Xây dựng hệ thống câu hỏi và bài tập phần “Nhiệt hoá học”dùng cho học sinh lớp chuyên Hoá học ở bậc THPT giúp học trò học tốt hơn và chuẩn bị tốt hơn cho các kỳ thi học sinh giỏi Hóa học cả về lý thuyết – bài tập – phương pháp giải, góp phần nâng cao chất

I. Mở đầu
Trong quá trình giảng dạy ở trờng phổ thông nhiệm vụ phát triển t duy cho học sinh
là nhiệm vụ rất quan trọng, đòi hỏi tiến hành đồng bộ ở các môn, trong đó Hóa học là môn
khoa học thực nghiệm đề cập đến nhiều vấn đề của khoa học, sẽ góp phần rèn luyện t duy
cho học sinh ở mọi góc độ đặc biệt là qua phần bài tập hóa học. Bài tập hóa học không
những có tác dụng rèn luyện kỹ năng vận dụng, đào sâu và mở rộng kiến thức đã học một
cách sinh động, phong phú mà còn thông qua đó để ôn tập, rèn luyện một số kỹ năng cần
thiết về hóa học, rèn luyện tính tích cực, tự lực, trí thông minh sáng tạo cho học sinh, giúp
học sinh hứng thú trong học tập. Qua bài tập hóa học giáo viên kiểm tra, đánh giá việc nắm
vững kiến thức và kỹ năng hóa học của học sinh.
Để giáo viên bồi dỡng học sinh khá, giỏi ở trờng chuyên dự thi học sinh giỏi cấp
Tỉnh và cấp Quốc gia đợc tốt thì nhu cầu cấp thiết là cần có một hệ thông câu hỏi và bài tập
cho tất cả các chuyên đề nh : cấu tạo chất, nhiệt hoá học, động hoá học, cân bằng hoá
học,
Vì vậy , trong quá trình giảng dạy đội tuyển học sinh giỏi Tỉnh và Quốc gia tôi đã su
tầm và tập hợp lại một số câu hỏi và bài tập theo một số chuyên đề , trong đó có phần dùng
để luyện tập cho học sinh phần Nhiệt hoá học
II. Mục đích của đề tài
Xây dựng hệ thống câu hỏi và bài tập phần Nhiệt hoá họcdùng cho học sinh lớp
chuyên Hoá học ở bậc THPT giúp học trò học tốt hơn và chuẩn bị tốt hơn cho các kỳ thi
học sinh giỏi Hóa học cả về lý thuyết bài tập phơng pháp giải, góp phần nâng cao
chất lợng giảng dạy và học tập môn Hóa học.
III. Nội dung
A- Cơ sở Lí thuyết :
Trớc khi đa ra hệ thống bài tập cho học trò luyện tập thì giáo viên cần phải yêu cầu
học trò nhớ lại một số khái niệm và nội dung lí thuyết cơ bản của phần Nhiệt hoá học nh
sau:
1) Khí lí tởng:
* Khí lí tởng là chất khí mà khoảng cách giữa các phân tử khí xa nhau, có thể bỏ qua tơng
tác giữa chúng.
* Với khí lí tởng thì có thể áp dụng :

- Phơng trình trạng thái: P.V = nRT (R = 8,314 J/mol.K = 0,082 l.atm/mol.K)
- Trong bình có hỗn hợp khí thì: P = P
i
=
V
n
i
.RT
còn
P
i
= N
i
.P = .P
n
i
n
i



2) Hệ và môi trờng:
- Hệ mở: hệ trao đổi chất và năng lợng với môi trờng.
- Hệ kín: Hệ chỉ trao đổi năng lợng với môi trờng.
- Hệ đoạn nhiệt: Hệ không trao đổi nhiệt với môi trờng.
- 1 -
* Quy ớc:
Hệ nhận năng lợng của môi trờng năng lợng mang dấu +
Hệ nhờng năng lợng cho môi trờng năng lợng mang dấu -
3) Biến đổi thuận nghịch:

Nếu hệ chuyển từ trạng thái cân bằng này sang trạng thái cân bằng khác một cách vô cùng
chậm qua liên tiếp các trạng thái cân bằng thì sự biến đổi này đợc gọi là thuận nghịch. Đây
là sự biến đổi lí tởng không có trong thực tế.
4) Sự biến đổi bất thuận nghịch: là sự biến đổi đợc tiến hành với vận tốc đáng
kể. Những phản ứng trong thực tế đều là biến đổi bất thuận nghịch.
5) Hàm trạng thái: là hàm mà giá trị của nó chỉ phụ thuộc vào các thông số trạng
thái của hệ, không phụ thuộc vào những sự biến đổi trớc đó.
Ví dụ: P.V = hàm trạng thái
P
1
.V
1
= n.RT
1
; P
2
.V
2
= n.R.T
2
6) Công (W) và nhiệt (Q)
- Là 2 hình thức trao đổi năng lợng.
- W, Q không phải là hàm trạng thái vì giá trị của chúng phụ thuộc vào cách biến đổi.
Ví dụ: Công của sự giãn nở khí lí tởng từ thể tích V
1
đến V
2
ở t
o
= const trong 1 xilanh kín

nhờ 1 pittông đợc tính bằng công thức:
W = -
dVP
n
.
2
1

(P
n
: áp suất bên ngoài)
* Nếu sự biến đổi là BTN thì P
n
= P
kq
= const
W
BTN
= - P
kq
.
dV

2
1
= - P
kq
. V = - P
kq
.(V

2
- V
1
)
* Nếu sự biến đổi là thuận nghịch: Giảm P
n
những lợng vô cùng bé để thể tích khí tăng
những lợng vô cùng bé. Khi đó P
n
mỗi lúc thực tế = P ở bên trong xi lanh = P
k
P
n
= P
k
= n.RT/V
W
TN
= -
dVP
n
.
2
1

= - nRT .

2
1
V

dV
= - nRT .ln
1
2
V
V
W
BTN
W
TN
* Các quá trình thuận nghịch sinh công lớn nhất khi hệ biến đổi từ trạng thái 1 sang trạng
thái 2. Lợng công này đúng bằng lợng công cần thiết đa hệ về trạng thái ban đầu một cách
thuận nghịch.
7) Nội năng U:
- U của một chất hay một hệ gồm động năng của các phần tử và thế năng tơng tác giữa các
phần tử trong hệ đó.
- U là đại lợng dung độ và là hàm trạng thái
- U của n mol khí lí tởng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ.
8) Nguyên lí I của nhiệt động học: (Sự biến đổi nội năng của hệ).
U = U
2
- U
1
= W + Q
- 2 -
- Đối với sự biến đổi vô cùng nhỏ: dU =
W
+
Q

(: Chỉ những hàm không phải là hàm trạng thái)
- Thờng gặp công đợc thực hiện chỉ do sự biến đổi thể tích nên:
W
= -P.dV
dU =
Q
= P .dV

dU
= Q -
dVP.
2
1

U = Q -
dVP.
2
1

* Nhiệt đẳng tích: Nếu hệ biến đổi ở V = const dV = 0
U = Q
V
Q
V
là 1 hàm trạng thái.
* Nhiệt đẳng áp: Nếu hệ biến đổi ở P = const thì:

dVP.
2
1

= P .
dV

2
1
= P. V
2
- P. V
1
U = U
2
- U
1
= Q
P
- P. V
2
+ P .V
1
Q
P
= (U
2
+ P.V
2
) - (U
1
+ P .V
1

)
Đặt U + P.V = H = entanpi = hàm trạng thái
Q
P
= H
2
- H
1
= H = sự biến thiên entanpi của hệ.
* Nhiệt phản ứng:
Xét 1 hệ kín trong đó có phản ứng: aA + bB cC + dD
Nhiệt phản ứng của phản ứng này là nhiệt lợng trao đổi với môi trờng khi a mol A phản ứng
với b mol B tạo ra c mol C và d mol D ở T = const.
- Nếu phản ứng đợc thực hiện ở P = const thì nhiệt phản ứng đợc gọi là nhiệt phản ứng đẳng
áp Q
P
= H
- Nếu phản ứng đợc thực hiện ở V = const thì nhiệt phản ứng đợc gọi là nhiệt phản ứng
đẳng tích Q
V
=U
* Quan hệ giữa Q
P
và Q
V
Q
P
= H = (U + PV)P = U + P. V H = U + P . V = U + n .RT
Q
P

= QV + n .RT ( n = n
khí sp
- n
khí p
)
Khi n = 0 Q
P
= Q
V
hay H = U
U = Q
V
= n .C
V
. T


H = Q
P
= n .C
P
. T


* Nhiệt dung mol đẳng áp (C
P
) là nhiệt lợng cần cung cấp để làm 1 mol chất nóng thêm 1
o
trong điều kiện đẳng áp (mà trong quá trình không có sự biến đổi trạng thái).
* Tơng tự với C

V
: H =

2
1
.
T
T
P
dTC
; U =

2
1
.
T
T
T
dTC
C
P
, C
V
là hàm của nhiệt độ.
Với 1 mol khí lí tởng: C
P
=
T
H

; C
V
=
T
U



- 3 -
Mà U = H - P. V C
P
=
T
H


=
T
U


+
T
VP

.
= C
V
+ R

Q, W: Không phải là hàm trạng thái
Q
V
=

U; Q
P
=

H

Q
V
, Q
P
là hàm trạng thái

chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và
trạng thái cuối của hệ mà không phụ thuộc vào quá trình biến đổi là thuận nghịch hay
không thuận nghịch.
9) Định luật Hess: H (U) của 1 quá trình chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và trạng
thái cuối của hệ mà không phụ thuộc vào đờng đi.
Hp = Hs (sản phẩm) - Hs (chất đầu) = Hc (chất đầu) - Hc (sản phẩm)
10) Định luật Kirchhoff:




n
1

A + n
2
B n
3
C + n
4
D
T
2
H
2
H
a
H
b

n
1
A + n
2
B n
3
C + n
4
D
T
1
H
1
Theo định luật Hess: H

2
= H
a
+ H
1
+ H
b
Mà:
H
a
=

+
2
1
) (
21
T
T
PP
dTCnCn
bA
= -

+
2
1
) (
21
T

T
PP
dTCnCn
BA
H
b
=

+
2
1
) (
43
T
T
PP
dTCnCn
DC

H
2
= H
1
+

++
2
1
)].() [(
2143

T
T
PPPP
dTCnCnCnCn
BADC
= H
1
+


2
1
.
T
T
P
dTC
- H
1
thờng đợc xác định ở điều kiện chuẩn: H
o
T
= H
o
298
+


T
o

P
dTC
298
.
Với C
o
P
= C
o
P
(sp) - C
o
P
(tham gia)
C
o
P
là nhiệt dung mol đẳng áp ở điều kiện chuẩn (1atm).
- Trong khoảng hẹp của nhiệt độ có thể coi C
o
P
= const
Thì: H
2
= H
1
+ C
P
.(T
2

-T
1
)
H
o
T
= H
o
298
+ C
o
P
(T - 298)
11) Entropi (S)
- 4 -
- Trong sự biến đổi thuận nghịch vô cùng nhỏ ở T = const hệ trao đổi với môi trờng một l-
ợng nhiệt Q
TN
thì sự biến thiên entropi trong quá trình này là: d
S
=
T
Q
TN

S là hàm trạng thái (J/mol.K)
- Nếu sự biến đổi là bất thuận nghịch thì d
S
>
T

Q
TN

- Vì là hàm trạng thái nên khi chuyên từ trạng thái 1 sang trạng thái 2 bằng biến thiên thuận
nghịch hay bất thuận nghịch thì S
2
- S
1
= S =

2
1
T
Q
TN

(S
TN
= S
BTN
)
12) Nguyên lí II của nhiệt động học:
dS
T
Q

- Trong hệ cô lập Q = 0. nên:
+ dS = 0: trong hệ cô lập entropi của hệ không đổi nếu xảy ra quá trình thuận nghịch.
+ dS > 0 : trong hệ cô lập, quá trình tự xảy ra (BTN) theo chiều tăng entropi của hệ và tăng
cho tới khi đạt giá trị max thì hệ sẽ đạt trạng thái cân bằng.

* Entropi là thớc đo độ hỗn độn của hệ: Độ hỗn độn của 1 hệ hay 1 chất càng lớn khi hệ
hay chất đó gồm những hạt và sự dao động của các hạt càng mạnh (khi liên kết giữa các hạt
càng yếu).
VD: S < S < S
S < S < S
H
2
(k)
O
2
(k) O
3
(k)
H
2
O(r)
H
2
O (l)
H
2
O (h)
S là 1 đại lợng dung độ.
13) Sự biến thiên S trong quá trình biến đổi trạng thái của
chất:
Khi chất nguyên chất nóng chảy hoặc sôi ở P = const thì:
T = const S =

2
1

T
Q

=
T
H
H = nhiệt biến thiên trạng thái = L
n/c
hoặc L
h
14) S trong quá trình giãn nở đẳng nhiệt khí lí tởng:
Xét n mol khí lí tởng giãn nở thể tích từ V
1
V
2
ở t
o
= const. Vì nội năng của khí lí tởng
chỉ phụ thuộc nhiệt độ nên trong sự biến đổi này:
U = Q
TN
+ W
TN
= Q
BTN
+ W
BTN
= 0
- 5 -
Q

TN
= - W
TN
= nRT. ln
1
2
V
V
( = -(- P. V) =
dV
V
nRT
.
2
1

).
T = const S =
T
Q
TN
= nRln
1
2
V
V
= n.R.ln
2
1
P

P
15) Sự biến thiên entropi của chất nguyên chất theo nhiệt độ.
- Quá trình P = const: Đun nóng 1 chất nguyên chất từ T
1
T
2
, không có sự chuyển pha:
S =

2
1
T
T
TN
T
Q

Với Q = Q
P
= dH = n.C
P
.dT
S =
T
dT
Cn
T
T
P

2
1

* Trong khoảng nhiệt độ hẹp, coi C
P
= const S = n.C
P
.ln
1
2
T
T
- Quá trình: V = const S = n .C
V
.ln
1
2
T
T
16) Entropi tuyệt đối
* Nguyên lí III của nhiệt động học:
- Entropi của chất nguyên chất dới dạng tinh thể hoàn chỉnh ở 0(K) bằng 0: S
(T = 0)
= 0
* Xuất phát từ tiên đề trên ta có thể tính đợc entropi tuyệt đối của các chất ở các nhiệt độ
khác nhau.
VD: Tính S của 1 chất ở nhiệt độ T nào đó, ta hình dung chất đó đợc đun nóng từ 0(K)
T(K) xét ở P=const. Nếu trong quá trình đun nóng có sự chuyển pha thì:
S = S
T

- S
(T = 0)
= S
T
=

=

5
1i
i
S
S
T
=
T
dT
Cn
T
L
n
T
dT
Cn
T
L
n
T
dT
Cn

T
T
hP
S
S
T
T
lP
nc
nc
T
rP
S
S
nc
nc

)()(
0
)(
1

++++
Giá trị entropi đợc xác định ở P = 1 atm = const và ở nhiệt độ T nào đó đợc
gọi là giá trị entropi chuẩn, kí hiệu là S
0
T
, thờng T = 298K S
0
298

17) Sự biến thiên entropi trong phản ứng hoá học:
+ Khi phản ứng thực hiện ở P = const, T = const thì: S = S(sp) - S(t/g)
+ Nếu ở điều kiện chuẩn và 25
0
C thì: S
0
298
= S
0
298
(sp) - S
0
298
(t/g)
+ Vì S của chất khí >> chất rắn, lỏng nên nếu số mol khí sản phẩm (sp) > số mol
khí tham gia thì S > 0 và ngợc lại. Còn trong trờng hợp số mol khí ở 2 vế
bằng nhau hoặc phản ứng không có chất khí thì S có giá trị nhỏ.
18) Thế nhiệt động
- 6 -
Scô lập = S hệ + S mt 0
a)Thế đẳng áp G:
Xét hệ xảy ra sự biến đổi ở P, T đều không đổi trong quá trình này môi trờng nhận của hệ
một nhiệt lợng H
mt
do hệ toả ra H
mt
= - H
hệ
= - H
S

mt
= -
T
H
+ Điều kiện tự diễn biến của hệ:
S
cô lập
= S
hệ
-
T
H
> 0 H T. S < 0
+ Hệ ở trạng thái cân bằng khi H T. S = 0
+ Đặt G = H TS ở nhiệt độ, P không đổi thì quá trình xảy ra theo chiều có
G = H T. S < 0
Và đạt tới trạng thái cân bằng khi G = 0.
b) Thế đẳng tích: (Năng lợng Helmholtz)
Nếu hệ biến đổi ở điều kiện T, V không đổi nhiệt đẳng tích mà môi trờng nhận của các
hệ là U
mt
S
mt
= -
T
U
mt

điều kiện tự diến biến của hệ trong quá trình đẳng nhiệt, đẳng tích là
F = U T. S < 0

Và đạt trạng thái cân bằng khi F = 0
Trong đó : F = U TS
Vì H = U + PV G = H TS = U TS + PV G = F + PV
+ Đối với quá trình T,P = const G = Wmax
+ Đối với quá trình T, V = const S = Wmax
Tóm lại :
* Quá trình đẳng áp: P = const
- Công: WP = - P.dV = -n.R.dT WP = - P. V = - nRT
- Nhiệt: QP = dH = n.
P
C
.dT QP = H = n.
dTC
T
T
P
.
2
1


- Nội năng: dU = Q + W U = H P. V = H n.R. T
- Entropi: dS
T
Q
TN

S

2

1
T
Q
TN

S
TN
=
T
dT
Cn
T
T
P

2
1

=
TdCn
T
T
P
ln
2
1

Nếu
P
C

= const S
TN
= n.
P
C
.ln
1
2
T
T
- 7 -
* Quá trình đẳng tích:
- Công: W
V
= - P.dV = 0 W
V
= 0
- Nhiệt: Q
V
= dU
V
= n.
V
C
.dT Q
V
= U
V
=
dTnC

T
T
V

2
1

Nếu
V
C
= const Q
V
= n.
V
C
.T
- Nội năng: U
V
= Q
V
+ W
- Entropi: S
T
Q
V
=
=

T
dT

Cn
T
T
V

2
1
TdCn
T
T
V
ln
2
1

S n.
V
C
.ln
1
2
T
T
(
V
C
= const)
- Entanpi: H = U + PV dH = dU + P.dV + V.dP = dU + V.dP (dV = 0)
H = U + V . P
* Quá trình đẳng nhiệt:

- Công: W
T
= - PdV = -
dV
V
nRT
.
W
T
= -
1
2
2
1
1
2
lnlnln
2
1
P
P
nRT
V
V
nRT
V
V
nRT
V
dV

RTn
V
V
===

- Nhiệt: U
T
= Q
T
+ W
T
= 0 Q
T
= - W
T
= nRT ln
1
2
V
V
- Nội năng: U
T
= 0
- Entanpi: H
T
= U
T
+ (PV)
T
= U

T
+ nR. T = 0
- Entropi: S
TN
=
nc
ncTN
T
L
T
Q
=
hoặc =
S
h
T
L
* Với quá trình dãn nở khí lí tởng thuận nghịch
S =
=

=
T
WU
T
Q
TN
+

T

dT
Cn
V
T
T

2
1
dV
V
nRT
V
V

2
1
Nếu C
V
= const S = n.
1
2
ln
T
T
C
V
+ nRT ln
1
2
V

V
Vì T = const S = nRT ln
1
2
V
V
= nRT.ln
2
1
P
P
* Quá trình đoạn nhiệt:
- Nhiệt: Q = 0
- Nội năng và công: dU = Q + W = W = -PdV =
T
dT
Cn
V
T
T

2
1

+Quá trình bất thuận nghịch:
dU
BTN
= W
BTN
= -P

ng
.dV = -P
2
.dV
- 8 -
U
BTN
= W
BTN
= -P
ng
.(V
2
V
1
) = n.C
V
. T
* PT Poisson: (Dùng cho quá trình thuận nghịch)
T .
1

V
= const
P.V

= const

V
P

C
C
=

* W
BTN
= -P
2
(V
2
V
1
) = - P
2
.(
)()
12
1
1
2
2
TTnC
P
nRT
P
nRT
V
=
T
2

U = W = V
2
* Quá trình thuận nghịch: W = U = n.C
V
(T
2
- T
1
)
T
1
. V
1
1


= T
2
. V
1
2


T
2
= T
1
.(
2
1

V
V
)

-1
- Entanpi: H = n .C
P
(T
2
T
1
)
- Entropi: S
TN
=
T
Q
TN
= 0
* G = H TS = U + PV TS
=








P

T
G
- S ;
=








T
P
G
- V
Với phản ứng oxi hoá khử có thể diễn ra trong pin điện: G = - nEF
dT
Gd
= - nF.
dT
dE
= - S S = nF.
dT
dE
H = G + T. S = nF( T.
dT
dE
- E)
19) ý nghĩa vật lí của G:

G = H TS = U + PV TS
dG = dU + P.dV + V.dP T.dS SdT = (W + Q) + PdV + VdP T.dS SdT
Vì W = W + (-PdV)
Q T.dS dG W + VdP SdT
Dấu = ứng với quá trình thuận nghịch và công lớn nhất.
dG = W
max
+ VdP SdT
* Đối với quá trình đẳng nhiệt, đẳng áp dP = dT = 0
dG
T,P
= W
max
G = W
max
* Đối với quá trình BTN: W giảm; Q tăng khi hoàn toàn BTN W = 0
20) Một số tính chất của hàm G:
dG = V.dP SdT ( coi W = 0)
- 9 -
a) Sự phụ thuộc của G vào T:
- Khi P = const
P
T
G

= - S
P
T
G








= - S
G = H T. S = H + T.
P
T
G








T.
P
T

G








- G = -H
22
.
T
H
T
G
T
G
T
P

=

2
T
H
T
T
G
P

=










dT
T
H
T
G
d
T
T
T

G
T
G
T
T

2
1
2
2
1
2
1


=




dT
T
G
T
G
T
G
T
T
TT

.
2
1
12
2
12


=

=

Nếu coi H
o
không phụ thuộc vào nhiệt độ thì:








=

298
11
298
298
T

H
G
T
G
o
o
T
b) Sự phụ thuộc vào P:
Khi T = const
V
P
G
T
=









( ) ( )

==
2
1
1
2

1
2

2
1
P
P
PT
P
P
PT
dPVGGdPVdG
- Với chất rắn, lỏng coi V = const khi P biến thiên (trừ miền áp suất lớn) thì:
( ) ( )
)(
12
12
PPVGG
PTPT
+=
- Với chất khí lí tởng V =
P
nRT


( ) ( )
1
2
ln.
12

P
P
nRTGG
PTPT
+=
Nếu áp suất bình thờng: P
1
= P
o
= 1bar (1 atm) G
T(P)
= G
o
T
+ nRT.lnP
(P tính bằng bar (atm)).
21) Tính G của một số quá trình:
a) Giãn nén đẳng nhiệt khí lí tởng
G = nRT.ln
1
2
P
P
= nRT.ln
2
1
V
V
b) Trộn lẫn đẳng nhiệt, đẳng áp 2 khí lí tởng:
G = n

A
.RTlnx
A
+ n
B
.RTlnx
B
c) Quá trình chuyển pha thuận nghịch (tại nhiệt độ chuyển pha): G
cf
= 0
d) Quá trình chuyển pha thuận nghịch ở T T
cf
Nguyên tắc: áp dụng chu trình nhiệt động. Vì G là hàm trạng thái nên G chỉ phụ thuộc
trạng thái đầu, trạng thái cuối, không phụ thuộc vào quá trình biến thiên.
e) G của phản ứng hoá học: G
o
p
= G
o
S(sản phẩm)
- G
o
S(tham gia)
b - Hệ thống các câu hỏi và bài tập phần Nhiệt hóa học :
- 10 -
Bài 1:
Cho 100 g N
2
ở 0
o

C, 1atm. Tính Q, W, U, H trong các biến đổi sau đây đợc tiến
hành thuận nghịch nhiệt động:
a) Nung nóng đẳng tích tới P = 1,5atm.
b) Giãn đẳng áp tới V = 2V ban đầu.
c) Giãn đẳng nhiệt tới V = 200l
d) Giãn đoạn nhiệt tới V = 200l
Chấp nhận rằng N
2
là khí lí tởng và nhiệt dung đẳng áp không đổi trong quá trình thí
nghiệm và bằng 29,1J/mol.K
Giải
a) V = const W =

= 0.dVP
U = QV = n
V
C
.T = (
P
C
- R).(T
2
T
1
) .n
= (
P
C
- R).(
1

2
P
P
-1).T
1
.n = (29,1 - 8,314).(
)1
1
5,1

.273,15 = 14194,04(J)
b) V
o
=
)(804,22.
28
100
l=
V= 2V
o
= 160 (l)
W = -P. V = -1(160 80) = -80 (l.at) = -80 .101,33 = -8106,4(J)
Q
P
= H =
P
C
.n .T =

11
1
2
1,29.
28
100
TT
V
V
= 29,1.
28
100
(2.273,15 273,15) = 28388,1(J)
U = Q + W = 28388,1 = 8106,4 = 20281,7(J)
c) T = const U = 0; H = 0
W = -

2
1
.
V
dV
nRT

= - nRT.ln
1
2
V
V
W = -
28
100
.8,314 .273,15.ln
80
200
= -7431,67(J)
U = Q + W = 0 Q = -W = 7431,67(J)
d) Q = 0 (S = const)
Theo PT poisson: T
1
. V
1
1


= T
2
. V
1
2


T
2

= T
1
.(
2
1
V
V
)

-1
Với
4,1
314,81,29
1,29


=
+
==
P
P
V
P
CR
C
C
C

W = U = n.
V

C
(T
2
T
1
) =
28
100
(29,1-8,314).(189,33 -273,15) = 6222,4(J)
H = n
P
C
.T =
28
100
.29,1(189,33 273,15) = - 8711,3(J)
Bài 2:
- 11 -
Tính
o
S
H
298,

của Cl
-
(aq)
. Biết:
(a):
2

1
H
2
+
2
1
Cl
2(k)
HCl
(k)

o
S
H
298,

= -92,2(kJ)
(b): HCl
(k)
+ aq H
+
(aq)
+ Cl
-
(aq)

o
S
H
298,

= -75,13(kJ)
(c):
2
1
H
2
+ aq H
+
(aq)
+ e
o
S
H
298,

= 0
Giải:
Lấy (a) + (b) (c) :
2
1
Cl
2
+ e + aq = Cl
-
(aq)

o
S
H

298,

= - 167,33(kJ)
Bài 3:
Tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng:
3Fe(NO
3
)
2(aq)
+ 4HNO
3(aq)
3Fe(NO
3
)
3(aq)
+ NO
(k)
+ 2H
2
O (l)
Diễn ra trong nớc ở 25
o
C. Cho biết:
Fe
2+
(aq)
Fe
3+
(aq)
NO

3
-
(aq)
NO
(k)
H
2
O
(l)
o
S
H
298,

(kJ/mol) -87,86 - 47,7 -206,57 90,25 -285,6
Giải:
Phơng trình ion của phản ứng:
3Fe
2+
(aq)
+ 4H
+
(aq)
+ NO
3
-
(aq)
3Fe
3+
(aq)

+ NO
(k)
+ 2H
2
O
(l)
H=3.
o
S
H
298,

(Fe
3+
,aq
)+
o
S
H
298,

(NO)+2.
o
S
H
298,

(H
2
O

(l)
)3.
o
S
H
298,

(Fe
2+
,aq
)-
o
S
H
298,

(NO
3
-
, aq
)
= 3.(-47,7) + 90,25 + 2.(-285,6) + 3.87,6 + 206,57 = -153,9(kJ)
Bài 4:
1) So sánh H, U của các phản ứng: C
n
H
2n
+ H
2
C

n
H
2n+2
2) Khi đốt cháy hoàn toàn 2 anome và của D glucozơ mỗi thứ 1 mol ở áp
suất không đổi, ngời ta đo đợc hiệu ứng nhiệt của các phản ứng ở 500K lần lợt bằng:
-2790,0kJ và - 2805,1kJ
a) Tính U đối với mỗi phản ứng.
b) Trong 2 dạng glucozơ, dạng nào bền hơn?
Giải:
1) H = U + P. V = U + n.RT
Phản ứng trên có: n = 1-2 = -1 H = U RT H < U
2) C
6
H
12
O
6
+ 6O
2
6CO
2
+ 6H
2
O
U
(

)
= H
(

)
- n.RT = - 2799 6.8,314.10
-3
.500 = -2824(kJ)
- 12 -
U
(

)
= H
(

)
- n.RT = - 2805,1 6.8,314.10
-3
.500 = -2830 (kJ)
o
H


= 6.
o
COS
H
)(
2

+ 6.
o

OHS
H
)(
2

-
o
S
H
)(


o
H


= 6.
o
COS
H
)(
2

+ 6.
o
OHS
H
)(
2

-
o
S
H
)(



o
S
H
)(


-
o
S
H
)(


=
o
H


-
o
H

= -2805,1 + 2799 = -6,1(kJ)

o
S
H
)(


<
o
S
H
)(


Dạng - glucozơ có
o
S
H
nhỏ hơn nên bền hơn.
Bài 5:
1) Thế nào là entanpi sinh của đơn chất? Tính
o
OS
H
)(
3

và

o
kimcuongS
H
)(

và dự đoán
hoạt tính hoá học của chúng từ các dự kiện sau:
(a): C
than chì
+ O
2(k)
CO
2(k)

o
H
298

= -393,14(kJ)
(b): C
kim cơng
+ O
2(k)
CO
2(k)

o
H
298

= -395,03(kJ)
(c): 3As
2
O
3 (r)
+ 3O
2(k)
3As
2
O
5(r)

o
H
298

= -811,34(kJ)
(d): 3As
2
O
3

(r)
+ 2O
3(k)
3As
2
O
5(r)

o
H
298

= -1090,98(kJ)
2) Từ kết quả trên và các dữ kiện sau:
H
(O O)
tính từ O
2
= - 493,24kJ/mol; H
(O O)
tính từ H
2
O
2
= - 137,94kJ/mol
Chứng minh rằng: Không thể gán cho O
3
cấu trúc vòng kín.
Giải:
1)- Entanpi sinh của các đơn chất bền ở điều kiện chuẩn = 0
- Đối với những nguyên tố có nhiều dạng thù hình thì khi chuyển từ dạng này sang dạng
khác bao giờ cũng kèm theo 1 hiệu ứng nhiệt. Hiệu ứng nhiệt của quá trình hình thành đơn
chất (dạng thù hình kém bền) từ dạng thù hình bền ở điều kiện nhất định đợc coi là nhiệt
sinh của đơn chất trong những điều kiện đó.

o
S
H

của O
3
và kim cơng là hiệu ứng nhiệt quy về điều kiện chuẩn của các quá trình:

2
3
O
2
O
3(k) ;
C
than chì
C
kim cơng
- Lấy (a) (b):
C
than chì
C
kim cơng

o
kcS
H
)(

= 1,89 kJ/mol
- Lấy (c) - (d):

2
3

O
2(k)
O
3(k)

o
OS
H
)(
3

= 139,82 kJ/mol
2) Nếu coi O
3
có cấu trúc vòng kín:

o
OS
H
)(
3

=
o
Olk
H
)(
3

-

2
3
o
Olk
H
)(
2


= 3.(-137,94) -
2
3
.(- 493,24) = 326,04 (kJ/mol) > 139,82(kJ/mol)
- 13 -
O
3
có cấu trúc vòng kín rất không bền cấu trúc này không chấp nhận đợc.
Bài 6:
Entanpi sinh tiêu chuẩn của CH
4(k)
và C
2
H
6(k)
lần lợt bằng -74,80 và -84,60 kJ/mol.
Tính entanpi tiêu chuẩn của C
4
H
10

(k)
. Biện luận về kết quả thu đợc. Cho biết entanpi thăng
hoa của than chì và năng lợng liên kết H- H lần lợt bằng: 710,6 và - 431,65 kJ/mol.
Giải:
* (1) C
than chì
+ 2H
2 (k)
CH
4(k)

o
CHS
H
4
,

=-74,8kJ
(2) C
than chì
C
(k)

o
th
H
= 710,6 kJ
(3) H
2 (k)
2H

(k)

lk
H
= 431,65 kJ
Lấy (1) [(2) + 2.(3)] ta đợc:
C
(k)
+ 4H
(k)
CH
4(k)

o
CHtungS
H
4
,/,

= -1648,7(kJ/mol)
Năng lợng liên kết trung bình của liên kết C H là:
4
1
(-1648,7) = - 412,175 (J/mol).
* (4) 2C
than chì
+ 3H
2
C
2

H
6(k)

o
KHCS
H
),(
62

= -84,6 (kJ/mol)
Lấy (4) [2 .(2) + 3.(3)] ta đợc:
2C
(k)
+ 6H
(k)
C
2
H
6

(k)

o
HCtungS
H
6
2
,/,

= -2800,75 (kJ/mol)

Coi E
C H
trong CH
4
và C
2
H
6
nh nhau thì:
E
C- C
= =1800,75 6(- 412,175) = -327,7(kJ/mol)
* Coi E
C-H
; E
C- C
trong các chất CH
4
, C
2
H
6
, C
4
H
10
đều nh nhau thì:
o
HCtungS
H

10
4
,/,

= 3. E
C- C
+ 10.E
C- H
= 3.(- 327,7) + 10( -412,75) = -5110,6 (kJ/mol)
* (5) 4C
(k)
+ 10 H
(k)
C
4
H
10

(k)

o
HCtungS
H
10
4
,/,

= -5110,6 (kJ/mol)
Lấy (2). 4 + (3).5 + (5) ta đợc:
4Cthan chì

+ 5H
2(k)
C
4
H
10(k)

o
HCS
H
10
4
,

= -109,95(kJ/mol)
* Kết quả thu đợc chỉ là gần đúng do đã coi E
lk(C C)
, E
lk(C- H)
trong mọi trờng hợp là nh nhau.
Và vì vậy sẽ không tính rõ đợc
o
S
H
của các đồng phân khác nhau.
Bài 7:
Tính H
o
của các phản ứng sau:
1) Fe

2
O
3(r)
+ 2Al
(r)
2Fe
(r)
+ Al
2
O
3(r)
( 1)
Cho biết
o
OFeS
r
H
)(32
,

= -822,2 kJ/mol;
o
OAlS
r
H
)(32
,

= -1676 (kJ/mol)
2) S

(r)
+
2
3
O
2(k)
SO
3(k)
(2)
- 14 -
Biết (3) : S
(r)
+ O
2(k)
SO
2(k)

o
H
298

= -296,6 kJ
(4): 2SO
2(k)
+ O
2(k)
2SO
3(k)

o

H
298

= -195,96 kJ
Từ kết quả thu đợc và khả năng diễn biến thực tế của 2 phản ứng trên có thể rút ra kết luận
gì?
Giải:
1)
o
pu
H
)1(

=
o
OAlS
r
H
)(32
,

-
o
OFeS
r
H
)(32
,

= -1676 + 822,2 = - 853,8(kJ)

2)
o
pu
H
)2(

=
o
pu
H
)3(

+
2
1
o
pu
H
)4(

= -296,6 -
2
1
.195,96 = -394,58 (kJ)
KL: Hai phản ứng (1), (2) đều toả nhiệt mạnh. Song trên thực tế 2 phản ứng đó không tự
xảy ra. Nh vậy, chỉ dựa vào H không đủ để khẳng định chiều của 1 quá trình hoá học (tuy
nhiên trong nhiều trờng hợp, dự đoán theo tiêu chuẩn này là đúng).
Bài 8:
1) Tính hiệu ứng nhiệt đẳng tích tiêu chuẩn của các phản ứng sau ở 25
o

C.
a) Fe
2
O
3(r)
+ 3CO
(k)
2Fe
(r)
+ 3CO
2(k)

o
H
298

= 28,17 (kJ)
b) C
than chì
+ O
2(k)
CO
2 (k)

o
H
298

= -393,1(kJ)
c) Zn

(r)
+ S
(r)
ZnS
(r)

o
H
298

= -202,9(kJ)
d) 2SO
2(k)
+ O
2(k)
2SO
3(k)

o
H
298

= -195,96 (kJ)
2) Khi cho 32,69g Zn tác dụng với dung dịch H
2
SO
4
loãng d trong bom nhiệt lợng kế
ở 25
o

C, ngời ta thấy có thoát ra một nhiệt lợng là 71,48 kJ. Tính hiệu ứng nhiệt ở nhiệt độ
đó. Cho Zn = 65,38
Giải:
1) H = U + n.RT
Do các phản ứng a), b), c) có n = 0 nên U
o
= H
o
Phản ứng d): U
o
= H
o
- n.RT = -195,96 + 1.8,314. 298,15. 10
-3
= -193,5 (kJ)
2) Zn
(r)
+ H
2
SO
4

(dd)
H
2(k)
+ ZnSO
4(dd)
Trong bom nhiệt lợng kế có V = const.
U = - 71,48.
38,65/69,32

1
= -142,96 (kJ/mol)
H = U + n.RT = - 142,96 + 1. 8,314 .298,15 .10
-3
= - 140,5 (kJ/mol)
Bài 9:
Tính H
o
của phản ứng tổng hợp 1 mol adenine C
5
H
5
N
5(r)
từ 5 mol HCN
(k)
.
Cho biết
o
kCHS
H
),,
4

= - 74,8 (kJ/mol);
o
kNHS
H
,,
3

= -46,1kJ/mol;
o
radeninS
H
)(,

= 91,1 kJ/mol
- 15 -
Vµ CH
4(k)
+ NH
3(k)
→HCN
(k)
+ 3H
2(k)
∆H
o
= 251,2 kJ.mol
-1
Gi¶i:
(a) : C
gr
+ 2H
2(k)
→ CH
4

o

kCHS
H
),,
4
∆
= -74,8 (kJ/mol)
(b) :
2
1
N
2(k)
+
2
3
H
2(k)
→ NH
3(k)

o
kNHS
H
,,
3
∆
= - 46,1kJ/mol
(c) : 5C
gr
+
2

5
H
2(k)
+
2
5
N
2(k)
→ C
5
H
5
N
5(r)

o
radeninS
H
)(,
∆
= 91,1 kJ.mol
-1
(d) : CH
4(k)
+ NH
3(k)
→HCN
(k)
+ 3H
2(k)

∆H
o
= 251,2 kJ.mol
-1
Ta lÊy: -5 .(a) + [-5 .(b)] + (c) + [-5.(d)] ta ®îc:
5HCN
(k)
→ C
5
H
5
N
5(r)
∆H
o
(4)
= 251,2 kJ/mol
Bµi 10:
TÝnh nhiÖt tho¸t ra khi tæng hîp 17kg NH
3
ë 1000K. BiÕt
o
kNHS
H
),(298,
3
∆
= -46,2 kJ.mol
-1
),(

3
kNHP
C
= 24,7 + 37,48.10
-3
T Jmol
-1
K
-1
),(
2
kNP
C
= 27,8 + 4,184.10
-3
T Jmol
-1
K
-1
),(
2
kHP
C
= 286 + 1,17.10
-3
T Jmol
-1
K
-1
Gi¶i:

2
1
N
2(k)
+
2
3
H
2(k)
→ NH
3(k)

o
kNHS
H
,,
3
∆
= - 46,2kJ/mol
∆C
P
=
),(
3
kNHP
C
-
2
1
),(

2
kNP
C
-
2
3
),(
2
kHP
C
= - 24,7 + 37,48.10
-3
T -
2
1
[27,8 + 4,184.10
-3
] -
2
3
[28,6 + 1,17 .10
-3
T]
= - 32,1 + 31,541.10
-3
T
=∆
o
H
1000

o
H
298
∆
+
dTC
P
,
1000
298
∫
∆
=
o
H
298
∆
+
dTT)10.541,311,32(
1000
298
3
∫
−
+−
=
o
H
298
∆

+
)
2
10.541,311,32(
2
1000
298
3
T
T
∫
−
+−
= - 46,2.10
3
+31,541 .10
-3
.
2
1
(1000
2
-198
2
) – 32,1(1000 – 298)= - 54364,183
(J/mol)
⇒ Khi tæng hîp 17 kg NH
3
th× nhiÖt lîng to¶ ra lµ:
Q =

17
17000
.(-54364,183 .10
-3
) = -54364,183 (kJ)
Bµi 11:
- 16 -
Tính năng lợng mạng lới tinh thể BaCl
2
từ 2 tổ hợp dữ kiện sau:
1) Entanpi sinh của BaCl
2
tinh thể: - 859,41 kJ/mol
Entanpi phân li của Cl
2
: 238,26 kJ/mol
Entanpi thăng hoa của Ba: 192,28 kJ/mol
Năng lợng ion hoá thứ nhất của Ba: 500,76 kJ/mol
Năng lợng ion hoá thứ hai của Ba: 961,40 kJ/mol
ái lực electron của Cl : - 363,66 kJ/mol
2) Hiệu ứng nhiệt của quá trình hoà tan 1 mol BaCl
2
vào mol H
2
O là: -10,16kJ/mol.
Nhiệt hiđrat hoá ion Ba
2+
: - 1344 kJ/mol
Nhiệt hiđrat hoá ion Cl
-

: - 363 kJ/mol
Trong các kết quả thu đợc, kết quả nào đáng tin cậy hơn.
Giải:
Ba
(r)
+ Cl
2(k)
BaCl
2

(tt)
H
th(Ba)
U
ml
Ba
(k)
+ 2Cl
(k)
Ba
2+
+ 2Cl
-
I
1
(Ba) + I
2
(Ba)
2. A
Cl

U
ml
= H - H
th (Ba)
- H - I
1(Ba)
- I
2(Ba)
- 2A
Cl
= - 859,41 - 192,28 - 238,26 - 500,76 - 961,40 + 2 .363,66
= - 2024,79 (kJ/mol)
H
S(BaCl
2
, tt)
H
pl(Cl
2
)
o



S(BaCl
2
, tt)
pl(Cl
2
)

o

2) BaCl
2 (tt)
Ba
(aq)
+ 2Cl
(aq)
- U
ml
+

H
2
O
H
1
H
2
Ba
2+
+ 2Cl
-
H
ht(BaCl
2
)

2+
-

U
ml
= H
1
+ H
2
- H
= -1344 - 2.363 + 10,16 = -2059,84 (kJ/mol)

ht(BaCl
2
)
Kết quả 1) đáng tin cậy hơn, kết quả tính theo mô hình 2) chỉ là gần đúng do mô hình này
không mô tả hết các quá trình diễn ra trong dung dịch, các ion nhất là cation ít nhiều còn có
tơng tác lẫn nhau hoặc tơng tác với H
2
O.
Bài 12:
Cho giãn nở 10 lít khí He ở 0
o
C, 10atm đến áp suất là 1atm theo 3 quá trình sau:
a) Giãn đẳng nhiệt thuận nghịch.
b) Giãn đoạn nhiệt thuận nghịch.
c) Giãn đoạn nhiệt không thuận nghịch.
Cho nhiệt dung đẳng tích của He C
V
=

2
3
R và chập nhận không đổi trong điều kiện đã cho
của bài toán.
- 17 -
Tính thể tích cuối cùng của hệ, nhiệt Q, biến thiên nội năng U và công W trong mỗi quá
trình nói trên?
Giải:
a) T = const U = 0; H = 0
U = Q + W = 0 Q = -W
W = -

=
2
1
2
1
.
V
dV
nRTdVP
= - nRTln
1
2
V
V
Với khí lí tởng: P
1
.V
1

= P
2
.V
2

1
2
V
V
=
2
1
P
P
V
2
=
2
1
P
P
. V
1
=
1
10
. 10 = 100(l)
W = -(nRT).ln
2
1

P
P
= -10.10 .ln 10 = 230,259 (l.at)
W = 230,259 .101,33 .10
-3
= 23,332 (kJ)
Q = - W = -23,332 (kJ)
b) Q = 0
U = W = n.
V
C
. T =
2
3
.
.
.
1
11
TR
VP
.R(T
2
T
1
)
U = W =
2
3
.

.
1
11
T
VP
(T
2
T
1
)
Theo PT poisson: T.V

- 1
= const
Mà V =
P
nRT
T.
1







P
nRT
= const T

.P

- 1
= const
T
1
.P
1
= T
2
.P
2
T
1
T
2
=
P
2
P
1



T
1
T
2
P
2

P
1
=


1-

1-

1-

1-

T
2
= T
1
.
= 273,15 .
P
2
P
1


1-
10
1

1-
=
C
P
C
V
C
V
+ R
C
V
3
2
R + R
R
=
5
3
=
1 -
= - 0,4

=
=
3
2


1-
5

3
5
3
3
2
T
2
= 273,15 .(10)
-0,4
= 108,74 (K)
U = W = . (108,74 - 273,15) .101,33
= 9148,6(J)
273,16
10 .10

V
2
= = 39,81 (l)
1 .273,15
10.10.108,74
P
2
.T
1
P
1
.V
1.
T
2

~
~
c) Q = 0 U = W
n.
V
C
(T
2
T
1
) = -P
ng
.(V
2
V
1
) = -P
2
.









1
1

2
2
P
nRT
P
nRT
- 18 -
n.
2
3
R(T
2
T
1
) = -nR.1







101
12
TT
T
2
= 0,64T
1
V

2
= = 64(l)
T
1
. 1
10.10.0,64T
1
P
2
.T
1
P
1
.V
1.
T
2
=
U = W = -P
ng
(V
2
V
1
) = -1(64 10) = -54(l.atm)
= -54(l.atm) .101,33 .J/l.atm = - 5471,82 (J)
Bài 13 :
Phản ứng sau: Ag +
2
1

Cl
2
= AgCl
Xảy ra dới áp suất 1 atm và ở 25
o
C toả ra 1 nhiệt lợng là 126,566 kJ.
Nếu cho phản ứng đó xảy ra trong 1 nguyên tố ganvani ở P, T = const thì hoá năng sẽ đợc
chuyển thành điện năng và sản ra công W = 109,622 kJ.
Hãy chứng tỏ rằng trong cả 2 trờng hợp trên, biến thiên nội năng của hệ vẫn chỉ là một, còn
nhiệt thì khác nhau và tính giá trị biến thiên nội năng đó.
Giải:
- Do U là hàm trạng thái nên U = U
2
U
1
= const, cho dù sự biến đổi đợc thực hiện bằng
cách nào. Vì vậy U trong 2 trờng hợp trên chỉ là một.
- Vì U = Q + W = Q + W - PV = Q + W - n.RT
Do nRT = const; U = const
Nên khi W (công có ích) thay đổi thì Q cũng thay đổi
- U = H - nRT = -126,566 +
2
1
. 8,314 .298,15.10
-3
= - 125,327 (kJ)
Bài 14:
Tính công của sự biến đổi đẳng nhiệt thuận nghịch và bất thuận nghịch 42g khí N
2
ở

300K khi:
a) Giãn nở từ 5atm đến 1atm.
b) Nén từ 1atm đến 5atm.
(Khí đợc coi là lí tởng). So sánh các kết quả và rút ra kết luận.
Giải:
a) * W
TN
= -
1
2
1
2
2
1
2
1
lnln
P
P
nRT
V
V
nRT
V
dV
nRTPdV ===

W
TN
=

28
42
.8,314 .300. ln
5
1
= -6201,39(J)
*W
BTN
= - P
ng
. V = -P
ng
(V
2
V
1
) = -P
ng









1
2
11

V
P
VP
= - P
2
.V
1








1
2
1
P
P
= - P
2
.

=









1
2
2
1
1
11.
P
P
nRT
P
P
P
nRT
= -
28
42
.8,314 .300

5
1
1
= -2993,04 (J)
- 19 -
b) W
TN
= nRTln
1
2
P
P
=
28
42
.8,314 .300.ln
1
5
= 6201,39(J)
W
BTN
= - P
ng
. V= -P
ng

(V
2
V
1
) = -P
ng









12
P
nRT
P
nRT
= -nRT.P
2

12
11
PP
= -nRT









1
2
1
P
P
= -
28
42
.8,314 .300

1
5
1
= 14965,2 (J)
KL: - Công mà hệ thực hiện (sinh) trong quá trình biến thiên thuận nghịch từ trạng thái 1
đến trạng thái 2 bằng công mà hệ nhận khi từ trạng thái 2 về trạng thái 1. Còn trong quá
trình biến thiên bất thuận nghịch thì công hệ sinh nhỏ hơn công hệ nhận.
- Trong sự biến thiên thuận nghịch thì hệ sinh công lớn hơn trong quá trình biến thiên bất
thuận nghịch.
Bài 15: Phản ứng: C
6
H
6
+
2
15
O
2(k)
6CO
2(k)
+ 3H
2
O
ở 300K có Q
P
Q
V
= 1245(J). Hỏi C
6

H
6
và H
2
O trong phản ứng ở trạng thái lỏng hay hơi?
Giải:
Q
P
Q
V
=nRT = 1245(J) n =
300.314,8
1245
= 0,5
H
2
O và C
6
H
6
phải ở thể hơi thì n = 0,5
Bài 16:
Tính nhiệt lợng cần thiết để nâng nhiệt độ của 0,5 mol H
2
O từ -50
o
C đến 500
o
C ở
P = 1atm. Biết nhiệt nóng chảy của nớc ở 273K là L

nc
= 6004J/mol,
nhiệt bay hơi của nớc ở 373K là L
h
= 40660 J/mol.
o
hOHP
C
),(
2
= 30,2 + 10
-2
T(J/molK) ;
o
rOHP
C
),(
2
= 35,56(J/molK);
o
lOHP
C
),(
2
= 75,3(J/molK)
Giải:
H
2
O
(r)

H
2
O
(r)
H
2
O
(l)
H
2
O
(l)
H
2
O
(h)
H
2
O
(h)
(500
o
C)
H
1
H
2
H
3
H

4
H
5
-50
o
C
0
o
C
0
o
C
100
o
C 100
o
C





H
o
=
h
o
lPnc
o
rP

LndTCnLndTCnH
373
273
)(
273
223
)(
5
1
+++=


+

773
373
)(
dTCn
o
hP
= 0,5 .35,56(273 223) + 0,5 .6004 + 0,5 .75,3 .(373 273) + 0,5 .40660 +
+ 0,5.30,2 .(773 373) +
2
10
2
.0,5 (773
2
373
2
) = 35172(J)

Bài 17:
Tính sự biến thiên entropi của quá trình đun nóng 0,5 mol H
2
O từ 50
o
C đến 500
o
C
ở P = 1atm. Biết nhiệt nóng chảy của nớc ở 273K = 6004J/mol; nhiệt bay hơi của nớc ở
- 20 -
273K = 40660J/mol. Nhiệt dung mol đẳng áp
o
P
C
của nớc đá và nớc lỏng lần lợt bằng 35,56
và 75,3J/molK;
o
P
C
của hơi nớc là (30,2 + 10
-2
T) J/molK
Giải:
H
2
O
(r)
H
2
O

(r)
H
2
O
(l)
H
2
O
(l)
H
2
O
(h)
H
2
O
(h)
S
1
S
2
S
3
S
4
S
5

773K
373K373K
273K
273K
223K
o
o o
o
o
S
2
S
3
S
4
S
5



o
o
o
o
= + + + +
S

o

S
1

o
= n.






++++

273
223
373
273
773
373
)()()(
.
373
.
273
.
T
dT
C
L
T

dT
C
L
T
dT
C
hP
h
lP
nc
rP
=0,5.






+++++

)373773(10
373
773
ln.2,30
373
40660
273
373
ln.3,75
273

6004
223
273
ln.56,35
2
= 93,85(J/K)
Bài 18:
Tính sự biến thiên entropi khi trộn lẫn 200g nớc ở 15
o
C với 400g nớc ở 60
o
C. Biết
rằng hệ là cô lập và nhiệt dung mol của nớc lỏng là 75,3 J/mol.K
Giải:
Gọi T là nhiệt độ của hệ sau khi pha trộn.
Do Q
thu
= Q
toả
nên:
18
200
.
P
C
(T 288) =
18
400
.
P

C
(333 T)
T 288 = 2.333 2T T =
3
288333.2 +
= 318(K)
S
hệ
= S
1
+ S
2
=
T
dT
.3,75.
18
200
318
288

+
T
dT
.3,75.
18
400
318
333

=
18
200
.75,3 ln
288
318
+
18
400
.75,3 ln
333
318
= 5,78 (J/K) > 0
Quá trình san bằng nhiệt độ này tự xảy ra.
Bài 19:
Tính sự biến thiên entropi và G của sự hình thành 1 mol hỗn hợp khí lí tởng gồm
20% N
2
; 50%H
2
và 30%NH
3
theo thể tích. Biết rằng hỗn hợp khí đợc tạo thành do sự
khuếch tán 3 khí vào nhau bằng cách nối 3 bình đựng 3 khí thông với nhau. Nhiệt độ và áp
suất của các khí lúc đầu đều ở đkc (273K, 1atm).
Giải:
Vì khí lí tởng khuếch tán vào nhau nên quá trình là đẳng nhiệt.
Gọi thể tích của 1 mol hỗn hợp khí là V thể tích mỗi khí ban đầu (ở cùng điều kiện) là
2
N

V
= 0,2V;
3
NH
V
= 0,3V;
2
H
V
= 0,5V.
Do %V = %n
2
N
n
= 0,2 mol;
2
H
n
= 0,5 mol;
3
NH
n
= 0,3mol.
- 21 -
- Sự biến thiên entropi đợc tính theo CT: S = nRln
1
2
V
V
2

N
S
= 0,2 .8,314.ln
V
V
2,0
= 2,676J/K
2
H
S
= 0,5.8,314.ln
V
V
5,0
= 2,881J/K
3
NH
S
= 0,3.8,314.ln
V
V
3,0
= 3,003J/K
S =
2
N
S
+
2
H

S
+
3
NH
S
= 8,56(J/K)
* Quá trình khuếch tán khí lí tởng là đẳng nhiệt nên H = 0
G
273
= H T. S = -273.8,56 = -2336,88(J)
Bài 20: Trong các phản ứng sau, những phản ứng nào có S > 0; S < 0 và S 0 ít.
C
(r)
+ CO
2(k)
2CO
(k)
(1)
CO
(k)
+
2
1
O
2(k)
CO
2(k)
(2)
H
2(k)

