Nhiet dong luc hoc hoa hoc

NHIỆT ĐỘNG HÓA HỌC
Nội dung
1. Các khái niệm cơ bản
2. Nguyên lý 1 của NĐLH và hiệu ứng
nhiệt của quá trình HH
3. Nguyên lý thứ 2 của NĐLH và chiều
quá trình HH


Phân bố những công trình nhiệt động quan trọng


1. Các khái niệm cơ bản
Đối tượng nghiên cứu

•

Nhiệt động lực học là khoa học nghiên cứu các quy luật về sự
biến hóa từ dạng năng lượng này sang dạng năng lượng khác.

•

Cơ sở của nhiệt động lực học là 2 nguyên lý nhiệt động lực học


Hệ (nhiệt động ) là phần (trong phạm vi hóa học) đang được khảo sát về phương diện trao
đổi năng lượng và vật chất.
Phần con lại ở xung quanh là môi trường ngoài đối với hệ.

•
•

•

Hệ hở là hệ có thể trao đổi cả năng lượng lẫn vật chất với môi trường ngoài.
Hệ kín là hệ chỉ trao đổi năng lượng với môi trường ngoài nhưng không trao đổi vật
chất với môi trường ngoài
Hệ cô lập là hệ không trao đổi cả năng lượng lẫn vật chất với môi trường ngoài.


•

Hệ đồng thể là hệ có các tính chất lý hoá học giống nhau ở mọi điểm của
hệ nghĩa là không có sự phân chia hệ thành những phần có tính chất
hoá lý khác nhau

•

Hệ dị thể là hệ có bề mặt phân chia thành những phần có tính chất hoá
lý khác nhau

•

Hệ cân bằng là hệ có nhiệt độ, áp suất, thành phần giống nhau ở mọi
điểm của hệ và không thay đổi theo thời gian


•
•

Trạng thái của hệ là toàn bộ các tính chất lý, hoá của hệ.

•

Hàm trạng thái là đại lượng nhiệt động có giá trị chỉ phụ thuộc vào các
thông số trạng thái của hệ mà không phụ thuộc vào cách biến đổi của hệ

Thông số trạng thái: Trạng thái của hệ được xác định bằng các thông số
nhiệt động là: nhiệt độ T, áp suất P, thể tích V, nồng độ C…


Quá trình là sự biến đổi xảy ra ở trong hệ gắn liền với sự thay đổi ít nhất 1
thông số trạng thái

•

Quá trình xảy ra ở áp suất không đổi (P= hằng số) gọi là quá trình đẳng

•
•

ở thể tích không đổi gọi là quá trình đẳng tích

áp

ở nhiệt độ không đổi gọi là quá trình đẳng nhiệt…


•

Quá trình thuận nghịch và Quá trình không thuận nghịch

Quá trình thuận nghịch

Quá trình thuận nghịch: là biến đổi mà các trạng thái trung
gian của hệ trải qua được xem như do các quá trình cân
bằng. Một cách đơn giản để xác định tính chất thuận nghịch
của một biến đổi là khảo sát xem biến đổi ngược lại có thể
xảy ra được hay không khi chỉ thay đổi rất ít điều kiện thực
nghiệm. Nếu biến đổi ngược xảy ra được thì đó là biến đổi
thuận nghịch, nếu biến đổi ngược không xảy ra được thì đó
là biến đổi bất thuận nghịch (hay biến đổi tự nhiên).
Quá trình bất thuận nghịch


Quá trình tự diễn biến
(Spontaneous Processes)
Không cần sự giúp đỡ bên ngoài

NDH cho biết chiều hướng và giới hạn mà không đề cập tốc độ


Nhiệt & Công
Nhiệt

•
•
•

Nhiệt lượng Q cần dùng để đưa nhiệt độ của m (g) chất từ T đến T
1
2

Q = m C (T - T )
2
1
C: nhiệt dung riêng


Công
Công thay đổi thể tích
A=P

ngoài

ΔV (ΔV = V – V1 )
2



2. Nguyên lý 1 NĐLH


Hiệu ứng nhiệt của các quá trình hóa học

Trong đó: ΔU = U2 – U1 là
biến thiên nội năng của hệ


Nhiệt đẳng tích & Nhiệt đẳng áp
Nguyên lý 1

Nếu quá trình là đẳng áp


Hiệu ứng nhiệt của các quá trình hoá học
(Nhiệt hóa học)
a. Nhiệt tạo thành ( sinh nhiệt) của một hợp chất là hiệu ứng nhiệt của phản ứng tạo
thành 1 mol chất đó từ các đơn chất ứng với trạng thái bền vững nhất trong những
điều kiện đã cho về áp suất và nhiệt độ.
Ví dụ:

C(r) + O (k) =CO (k)
2
2

Nhiêt sinh của một đơn chất =0


b. Nhiệt phân hủy của một hợp chất là hiệu ứng nhiệt của phản ứng phân hủy 1 mol chất thành các đơn chất.
Ví dụ:


c. Nhiệt cháy: là hiệu ứng nhiệt của phản ứng cháy 1 mol chất bằng ô xi để tạo thành sản phẩm cháy ở áp
suất không đổi
Ví dụ:


Entanpi của phản ứng


Định luật Hess và hệ quả

Hệ quả 1: Hiệu ứng nhiệt của một phản ứng bằng tổng nhiệt tạo thành của sản
phẩm trừ đi tổng nhiệt tạo thành của các tác chất ( có kể đến các hệ số phản
ứng của các chất)

Ví dụ: Cho phản ứng
Tính sinh nhiệt mol tiêu chuẩn của PCl5 (r), biết sinh
nhiệt mol tiêu chuẩn của PCl3(r) là -607,2 kJ/mol


Hệ quả 2: Hiệu ứng nhiệt của một phản ứng bằng tổng nhiệt cháy của các tác
chất trừ tổng nhiệt cháy của các sản phẩm (có kể các hệ số phản ứng của tác
chất)


Hệ quả 3: Hiệu ứng nhiệt của phản ứng bằng tổng năng lượng các liên kết
bị đứt trừ tổng năng lượng liên kết được gắn. (có kể các hệ số phản ứng
của tác chất)

ΔH0 298 = ΣE(đứt) – ΣE(gắn )
Ví dụ: Tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng: