H, S, G
⎯
⎯⎯⎯⎯⎯→
ΔΔΔ
H
2
O( r,-5
0

C)

(I) (III)


H
2
O(L,0
0
C)
(II)
⎯

⎯⎯→
H
2
O(r,0
0
C)

Đối với quá trình (I) :

1
HΔ =
2

273
PH O(l)
268
C
∫
.dT = 376,2 (J/mol).


1
SΔ
=
2

273
PH O(l)
268
C
∫
.dlnT = 1,37 (J/mol).
Đối với quá trình (II):

2
HΔ = -355.18 = -6030(J/mol).

2

SΔ =
2
H
T
Δ
=
6030
273
−
=-22,1 (J/K.mol).
Đối với quá trình (III):

3
HΔ =
2
268
PH O(r)
273
C.dT
∫
= -180,9 (J/mol).

3
SΔ =

2
268
PH O(r)
273
C.dlnT
∫
= - 0,67 (J/K.mol).
vậy :
H
Δ =
1
HΔ +

2
H
Δ
+
3
HΔ
= 376,2 – 6030 – 180,9
= -5834,7 (J/mol).
S
Δ =
1
SΔ +

2
SΔ +
3
SΔ
= 1,37 – 22,1 – 0,67
= -21,38 (J/K.mol).
G
Δ = HΔ - T
S
Δ

= -5834,7 – 268(-21,38)

= -104,86 (J/mol).
Vì
GΔ
< 0 ⇒ quá trình chậm đông của nước ở -5
0
C là quá trình tự diễn biến .

Bài tập tương tự :

Bài 1: Tính Q, A, U
Δ ,SΔ ,HΔ ,F
Δ

và G
Δ
trong quá trình hoá hơi thí nghiệm 1
mol nước ở ánh sáng, p =0,15 atm, biết rằng dưới ánh sáng đã cho t
0
S
của nước
Luận văn tốt nghiệp chuyên ngành hóa Vô Cơ GVHD: Phạm Ngọc Thạch
SVTH: Nguyễn Thành Đô Trang 20
Thân Tặng
là t = 53,6
0

C, thể tích của hơi nước
HO
2
(l)
V = 0,0010137 m
3
/kg và nhiệt hoá hơi
của nước là
hh
HΔ = 2372,328 (KJ/kg).

Đáp số: Q = 42,702(KJ/mol)

A = - 2,793(KJ)
U
Δ
= 39,909 (KJ/mol)
S
Δ
= 131(J/K.mol)

F
Δ
= -2,793(KJ/mol)
G

Δ
= 0.
Bài 2: Chuyển đẳng nhiệt thuận nghịch 36g nước lỏng ở 100
0
C và 1atm thành
hơi nước ở cùng nhiệt độ n
0
dưới ánh sáng 0,1atm. Chấp nhận hơi nước là khí lí
tưởng và cho biết nhiệt hoá hơi của nước trong điều kiện trên là
hh
HΔ
= 40,292

(KJ/mol). Tính HΔ , SΔ trong quá trình nói trên.

Đáp số: H
Δ
= 80,584 (KJ/mol)
S
Δ
= 254,3 (J/K.mol)
Bài 3: Tính biến thiên Entropi của 100g nước khi truyền thuận nghịch cho lượng
nước 25 KJ nhiệt ở 2 trờng hợp :
a) Tại nhiệt độ không đổi là 0
0

C
b) Tại nhiệt độ không đổi là 100
0
C.

Đáp số: a) 91,5 J/độ
b) 67,0 J/độ
Bài 4: Tính biến thiên Entropi khi người ta pha trộn 200g nước ở 0
0
C vào 200g
nước ở 90
0

C trong 1 cái bình cô lập với môi trường. Nhiệt dung đẳng áp của
nước
p
C = 75,5 J/K.mol được chấp nhận là không đổi trong khoảng nhiệt độ
trên.

Đáp số: 17 J/K
Bài 5: Tính biến thiên Entropi trong quá trình nén đẳng nhiệt thuận nghịch 1 mol
khí Oxi từ ánh sáng p
1
= 0,001 at đến p
2

= 0,01 at. Chấp nhận khí oxi là khí lý
tưởng.

Đáp số: S
Δ
= - 19,15 (J/K.mol)
Bài 6: Cho 2 bình có dugn tích bằng nhau và mỗi bình chứa 20(l). Trong bình
thứ nhất chứa 28g khí Nitơ và bình thứ 2 chứa 32g khí oxi. Trong cả 2 bình có
nhiệt độ và ánh sáng bằng nhau.
Tính biến thiên Entropi khi cho 2 bình tiếp xúc và khuyếch tán vào nhau.
Chấp nhận rằng cả Nitơ và oxi đều là khí lí tưởng.

Đáp số: S
Δ
= 11,52 (J/K.mol).
Luận văn tốt nghiệp chuyên ngành hóa Vô Cơ GVHD: Phạm Ngọc Thạch
SVTH: Nguyễn Thành Đô Trang 21
Thân Tặng
Bài 7: Xác định biến thiên entropi S
Δ
, biến thiên entanpi và biến thiên nội năng
UΔ trong quá trình hoá hơi 1 mol nước lỏng ở 20
0
C và 1 at thành hơi nước ở

250
0
C và 1 at .
Cho biết các dữ kiện sau đây :

2
PHO(L)
(C ) = 75,312 (J/K.mol).

2
PHO(R)
(C ) = 35,982 (J/K.mol).

0
2
hh
HO,100C,1at
(H)Δ
= 40,668 (K.J/mol)

Đáp số: S
Δ
= 139,144 (J/K.mol).

H
Δ
= 52,091 (K.J/mol).
U
Δ
= 47,739 (K.J/mol).
Bài 8: Xét quá trình nóng chảy của nước ở 0
0
C và 1atm ,ta có các dữ kiện sau :

2
nc,H O

HΔ = 6,008 (K.J/mol).

2
PHO(R)
(C ) = 37,238 (J/K.mol).

2
PHO(L)
(C ) = 75,312 (J/K.mol).
Xác định biến thiên entanpi H
Δ
,biến thiên entropi S

Δ
và biến thiên hàm Gipxơ
GΔ của hệ trong quá trình trên nhưng xảy ra đẳng áp tại 1at và -10
0
C.
Đáp số : H
Δ
= 5,627 (KJ/mol).
S
Δ
= 20,543 (J/K.mol).
G

Δ
= 222 (J/mol).
Bài 9: Entropi của nitơ, oxi và oxít nitơ ở nhiệt độ t =25
0
C và áp suất p = 1 atm
lần lượt bằng 191,84 (J/K.mol); 205,27(J/K.mol) và 210,62 (J/K.mol) .
Hãy xác định biến thiên hàm Gipxơ G
Δ
ở nhiệt độ t = 200
0
C và áp suất
p =1atm đối với phản ứng :

1
2
2
N
+
1
2
2
O
= NO .
Biết rằng ở áp suất đã cho thì

298
G
Δ
= 86,441 (KJ/mol). Chấp nhận rằng tốc độ
thay đổi của GΔ theo nhiệt độ T trong khoảng nhiệt độ từ 298
0
K đến 473
0
K là
không đáng kể .
Luận văn tốt nghiệp chuyên ngành hóa Vô Cơ GVHD: Phạm Ngọc Thạch
SVTH: Nguyễn Thành Đô Trang 22

Thân Tặng
Đáp số : G
Δ
= 81,303 (KJ/mol).
Bài 10: Một mol hơi nước được nén thuận nghịch đến nước lỏng ở 100
0
C.Biết
nhiệt hoá hơi của nước dưới áp suất 760 mmHg và ở cùng nhiệt độ trên là
hh
H
Δ

= 2,258 (KJ/g). Tính W , Q ,
H
Δ
, U
Δ
, G
Δ
,
F
Δ
và S
Δ

trong quá trình đã cho
.

Đáp số: W = -3100 (J/mol).
Q = - 40668 (J/mol).
U
Δ
= - 37568 (J/mol).
G
Δ
= 0 .

F
Δ
= 3100 (J/mol).
S
Δ
= 109 (J/K.mol).
Bài 11: Chuyển đẳng nhiệt thuận nghịch 36 g nước lỏng 100
0
C và áp suất 1atm
thành hơi nước ở cùng nhiệt độ nhưng dưới áp suất 0,1atm . Chấp nhận hơi nước
là khí lý tưởng và cho biết nhiệt hoá hơi của nước trong điều kiện trên là
hh

H
Δ
=
40,293 (KJ/mol).
Tính
HΔ
và SΔ của hệ trong quá trình đã cho .

Đáp số: H
Δ
= 80,584 (KJ/mol).
S

Δ
= 254,39 (J/K.mol).
Bài 12: Cho hoá hơi 36 g nước lỏng ở 100
0
C và 1atm sau đó làm giãn nở thuận
nghịch đẳng nhiệt hơi nước đến thể tích gấp 10 lần . Chấp nhận hơi nước là khí
lý tưởng và biết rằng trong điều kiện trên :
- Nhiệt hoá hơi của nước
hh
HΔ = 40,292 (KJ/mol)
- Thể tích của hơi nước là 30 lít và có thể bỏ qua thể tích của pha lỏng so với
pha hơi .

Tinh W ,
HΔ ,UΔ và SΔ của hệ trong quá trình

Đáp số: W = 20,355 (KJ/mol).
H
Δ
= 80,584 (KJ/mol).
U
Δ
= 74,509 (KJ/mol).
S
Δ

= 254,18 (J/K.mol).
Luận văn tốt nghiệp chuyên ngành hóa Vô Cơ GVHD: Phạm Ngọc Thạch
SVTH: Nguyễn Thành Đô Trang 23
Thân Tặng
Bài 13: Cho biến thiên entropi trong quá trình chuyển đẳng áp 1mol nước đá ở
0
0
C thành hơi nước ở 100
0
C là S
Δ
= 151,544(J/K.mol).

Nhiệt nóng chảy của nước đá ở 0
0
C là Hnc
Δ
= 6009,18 (J/mol).Chấp nhận tỉ
nhiệt đẳng áp của nước lỏng trong khoảng từ 0
0
C đến 100
0
C không đổi và bằng
4,184 (J/độ.gam).
a) Tính biến thiên entrôpi trong quá trình chuyển đẳng áp 1mol nước lỏng ở

100
0
C thành hơi nước ở cùng nhiệt độ .
b) Tính nhiệt hoá hơi phân tử gam của nước ở 100
0
C dưới áp suất 1atm .
c) Tính FΔ khi cho giãn nở đẳng nhiệt 1mol hơi nước nói trên từ áp suất
760mmHg đến 380mmHg .
Chấp nhận hơi nước là lý tưởng.

Đáp số: a) S
Δ

= 109,031 (J/K.mol).
b) H
Δ
= 40,658 (KJ/mol).
c)
F
Δ
= - 2150 (J/mol).
Bài 14: Cho biến thiên entropi trong quá trình chuyển đẳng áp 1mol nước lỏng
từ 25
0
C thành hơi nước ở 200

0
C là S
Δ
= 134,348 (J/độ.mol).Chấp nhận nhiệt
dung đẳng áp trung bình của nước lỏng trong khoảng nhiệt độ từ 25
0
C đến
100
0
C là
2
PH O(l)

C = 4,184 (J/độ.mol).Và của hơi nước trong khoảng nhiệt độ
100
0
C đến 200
0
C là
2
PH O(k)
C = 35,564 (J/độ mol).
a)Tính biến thiên entropi trong quá trình hoá hơi đẳng nhiệt , đẳng áp 1mol nước
ở 100
0

C.
b)Tính nhiệt hoá hơi phân tử gam của nước lỏng trong điều kiện nói trên .
c) Chấp nhận hơi nước là lý tưởng , tính
F
Δ
trong quá trình nén đẳng nhiệt ở
200
0
C 1mol hơi nước đến áp suất gấp đôi ban đầu.

Đáp số: a) S
Δ

= 109,00 (J/K.mol).
b)
hh
H
Δ
= 40,652 (KJ/mol).
C)
F
Δ
= 2726 (J/mol).
Bài 15: Cho 1mol nước đá ở 0
0

C và 1atm chuyển đẳng áp thành hơi nước ở
100
0
C biết rằng nhiệt nóng chảy của nước đá ở 0
0
C và 1atm là :
HncΔ = 334,72 (J/g); Nhiệt hoá hơi của nước lỏng ở 100
0
C và 1atm là
hh
H
Δ

=
2238,44 (J/g); Nhiệt dung đẳng áp của nước lỏng trong khoảng nhiệt độ đã cho
Luận văn tốt nghiệp chuyên ngành hóa Vô Cơ GVHD: Phạm Ngọc Thạch
SVTH: Nguyễn Thành Đô Trang 24
Thân Tặng
chấp nhận là không đổi và bằng 75,312 (J/độ.mol) giá trị trung bình entropi của
nước lỏng trong khoảng nhiệt độ đó được chấp nhận bằng giá trị entropi tiêu
chuẩn của nươc lỏng ở 25
0
C tức là :

2

HO(L)
S =
2
298 H O(l)
(S ) = 69,873 (J/K.mol).
Tính HΔ , SΔ , GΔ ,của hệ trong quá trình đã cho .

Đáp số:
H
Δ
= 53,848 (KJ/mol) .
S

Δ
= 153,595 (J/K.mol) .
G
Δ
= -6,987 (KJ/mol).

B. CÂN BẰNG HOÁ HỌC

I. Cơ sở lí thuyết
Xét phản ứng :
11 2 2 1 1 2 2
n B n B n' B' n ' B'
⎯⎯→
++ + +
←⎯⎯
K
cb

1. Hằng số cân bằng của phản ứng.
1.1. Nếu biểu diễn K
cb
qua hoạt độ a
i
của cấu tử. Đó là trường hợp tổng quát
nhất :
K
cb
=
12
12

12
12
n' n'
B' B'
nn
BB
a .a
const
a .a
=
1.2. Nếu phản ứng xảy ra trong pha khí( chấp nhận là khí lí tưởng)
Luận văn tốt nghiệp chuyên ngành hóa Vô Cơ GVHD: Phạm Ngọc Thạch

SVTH: Nguyễn Thành Đô Trang 25
Thân Tặng
K
p
=
12
12
12
12
n' n'
B' B'
nn

BB
p .p
p .p

1.3. Biểu diễn qua nồng độ C
i
( mol/l)
K
c
=
12
12

12
12
n' n'
B' B'
nn
BB
c .c
c .c

1.4. Biểu diễn qua nồng độ phân số mol ta có K
x

K
x
=
12
12
12
12
n' n'
B' B'
nn
BB
X .X

X .X

2. Mối liên hệ giữa các hằng số cân bằng
K
p
= K
c
.
n
(RT)
Δ

K
p
= K
x
.
n
P
Δ

Nếu nΔ = 0 thì K
p
= K

c
= K
x
.
Với n
Δ =
(n ' n' ) (n n )
12 12
+
+−++

3. Phương trình đẳng nhiệt của phản ứng hoá học.

Δ G
0
pư
= - RT . ln K
p

K
p
=
0
p

u
-
RT
G
e
Δ

Phương trình đẳng nhiệt của Van’t Hoff

Δ G = Δ G
0
+ RT.lnP

= RT(lnP – lnK
p
)
với P =
12
12
12
12
n' n'
B' B'
nn
BB

p .p
p .p

4. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hằng số cân bằng
- Phương trình đẳng áp :

p
2
dlnK
H
dT RT
Δ

=