+ Cl
2(k)
2HCl
(k)
(3)
S
(r)
+ O
2(k)
SO
2(k)
(4)
Giải:
Phản ứng (1) có n khí = 2 -1 = 1 > 0 S > 0
Phản ứng (2) có n khí = 1 -1-
2
1
< 0 S <0
Phản ứng (3), (4) có n khí = 0 S 0 ít.
Bài 21: Cho biết p:

C
2
H
4(k)
+ H
2
O
(h)
C

2
H
5
OH
(h)
và các số liệu sau:
C
2
H
5
OH C
2
H
4(k)
H
2
O
(h)

)/(
298,
molkJG
o
S

168,6 68,12 - 228,59

)/(
298
molkJS

o
282,0 219,45 188,72
a) Hỏi điều kiện chuẩn của phản ứng này là điều kiện nh thế nào?
b) ở điều kiện chuẩn và 25
o
C phản ứng đi theo chiều nào?
c) Tính
o
H
298

của phản ứng. Phản ứng toả nhiệt hay thu nhiệt?
Giải:
a) Điều kiện chuẩn:
)(
42
kHC
P
=
)(
2
hOH
P
=
)(
52
hOHHC
P
= 1atm và phản ứng đợc thực hiện ở t
o

, P
không đổi.
b)
- 22 -

G
p
= G
o
- G
o
- G
o
o
S,298(C
2
H
5
OH
h
)
S,298(C
2
H
4k
)
S,298(H
2
O
h

)
= 168,6 - 68,12 + 228,59 = - 8,13 (kJ)
G
p (298)
= -8,13kJ < 0 Phản ứng xảy ra theo chiều thuận
o




c)
o

S
298,p
= S
o
- S
o
- S
o
298(H
2
O)
298(C
2
H
4
)
298(C

2
H
5
OH)
= 282 - 219,45 - 188,72 = - 126,17(J/K)
G = H - T. S
H
298,p
= G
298,p
+ T. S
298,p
= -8,13 + 298(- 126,17 .10
-3
) = - 45,72866(kJ)
H
298,p
< 0 phản ứng toả nhiệt






o
o
o
o
Bài 22: Một mol khí lí tởng đơn nguyên tử ở 300K và 15atm giãn nở tới áp suất 1atm.
Sự giãn nở đợc thực hiện bằng con đờng:

a) Đẳng nhệit và thuận nghịch nhiệt động.
b) Đẳng nhiệt và không thuận nghịch.
c) Đoạn nhiệt và thuận nghịch.
d) Đoạn nhiệt bất thuận nghịch.
Trong các quá trình bất thuận nghịch, sự giãn nở chống lại áp suất 1atm. Tính Q, W, U,
H, S
tp
cho mỗi trờng hợp.
Giải:
a) T = const U = 0 ; H = 0
WTN = -

2
1
PdV
= - nRTln
1
2
V
V
= -nRTln
2
1
P
P
W
TN
= -1(mol).8,314 (J.mol
-1
K

-1
) .ln
1
15
.300(K) = -6754,42(J)
Q = -W = 6754,42(J)
Quá trình giãn nở thuận nghịch: S
tp
= S
mt
+ S
hệ
= 0
b) T = const U = 0 ; H = 0
W
BTN
= -P
ng
(V
2
- V
1
) = -P
2
(
2
P
nRT
-
1

P
nRT
) = nRT(
1
2
P
P
- 1) = 1. 8,314.300.(
15
1
- 1)= -2327,92(J)
Q
BTN
= -W = 2327,92(J)
S
tp
= S
mt
+ S
hệ
S
hệ(BTN)
= S
hệ(TN)
=
T
Q
TN
=
=

T
WU

2
1
T
dT
nC
V
+
dV
V
nR

2
1
= nRln
1
2
V
V
= nRln
2
1
P
P
= 1.8,314 .ln
1
15

= 22,515(J/K)
- 23 -
S
mt
=
T
Q
mt
= -
T
Q
he
=
300
92,2327
= -7,76(J/K) S
tp
= 22,515 - 7,76 = 14,755 (J/K)
( Quá trình giãn nở này tự xảy ra)
c) Đoạn nhiệt Q = 0
Đoạn nhiệt thuận nghịch Theo Poisson T.V

- 1
= const
Mà V =
P
nRT
T.
1

P
nRT
= const T

.P
1-

= const
T
1
.P
1
= T
2
.P
2
T
1
T
2
=
P
2
P

1



T
1
T
2
P
2
P
1
=


1-

1-

1-

1-
T
2
= T
1
.
P
2
P

1


1-
Với khí lí tởng đơn nguyên tử thì C
V
=
2
3
R; C
P
=
2
5
R

= =
C
P
C
V
5
3
1 -
=
1 -
= -0,4
T
2
= 300.

-0,4
= 101,55(K)


5
3
5
3
15
1
U = W = nC
V
(T
2
- T
1
) = 1.
2
3
.8,314.(101,55 - 300) = -2474,87(J)
H = nC
P
(T
2
- T
1
) = 1.
2
5
.8,314 .(101,55 - 300)= - 4124,78(J)

S
TN
=
T
Q
= 0
d) Đoạn nhiệt Q = 0
Đoạn nhiệt, không thuận nghịch không áp dụng đợc PT poisson
U = W nC
V
. T = -P
ng
. V
n.
2
3
.R(T
2
- T
1
) = -P
2
(
2
2
P
nRT
-
1
1

P
nRT
)

2
3
(T
2
- 300) = -( T
2
-
1
2
P
P
.T
1
)
- 24 -

2
3
T
2
- 450 = -T
2
+
15
1
.300

V
2
=
2
2
P
nRT
=
1
188.082,0.1
= 15,416(l)
V
1
=
2
2
P
nRT
= 1,64(l)
U = W = 1.
2
3
.8,314.(188- 300) = -1396,752(J)
S
tp
= S
hệ
=
T
Q

TN
=
=

T
WU

2
1
T
T
V
T
dT
nC
+
dV
T
P
V
V

2
1
=

2
1
ln
T

T
V
TdnC
+
dV
V
nR
V
V

2
1
= nC
V
ln
1
2
T
T
+ nRln
1
2
V
V
= 1.
2
3
.8,314.ln
300
188

+ 1. 8,314 .ln
64,1
416,15
= 12,801(J/K) > 0
Bài 23: Tính
0
273
G
của phản ứng: CH
4(k)
+ H
2
O
(k)
CO
(k)
+ 3H
2(k)
Biết: CH
4(k)
H
2
O (k) CO(k) H
2(k)
0
298,S
H
(kJ/mol) - 74,8 - 241,8 -110,5 0
0
298

S
(J/molK) 186,2 188,7 197,6 130,684
a) Từ giá trị G
0
tìm đợc có thể kết luận gì về khả năng tự diễn biến của khả năng phản ứng
ở 373
o
K?
b) Tại nhiệt độ nào thì phản ứng đã cho tự xảy ra ở điều kiện chuẩn?
(Coi H
0
, S
0
không phụ thuộc T)
Giải:
0
pu
H
= 3.0 + 1(-110,5) -(-74,8) -(-241,8) = 206,1(kJ)
0
pu
S
= 3.(130,684) + 197,6 - 188,7 - 186,2 = 214,752 (J/K)
Do H
0
, S
0
không phụ thuộc vào T nên:

0

273
G
= H
0
- T. S
0
= 206,1 = 373.214,752.10
-3
=125,9975(kJ) > 0
ở đkc và T = 373K Phản ứng không thể tự diễn biến.
b) Để phản ứng tự diễn biến ở nhiệt độ T(K) thì:
0
T
G
< 0 H
0
- T. S
0
< 0
T >
0
0
S
H


=
752,214
10.1,206
3

= 959,71(K)
Bài 24:
Entanpi tự do chuẩn của phản ứng tạo thành H
2
O từ các đơn chất phụ thuộc vào T
theo phơng trình sau:
0
,TS
G
= -240000 + 6,95T + 12,9TlgT (J/mol)
Tính G
0
, S
0
và H
0
của phản ứng tạo thành H
2
O ở 2000K
Giải:
- 25 -