Hệ thống và đề xuất bài tập dùng bồi dưỡng đội tuyển dự thi Olympic sinh viên hoá học toàn quốc (Phần nhiệt động hoá học động hoá học) (Khóa luận tốt nghiệp)

I H C QU NG BÌNH
KHOA KHOA H C T
-----

H

H TH

NHIÊN

-----

NG C QU

XU T BÀI T P DÙNG B

D

I TUY N

THI OLYMPIC SINH VIÊN HÓA H C TOÀN QU C

(PH N NHI

NG HÓA H C

NG HÓA H C)

KHÓA LU N T T NGHI P

QU

IH C

7


I H C QU NG BÌNH
KHOA KHOA H C T
-----

H

H TH

NHIÊN

-----

NG C QU

XU T BÀI T P DÙNG B

D

I TUY N

THI OLYMPIC SINH VIÊN HÓA H C TOÀN QU C

(PH N NHI

NG HÓA H C

NG HÓA H C)

KHÓA LU N T T NGHI P
M HÓA H C
H

o: Chính quy

Khóa h c: 2013 - 2017
NG D N KHOA H C:
PGS. TS NGUY

QU

NG

7


L IC
Em xin g i l i c
c ti

c t i th y giáo PGS.TS Nguy
ng d n, t

và t o m

ng

u ki n giúp em trong

quá trình hoàn thành khóa lu n c a mình.
Bên c

cg il ic

môn Hóa h c, khoa Khoa h c T nhiên,
sinh viên l

ih

ng

i các th y cô trong B
i h c Qu ng Bình, các b n

m Hóa h c K55

u ki

ng viên khích l

em trong th i gian v a qua.
M

u c g ng, song do th i gian có h n, nên k t qu nghiên

c u có th còn nhi
mong nh
báo cáo c a

c hi

n. Vì v y, em r t

c s góp ý, ch b o c a các th y cô giáo, các b
c hoàn thi
Em xin chân thành c
ng H
Sinh viên

H Ng c Qu

7


L I
n t t nghi p v
t p dùng b
nhi

ng hóa h c

H th

xu t bài

i tuy n d thi Olympic sinh viên Hóa h c toàn qu c (ph n
ng hóa h c)

t qu nghiên c u c

ng d n c a PGS.TS Nguy

is

c công b trong b t kì

tài li u nào.
Sinh viên

H

NG C QU


M CL C
L

.............................................................................................

L IC

..................................................................................................

M C L C .......................................................................................................
.................................................................

U................................................................................................. 1

A. M
1.

......................................................................................... 1

2.

...................................................................................... 2

3.

..................................................................................... 2

4.

u................................................................................... 2

5.

..................................................................................... 2

6.

.............................................................................. 2

7.

..................................................................................... 2

B. N I DUNG............................................................................................... 3
TH NG LÝ THUY T......................................................... 3
1.1. Nhi

ng hóa h c ................................................................................... 3

1.1.1.

..................................................................... 3

1.1.2.Nguyên lý II nhi t d ng h c ..................................................................... 5
1.1.3.Nguyên lý III nhi
1.1.4. Th

ng nhi

ng h c.................................................................... 6
ng áp ........................................................................... 7

1.1.5. Cân b ng hoá h c................................................................................... 7
1.2.

ng hóa h c ........................................................................................... 9

1.2.1. T

c a các ph n ng hóa h c............................................................. 9

1.2.2.

ng h c các ph n

n ............................................................10

1.2.3.

ng h c các ph n ng ph c t p ...........................................................13
TH NG BÀI T P.............................................................. 16

2.1. Bài t p nhi

ng hóa h c........................................................................16

2.1.1. Tính các giá tr bi

...........................................................16


2.1.2. Tính bi

ng t

nh chi

ng ph n ng,

s chuy n d ch cân b ng hóa h c .....................................................................17
2.1.3. Tính các h ng s cân b ng KP, KC ............................................................20
2.2. Bài t

ng hóa h c................................................................................24

2.2.1.

ng ho t hóa c a ph n ng............................................24

2.2.2.

nh b c ph n ng ...........................................................................25

2.2.3.

nh h ng s t

2.2.4.

nh t

k, h ng s cân b ng K c a ph n ng....................27

ph n ng hóa h c ..........................................................30
........................................................ 33

XU
3.1.

xu t bài t p nhi

3.2.

xu t bài t

ng hóa h c ............................................................33

ng hóa h c ....................................................................41

C. K T LU N VÀ KI N NGH ................................................................ 53
1.

.....................................................................................................53

2.

...................................................................................................53

3.

..........................................................................53
............................................................................. 55


BT
CBHH

Cân b ng hóa h c

TTCB

Tr ng thái cân b ng

u

BTKL

B o toàn kh

ng

Ph n ng
Ch

SP

u

S n ph m
Ph n ng hóa h c

TLTK
Th i gian ph n ng
HT

Hình thành

TB

Trung bình

HSKHI

H s khí


A. M

U

1.
Công tác b

ng d i tuy n d thi Olympic sinh viên là m

nh n trong vi c b
B

ng nói riêng, cho xã h i nói chung.

i tuy n d thi Olympic sinh viên là m t công vi
i nhi u công s c c a th y và trò.
nh và nh n m

o d c là qu

u, là m t

trong nh

ng l c quan tr ng t o s chuy n bi n toàn di n trong phát tri n giáo

d

.
Xu t phát t

m ch

oc

t phát tri n giáo d

ng v giáo d c

o, th c hi n chi n

n hi n nay nh m hoàn thành m

o nhân l c, b
nh b i s

um
t gi i qu c gia và qu c t

c

bi t k t qu tham d các kì thi Olympic Hóa h c qu c gia c
thi c

c kh ng

c ta trong nhi

i tuy n sinh viên d

n nhi u thành tích t

khích l .
Th c t trong nh

c d y và h c

Hóa h c sinh viên

i tuy n d thi Olympic

i h c g p nh ng

n l i nh

v t ch

ng, quy mô giáo d c

Bên c nh nh ng thu n l
c m r

c nhi
u dùng b

ts

ng Olympic hóa h c còn h n ch

t p chuyên sâu, n i dung gi ng d y so v i n i dung c
viên còn có kho ng cách xa, không sát. Vì v
olympic Hóa h c sinh viên

t h th ng bài
thi Olympic Hóa h c sinh

b

i tuy n d thi

i H c c p thành ph , qu

thì nhu c u thi t y u là ph i có m t h th ng cho t t c
ch t, nhi t hóa h
h

p ph n nhi

ng hóa

c ra trong các kì thi Olympic Hóa h c qu c gia b i

nh ng ng d ng quan tr ng c a nhi

ng hóa h c. M t khác, tài li u b

i tuy n Olympic Hóa h c sinh viên còn thi

Xu t phát t th c t
t p dùng b

ct t
ut o

n hóa h c, hóa h

ng hóa h

nh.

quy
i tuy n d

nh l a ch

ng

c p nhi u.
tài

H th

xu t bài

thi Olympic sinh viên Hóa h c toàn qu c (ph n
1

ng hóa h c) v i mong mu n góp ph n nâng cao hi u qu quá

ng hóa h c

nhi
trình b

i tuy n d thi Olympic sinh viên Hóa h c toàn qu c.

2.
xu t bài t
nh m b

ng hóa h c

ng hóa h c

i tuy n d thi Olympic sinh viên Hóa h c toàn qu c.

3.
- Xây d ng h th ng lý thuy

n v nhi

-

ng hóa h c

,

ng hóa h c.

Olympic Hóa h c sinh

viên toàn qu c.
-

p v ph n nhi
xu t bài t p dùng b

ng hóa h c

ng hóa h c.

i tuy n.

4.
- H th

xu t bài t p dùng b i

Hóa h c toàn qu c (ph n nhi

ng hóa h c

i tuy n d thi Olympic sinh viên
ng hóa h c).

5.
-

:

dùng b

ng hóa h

ng hóa h

p

i tuy n d thi Olympic sinh viên toàn qu c.

-

:

12

-

,

,

2016

6.
.

-

.
u

-

,t
,

nghi m

Olympic

ih c

.

,
h c sinh viên
,

.
7.
-

,

ng hóa h

t

ng hóa h c.

-

thi Olympic
,
.
2


B. N I DUNG
: H TH NG LÝ THUY T
1.1.Nhi

ng hóa h c

1.1.1.

g

- H nhi

[2], [5], [6], [8], [10], [12]

ng là m t ph n c

v

có gi i h

c kh o sát

ng và v t ch t, là t p h p c a m t s l n các ti u

phân. Th gi i xung quanh h
công) và v t ch t v

ng. H có th tra
ng ngoài.

