Bài Tập Nhiệt Động Lực Học Cơ Bản.pdf

HChemO Academy
Tổng ơn luyện tồn diện và về đích

Bài tập: Hố lý (10/8/2022)
Nội dung: Nhiệt động lực học

Câu 1
Tính nhiệt độ của ngọn lửa CO cháy trong hai trường hợp sau:
a) Cháy trong oxy khơng khí (20% oxygen và 80% nitrogen theo thể tích)
b) Cháy trong oxygen tinh khiết
Cho biết lượng oxygen vừa đủ cho phản ứng, nhiệt độ lúc đầu là 25oC.
Enthalpy cháy của CO ở 25oC và 1atm là 283 (kJ.mol-1). Nhiệt dung mol chuẩn của các chất như sau:
Cop (CO2, k) = 30,5 + 2.10-2T
Cop (N2, k) = 27,2 + 4,2.10-3T
Hướng dẫn giải
T

a) H

o
298

  (C PoCO  2C PoN )dT  0  T  2555K
2

2

298

T

b) H

o
298

  C PoCO dT  0  T  4098K
2

298

Câu 2
1) Tính biến thiên entropy của hệ, của mơi trường xung quanh và tổng entropy khi tăng thể tích từ 1,2L đến 4,6L
một mẫu khí Ar có khối lượng 14,6g tại 150C trong các điều kiện:
+ Giãn nở đẳng nhiệt thuận nghịch
+ Giãn nở đẳng nhiệt bất thuận nghịch với áp suất ngoài pex = 1atm
+ Giãn nở đoạn nhiệt thuận nghịch
2) 1 mol khí lý tưởng lưỡng nguyên tử ở trạng thái A tại 2 atm 600K được thực hiện chu trình thuận nghịch gồm
4 quá trình
+ Giãn nở đẳng áp
+ Giãn nở đoạn nhiệt
+ Nén đẳng nhiệt
+ Đun nóng đẳng tích
Biết rằng tại điểm C có nhiệt độ 500K và thể tích gấp đơi tại A
Xác định biến thiên nội năng cho quá trình giãn nở đoạn nhiệt (theo kJ)
Hướng dẫn giải
14, 6
 0,365(mol ).
1) Số mol Argon: nAr 
40
+ Quá trình giãn nở đẳng nhiệt thuận nghịch:  St  0.

 S  nR ln

vs
4, 6
 0,365.8,314 ln
 4, 078( J .K 1 )  S mt  0  4, 078  4, 078( J .K 1 )
vt
1, 2

+ Quá trình giãn nở đẳng nhiệt dưới pex  1(atm) : S  0,365.8,314ln
1

4, 6
 4, 078( J .K 1 )
1, 2


Có U  0; A  101325.(4,6  1, 2).103  344,505( J )  Q  0  (344,505)  344,505( J )

344,505
 1,196( J .K 1 )
288
 St  1,196  4, 078  2,882( J .K 1 )
 Qmt  Q  344,505( J )  S mt 

+ Quá trình giãn nở đoạn nhiệt thuận nghịch:  Q  0  dS  0  S  0.

St  0  Smt  0.
2) a) Quá trình giãn đoạn nhiệt thuận nghịch là quá trình B  C
pV

pV
V T
1 500 5
So sánh trạng thái tại A và C, ta có: A A  C C  pC  p A A C  2. .
 (atm)
TA
TC
VC TA
2 600 6

7
R
CP 2
Khí lý tưởng lưỡng nguyên tử, nên  

 1, 4
CV 5 R
2
Trong quá trình đoạn nhiệt thuận nghịch BC, ta có: T  P 1  const  TB PB 1  TC PC 1
11,4

p 
 TB  TC  C 
 pB 

1



 5  1,4

 
 500  6 
 642,1( K ).
2
 
 

5
 ABC  U  1. .8,314.(500  642,1)  2,953.103 ( J )  2,953(kJ )
2
b) Quá trình A  B (giãn đẳng áp thuận nghịch):
7
QAB  nCP T  1. .8,314.(642,1  600)  1225, 07( J )
2
5
U AB  nCV T  1. .8,314.(642,1  600)  875, 05( J )
2
 AAB  875,05  1225,07  320,02( J )
Quá trình B  C (giãn đoạn nhiệt thuận nghịch): QBC  0 và ABC  2953( J )
Quá trình C  D (nén đẳng nhiệt thuận nghịch): U  0
v
1
ACD  nRT ln s  1.8,314.500.ln  2881, 41( J )  QCD  2881, 41( J )
vtr
2
Q trình D  A (đun nóng đẳng tích thuận nghịch): ADA  0

5
QDA  nCV T  1. .8,314.(600  500)  2078,5( J )
2

A  320, 02  (2953)  2881, 41  0  391, 61( J ) 
391, 61

 0,1185.
Vậy: 
  
3303,57
Qthu  1225, 07  2078,5  3303,57( J )


Câu 3
Tính biến thiên entropy (∆S) trong q trình đơng đặc của benzene dưới áp suất 1atm đối với hai trường hợp sau:
a) Đông đặc ở nhiệt độ +5oC;
2


b) Đông đặc ở nhiệt độ -5oC;
Cho nhiệt độ đông đặc của benzene là +5oC, enthalpy nóng chảy ∆Hnc = 9,916 kJ mol-1, nhiệt dung Cp (benzen
lỏng) = 126,8 J mol-1 K-1, Cp (benzen rắn) = 122,6 J mol-1K-1.
Trong mỗi trường hợp, hãy sử dụng biến thiên entropy (với độ chính xác 2 số sau dấu phẩy) làm tiêu chuẩn để
xét chiều của quá trình và điều kiện cân bằng của hệ.
Hướng dẫn giải
o
a) Q trình hóa rắn của benzen tại nhiệt độ +5 C (đúng bằng nhiệt độ hóa rắn) là quá trịnh thuận nghịch và đẳng
nhiệt.
H dd  H nc  9,916kJ .mol 1
Biến thiên entropy trong quá trình đơng đặc này là:
H đđ 9916

 35, 67 (J/mol.K)

Sbenzene =
Tdd
278
Muốn xét chiều hướng của hệ theo biến thiên entropy, ta phải cô lập hệ, nghĩa là:
 S hệ cô lập =  Sbenzen +  Smôi trường
H benzen 9916

 35, 67 (J/mol.K)
 Smôi trường =
Tdd
278
 S hệ cô lập =  Sbenzen +  Smôi trường = -35,67 + 35,67 = 0

Vậy, q trình hóa rắn của benzen tại nhiệt độ + 5 oC là thuận nghịch và hệ đạt trạng thái cân bằng
b) Giữa benzen chậm đông đặc ở -5 oC và benzen rắn cũng ở -5 oC khơng có cân bằng nhiệt động. Vì vậy, q
trính đơng đặc này là một q trình khơng thuận nghịch. Muốn tính biên thiên entropy của hệ trong q trình này
người ta phải tưởng tượng ra các quá trình nhỏ thuận nghịch sau:
- Đun nóng thuận nghịch benzen lỏng từ -5 oC lên +5 oC.
- Làm đông đặc benzen lỏng ở +5 oC.
- Làm lạnh thuận nghịch benzen rắn từ +5 oC xuống -5 oC.
Có thể mơ tả các q trình trên theo sơ đồ sau:
C6H6 (l, -5 oC)

S = ?

C6H6 (r, -5 oC)

S1

S3

o

S2

C6H6 (r, +5 oC)

C6H6 (l, +5 C)
278

 S1 =

C

p ,C6H 6 ( l )

268

dT
278
 126,8ln
 4, 64  J .mol 1.K 1 
T
268

 S2 = -35,67 J/mol.K
268

 S3 =

C

p ,C6H 6 (r)

278

dT
268
 122, 6 ln
 4, 49
T
278

 J .mol

1

.K 1 

 Sbenzen =  S1 +  S2 +  S3 = 4,64 – 35,67 - 4,49 = -35,52 J/mol.K

Tương tự, ta tính biên thiên entanpy của chu trình
 Hđđ 268 =  H1 +  H2 +  H3 = C p ,C H (l) (278-268) + (- 9916) + C p ,C H

6 6

6 6

= ( C p ,C H

6 6

(l)

- C p ,C H

6 6

(r)

(r)

(268-278)

).10 - 9916 = (126,8-122,6).10 - 9916 = -9874 J/mol
3


Ta có
 Smơi trường =

H benzen 9874

 36,84 (J/mol.K)
Tdd
268

 S hệ cô lập =  Sbenzen +  Smôi trường = -35,52 + 36,84 = 1,32 J/mol.K

Kết quả  Shệ cơ lập > 0 nên đây là q trình tự diễn biến.

Câu 4
Thực nghiệm cho biết năng lượng liên kết, kí hiệu là E, (theo kJ.mol-1) của một số liên kết như sau:
Liên kết
O-H (alcohol) C=O (RCHO) C-H (alkane)
C-C (alkane)
E
437,6
705,2
412,6
331,5
Liên kết
C-O (alcohol) C-C (RCHO) C-H (RCHO)
H-H
E
332,8
350,3
415,5
430,5
0
a) Tính nhiệt phản ứng (H pư) của phản ứng: CH2(CHO)2 + 2H2  CH2(CH2OH)2 (1)
b) H0pư tính được ở trên liên hệ như thế nào với độ bền của liên kết hóa học trong chất tham gia và sản phẩm
của phản ứng (1)?
Hướng dẫn giải
a) H0pư =

m

n

ν E - ν E

i

i=1

i

j

j

j=1

i là liên kết thứ i trong chất đầu;  i là số mol liên kết i
j là liên kết thứ j trong chất cuối;  j là số mol liên kết j
H0pư = (2EC=O + 2EH-H + 2EC-H (RCHO) + 2EC-H (alkane) + 2EC-C (RCHO)) – (2EC-O + 2EO-H + 6EC-H (alkane) + 2EC-C (alkane)
= (2.705,2 + 2.430,5 + 2.415,5 + 2. 412,6 + 2.350,3) – (2.332,8 + 2.437,6 + 6.412,6 + 2.331,5) = 2 (705,2 + 430,5
+ 415,5 + 350,3) – 2 (332,8 + 437,6 + 2.412,6 + 331,5) = -51,2 (kJ)
b) Trong (1) chất đầu (CH2)(CHO)2 là chất chứa 2 liên kết π kém bền, chất cuối CH2(CH2OH)2 chỉ có liên kết
σ nên bền hơn. Như vậy phản ứng (1) chuyển hợp chất kém bền sang hợp chất bền hơn nên nhiệt phản ứng âm.
Kết quả tính được H0pư = -34,6 (kJ) là phù hợp.
Câu 5
Thả một viên nước đá có khối lượng 20gam ở -25oC vào 200 mL rượu Vodka - Hà Nội 39,5o (giả thiết chỉ chứa
nước và rượu) để ở nhiệt độ 25oC. Tính biến thiên entropy của quá trình thả viên nước đá vào rượu trên đến khi hệ
đạt cân bằng. Coi hệ được xét là cô lập.
Cho: R = 8,314 J.mol-1.K-1; khối lượng riêng của nước là 1g.ml-1 và của rượu là 0,8 g.ml-1; nhiệt dung đẳng áp của
nước đá là 37,66 J.mol-1.K-1, của nước lỏng là 75,31 J.mol-1.K-1 và của rượu là 113,00 J.mol-1.K-1. Nhiệt nóng chảy
của nước đá là 6,009 kJ.mol-1.
Hướng dẫn giải
o
Thành phần của rượu và nước trong rượu 39,5 là:

39,5 . 200
VC2H5OH =
= 79 (mL)  VH2O = 200 - 79 = 121 (mL)
100
 mC2H5OH = 79.0,8 =63,2 (g) và m H2O = 121.1 = 121 (g).
Khi thả viên nước đá vào hỗn hợp rượu, nhiệt tỏa ra của hỗn hợp rượu bằng đúng nhiệt thu vào của viên nước đá
thì hệ đạt cân bằng. Gọi nhiệt độ của hệ khi hệ đạt cân bằng là tcb (oC).
4


Quá trình thu nhiệt gồm 3 giai đoạn:
Q3
Q1
Q2
H 2 O (r) 
 H 2O (r) 
 H 2O (l) 
 H 2O (l)
-25 oC
0oC
0oC
tcb oC
20
20
20
. 37,66 . (0 - (-25)) +
. 6,009.103 +
. 75,31 . (t cb - 0)
Qthu = Q1 + Q2 + Q3 =
18

18
18
 Qthu = 7722,78 + 83,68.tcb
Mặt khác nhiệt tỏa ra của quá trình:
121
63, 2
.75,31.(25  t cb ) +
.113,00 .(25  t cb )
Qtỏa = Qtỏa của nước + Qtỏa của rượu =
18
46
 Qtỏa = 661,50.(25 – tcb)
Do Qtỏa = Qthu nên ta có: 7722,78 + 83,68. t cb = 661,50.(25 – tcb)  tcb = 11,83 (oC).
Biến thiên entropy của hệ ( ΔS hệ) bằng tổng biến thiên entropy viên nước đá từ -25 oC lên 11,83 oC ( ΔS nđ) và biến
thiên entropy hỗn hợp rượu nước từ 25oC xuống 11,83 oC ( ΔS hhr).
Biến thiên entropi của nước đá tăng từ - 25 oC đến 11,83 oC gồm 3 thành phần:
S3
S1
S2
H 2 O (r) 
H 2O (r) 
H 2O (l) 
H 2O (l)
-25 oC
Vậy ΔS nđ = ΔS1 + ΔS2 + ΔS3

0 oC

0 oC

tcb oC

Biến thiên entropy hỗn hợp rượu nước giảm từ 25 oC xuống 11,83 oC gồm 2 thành phần: ΔS hhr = ΔS nước + ΔS rượu

20
273
20 6,009.103 20
273 + 11,83
. 37,66.ln
+
.
+ .75,31.ln
= 32,03 (J.K-1)
 ΔS nđ =
18
273 - 25 18
273
18
273
121
273 + 11,83 63,2
273 + 11,83
.75,31.ln
+
.113,00.ln
= - 29,9 (J.K-1).
 ΔS hhr =
18
298
46

298
Vậy ΔS hệ = 32,03 – 29,9 = 2,13 (J.K-1)
Câu 6
Xét q trình hóa hơi 1 mol nước lỏng ở 25oC và 1 atm. Biết nhiệt hóa hơi của nước, nhiệt dung đẳng áp của hơi
nước và của nước lỏng lần lượt là:









∆Hhh (100oC, 1atm) = 40,668 (kJ.mol-1);  CP H Ll   75,31 J .K 1.mol 1 ;  CP H L k   33, 47 J .K 1.mol 1 .
2

2

Các dữ kiện trên được coi như có giá trị khơng đổi trong khoảng nhiệt độ khảo sát.
a) Tính ∆H, ∆S, ∆G của hệ trong q trình hóa hơi nói trên.
b) Dựa vào kết quả thu được, hãy cho biết q trình hóa hơi của nước có thể tự diễn ra hay khơng? Vì sao?
Hướng dẫn giải
Ta có thể phân chia q trình hóa hơi của nước ở 250C và 1atm làm 3 quá trình nhỏ thuận nghịch như sau :
+ Nâng đắng áp nước lỏng từ 298K lên 373K
+ Hóa hơi đẳng nhiệt đẳng áp nước lỏng ở 373K và 1atm
+ Hạ nhiệt độ hơi nước đẳng áp từ 373K xuống 298K.
Biểu diễn các quá trình trên theo sơ đồ sau:

5

Đối với quá trình (1)

H1  CP  H 2O l   373  298  75,31.75  5648, 25  J .mol 1 
S1  CP  H 2O l  ln

T2
373
 75,31ln
 16,906  J .mol 1.K 1 
T1
298

Đối với quá trình (2)
∆H2 = 40,668kJ/mol
H hh 40668
S2 

 109, 03  J .mol 1.K 1 
T
373
Đối với quá trình (3)

H3  CP  H 2O  k   298  373  33, 47  75  2510, 25  J .mol 1 

S3  CP  H 2O  k  ln

T2
298

 33, 47 ln
 7,513  J .mol 1K 1 
T1
373

Áp dụng định luật Hess đối với cả q trình ta có:
H  H1  H 2  H 3 = 40668 + 5648,25 + (-2510,25) = 43806 (J.mol-1)

S  S1  S3  S3 = 16,906 + 109,03 + (-7,513) = 118,423 J.mol-1.K-1
∆G = ∆H - T.∆S = 43806 – 298. 118,423 = 8516 J.mol-1 = 8,516 (kJ.mol-1)
b) Quá trình khảo sát là quá trình đẳng nhiệt đẳng áp (T = 298K, p=1atm) nên GT , P được sử dụng làm tiêu
chuẩn để đánh giá chiều của quá trình và cân bằng của hệ. Ở đây GT , P = 8,516kJ/mol > 0 nên q trình hố
hơi này là một q trình khơng thuận nghịch nhưng không thể tự diễn ra mà phải có sự tác động từ bên ngồi.
Câu 7
Ở điều kiện 250C và áp suất của hệ không đổi, tiến hành đốt cháy hoàn toàn 0,10 mol C8H18 bằng một lượng
oxygen vừa đủ. Sau phản ứng thu được H2O, CO và CO2 ở 3000C và toả ra môi trường một lượng nhiệt là 90,2
kcal.
a. Tính số mol mỗi khí CO và CO2
b. Nếu 90,2 kcal nhiệt toả ra trên được tận dụng hồn tồn vào mục đích đun sơi nước uống. Hãy tính khối
lượng nước có thể đun sơi được từ 250C đến 1000C. Cho các số liệu nhiệt động sau:
Chất
C8H18
CO
CO2
H2O(hơi)
H2O(lỏng)
0
-64,6
-26,41
-94,05

-57,79
…
H f (kcal/mol)
Nhiệt dung (CP)
cal/mol.K

…

5,97

8,96

5,92

18

Giả sử H 0f , Cp không thay đổi theo nhiệt độ. Cho nhiệt hoá hơi của nước bằng 548 cal/gam ở 373K.
Hướng dẫn giải
a) Phương trình phản ứng cháy là:
25
C8 H8  O 2  8CO 2  9H 2 O(h)
2
17
C8 H8  O 2  8CO  9H 2O(h)
2

(1)
(2)

0

0
H(1)
 x[8HCO
 9H0H2O  HC8H18 ]=-1207,9x(kcal)
2

6


0
0
H(2)
 (0,1  x)[8HCO
 9H0H2O  HC0 8H18 ]= - (0,1-x)666,8 (kcal)

(với x là số mol của C8H8 ở phương trình (1) và (0,1 – x) là số mol của C8H8 ở phương trình 2).
Nhiệt lượng cần dùng để chuyển các chất CO, CO2 và hơi nước từ 250C lên 3000C là:
H CO  C P (CO) t(0,1-x).8 = [1533,4 - 15334x] (cal)
H CO 2  C P (CO2 ) t.8x = 19712x (cal)

HCO  CP(H2(h) ) t.0,9 = 1465,2 (cal)
Lượng nhiệt phản ứng (1) và (2) toả ra bằng tổng nhiệt lượng cung cấp và toả ra môi trường, do đó có phương
trình: H0(1)  H0(2)  (H0CO  H0CO2  H0H2O(h)  90, 2)
Thế các giá trị vào được x = 0,0494, do đó số mol CO = 0,4048 mol và CO2 = 0,3952mol.
b) Ta có sơ đồ sau:
H(1) = H(2) +H(3) = Cp(l)t + H(h) = 18.75 + 548.18 = 11070 cal.mol-1
Suy ra khối lượng nước có thể đun sôi được là: mH2O

90, 2.103


.18  146, 7(gam)
11070

Câu 8
Thiêu nhiệt tiêu chuẩn của một chất được xác định bằng cách đo sự thay đổi nhiệt độ của nhiệt lượng kế khi đốt
cháy hồn tồn một lượng chất đó bằng oxygen.
1) Cho 0,542 gam isooctane vào một nhiệt lượng kế có thể tích khơng đổi, chứa 750 gam nước bao quanh buồng
phản ứng và nhiệt độ là 25,000oC. Nhiệt dung của nhiệt lượng kế (chưa kể nước) là 48 J.K-1. Sau khi isooctane
cháy hoàn toàn, nhiệt độ của nước xung quanh là 33,220oC. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4,184 J.g-1.K-1, hãy
tính U (biến thiên nội năng) của phản ứng đốt cháy 0,542 gam isooctane.
2) Hãy tính U0 của phản ứng đốt cháy 1 mol isooctane.
3) Hãy tính H0 của phản ứng đốt cháy 1 mol isooctane.
4) Hãy tính sinh nhiệt chuẩn của isooctane.
Biết sinh nhiệt chuẩn của CO2 (k) và H2O (l) tương ứng là -393,51 và -285,83 kJ.mol-1. Hằng số khí R =
8,314 J.K-1.mol-1.
Hướng dẫn giải
25
(a) C8 H18  l   O2  k   8CO2  k   9 H 2O  l  .
2
Nhiệt dung của nhiệt lượng kế và các chất bên trong: Cs = 48 + (750.4,184) = 3186 JK-1
Lượng nhiệt phóng thích ở thể tích khơng đổi bằng: QV = CS∆T = 26,19 (kJ).
Từ đó ta được: ∆Uo = -Qv = -26,19 (kJ).
114.26,19
 5509kJ .mol 1
(b) Xét một mol iso-octan cháy: U o 
0,542
(c) Biến đổi enthalpy (∆Ho) quan hệ với ∆Uo như sau:
∆Ho = ∆Uo + ∆nkhíRT = -5509 – 4,5.8,314.10-3.298,15 = -5520 kJ.mol-1.
(d) ∆Ho = 8∆Hof(CO2(k)) + 9∆Hof(H2O(l)) - ∆Hof(C8H18(l)) = -190kJ.mol-1
Câu 9

Zirconi là một kim loại chuyển tiếp màu trắng xám và bóng, tương tụ như Titan. Zirconi được sử dụng như một
tác nhân tạo hợp kim tốt do khả năng chống ăn mòn của nó. Nó khơng được tìm thấy như một kim loại trong tự
nhiên mà thu được chủ yếu từ khoáng vật zircon. Trong công nghiệp, từ năm 1945, người ta sử dụng phương
7


pháp Kroll của William Justin Kroll đề xuất để điều chế Zirconi nguyên chất. Phương pháp này có cơ sở dựa trên
phương trình sau:

 2MgCl  Zr
ZrCl  2Mg 

4 k 

l 

2 l 

r 

Phản ứng này được thực hiện ở 800 C trong mơi trường khí Argon (Ar) ở áp suất 1 atm. Các pha trong phản ứng
này khơng hịa lẫn vào nhau.
0

1) Thiết lập phương trình G0  f T  cho phản ứng.
2) Chứng minh rằng phản ứng là tự phát trong điều kiện công nghiệp ở 8000C và áp suất của ZrCl4 là 0,1
atm.
Cho biết:
0
1

1
Chất
H nc0 (kJ .mol 1 )
H th0 (kJ .mol 1 ) Tnc  K  Tth  K  S J .mol K
H S0 (kJ .mol 1 )
Zr (r)
ZrCl4(r)
Mg(r)
MgCl2(r)

0
-980
0
-641

106

604
923
981

39,0
181
32,68
89,59

9
43

Coi H 0 và S 0 là hằng số trong khoảng nhiệt độ khảo sát.

Hướng dẫn giải













1) H S0 MgCl2l   H S0 MgCl2 r   H nc0 MgCl2 r   641  43  598  kJ .mol 1  .







 Mg    H  Mg    H  Mg    9  kJ .mol 

H S0 ZrCl4 k   H S0 ZrCl4 r   H th0 ZrCl4 r   980  106  874  kJ .mol 1 
H S0

0
S

l

1

0
nc

r

r

Vậy H 0  2  598  874  2.9  340  kJ 









S 0 MgCl2l   S 0 MgCl2 r  
S

0

 ZrCl     S  ZrCl   
0

4 k





4 r





S 0 Mgl   S 0 Mg r  

H nc0
MgCl2 r   133, 42  J .mol 1K 1 
Tnc





H th0

ZrCl4 r   356,5  J .K 1.mol 1 
Tth





H nc0
Mg r   42, 43  J .K 1.mol 1 
Tnc





Vậy S 0  2 133, 42   39, 0  356,5  2  42, 43  135,5  J .K 1 
Từ đó G0  340  0,1355T  kJ 
2) G  G 0  RT ln Q  340  0,1355.1073  8,314.103.1073ln

1
 171, 07  kJ   0 nên phản ứng tự phát
0,1

Câu 10
Bước đầu tiên của phản ứng nhiệt phân toluene (methylbenzene) là sự bẻ gãy liên kết C6H5CH2-H. Năng lượng
hoạt hóa của q trình này chính là enthalpy phân ly của liên kết và được xác định là 378,4 kJ.mol-1.
1) Viết và cân bằng phản ứng cháy của toluene.
Giá trị elthalpy chuẩn của một số chất được cho dưới đây. Sử dụng các ký hiệu chuẩn hóa của IUPAC (f: sinh
ra; c: cháy; vap: hóa hơi; at: nguyên tử hóa)
8


 f H 0  CO2 , k , 298K 

-393,5 (kJ.mol-1)

 f H 0  H 2O, l , 298K 

-285,8 (kJ.mol-1)

c H 0  C7 H8 , l , 298K 

-3910,2 (kJ.mol-1)

vap H 0  C7 H8 , l , 298K 

+38,0 (kJ.mol-1)

at H 0  H 2 , k , 298K 

+436,0 (kJ.mol-1)

2) Tính  f H 0  C7 H8 , l , 298K 
3) Xác định  f H 0 đối với gốc benzyl C6 H 5CH 2 ở 298K.
Entropy hóa hơi chuẩn của toluene được xác định là 99,0 (J.mol-1.K-1)
4) Tính vap G 0 của toluene ở 298K. Trạng thái tồn tại cơ bản của toluene ở 298K là gì?
Tính nhiệt độ sơi của toluene.
5) Enthalpy tạo thành chuẩn của dibenzyl (1,2-diphenylethane) là 143,9 kJ.mol-1. Tính năng lượng phân ly
của liên kết C-C trung tâm trong dibenzyl.
Hướng dẫn giải
1) C7 H8  l   9O2  k   7CO2  k   4H 2O l 
2) Hc0  C7 H8 , l , 298K   7 f H 0 CO2 , k , 298K   4 f H 0  H 2O, l , 298K    f H 0 C7 H8 , l , 298K 
  f H 0  C7 H 8 , l , 298K   12,5  kJ .mol 1 

3) PhCH 2  H  k   PhCH 2  k   H   k 
H  H 0f  PhCH 2 , k , 298K   H 0f  H , k , 298K   H 0f  PhCH 3 , k , 298K 

 H 0f  PhCH 2 , k , 298K   H  H 0f  H , k , 298K   H 0f  PhCH 3 , k , 298K 

Trong đó:
H 0f  H , k , 298K  

1
H at0  H 2 , k , 298K 
2

H 0f  PhCH3 , k , 298K   H 0f  PhCH3 , l , 298K   vap H 0  PhCH3 , l , 298K 
Từ đó thay vào biểu thức, tính được kết quả H 0f  PhCH 2 , k , 298K 
4)  vap G 0   vap H 0  C7 H 8 , l , 298K   T  vap S 0  8,5  kJ .mol 1   0
Vậy trạng thái cơ bản của toluene ở 298K là trạng thái lỏng
5) PhCH 2  CH 2 Ph  k   2PhCH 2
H  2 f H 0  PhCH 2 , k , 298K    f H 0  PhCH 2  CH 2 Ph, k , 298K   277,9  kJ .mol 1 

9