- H cô l p là h

i ch

ng c a h không bi
- H kín (h
ng c a h bi
- H m

ng v

i

i.

là h ch

ng v

i, còn kh

ng, n

i.

(h h )là h

i c ch

ng h p này c kh
-H

ng (nhi t,

ng v

ng c a h

n nhi t là h có s

ng. Trong

i.

i ch

không có s

i nhi t v i

ng
ng

-

chuy

ng c a v t ch t. Có nhi u hình th c trao

ng gi a h v
nh

ng g p

t (A) và công (Q).
- Nguyên lí I là m

ng h p c

nh lu t b o toàn và chuy

ng không t nhiên sinh ra, không t nhiên m
sang d ng khác theo m t t l

ng:

chuy n t d ng này
t.

Q(1) + A(1) = Q(2) + A(2) = Q(3) + A(3)

(Y)

U(X)(U là n

ah )

T ng quát:
V i h cô l p: Q = 0, A = 0

i ta nói trong h cô l p n

c b o toàn. N u h nh n nhi t và nh n công thì nhi t Q và công A có giá tr
(Q > 0, A > 0). N u h

ng nhi t và

ng thì nhi t Q và công

A có giá tr âm (Q < 0, A < 0).
-

u ki n chu n c a ph n ng

+ M i ch t trong ph n ng (bao g m ch t tham gia và s n ph m) là nguyên ch t.
+ Có P = 1atm (n u là ch t khí) và CM = 1M (n u là ch t tan trong dung d ch).
3

+ Ph n

nhi

i.

-N

ng thái entanpi H

Quan h gi a Qp và Qv , gi

p

= Qv

N u quá trình có ch t khí tham gia thì s

i th tích h ch y u do s
n.RT
. Cho nên:
P

gi m s mol kh
Qp = Qv
- Nhi t ph n ng là nhi
nhi

các ch

c gi i phóng hay h p th

u và nhi

- N u ph n

các ch t s n ph m b ng nhau.

c th c hi n

c áp su

i thì nhi t ph n ng này

ng áp hay entanpi c a ph n ng, kí hi

c g i là nhi t ph n
- N u ph n

c th c hi n

ng g i là nhi t ph n

th

i (V = const) thì nhi t ph n

ng tích hay bi n thiên n

u ki

ng áp ho

a ph n ng, kí hi
y nhi t ph n

c g i là hi u

ng nhi t c a ph n ng.
-

ng liên k t

t các nguyên t
ng liên k
b

c gi i phóng khi t o thành 1 mol liên k t

tr ng thái cô l p t

u ki n tiêu chu

c tính b ng kJ/mol và kí hi u là Elk
ng phá v liên k

ng

250

ng liên k t có tr s

c d u.

M t s khái ni m nhi t hóa h c
- Nhi t t o thành (nhi t sinh) c a m t ch tlà nhi t c a ph n ng t o thành 1mol
t b n. Kí hi u: Hos (kJ/mol).

ch

- Nhi t t o thành chu n (Entanpi sinh chu n) c a m t ch t là nhi t c a ph n ng
t o thành 1mol ch

tb n

áp su t 1atm và nhi

298K (25 0C). Kí

hi u: Hos, 298 (kJ/mol).
Nhi t t

c b ng 0.
c nhi t t o thành c a nhi u ch t và l p thành b ng.

- Nhi t phân h y c a m t h p ch t là nhi t c a ph n ng phân h y 1mol h p ch t
t b n. Nhi t phân h y c a h p ch t có giá tr b ng nhi t t o thành
c

c d u: Hoph = - Hos .

4


- Nhi t cháy c a m t ch t là nhi t c a ph n

t cháy hoàn toàn 1mol ch

thành các oxit cao nh t.
- Nhi t chuy n pha là hi u ng nhi t c a quá trình chuy n 1mol ch t t tr ng thái
(pha) này sang tr

ng g p và s d ng các lo i nhi

nhi

ng t , nhi t nóng ch y, nhi t hòa tan, nhi t k t tinh, nhi t

chuy n d ng thù hình.
nh lu t Hess
-

nh lu t Hess:

tc am

ph thu c vào tr

u c a các

ch t ph n ng và tr ng thái cu i c a s n ph m ph n ng, không ph thu c vào các giai
thu

ng ti n hành ph n

a ph n ng là các hàm tr ng thái.
Cách tính nhi t ph n ng:
i v i ph n ng t
nh lu t Hess và các h qu c

nh lu t Hess:

H qu 1: Hi u ng nhi t c a ph n ng thu n b ng hi u ng nhi t c a ph n ng
ngh

c d u, ta có:

t

=

Hn

H qu 2: Hi u ng nhi t c a m t ph n ng b ng t ng nhi t sinh c a các s n
ph m tr

ng nhi t sinh c a các ch t tham gia ph n ng.
s (s n ph m)

s (tham gia)

s (C+D)

s (A+B)

H qu 3: Hi u ng nhi t c a m t ph n ng b ng t ng nhi t cháy c a các ch t
tham gia tr

ng nhi t cháy c a các ch t t o thành.
c (tham gia)

c (s n ph m)

c (A+B)

c (C+D)

1.1.2. Nguyên lý II nhi t d ng h c [4], [9], [10], [12]
- Entropi (kí hi

m t tr t t c a m t ch t hay m t h . Entropi

càng l n h càng m t tr t t .
Trong quá trình bi

i tr ng thái c a h , n u có s

i nhi t v i môi

ng ngoài thì cùng v i s bi n thiên entropi c a h còn có s bi n thiên entropi c a
ng ngoài. Khi h nhi
m t h cô l p thì:

t ng

cg pv
h

ng xung quanh t o thành

mtxq

N u trong h cô l p ch di n ra quá trình thu n ngh ch thì:
St

ng

5


- Entropi chu n c a m t ch t
Giá tr entropi S c a m t ch

nh

c kí hi uS0298 (J/mol.K).

g i là entropi chu n c a ch
-

298K (25 0 C)

áp su t 1atm và nhi

trong m t s quá trình
i tr ng tháiv t líc a m t ch t nguyên ch t (nhi

i), n u quá trình x y ra

không thay

áp su

S c a ph n ng hóa h c:
i v i ph n ng t ng
(sp)
o

u ki n chu n:

(tham gia)
o

(C+D)

(sp)

1.1.3. Nguyên lý III nhi

o
(tham gia)

o
(C+D)

(A+B)

ng h c [10], [16]

Entropi c a m t tinh th hoàn h o b ng không

0K.

Tinh th hoàn h o là tinh th
nh t

(A+B)

o

ch có m t cách s p x p duy

0K.
Nguyên lý III giúp tính entropi c a m t hóa ch t
- Cách tính bi
+

ng h p không có s

i tr ng thái trong kho ng nhi

Sp T =

Cp
T0

ng h p có s
Sp T =
0

dT

dT Qnc
Cp
+
+
1 T
Tnc

T

Cp
T nc

D

T

=S 1 +

Q nc
Tnc

+S2

(0, T)
(1.2)

c entropi mol c a hóa ch t

nh (nhi

t

m t nhi

phân h y)

i c a entropi theo nhi

+ N u To là nhi

u ki n chu n th c (298K) và n u áp su t là 1atm, thì:
T
o

S T =

So298K +

298K

+N

dT
2

(0, T)

(1.1)

T

i tr ng thái trong kho ng nhi

Tnc

- Bi

nh.

i entropi c a m t hóa ch t

T

+

nhi

p

i theo nhi

Cp
T

dT

(1.3)

T trong kho ng (298K, T) thì:
6


So T = So298K + Cp ln
1.1.4. Th

T

= So298K +2,303 Cp lg

298
ng áp [3], [12], [14]

ng nhi

T

(1.4)

298

Theo nguyên lý II, trong h cô l p ch có nh
i có th t x y ra.
i quá trình h u h n:
i v i ph n ng hóa h c, kh

n ng c a các ch

ng m t khái ni m ái l c hóa h
u ki n di n bi n c a ph n
nhiên, th

ái l

ng nhi

ng nhi

ng áp (entropi t

ng tích. Tuy

c s d ng ph bi

ng các ph n ng hóa h c x y ra

u ki

i v i ph n ng hóa h c di n ra

ng áp.

u ki n chu n thì:

G0

G 0ht (sp)

G 0ht là bi

t

c

G 0ht

ng t do chu n c a s hình thành h p ch t

iv

G 0ht = 0).

t

G< 0,

.

G > 0,

.

G = 0,

.

1.1.5. Cân b ng hoá h c [3], [12]
CBHH là tr ng thái c a ph n ng thu n ngh ch khi t
b ng t

c a ph n ng thu n

c a ph n ng ngh ch.
t cân b

thu n và ngh ch v n x

ng, vì t i tr ng thái cân b ng, hai ph n ng
it

b ng nhau nên không nh n th y s bi n

i trong h .
Xét ph n ng thu n ngh ch:
aA

+

bB

cC

+

T i tr ng thái cân b ng, ta có:
vt = vn

t [A]

a

[B]b = kn [C]c [D]d

ng s cân b ng c a ph n ng thu n ngh ch:

7

dD


Kc

kt

C

kn

A

c
a

d

D

(1.5)

b

B

- kt và kn là h ng s t

ph n ng thu n và ngh ch.

- KC là h ng s cân b ng c a ph n ng thu n ngh ch.

KP

c d
h ng s cân b ng bi u th theo áp su t: K PC PD
P
Pa P b
A B

N u tính theo n

phân s mol x

n

i ta có: K
x
n
i

i

(1.6)
xc xd
C D
a
x
xb
A B

(1.7)

Ta có m i liên h : K K (RT) n K x P n
P
C
P

= KC = Kx

ng s cân b ng c a ph n ng hoá h c ch ph thu c vào nhi

và

b n ch t ph n ng.
Các y u t

ng t i cân b ng hoá h c

Nguyên lý chuy n d ch cân b
thái cân b ng n

-

n ng hoá h

i m t trong các y u t

cân b ng chuy n d ch theo chi u ch ng l i s

, áp su t, nhi

t tr ng
... thì

.

*N
-N

c a ch t tham gia ho c gi m c a ch t s n ph m thì cân b ng

chuy n d ch theo chi u thu n.
- N u gi m n

c a ch t tham gia ho

a ch t s n ph m thì cân b ng

chuy n d ch theo chi u ngh ch.
* Áp su t ch t khí
- Áp su t h (Ph ): n=

hskhitg-

+ N u n>0: P h

hskhisp

ng chuy n d ch theo chi u thu n, P h gi m cân b ng

chuy n d ch theo chi u ngh ch.
+ N u n<0: P h

ng chuy n d ch theo chi u ngh ch, P h gi m cân b ng

chuy n d ch theo chi u ngh ch.
+ N u n=0: P h

i không

ng t i cân b ng hoá h c.

8


* Nhi

ph n ng

Nhi

ng tr c ti p t i h ng s cân b ng theo bi u th c sau:
ln

KT 2
KT 1

=

Ho là nhi t c a ph n ng

Ho T2 -T1
R

(1.8)

T1 T2

u ki n chu n.

R là h ng s khí.
T2 ; T1 là nhi

ti n hành ph n ng (K).

KT 1 ; K T 2là h ng s cân b ng c a ph n ng
1.2.

nhi

T2 ; T1 .

ng hóa h c

1.2.1. T

c a các ph n ng hóa h c [1], [8], [11], [12]

T

ph n ng hoá h c

b ng bi n thiên n

gia (hay s n ph m) trong m
n

thì t

th i gian. N

ng các ch

các ch t tham
c bi u th b ng

v c a ph n ng:

c bi u di n b
v= -

dA
dt

nh lu t kinh nghi m c a Gunbec
tác d

=

d(B)
dt
Va

t l v in

các ch t

i v i ph n ng t ng quát:
aA + bB + cC + ... = SP
Ta có:
v = k[A] .[B] .[C] ...
k là h ng s t

T

ph n ng, nó ch ph thu c vào nhi

.

c c a ph n ng. Các b c riêng ph

t

thi t ph i b ng các h s h p th c a, b, c c a ph n ng.
ng c a nhi

nt

ph n ng

Theo quy t c kinh nghi m c a Van H p thì m i khi nhi
h ng s t

c a ph n

thì
n 4 l n:

9


M
t

ng,

k vào nhi

tl

c s ph thu c c a h ng s

i d ng vi phân:
dlnk
dT

=

E

(1.9)

RT2

ng ho t hóa.
c vi

i d ng khác
E

k=A.e-RT

(1.10)

V i A là th a s Areniut và có cùng th nguyên v i h ng s t

. Th a s A

còn bi u th t n s va ch m gi a các phân t c a các ch t tác d ng.
ng ho t hóa E, ta có th s d ng m
pháp sau:
th :
Logarit 2 v
lgk=
T

E

th c a s ph thu c lgk vào ngh

ph i là m

tuy

i

E
2,303R

nh h ng s t
lg

k1

k2

ng h c các ph n

hi u b ng ch

=

Ea

2 nhi
1

1

2,303.R T1 T2

:
(1.12)

n [11]

ng hóa h

m

o c a nhi

ng th ng v i h s góc:
tg =

1.2.2.

(1.11)

2,303 RT

i ta còn hay dùng khái ni m th i gian n a ph n ng kí
i gian c n thi

quá trình ph n

m tn an

u c a ch t tác d ng

i v i các ph n ng h t nhân, th i gian n a ph n

ng g i là chu kì bán h y.
- Tóm t t các bi u th

ng h c c a ph n

10

n:


ng h c

n
0
1
2

ng h c

(d ng vi phân)

Th i gian

(d ng tích phân)

dx
=k(a-x)o
dt
dx
=k(a-x)
dt
dx
=k(a-x)(b-x)
dt

n a ph n ng
a
2k

x =kt

ln

a
=kt
a-x

1
a-x b
ln
=kt (a>b)
a-b
b-x a

n

dx
=k(a-x)2
dt
dx
=k(a-x)3
dt

1 1
- =kt (a=b)
a-x a

dx
=k(a-x)n ( 1)
dt

1

1
1
- n-1 =kt
n-1
n-1 (a-x)
a

(thg)-1(mol/l)
(thg)-1

(thg)-1 (mol/l)-1

1 1
1
- 2 =kt
2
2 (a-x) a

nh b c c a ph n ng hóa h

s t

0,693
k
-

1
b-x a
ln
=kt (b>a)

b-a a-x b

3

Th nguyên h ng

3
2ka2

(thg)-1 (mol/l)-2

2n-1 -1
n-1 kan-1

(thg)-1 (mol/l)-(n-1)

i ta có th áp d ng m t trong các

th c nghi

Nguyên t

nh s

bi n thiên n

m khác nhau, l y các giá tr nh
t

c a m t ch

i các th i

c thay l

ng s

c a các ph n ng b c không, b c m t, b c hai, b

giá tr k là m t h ng s

i) thì ph n ng có b c ng v i b c c

ng h

o mãn thì ph n ng có quy lu

h c ph c t

ng

nh b c ph n
th

Nguyên t c: T các s li u th c nghi m, xây d
vào th i gian C=f
ng có b

ng bi u di

ng v

11

th s ph thu c c a n ng
ng th ng thì ph n


V i t ng b c ph n

ng bi u di n s ph thu c c a n

vào th i gian có

d

lg(CA/CB)

1/CA

lgCA

t

(a)

(b)

1/C2A

t

(c)

t

CA

(d)

(e)

t

t

Hình (a): Ph n ng b c m t.
Hình (b): Ph n ng b c hai (n

u các ch t b ng nhau).

Hình (c): Ph n ng b c hai (n

u các ch t khác nhau).

Hình (d): Ph n ng b c ba (n

u các ch t b ng nhau).

Hình (e): Ph n ng b c không.

u
Ti

u (t i t = 0)

các n

u CA và CAo ta có:
vo =kCnAo
v'o =kCnAo

12

u khác nhau, gi s

n ng


Suy ra:

v
v'o

=

n

C An

=

C A'n

lgvo -lgv'o
lgC A0 -lgC A'o

i gian n a ph n ng
Ti

nh th i gian n a ph n ng t1/2

các n

ch t ph n ng khác

nhau.
- N u t1/2 không ph thu c vào n

ch t ph n ng thì ph n ng có b c m t.

- N u t1/2 t l ngh ch v i b c nh t n

ch t ph n ng thì ph n ng có b c hai.

- N u t1/2/ t l ngh ch v i b c hai n
- N u t1/2 t l thu n v i n
T

ch t ph n ng thì ph n ng có b c ba.

ch t ph n ng thì ph n ng có b c không.
u th c t1/2 :

t1/2 =

2 n-1 -1

const
=
n-1 .k.an-1 an-1

(1.13)

n
t'1/2 =

t1/2
t'1/2
1.2.3.

=

a'

2 n-1 -1

const
=
n-1 .k. a'(n-1) a'(n-1)
n-1

lgt1/2 -lgt'1/2

=1+

a

(1.14)

lga' -lga

(1.15)

ng h c các ph n ng ph c t p [4], [11]
ng h c hóa h c, các ph n ng ph c t p bao g m các ph n ng thu n

ngh ch, song song, n i ti p.
a) Ph n ng b c 1

G i a và b là n
th

t = 0 c a A và B, (a
gi m n

c aAt
v1 =
v2 =

T

dx1
dt
dx2
dt

=k1 a-x
=k2 b+x

c a ph n ng thu n ngh ch :

13

x) và (b
n t.

x) là n ng

c a A và B


v=v1 v2 =

dx1 dx2
dt
dt
1 = v2

t cân b

=k1 a- x

. Ta có:

v= k1 a x
T

k2 b+x

k2 b+x

ng s cân b ng:
K=

k1
k2

=

b+x

(1.16)

a x

(k1 +k2 )t=ln

x
x

(1.17)

x

b) Ph n ng song song m t chi u b c 1

i v i ph n ng song song d
k1 +k2 =
V i a là n

ng h c s là:

2,303
t

lg

a

ch t A

(1.18)

gi m n

ch t A t i th

i v i ph n ng song song m t chi u b c hai d ng:

Ta có:

k1 +k2 =
V i a và b là n

2,303
t(

)

lg

b(

)

a(

)

(1.19)

ch t A và B t i t = 0.

c) Ph n ng n i ti p:
D

n nh t c a các lo i ph n

`
t=0

a

0

0

t

a-x

x-j

j

x=a 1-e-k1t ; A =a-x=a.e-k1 t
a
j= C =
[k2 (1-e-k1t )-(1 -e-k2t )]
k1 -k2
14

c bi u th b

m t.


y= B =x - j =

k1 a
k2 - k1

(e-k1t - e-k2t )

Kh o sát s bi n thiên n
cu

các ch

c th i gian tmax

u A, ch t trung gian B và s n ph m

s n ph

tn

[B]max:
ln
tmax =

k1
k2

(1.20)

k1 k2

[B]max =a

k2

k1

15

k2
k1 -k2

(1.21)

c

i


TH NG BÀI T P
2.1. Bài t p nhi

ng hóa h c

2.1.1.Tính các giá tr bi
Bài 1: Tính nhi

c a ng n l

ng h p sau:

1) Cháy trong oxy tinh khi

tích).

2) Cháy trong oxy tinh khi t.
Cho bi
c a CO

ng oxy v

u là 25 o C.Entanpi cháy

cho ph n ng, nhi

25o C và 1atm là-283kJ.mol-1 . Nhi t dung mol chu n c a các ch

Cop (CO2 , k) = 30,5 + 2.10 -2 T
Cop (N2, k) = 27,2 + 4,2.10 -3T
(Olympic Hóa h c sinh viên toàn qu c

2003

B ng A)

Phân tích:
T

1)

Ho298 +

298

(CoPCO +2 CoPN )dT=0

2

2

T=2555K

T

2)

Ho298 +
298

CoPCO dT=0
2

Bài 2: M t ph n

T=4098K

luy n k
3

ZnS(r) + O2

2 (k)

2

1)

o

c a ph n ng

ch t không ph thu c vào nhi

nhi

mi n nhi

2) Gi thi t ZnS nguyên ch
th tích) l

l h p th c b

ng nhi t t a ra do ph n ng
nâng nhi

các ch

298K và 1350K, coi nhi t dung c a các
nghiên c u.

ng ZnS và không khí (20% O2 và 80% N2 theo
u

298K s

n nhi

u ki n chu n t

nào khi ch h p th
ng nhi t này ch dùng

u)H i ph n

n

cung c p nhi t t bên ngoài, bi t r ng ph n ng trên ch x y ra

nhi

3) Th c t trong qu ng sfalerit ngoài ZnS còn ch a SiO2 . V
ZnS trong qu ng t i thi u ph

ph n ng có th t

Cho bi t entanpi t o thành chu n c a các ch t

16

25o C (kJ.mol-1 ):

không th p

ng % c a
c?

H p ch t:

ZnO(r)

Hof

ZnS(r)

-347,98

-202,92

SO2(k)
-296,90

ng áp c a các ch t (J.K-1.mol-1 ):

Nhi
H p ch t
Cop

ZnS(r) ZnO(r) SO2 (k) O2 (k) N2(k) SiO2 (r)
58,05

51,64

51,10

34,24 30,65 72,65

Bi t MZn S = 97,42g.mol -1; M SiO2 = 60,10g.mol -1 .
(Olympic Hóa h c sinh viên toàn qu c

2005

B ng B)

Phân tích:
1) H0298 = -347,98

296,90 + 202,92 = -441,96kJ

C0p = 51,64 + 51,10

3/2.34,24 = -6,67J.K-1

58,05

H1350 = -448976,84J
3

C0p =C0p(ZnS) + C0p(O2) +6C0p(N2) =293,31J.K-1

2)

2

T

H01350 +

293,31dT=0 =>T=1828,72K
298

T = 1828,72K > 1350K nên ph n ng t

c.

3) G i x là s mol SiO2 có trong 1 mol ZnS
3
C0p =C0p(ZnS) + C0p(O2) +6C0p(N2) +xC0p(SiO2) =293,31+ 72,65x (JK-1 )
2
1350

H01350 =-448976,84+

1350

293,31dT+
298

72,65xdT=0 =>x=1,84mol
298

%ZnS = 47%.
2.1.2.Tính bi

ng t

nh chi

ng ph n ng,

s chuy n d ch cân b ng hóa h c
Bài 1:Kh o sát ph n ng phân h y NO2 t o thành NO và O2

10o

i

ng

ng h c và nhi t h c.
M t cách g
không ph thu c vào nhi
H0s

NO 2=

ng nhi
. Hãy s d ng các giá tr

33,2 kJ/mol; H0s

NO=

90,3 kJ/mol

S0NO2 = 241 J/mol; S0NO = 211 J/mol; S0O2 = 205 J/mol

17

ng c a ph n ng trên
tr l i các câu h i:


Nhi

nh nh t c

cân b ng d ch chuy n v phía ph i là bao

nhiêu?
(Trích Olympic Hóa h c sinh viên toàn qu

- B ng A)

Phân tích:
c h t, ta tính các thông s nhi

n c a ph n

Hop =2.90,3 -2 . 33,2=114,2 kJ
Sop =2. 211+205 -2 . 241=145 J/K
Gop =114,2 -283 . 0,145=73,2 kJ
M tm tg

m t nhi

Ho

=>T=
u ki n v nhi

S0
c

=

114,2 . 1000
145

=787,6K

cân b ng d ch chuy n v phía ph

ng v

Bài 2:

n cân b ng thì Gop = 0

ng h c khi ph n

.

t tính hoá h c gi ng nhau: tuy nhiên,

u này không th t chính xác. Ho t tính khác bi t c
ph thu c c

ng v khác nhau là do s

ng không gian trong các phân t v i kh

ng các

h t nhân nguyên t c u t o nên phân t
chi ti t mà ch

ng các h p ch t có ch

liên k
2

1

ng v nh

p ch

H19

b n

ng v n

H19 F).
u

ng v

ng không quan tr ng ho c ít quang tr ng t i nhi t
nh trong hóa h c t i nhi

ng nghiên c
sao t i nhi

r t th p

c ti n hành r
ng kho ng 10K

th p. M t trong
c gi a các vì

20K), là nh

n ch a khí

và b i, ngu n g c nguyên th y c a các ngôi sao. S chuy n hóa c a deuteri trong các
nh gi a các vì sao x y ra v i nhi u qúa trình khác nhau, g
H2

(1)
2

+H

(2)

Các tham s nhi t hoá h

n ph n ng (1) là:

Hof (H2(k)) = 0kJ.mol-1

So (H2(k)) = 130,57J.K-1 .mol-1.

Hof (HD(k)) = 0,33kJ.mol -1

So (HD(k)) = 143,69J.K-1.mol-1 .

Hof (H(k)) = 216,00kJ.mol -1

So (H(k)) = 114,60J.K-1 .mol-1 .
18

sau: