HSG Nhiet hoa hoc

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (303.12 KB, 28 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

A- CƠ SỞ LÍ THUYẾT :

Trước khi đưa ra hệ thống bài tập cho học trò luyện tập thì giáo viên cần phải yêu cầu học trị
nhớ lại một số khái niệm và nội dung lí thuyết cơ bản của phần Nhiệt hoá học như sau:

1) KHÍ LÍ TƯỞNG:

* Khí lí tưởng là chất khí mà khoảng cách giữa các phân tử khí xa nhau, có thể bỏ qua tương tác
giữa chúng.

* Với khí lí tưởng thì có thể áp dụng :

- Phương trình trạng thái: P.V = nRT (R = 8,314 J/mol.K = 0,082 l.atm/mol.K)

- Trong bình có hỗn hợp khí th×: P = Pi =
V
ni .RT
cßn P

i = Ni .P = .P
ni

 


2) HỆ VÀ MÔI TRƯỜNG:

- Hệ mở: hệ trao đổi chất và năng lượng với môi trường.

- Hệ kín: Hệ chỉ trao đổi năng lượng với mơi trường.

- Hệ đoạn nhiệt: Hệ không trao đổi nhiệt với môi trường.

* Quy ước:

Hệ nhận năng lượng của môi trường  năng lượng mang dấu +

Hệ nhường năng lượng cho môi trường  năng lượng 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 được gọi là thuận nghịch. Đây là sự
biến đổi lí tưởng khơng có trong thực tế.

4) SỰ BIẾN ĐỔI BẤT THUẬN NGHỊCH: là sự biến đổi được 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,
khơng phụ thuộc vào những sự biến đổi trước đó.

Ví dụ: P.V = hàm trạng thái

P1.V1 = n.RT1 ; P2.V2 = n.R.T2
6) CƠNG (W) VÀ NHIỆT (Q)

- Là 2 hình thức trao đổi năng lượng.

- W, Q không phải là hàm trạng thái vì giá trị của chúng phụ thuộc vào cách biến đổi.

Ví dụ: Cơng của sự giãn nở khí lí tưởng từ thể tích V1 đến V2 ở to = const trong 1 xilanh kín nhờ 1

pittơng được tính bằng cơng thức:
W = -

dV
Pn .
2



(Pn : áp suất bên ngoài)

* Nếu sự biến đổi là BTN thì Pn = Pkq = const

WBTN = - Pkq .
dV



1 = - Pkq . V = - Pkq .(V2 - V1)

* Nếu sự biến đổi là thuận nghịch: Giảm Pn những lượng vơ cùng bé để thể tích khí tăng những

lượng vơ cùng bé. Khi đó Pn mỗi lúc thực tế = P ở bên trong xi lanh = Pk

Pn = Pk = n.RT/V
 WTN = -

dV
Pn .
2



= - nRT .



1 V
dV

= - nRT .ln 1
2
V

V

 WBTN WTN

* Các q trình thuận nghịch sinh cơng lớn nhất khi hệ biến đổi từ trạng thái 1 sang trạng thái 2.
Lượng công này đúng bằng lượng công cần thiết đưa 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 tương tác giữa các phần tử
trong hệ đó.

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

- U của n mol khí lí tưởng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ.

8) NGUYÊN LÍ I CỦA NHIỆT ĐỘNG HỌC: (SỰ BIẾN ĐỔI NỘI NĂNG CỦA HỆ).
U = U2 - U1 = W + Q

- Đối với sự biến đổi vô cùng nhỏ: dU = W + Q

(: Chỉ những hàm không phải là hàm trạng thái)

- Thường gặp công được thực hiện chỉ do sự biến đổi thể tích nên: W = -P.dV
 dU = Q = P .dV 



dU = Q -

dV
P.
2



U = Q -
dV
P.



* Nhiệt đẳng tích: Nếu hệ biến đổi ở V = const  dV = 0

U = QV QV là 1 hàm trạng thái.
* Nhiệt đẳng áp: Nếu hệ biến đổi ở P = const thì:

dV
P.
2



= P .

dV



1 = P. V2 - P. V1

U = U2 - U1 = QP - P. V2 + P .V1  QP = (U2 + P.V2) - (U1 + P .V1)

Đặt U + P.V = H = entanpi = hàm trạng thái

 QP = H2 - H1 = 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 lượng trao đổi với môi trường 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 được thực hiện ở P = const thì nhiệt phản ứng được gọi là nhiệt phản ứng đẳng áp
QP = H

- Nếu phản ứng được thực hiện ở V = const thì nhiệt phản ứng được gọi là nhiệt phản ứng đẳng tích
QV=U

* Quan hệ giữa QP và QV

QP = H = (U + PV)P = U + P. V H = U + P . V = U + n .RT

QP = QV + n .RT ( n =  n khí sp -  n khí pư )

Khi n = 0  QP = QV hay H = U

U = Q

V

= n .C

V

. T



H = Q

P

= n .C

P

. T



* Nhiệt dung mol đẳng áp (CP) là nhiệt lượng cần cung cấp để làm 1 mol chất nóng thêm 1o trong

điều kiện đẳng áp (mà trong q trình khơng có sự biến đổi trạng thái).
* Tương tự với CV: H =



T

T
P dT

C

; U =



T

T
T dT

C

CP, CV là hàm của nhiệt độ.

Với 1 mol khí lí tưởng: CP = T
H




; CV = T
U




Mà U = H - P. V  CP = T
H




= T

U




+ T

V
P




= CV + R
Q, W: Không phải là hàm trạng thái

QV = U; QP = H  QV, QP là hàm trạng thái  chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và trạng thái

cuối của hệ mà khơng phụ thuộc vào q 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 đường đi.

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>



n1 A + n2 B n3C + n4 D
T2

Ha Hb



n1 A + n2 B nT 3C + n4 D
1

H1

Theo định luật Hess: H2 = Ha + H1 + Hb

Mà:

Ha =





).
.
.

( 1 2

T

P
P n C dT

C

n A b

= -





).
.
.

( 1 2

T

P
P n C dT

C

n A B

Hb =





).
.
.

( 3 4

T

P
P n C dT

C

n C D

H2 = H1 +



  

)].
(

)
.
.

[( 3 4 1 2

T

P
P

P

P n C nC nC dT

C
n

B
A

D
C

= H1 +





T

P dT

C

- H1 thường được xác định ở điều kiện chuẩn: HoT = Ho298 +




T

o
P dT

C

298

.
Với CoP = CoP(sp) - CoP(tham gia)

P là nhiệt dung mol đẳng áp ở điều kiện chuẩn (1atm).

- Trong khoảng hẹp của nhiệt độ có thể coi CoP = const

Thì: H2 = H1 + CP.(T2 -T1)

HoT = Ho298 + CoP (T - 298)
11) ENTROPI (S)

- Trong sự biến đổi thuận nghịch vô cùng nhỏ ở T = const hệ trao đổi với môi trường một lượng
nhiệt QTN thì sự biến thiên entropi trong quá trình này là: dS = T

QTN


S là hàm trạng thái (J/mol.K)

- Nếu sự biến đổi là bất thuận nghịch thì dS > T
QTN


- 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 S2 - S1 = S =



1 T
QTN


(STN = SBTN)

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 khơng đổi nếu xảy ra q trình thuận nghịch.

+ dS > 0 : trong hệ cơ lập, q 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 thước 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

H2(k) O2(k) O3 (k)

H2O(r) H2O (l) H2O (h)

 S là 1 đại lượng dung độ.

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

Khi chất ngun chất nóng chảy hoặc sơi ở P = const thì:
T = const S =



1 T
Q


= T

H



H = nhiệt biến thiên trạng thái = Ln/c hoặc Lh

14) S TRONG QUÁ TRÌNH GIÃN NỞ ĐẲNG NHIỆT KHÍ LÍ TƯỞNG:

Xét n mol khí lí tưởng giãn nở thể tích từ V1  V2 ở to = const. Vì nội năng của khí lí tưởng chỉ phụ

thuộc nhiệt độ nên trong sự biến đổi này:

U = QTN + WTN = QBTN + WBTN = 0

 QTN = - WTN = nRT. ln 1
2

V
V

( = -(- P. V) =

dV
V
nRT

.
2



T = const S = T

QTN

= nRln 1

V
V

= n.R.ln 2

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 T1 T2, khơng có sự chuyển pha:

S =



T

T
TN

T
Q



Với Q = QP = dH = n.CP.dT

S = T

dT
C
n

T

T
P.



* Trong khoảng nhiệt độ hẹp, coi CP = const S = n.CP.ln 1
2

T
T

- Quá trình: V = const S = n .CV.ln 1
2

T
T

16) ENTROPI TUYỆT ĐỐI

* Nguyên lí III của nhiệt động học:

- Entropi của chất nguyên chất dưới dạng tinh thể hoàn chỉnh ở 0(K) bằng 0: S(T = 0) = 0

* Xuất phát từ tiên đề trên ta có thể tính được 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 được đun nóng từ 0(K)  T(K) xét

ở P=const. Nếu trong q trình đun nóng có sự chuyển pha thì:

S = ST - S(T = 0) = ST =







1
i

i
S

 ST = T

dT
C

n
T
L
n
T
dT
C
n
T
L
n

T
dT
C
n

T

T
h
P
S

S
T

T
l
P
nc

nc
T

r
P

S
S

nc

.
.
.

. () ( )

)
(



   

Giá trị entropi được xác định ở P = 1 atm = const và ở nhiệt độ T nào đó được
gọi là giá trị entropi chuẩn, kí hiệu là S0

T, thường T = 298K  S0298

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 250C thì: S0

298= S0298(sp) - S0298(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 ngược lại. Cịn trong trường hợp số mol khí ở 2 vế

bằng nhau hoặc phản ứng khơng có chất khí thì S có giá trị nhỏ.
18) THẾ NHIỆT ĐỘNG

Scô lập = S hệ + S mt ≥ 0
a)Thế đẳng áp G:

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

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 khơng đổi thì q 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 lượng Helmholtz)

Nếu hệ biến đổi ở điều kiện T, V không đổi  nhiệt đẳng tích mà mơi trường nhận của các hệ là

Umt Smt = - T

Umt



 điều kiện tự diến biến của hệ trong q 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 = W’max

+ Đối với q trình T, V = const S = W’max

TĨM LẠI :

* Quá trình đẳng áp: P = const

- Công:WP = - P.dV = -n.R.dT  WP = - P. V = - nRT
- Nhiệt:QP = dH = n.CP .dT  QP = H = n.

dT
C

T

T
P.



- Nội năng: dU = Q + W  U = H – P. V = H – n.R. T
- Entropi: dS ≥ T

QTN



S ≥



1 T
QTN


STN = T

dT
C
n

T

T
P.



T
d
C
n

T

P. ln



Nếu CP = const STN = n. CP .ln 1
2

T
T

* Q trình đẳng tích:

- Cơng: WV = - P.dV = 0  WV = 0

- Nhiệt: QV = dUV = n. CV .dT  QV = UV =

dT
n
C

T

T
V. .



Nếu CV = const QV = n. CV .T
- Nội năng: UV = QV + W’

- Entropi: S ≥ T

QV





nC dTT
T

T
V.

T
d
C
n

T

V. ln



S ≥ n. CV .ln 1
2

T
T

(CV = const)
- Entanpi: H = U + PV  dH = dU + P.dV + V.dP = dU + V.dP (dV = 0)

H = U + V . P

* Q trình đẳng nhiệt:

- Cơng:WT = - PdV = -

dV
V
nRT

 WT = - 1

2
2

1
1

2 ln ln

ln
.

1 P

P
nRT
V

V
nRT
V

dV
RT
n

V







</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

- Nhiệt:UT = QT + WT = 0  QT = - WT = nRT ln 1
2

V
V

- Nội năng:UT = 0

- Entanpi:HT = UT + (PV)T = UT + nR. T = 0
- Entropi: S TN = nc

nc
TN

T
L
T
Q



hoặc = S

h

T
L

* Với q trình dãn nở khí lí tưởng thuận nghịch

S =







T
W
U
T

QTN





nCV dTT
T

T

.
.

dV
V
nRT

V



Nếu CV = const S = n. 1

T
T
CV

+ nRT ln 1

V
V

Vì T = const S = nRT ln 1
2

V
V

= nRT.ln 2

P
P

* Quá trình đoạn nhiệt:

- Nhiệt: Q = 0

- Nội năng và công: dU = Q + W = W = -PdV = T

dT
C
n V

T

.
.



+Quá trình bất thuận nghịch:

dUBTN = WBTN = -Png .dV = -P2.dV
UBTN = WBTN = -Png.(V2 – V1) = n.CV. T

* PT Poisson: (Dùng cho quá trình thuận nghịch)

T .V1= const
 P.V = const
 V

P

C
C




* WBTN = -P2(V2 – V1) = - P2.(

)
(

) 2 1

1
1
2

2 nC T T

P
nRT
P

nRT

V 




 T2U = W = ....  V2

* Quá trình thuận nghịch: W = U = n.CV(T2- T1)

T1. V
1

1 = T2 . V21  T2 = T1.( 2
1

V
V

)-1

- Entanpi: H = n .CP(T2 – T1)

- Entropi: STN = T

QTN

= 0
* G = H – TS = U + PV – TS













P

T
G

- S ;














T

P
G

- V

Với phản ứng oxi hố khử có thể diễn ra trong pin điện: G = - nEF

dT
G
d

= - 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

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

Vì W = W’ + (-PdV)

Q ≤ T.dS  dG ≤ W’ + VdP – SdT

Dấu “ =” ứng với quá trình thuận nghịch và cơng lớn nhất.
dG = W’max + VdP – SdT

* Đối với quá trình đẳng nhiệt, đẳng áp  dP = dT = 0
 dGT,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)

a) Sự phụ thuộc của G vào T:

- Khi P = const  T P

G










= - S  T P

G










= - S

G = H – T. S = H + T. T P

G











 T. T P

G










- G = -H  2 2

.
T
H
T
G
T
G
T

P  













 T2

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
T
T
.
2
1
1
2
2
1
2











Nếu coi Ho không phụ thuộc vào nhiệt độ thì:














298
1
1
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
P
T
P
P
P

T G V dP

G
dP
V
dG

- Với chất rắn, lỏng  coi V = const khi P biến thiên (trừ miền áp suất lớn) thì:
 2 G  1 V(P2 P1)

GT P  T P  

- Với chất khí lí tưởng  V = P
nRT

     1

2
ln
.
1
2 P
P
nRT
G

GTP  T P 

Nếu áp suất bình thường: P1 = Po = 1bar (1 atm) GT(P) = GoT + nRT.lnP

(P tính bằng bar (atm)).

21) TÍNH G CỦA MỘT SỐ QUÁ TRÌNH:
a) Giãn nén đẳng nhiệt khí lí tưởng

G = nRT.ln 1

P
P

= nRT.ln 2

V
V

b) Trộn lẫn đẳng nhiệt, đẳng áp 2 khí lí tưởng:
G = nA.RTlnxA + nB.RTlnxB

c) Quá trình chuyển pha thuận nghịch (tại nhiệt độ chuyển pha): Gcf = 0
d) Quá trình chuyển pha thuận nghịch ở T  Tcf

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, khơng phụ thuộc vào q trình biến thiên.

</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

B - HỆ THỐNG CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP PHẦN “NHIỆT HÓA HỌC” :

Bài 1:

Cho 100 g N2 ở 0oC, 1atm. Tính Q, W, U, H trong các biến đổi sau đây được 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 N2 là khí lí tưởng và nhiệt dung đẳng áp không đổi trong quá trình thí nghiệm và

bằng 29,1J/mol.K

Giải

a) V = const  W =



P.dV 0

U = QV = nCV .T = (CP- R).(T2 – T1) .n

= (CP- R).( 1
2

P
P

-1).T1.n = (29,1 - 8,314).(

)

1
1

5
,
1



.273,15 = 14194,04(J)
b) Vo =

)
(
80
4
,
22
.
28
100

l



 V= 2Vo = 160 (l)

W = -P. V = -1(160 – 80) = -80 (l.at) = -80 .101,33 = -8106,4(J)

QP = H = CP.n .T =











 1
1
1
2 .

.
1
,
29
.
28
100

T
T
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 = -



1
.

V
dV
nRT

= - nRT.ln 1

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: T1. V

1
1


= T2 . V
1
2


 T2 = T1.( 2
1

V
V

)-1 Với

4
,
1
314
,
8
1
,
29

1
,
29










P
P
V

P

C

R

C
C

C


 W = U = n.CV (T

2 –T1) = 28
100

(29,1-8,314).(189,33 -273,15) = 6222,4(J)

H = nCP.T = 28
100

.29,1(189,33 – 273,15)= - 8711,3(J)

Bài 2:

Tính HSo,298của Cl

-(aq). Biết:

(a): 2

H2 + 2
1

Cl2(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

H2 + aq  H+(aq) + e
o
S

H ,298



= 0

</div>
(9)<div class='page_container' data-page=9>

Lấy (a) + (b) – (c) : 2

Cl2 + e + aq = Cl-(aq)
o
S

H ,298



= - 167,33(kJ)

Bài 3:

Tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng:

3Fe(NO3)2(aq) + 4HNO3(aq) 3Fe(NO3)3(aq) + NO(k) + 2H2O (l)

Diễn ra trong nước ở 25oC. Cho biết:

Fe2+

(aq) Fe3+(aq) NO3-(aq) NO(k) H2O(l)
o

S

H ,298



(kJ/mol) -87,86 - 47,7 -206,57 90,25 -285,6

Giải:

Phương trình ion của phản ứng:
3Fe2+

(aq) + 4H+(aq) + NO3-(aq) 3Fe3+(aq) + NO(k) + 2H2O (l)
H=3.

o
S

H ,298



(Fe3+
,aq)+

o

S

H ,298



(NO)+2.HSo,298(H

2O(l))–3.
o
S

H ,298



(Fe2+
,aq

)-o
S

H ,298



(NO3-, 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: CnH2n + H2 CnH2n+2

2) Khi đốt cháy hoàn toàn 2 anome  và  của D – glucozơ mỗi thứ 1 mol ở áp suất không

đổi, người ta đo được hiệu ứng nhiệt của các phản ứng ở 500K lần lượt 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) C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O

U() = H() - n.RT = - 2799 – 6.8,314.10-3.500 = -2824(kJ)
U() = H() - n.RT = - 2805,1 – 6.8,314.10-3 .500 = -2830 (kJ)

o
H

 = 6. HSo(CO2) + 6.
o

O
H
S

H ( )

 - HSo()

o

H



= 6. HSo(CO2) + 6.
o

O
H
S

H ( 2 )



- HSo()


o
S

H ()



o
S

H ()



o

H



- Ho = -2805,1 + 2799 = -6,1(kJ)


o
S

H ()



< HSo()  Dạng  - glucozơ có 
o
S
H

 nhỏ hơn nên bền hơn.

Bài 5:

1) Thế nào là entanpi sinh của đơn chất? Tính

o
O
S

H ( 3)



và

o
kimcuong
S

H ( )



và dự đốn hoạt tính hố học
của chúng từ các dự kiện sau:

(a): C than chì + O2(k) CO2(k)
o
H298

 = -393,14(kJ)

(b): C kim cương + O2(k) CO2(k)
o
H298

 = -395,03(kJ)

(c): 3As2O3 (r) + 3O2(k) 3As2O5(r)
o
H298

 = -811,34(kJ)

(d): 3As2O3(r) + 2O3(k) 3As2O5(r)
o
H298

 = -1090,98(kJ)

2) Từ kết quả trên và các dữ kiện sau:

H(O –O) tính từ O2 = - 493,24kJ/mol; H(O –O) tính từ H2O2 = - 137,94kJ/mol

Chứng minh rằng: Khơng thể gán cho O3 cấu trúc vịng kín.

Giải:

1)- Entanpi sinh của các đơn chất bền ở điều kiện chuẩn = 0

</div>
(10)<div class='page_container' data-page=10>


o
S
H

 của O

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

O2O3(k) ; C than chì  C kim cương

- Lấy (a) – (b):

C than chì C kim cương
o

kc
S

H ( )



= 1,89 kJ/mol
- Lấy (c) - (d):

O2(k)O3(k)
o

O
S

H ( 3)



= 139,82 kJ/mol
2) Nếu coi O3 có cấu trúc vịng kín:


o

O
S

H ( 3)



= Hlko(O3) - 2
3

o
O
lk

H ( 2)



= 3.(-137,94) - 2

.(- 493,24) = 326,04 (kJ/mol) > 139,82(kJ/mol)

 O3 có cấu trúc vịng kín rất không bền  cấu trúc này không chấp nhận được.
Bài 6:

Entanpi sinh tiêu chuẩn của CH4(k) và C2H6(k) lần lượt bằng -74,80 và -84,60 kJ/mol. Tính entanpi

tiêu chuẩn của C4H10 (k). Biện luận về kết quả thu được. Cho biết entanpi thăng hoa của than chì và

năng lượng liên kết H- H lần lượt bằng: 710,6 và - 431,65 kJ/mol.

Giải:

* (1) C than chì + 2H2 (k) CH4(k)
o

CH
S

H , 4



=-74,8kJ
(2) C than chì C (k)

o
th

H



= 710,6 kJ
(3) H2 (k) 2H (k) Hlk= 431,65 kJ

Lấy (1) – [(2) + 2.(3)] ta được:
C(k) + 4H(k)  CH4(k)

o
CH
tu
ng
S

H

,
/
,

 = -1648,7(kJ/mol)

 Năng lượng liên kết trung bình của liên kết C – H là: 4
1

(-1648,7) = - 412,175 (J/mol).
* (4) 2C than chì + 3H2 C2H6(k)

o
K
H
C
S

H ( , )

6
2

 = -84,6 (kJ/mol)

Lấy (4) – [2 .(2) + 3.(3)] ta được:
2C(k) + 6H (k) C2H6(k)

o

H
C
tu
ng
S
H

6
2

,
/
,



= -2800,75 (kJ/mol)
Coi EC –H trong CH4 và C2H6 như nhau thì:

E C- C = =1800,75 – 6(- 412,175) = -327,7(kJ/mol)

* Coi EC-H; EC- C trong các chất CH4, C2H6, C4H10 đều như nhau thì:
o

H
C
tu
ng
S
H

10
4

,
/
,



= 3. EC- C + 10.EC- H = 3.(- 327,7) + 10( -412,75) = -5110,6 (kJ/mol)

* (5) 4C(k) + 10 H(k) C4H10(k)
o

H
C
tu
ng

S
H

10
4

,
/
,



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

4Cthan chì + 5H2(k) C4H10(k)
o

H
C
S
H

10
4



= -109,95(kJ/mol)

* Kết quả thu được chỉ là gần đúng do đã coi Elk(C – C), Elk(C- H) trong mọi trường hợp là như nhau. Và

vì vậy sẽ khơng tính rõ được

o
S

H



của các đồng phân khác nhau.

Bài 7: Tính Ho của các phản ứng sau:

1) Fe2O3(r) + 2Al(r) 2Fe(r) + Al2O3(r) ( 1)

Cho biết

o
O
Fe

S r

H , 2 3()



= -822,2 kJ/mol;

o
O
Al

S r

H , 2 3( )



</div>
(11)<div class='page_container' data-page=11>

2) S(r) + 2
3

O2(k) SO3(k) (2)

Biết (3) : S(r) + O2(k) SO2(k)
o

H298



= -296,6 kJ
(4): 2SO2(k) + O2(k) 2SO3(k)

o

H298



= -195,96 kJ

Từ kết quả thu được và khả năng diễn biến thực tế của 2 phản ứng trên có thể rút ra kết luận gì?

Giải:

1) Hopu(1)= 
o

O
Al

S r

H , 2 3( )



o
O
Fe

S r

H , 2 3( )



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

o
pu

H (2)



o
pu

H (3)



+ 2

1
o
pu

H (4)



= -296,6 - 2

.195,96 = -394,58 (kJ)

KL: Hai phản ứng (1), (2) đều toả nhiệt mạnh. Song trên thực tế 2 phản ứng đó khơng tự xảy ra. Như

vậy, chỉ dựa vào H không đủ để khẳng định chiều của 1 q trình hố học (tuy nhiên trong nhiều

trường 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 25oC.

a) Fe2O3(r) + 3CO(k)  2Fe(r) + 3CO2(k)
o

H298



= 28,17 (kJ)
b) Cthan chì + O2(k) CO2 (k)

o

H298



= -393,1(kJ)
c) Zn(r) + S(r) ZnS(r)

o

H298



= -202,9(kJ)
d) 2SO2(k) + O2(k) 2SO3(k)

o

H298



= -195,96 (kJ)

2) Khi cho 32,69g Zn tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư trong bom nhiệt lượng kế ở 25oC,

người ta thấy có thốt ra một nhiệt lượng 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 Uo = Ho

Phản ứng d): Uo = Ho - n.RT = -195,96 + 1.8,314. 298,15. 10-3 = -193,5 (kJ)

2) Zn(r) + H2SO4(dd) H2(k) + ZnSO4(dd)

Trong bom nhiệt lượng kế có V = const.

U = - 71,48. 32,69/65,38

= -142,96 (kJ/mol)

H = U + n.RT = - 142,96 + 1. 8,314 .298,15 .10-3 = - 140,5 (kJ/mol)

Bài 9: Tính Ho của phản ứng tổng hợp 1 mol adenine C5H5N5(r) từ 5 mol HCN(k).

Cho biết

o
k
CH
S

H , , )



= - 74,8 (kJ/mol);

o
k
NH
S

H , ,



= -46,1kJ/mol;

o
r
adenin
S

H , ( )



= 91,1 kJ/mol

Và CH4(k) + NH3(k)HCN(k) + 3H2(k) Ho = 251,2 kJ.mol-1

Giải:

(a) : Cgr + 2H2(k) CH4
o

k
CH
S

H , , )



= -74,8 (kJ/mol)
(b) : 2

N2(k) + 2
3

H2(k) NH3(k)
o

k
NH

S

H , ,



= - 46,1kJ/mol
(c) : 5Cgr + 2

H2(k) + 2
5

N2(k) C5H5N5(r)
o

r
adenin
S

H , ( )



= 91,1 kJ.mol-1

(d) : CH4(k) + NH3(k)HCN(k) + 3H2(k) Ho = 251,2 kJ.mol-1

</div>
(12)<div class='page_container' data-page=12>

5HCN(k)  C5H5N5(r)Ho(4) = 251,2 kJ/mol
Bài 10:

Tính nhiệt thốt ra khi tổng hợp 17kg NH3 ở 1000K. Biết
o

k
NH
S

H ,298( , )



= -46,2 kJ.mol-1
)

,
(NH3k

P

C = 24,7 + 37,48.10-3 T Jmol-1K-1

)
,
(N2k

P

C = 27,8 + 4,184.10-3 T Jmol-1K-1
)

,
(H2k

P

C = 286 + 1,17.10-3 T Jmol-1K-1
Giải:

2
1

N2(k) + 2
3

H2(k) NH3(k)
o

k
NH
S

H , ,



= - 46,2kJ/mol

CP = CP(NH3,k) - 2

)
,
(N2k
P
C

- 2

)
,
(H2k
P
C

= - 24,7 + 37,48.10-3T - 2
1

[27,8 + 4,184.10-3] - 2
3

[28,6 + 1,17 .10-3T]

= - 32,1 + 31,541.10-3 T


H1000o H298o

dT
CP,

1000

298





o

H298



dT
T)

10
.
541
,
31
1
,
32
(

1000

298



  

o

H298



)
2

10
.
541
,
31
1
,
32
(

2
1000

298

3T

T



  

= - 46,2.103 +31,541 .10-3. 2
1

(10002 -1982) – 32,1(1000 – 298)= - 54364,183 (J/mol)
 Khi tổng hợp 17 kg NH3 thì nhiệt lượng toả ra là:

Q = 17

17000

.(-54364,183 .10-3) = -54364,183 (kJ)
Bài 11:

Tính năng lượng mạng lưới tinh thể BaCl2 từ 2 tổ hợp dữ kiện sau:

1) Entanpi sinh của BaCl2 tinh thể: - 859,41 kJ/mol

Entanpi phân li của Cl2: 238,26 kJ/mol

Entanpi thăng hoa của Ba: 192,28 kJ/mol

Năng lượng ion hoá thứ nhất của Ba: 500,76 kJ/mol
Năng lượng ion hoá thứ hai của Ba: 961,40 kJ/mol
ái lực electron của Cl : - 363,66 kJ/mol

2) Hiệu ứng nhiệt của q trình hồ tan 1 mol BaCl2 vào  mol H2O là: -10,16kJ/mol.

Nhiệt hiđrat hoá ion Ba2+ : - 1344 kJ/mol

Nhiệt hiđrat hoá ion Cl- : - 363 kJ/mol

Trong các kết quả thu được, kết quả nào đáng tin cậy hơn.

</div>
(13)<div class='page_container' data-page=13>

Ba(r) + Cl2(k) BaCl2(tt)

Hth(Ba) Uml

Ba(k) + 2Cl (k) Ba2+ + 2Cl

-I1(Ba) + I2(Ba)
2. ACl

Uml = H - Hth (Ba) - H - I1(Ba) - I2(Ba) - 2ACl
= - 859,41 - 192,28 - 238,26 - 500,76 - 961,40 + 2 .363,66
= - 2024,79 (kJ/mol)

HS(BaCl

2, tt)

Hpl(Cl2)



 

S(BaCl2, tt) pl(Cl2)

 o  



2) BaCl

2 (tt)

Ba

(aq)

+ 2Cl

(aq)

- U

ml + H2O

H

1

H

Ba

+ 2Cl

-H

ht(BaCl



Uml = H1 + H2 - H

= -1344 - 2.363 + 10,16 = -2059,84 (kJ/mol)

   ht(BaCl

Kết quả 1) đáng tin cậy hơn, kết quả tính theo mơ hình 2) chỉ là gần đúng do mơ hình này khơng mơ
tả hết các q trình diễn ra trong dung dịch, các ion nhất là cation ít nhiều cịn có tương tác lẫn nhau
hoặc tương tác với H2O.

Bài 12:

Cho giãn nở 10 lít khí He ở 0oC, 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 CV = 2

R và chập nhận khơng đổi trong điều kiện đã cho của bài
tốn.

Tính thể tích cuối cùng của hệ, nhiệt Q, biến thiên nội năng U và cơng W trong mỗi q trình nói

trên?

Giải:

a) T = const U = 0; H = 0

U = Q + W = 0  Q = -W

W = -






1
.

V
dV
nRT
dV

P

= - nRTln 1

V
V

Với khí lí tưởng: P1.V1 = P2 .V2  1
2

V
V

= 2

P
P

 V2 = 2
1

P
P

. V1 = 1
10

. 10 = 100(l)

 W = -(nRT).ln 2

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.CV . T = 2

3
.
.
.

1
1
1

T
R

V
P

</div>
(14)<div class='page_container' data-page=14>

U = W = 2

3
.
.

1
1
1

T
V
P

(T2 – T1)

Theo PT poisson: T.V- 1 = const

Mà V = P

nRT
 T.

1








 

P
nRT

= const  T .P- 1 = const

T1 .P1 = T2 .P2

T2 =

P1

 



P2
P1

=



1- 1-



1- 1-

T2 = T1 . = 273,15 .
P2




1-10
1




1-= CP
CV

CV + R
CV

2 R + R
R

3 =

-= - 0,4

 = =

3
2




1- 35

5
3

3
2

T2 = 273,15 .(10)-0,4 = 108,74 (K)

U = W = . (108,74 - 273,15) .101,33 = 9148,6(J)
273,16

10 .10



V2 = = 39,81 (l)
1 .273,15

10.10.108,74
P2 .T1

P1 .V1.T2

~~
c) Q = 0 U = W

 n.CV (T2 – T1) = -Png .(V2 – V1) = -P2 . 







1

1
2

P
nRT
P

nRT

 n. 2
3

R(T2 – T1) = -nR.1











10
1

1
2 T

T

 T2 = 0,64T1
V2 = = 64(l)

T1 . 1
10.10.0,64T1
P2 .T1

P1 .V1.T2

U = W = -Png(V2 – V1) = -1(64 – 10) = -54(l.atm)

= -54(l.atm) .101,33 .J/l.atm = - 5471,82 (J)

Bài 13 :

Phản ứng sau: Ag + 2

Cl2 = AgCl

Xảy ra dưới áp suất 1 atm và ở 25oC toả ra 1 nhiệt lượng là 126,566 kJ.

Nếu cho phản ứng đó xảy ra trong 1 nguyên tố ganvani ở P, T = const thì hoá năng sẽ được chuyển
thành điện năng và sản ra công W’ = 109,622 kJ.

Hãy chứng tỏ rằng trong cả 2 trường hợp trên, biến thiên nội năng của hệ vẫn chỉ là một, cịn nhiệt
thì khác nhau và tính giá trị biến thiên nội năng đó.

Giải:

- Do U là hàm trạng thái nên U = U2 – U1 = const, cho dù sự biến đổi được thực hiện bằng cách

nào. Vì vậy U trong 2 trường hợp trên chỉ là một.

- Vì U = Q + W = Q + W’ - PV = Q + W’ - n.RT

Do nRT = const; U = const

Nên khi W’ (cơng có ích) thay đổi thì Q cũng thay đổi
- U = H - nRT = -126,566 + 2

. 8,314 .298,15.10-3 = - 125,327 (kJ)
Bài 14:

Tính cơng của sự biến đổi đẳng nhiệt thuận nghịch và bất thuận nghịch 42g khí N2 ở 300K khi:

a) Giãn nở từ 5atm đến 1atm.
b) Nén từ 1atm đến 5atm.

</div>
(15)<div class='page_container' data-page=15>

Giải:

a) * WTN = - 1

2
1
2
2
1
2
1
ln
ln

P
P
nRT
V
V
nRT
V
dV
nRT

PdV   



WTN = 28
42

.8,314 .300. ln5

= -6201,39(J)
*WBTN = - Png . V = -Png(V2 – V1) = -Png










 1
2
1
1 V
P
V
P

= - P2.V1









 1
2
1
P
P

= - P2.


















1
2
2
1
1
1
1
.
P
P
nRT
P
P
P
nRT

= -28

.8,314 .300 






5
1
1

= -2993,04 (J)

b) W’TN = nRTln 1

P
P

= 28

.8,314 .300.ln1

= 6201,39(J)
W’BTN = - Png. V= -Png(V2 – V1) = -Png










1
2 P
nRT
P
nRT

= -nRT.P2








1

2
1
1
P

P = -nRT 






1
2
1
P
P

= -28

.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. Cịn trong q trình biến thiên bất
thuận nghịch thì cơng hệ sinh nhỏ hơn cơng hệ nhận.

- Trong sự biến thiên thuận nghịch thì hệ sinh cơng lớn hơn trong q trình biến thiên bất thuận
nghịch.

Bài 15: Phản ứng: C6H6 + 2
15

O2(k) 6CO2(k) + 3H2O

ở 300K có QP – QV = 1245(J). Hỏi C6H6 và H2O trong phản ứng ở trạng thái lỏng hay hơi?
Giải:

QP – QV =nRT = 1245(J) n = 8,314.300

1245

= 0,5

 H2O và C6H6 phải ở thể hơi thì n = 0,5
Bài 16:

Tính nhiệt lượng cần thiết để nâng nhiệt độ của 0,5 mol H2O từ -50oC đến 500oC ở

P = 1atm. Biết nhiệt nóng chảy của nước ở 273K là Lnc = 6004J/mol,

nhiệt bay hơi của nước ở 373K là Lh = 40660 J/mol.
o

h
O
H
P

C ( , )

2 = 30,2 + 10-2T(J/molK) ;

o
r
O
H
P

C ( ,)

2 = 35,56(J/molK);

o
l
O
H
P

C ( ,)

2 = 75,3(J/molK)

Giải:

H2O(r) HH1 2O(r) HH2 2O(l) HH3 2O(l) HH4 2O(h) HH5 2O(h)(500oC)
-50oC 0oC 0oC 100oC 100oC

    

Ho =

h
o
l
P
nc
o
r

P dT nL nC dT nL

C
n

H . . . .

373

273
)
(
273
223
)
(
5
1












773
373
)
( .

.C dT

n o
h
P

= 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 (7732 – 3732) = 35172(J)

Bài 17: Tính sự biến thiên entropi của q trình đun nóng 0,5 mol H2O từ – 50oC đến 500oC ở P =

</div>
(16)<div class='page_container' data-page=16>

40660J/mol. Nhiệt dung mol đẳng áp CPo của nước đá và nước lỏng lần lượt bằng 35,56 và

75,3J/molK; CPo của hơi nước là (30,2 + 10-2T) J/molK
Giải:

H2O(r) HS1 2O(r) HS2 2O(l) HS3 2O(l) HS4 2O(h) HS5 2O(h)

773K

373K
373K

273K
273K

223K

o o o o o

S

2



S

3

S

4

S

5



o o



= + + + +

S



S

o1

= n.

















273

223

373

273

773

373
)
(
)

(
)

( .

373
.

273
.

T
dT
C

L
T
dT
C
L

T
dT

C h P h

l
P
nc

r
P

=0,5. 















 10 (773 373)

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 nước ở 15oC với 400g nước ở 60oC. Biết rằng hệ

là cô lập và nhiệt dung mol của nước 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

. CP (T – 288) = 18
400

.CP (333 – T)

T – 288 = 2.333 – 2T  T = 3

288
333
.

2 

= 318(K)

S hệ = S1 + S2 = T

dT

3
,
75
.
18
200

318

288



+ T

dT

.
3
,
75
.
18
400

318

333



= 18

200

.75,3 ln288

318

+ 18

400

.75,3 ln333

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 tưởng gồm 20%

N2; 50%H2 và 30%NH3 theo thể tích. Biết rằng hỗn hợp khí được tạo thành do sự khuếch tán 3 khí

vào nhau bằng cách nối 3 bình đựng 3 khí thơng với nhau. Nhiệt độ và áp suất của các khí lúc đầu
đều ở đkc (273K, 1atm).

Giải:

Vì khí lí tưởng khuếch tán vào nhau nên q 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 VN2= 0,2V;
3

NH

V = 0,3V; VH2= 0,5V.

Do %V = %n  nN2= 0,2 mol; nH2= 0,5 mol; nNH3= 0,3mol.

- Sự biến thiên entropi được tính theo CT: S = nRln 1
2

V
V

N
S

 = 0,2 .8,314.ln V

V

2
,

0 = 2,676J/K

H
S



= 0,5.8,314.ln V

V

5
,

0 = 2,881J/K

NH
S

 = 0,3.8,314.ln V

V

3
,

0 = 3,003J/K

S = SN2 + SH2 + SNH3= 8,56(J/K)

</div>
(17)<div class='page_container' data-page=17>

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) + CO2(k)  2CO(k) (1)

CO(k) + 2
1

O2(k) CO2(k) (2)

H2(k) + Cl2(k) 2HCl(k) (3)

S(r) + O2(k) SO2(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 pư:

C2H4(k) + H2O(h) C2H5OH(h)
và các số liÖu sau:

C2H5OH C2H4(k) H2O(h)

GSo,298(kJ/mol) 168,6 68,12 - 228,59

S298(kJ/mol)
o

282,0 219,45 188,72

a) Hỏi điều kiện chuẩn của phản ứng này là điều kiện như thế nào?
b) ở điều kiện chuẩn và 25oC phản ứng đi theo chiều nào?

c) Tính H298o của phản ứng. Phản ứng toả nhiệt hay thu nhiệt?
Giải:

a) Điều kiện chuẩn: PC2H4(k)= PH2O(h)= PC2H5OH(h)= 1atm và phản ứng được thực hiện ở to, P không

đổi.
b)



Gp o = Go - Go - Go

S,298(C2H5OHh) S,298(C2H4k) S,298(H2Oh)

= 168,6 - 68,12 + 228,59 = - 8,13 (kJ)

Gop (298) = -8,13kJ < 0 Ph¶n øng x¶y ra theo chiỊu thn

 




S298,p = So - So - S298(Ho
2O)

298(C2H4)

298(C2H5OH)

= 282 - 219,45 - 188,72 = - 126,17(J/K)
G = H - T. S

H298,p = G298,p + T. S298,p

= -8,13 + 298(- 126,17 .10-3) = - 45,72866(kJ)
H298,p < 0 ph¶n øng to¶ nhiƯt

  


o

o o

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

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, Stp

cho mỗi trường hợp.

Giải:

</div>
(18)<div class='page_container' data-page=18>

WTN = -



1
PdV

= - nRTln 1

V
V

= -nRTln 2

P
P

WTN = -1(mol).8,314 (J.mol-1K-1) .ln 1
15

.300(K) = -6754,42(J)
Q = -W = 6754,42(J)

Quá trình giãn nở thuận nghịch: Stp = Smt + Shệ = 0

b) T = const U = 0 ; H = 0

WBTN = -Png(V2 - V1) = -P2( P2
nRT

- P1
nRT

) = nRT( 1

P
P

- 1) = 1. 8,314.300.( 15

- 1)= -2327,92(J)

QBTN = -W = 2327,92(J)
Stp = Smt + Shệ

Shệ(BTN) = Shệ(TN) = T

QTN

= 




T
W
U



1 T

dT

nCV

dV
V
nR



1 = nRln 1

V
V

= nRln 2

P
P

= 1.8,314 .ln 1

= 22,515(J/K)

Smt = T

Qmt

= - T

Qhe

= 300

92
,
2327



= -7,76(J/K) Stp = 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 .P1- = 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 tưởng đơn ngun tử thì CV = 2
3

R; CP = 2
5



= =

C

V

5

3

1 -=

1 -= -0,4

T

2

= 300.

-0,4

= 101,55(K)



5

3

5

3

15

1

U = W = nCV(T2 - T1) = 1. 2

.8,314.(101,55 - 300) = -2474,87(J)

H = nCP(T2 - T1) = 1. 2
5

</div>
(19)<div class='page_container' data-page=19>

STN = T
Q

= 0

d) Đoạn nhiệt  Q = 0

Đoạn nhiệt, không thuận nghịch  không áp dụng được PT poisson

U = W  nCV. T = -Png. V
 n. 2

.R(T2 - T1) = -P2( 2
2

P
nRT

- 1

P
nRT

)

 2
3

(T2 - 300) = -( T2 - 1
2

P
P

.T1)
 2

T2 - 450 = -T2 + 15
1

.300

 V2 = 2
2

P
nRT

= 1

188
.
082
,
0
.
1

= 15,416(l)

V1 = 2

P
nRT

= 1,64(l)

U = W = 1. 2

.8,314.(188- 300) = -1396,752(J)

Stp = Shệ = T

QTN

= 




T
W

U



T

T
V

T
dT
nC

dV
T
P

V



1 =



T

Vd T

nC

dV
V
nR

V



= nCVln 1
2

T
T

+ nRln 1

V
V

= 1. 2

.8,314.ln300

188

+ 1. 8,314 .ln 1,64

416

,
15

= 12,801(J/K) > 0

Bài 23: Tính G2730 của phản ứng: CH

4(k) + H2O (k) CO(k) + 3H2(k)

Biết: CH4(k) H2O (k) CO(k) H2(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 G0 tìm được có thể kết luận gì về khả năng tự diễn biến của khả năng phản ứng ở

373oK?

b) Tại nhiệt độ nào thì phản ứng đã cho tự xảy ra ở điều kiện chuẩn?
(Coi H0, S0 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 H0, S0 không phụ thuộc vào T nên:


0
273
G

 =

H0 - T. S0 = 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: GT0< 0 H0 - T. S0 < 0
 T > 0

S
H




= 214,752
10
.
1
,

206 3

= 959,71(K)

Bài 24: Entanpi tự do chuẩn của phản ứng tạo thành H2O từ các đơn chất phụ thuộc vào T theo

phương trình sau:

0
,T
S

G



= -240000 + 6,95T + 12,9TlgT (J/mol)
Tính G0, S0 và H0 của phản ứng tạo thành H2O ở 2000K

</div>
(20)<div class='page_container' data-page=20>

0
2000
,
S

G



= -240000 + 6,95.2000 + 129.2000lg2000= -140933,426(J/mol)

dG = VdP - SdT  T P

G












= -S


0
2000
S

 = - T P

G












 0

= 6,95 + 12,5.lgT + 12,9T. .ln10

T = 6,95 + 12,9lgT + ln10

9
,
12

= 6,95 + 12,9lg2000 + ln10

9
,
12

= 55,1357(J/molK)


0
2000
H

 =


0
2000
G

 + T. S20000 = -140933,426 + 2000. 55,1357 = -30662,054 (J/mol)

Bài 25: Một Học sinh khi làm bài tường trình thí nghiệm đo nhiệt độ đốt cháy một hợp chất hữu
cơ cho rằng: H = U + P. V. Sự đốt cháy trong bom nhiệt lượng kế làm cho V = 0, do đó H =
U. Kết luận này sai ở đâu?

Giải:

H = U + P.V H = U + (PV) = U + P. V + V. P

Hay H = U + (nRT)

Trong bom nhiệt lượng kế thì: V = 0 nên: H = U + V. P = U + (nRT)
Bài 26: Hãy chỉ ra những mệnh đề sai:

a) Đối với 1 hệ kín, q trình giãn nở khí là đoạn nhiệt  hệ là cô lập  Q = 0; S = 0.

b) Một hệ bất kỳ có thể tự diễn biến tới trạng thái có entanpi thấp hơn (H < 0) và entropi lớn hơn

(S > 0). Hay hệ có thể diễn biến theo chiều giảm entanpi tự do (G < 0).

c) GT0=
0
T

H

 - T. ST0

Với phản ứng hoá học ở T = const. Nếu G0> 0  Phản ứng tự diễn biến theo chiều nghịch.

G

 = 0 : Phản ứng ở trạng thái cân bằng.

G



< 0 : Phản ứng tự xảy ra theo chiều thuận.

Giải:

a) Sai . Do S = 0 chỉ khi quá trình biến đổi thuận nghịch.

Cịn với q trình biến đổi bất thuận nghịch thì S > T
Q

S > 0.

b) Sai . Do mệnh đề này chỉ đúng trong điều kiện T, P = const.
Cịn với q trình biến đổi mà V, T = const thì phải xét F.

c) Sai. Do với quá trình hố học thì phải xét giá trị:

G = G0 + RTlnQ chứ khơng phải dựa vào G0.

(Tuy nhiên, có thể coi rằng GT0 << 0 thì q trình có thể xảy ra được cả ở điều kiện chuẩn và
điều kiện thực. Khi GT0 << 0 thì về nguyên tắc chỉ có q trình ngược lại mới xảy ra, khơng thể
xác định được chính xác giới hạn của GT0 mà theo đó q trình xảy ra theo chiều này hay
chiều khác. Một cách gần đúng có thể coi rằng các giới hạn này khoảng chừng  40 kJ/mol).
Bài 27: Một khí lí tưởng có CV = 3R khơng phụ thuộc T được giãn nở đoạn nhiệt trong chân

khơng tới thể tích gấp đơi. Học sinh A lí luận rằng đối với q trình đoạn nhiệt thì

2
1
1
2













V
V
T

T

với

 = 3
4

do đó T2 = 3
1
1

T

</div>
(21)<div class='page_container' data-page=21>

Học sinh nào nói đúng? Hãy chỉ ra lỗi sai của Học sinh kia.

Giải:

- Học sinh B nói đúng.

- Học sinh A nói sai : Vì q trình giãn nở trong chân khơng là q trình bất thuận nghịch nên khơng
sử dụng được phương trình poisson.

Bài 28: Tính chất nhiệt động của một số phân tử và ion ở trạng thái tiêu chuẩn tại 25oC như sau:

C3H8(k) O2(k) CO2(k) H2O(l)

2
3

CO (aq) OH

-(aq)
0

S
H

 (kJ/mol) -101,85 0 - 393,51 - 285,83 - 677,14 - 229,99

S0(J/molK) 269,91 205,138 213,74 69,91 - 56,9 - 10,75

Xét q trình oxi hố hồn tồn 1 mol C3H8(k) với O2(k) tạo thành theo 2 cách :

a) Bất thuận nghịch

b) Thuận nghịch (trong 1 tế bào điện hố)

1) Tính H0, U0, S0, G0 của phản ứng trong mỗi cách nói trên?

2) Tính nhiệt, cơng thể tích, cơng phi thể tích (tức là cơng hữu ích) mà hệ trao đổi với mơi trường
trong mỗi cách?

3) Tính S của môi trường và S tổng cộng của vũ trụ khi tiến hành q trình theo mỗi cách.

4) Một mơ hình tế bào điện hố khác làm việc dựa trên phản ứng oxi hố C3H8(k) bởi O2(k) khi có

mặt dung dịch KOH 5M với điện cực Pt. Các loại phân tử và ion (trừ KOH) đều ở trạng thái tiêu
chuẩn. Hãy viết các nửa phản ứng ở catot và anot và phản ứng tổng cộng trong tế bào điện hoá. Nếu

từ tế bào điện hố đó, ở 25oC, ta thu được dịng điện 100mA. Hãy tính cơng suất cực đại có thể đạt

được.

Giải:

C3H8(k) + 5O2(k) 3CO2(k) + 4H2O(l)

1) Do các hàm H, U, S, G là hàm trạng thái nên dù tiến hành theo cách nào thì các giá trị U, H,

S, G cũng như nhau với cùng trạng thái đầu và cuối. Vậy:

0
pu

H



= 3HS0,CO2(k)+ 4.
0

)
(
,H2Ol

S

H



- HS0,C3H8(k)- 5.
0

)
(
,O2 k

S

H



= -3. 393,51 - 285,83 .4 + 103,85 = -2220 (kJ)

0
pu

H

 = 213,74. 3 + 4.69,91 - 269,91 - 5. 205,138 = -374,74 (J/K)

0
pu

G



= H0 - T. S0 = -2220 + 298,15 .374,74.10-3 = -2108,27 (kJ)

U0 = H0 - (PV) = H0 - nRT = -2220 - (-3).8,314.298,15.10-3 = -2212,56(kJ)

2) a) Quá trình bất thuận nghịch:

- Nhiệt mà hệ trao đổi với môi trường là QBTN = H0 = -2220 (kJ)

- Wtt = -



1
.dV
P

= -P. V = -n(k) .RT

= 3. 8,3145.298,15 = 7436,9(J)
- W’ = 0

b) Quá trình thuận nghịch:

- QTN = T. S = 298,15 (-374,74) = - 111728,731(J)

- W’max = G = -2108,27(kJ) < 0 : Hệ sinh công

- Wtt = - n(k) .RT = 7436,9(J) > 0: hệ nhận cơng

3) a) Q trình bất thuận nghịch:

Smt = T

Qmt

= - T

QBTN

= - T

H0


= - 298,15
10
.

2220 3

= 7445, 916 (J/K)

S vũ trụ = Smt + S hệ = 7445,916 - 374,74 = 7071,176(J/K)

b) Quá trình thuận nghịch:

Smt = T

Qmt

= - T

QTN

)
/
(
74
,
374
15

,
298

731
,
111728

K
J

</div>
(22)<div class='page_container' data-page=22>

4) Các nửa phản ứng:
Anot: C3H8 + 26OH- 3


2
3

CO + 17H

2O + 20e

Catot: O2 + 2H2O + 4e  4OH

-Phản ứng tổng cộng:

C3H8(k) + 5O2(k) + 6OH-(aq) 3

2

)
(
3aq

CO

+ 7H2O(l)
 Sơ đồ pin:

(-) Pt, C3H8(1atm)/KOH(5M), K2CO3(1M)/ O2(1atm), Pt (+)
0

pu

H



= 3(-677,14) + 7.(-285,83) + 103,85 - 5.0 - 6(-229,99) = -2548,44(KJ)

0
pu

S

 = 3.(-56,9) + 7.69,91 - 269,91 - 5.205,138- 6(-10,74) = -912,43(KJ)

0
pu

G



0
pu

H



= T.

0
pu

S



= -2548,44 + 298,15.912,43.10-3 = - 2276,399(KJ)


0
pu

E

= - nF

G0


= 20.96485

2276399

= 1,18(V)

 E = E0 -

5
6

3
2
3

2
8
3 .

.
]
[

]
[
lg
20
0592
,
0

O
H

C P

P
OH

CO




= 1,18 - 20

0592
,
0

lg(5)-6 = 1,19(V)
 P = E .I = 1,19 .0,1 = 0,119(W)

Bài 29: Tính biến thiên entropi khi chuyển 418,4J nhiệt từ vật có t0 = 150oC đến vật có t0 =

50oC.
Giải:

Q trình biến đổi trên là không thuận nghịch được coi như gồm 3 quá trình biến thiên thuận nghịch:
1) Vật ở 150oC truyền nhiệt thuận nghịch ở T = const.

S1 = T
Q

= 150 273,15

4
,

418




= - 0,989(J/K)

2) Hệ biến thiên đoạn nhiệt từ 150oC đến 50oC
S2 = 0

3) Vật ở 50oC nhận nhiệt thuận nghịch ở T = const
S3 = -T

Q

= 50 273,15

4
,
418

 = 1,295(J/K)

Do S là hàm trạng thái nên:

SBTN = STN = S1 + S2 + S3 = 0,306(J/K)
Bài 30: Biết ở -15oC, P

hơi(H2O, l) = 1,428 (torr)

ở -15oC, P

hơi (H2O,r) = 1,215(torr)

Hãy tính G của q trình đơng đặc 1 mol H2O(l) thành nước đá ở -15oC và 1atm.
Giải:

15oC, 1 mol H2O l -15
o

C, 1mol H2O(r)

(3)
GBTN = ?

(1) (Quá trình TN do H2O hơi, bÃo hoà

nằm cân bằng với H2O(l))
- 15oC, 1mol H2O

1,428 Torr

(2)

-15oC, 1mol H2O (h)
1,215 Torr



(1), (3) là quá trình chuyển pha thuận nghịch

</div>
(23)<div class='page_container' data-page=23>

G = G2 = nRTln 1
2

P
P

= 1.8,314. 258,15 ln 4281,
215
,
1

= -346,687(J)

Bài 31: Có 1 mol O2 nguyên chất ở 25oC, 2atm, 1 mol O2 nguyên chất ở 25oC, 1atm

1 mol O2 ở 25oC trong không khí trên mặt đất (P = 1atm, O2 chiếm 21% V khơng khí)

- So sánh giá trị hàm G của 1 mol O2 trong 3 trường hợp trên hơn kém nhau bao nhiêu J?. Từ đó rút

ra kết luận: Khả năng phản ứng của O2 trong mỗi trường hợp trên cao hay thấp hơn so với trường

hợp khác?

Giải:

* G0 là hàm Gibb của 1 mol O

2 ở 1atm

- 1 mol O2, 1atm, 25oC  1 mol O2, 2atm, 25oC

(G0) (G
1)
G1 = G1 - G0 = nRTln 1

P
P

= 1. 8,3145 .298,15.ln1
2

= 1718,29(J)

 G1 > G0.

- Gọi G2 là hàm Gibb của 1mol O2 ở 25oC trong khơng khí (0,21 atm)

1mol O2, 25oC, 1atm  1 mol O2, 25oC, 0,21atm

(G0) (G
2)
G2 = G2 - G0 = 1. 8,3145 .298,15.ln 1

21
,
0

= -3868,8(J)

 G2 < G0.

Vậy:

G2(1mol O2, 25oC, 0,21atm) < G0(1 mol O2, 25oC, 1atm) < G1(1 mol H2O, 25oC, 2atm)

- 1 chất có hàm G càng cao thì càng kém bền  1 mol O2 ở 25oC, 2atm có khả năng phản ứng cao

nhất cịn 1 mol O2 nằm trong khơng khí thì bề nhất có khả năng phản ứng kém nhất.

Bài 32: Nhiệt hoà tan (Hht) 0,672g phenol trong 135,9g clorofom là -88J và của 1,56g phenol

trong 148,69g clorofom là -172J.

Tính nhiệt pha lỗng đối với dung dịch có nồng độ như dung dịch thứ 2 chứa 1 mol phenol khi pha
loãng đến nồng độ của dung dịch thứ nhất bằng clorofom.

Giải:

94g phenol + CHCl3 dd 2 dd 1

H pha lo·ng

+ CHCl3
Hht (2)

Hht(1)
H pha lo·ng = Hht(1) - Hht(2)

= - .(-172) + (-88) = - 2004,87(J)
0,672

94
1,569

94



  



Bài 33: Nhiệt hoà tan 1 mol KCl trong 200 ml nước dưới áp suất P = 1amt là:
t0C 21 23

H 18,154 17,824 (kJ)

Xác định H298 và so sánh với giá trị thực nghiệm là 17,578 (kJ)
Giải:

Theo định luật Kirchhoff:

H294 = H298 + CP.(294 - 298) = 18,454 (kJ)
H286 = H298 + CP.(296 - 298) = 17,824(kJ)



H

298

= 17,494 (kJ)

C

P

= -0,165 (kJ/K)

H

298(LT)

- H

298(TN)

H

298(TN)

~~

0,48%



</div>
(24)<div class='page_container' data-page=24>

Vậy H298 tính được theo lí thuyết sai khác với giá trị TN là 0,48%.
Bài 34: Tính S của q trình hố hơi 3 mol H2O (l) ở 25oC, 1atm.

Cho: Hhh, H2O(l) = 40,656 kJ/mol; CP,H2O(l) = 75,291 (J/K.mol); CP,H2O(h)= 33,58 (J/molK)

Giải:

Xét chu trình:

25oC, 3 mol H2O (l), 1atm 25oC, 3 mol H2O(r), 1atm

100oC, 3mol H2O(l),1atm 100oC, 3mol H2O (h), 1atm
S

S1

S2

S3

S1 = T

Q1



.
. ()

T

T
l
P

T
dT
C
n

= nCP(l)ln 1
2

T

= 3. 75,291.ln298,15
15
,
373

= 50,6822(J/K)

S2 = T

Q2

= T

H
n. hh.l

= 3. 373,15
10
,
656
,

40 3

= 326,8605(J/K)

S3 = T

Q3



.
. ( )

T

T
h
P

T
dT
C

n

= nCP(h)ln 1
2

T
T

= 3. 33,58.ln373,15

15
,
298

= - 22,6044(J/K)

S = S1 + S2 + S3 = 354,9383 (J/K)
Bài 35:

a) Tính cơng trong q trình đốt cháy 1 mol rượu etylic ở đkc và 25oC.

b) Nếu H2O ở dạng hơi thì cơng kèm theo q trình này là bao nhiêu?

Giải:

a) C2H5OH(l) + 3O2 (k) 2CO2 (k) + 3H2O (l)
n = -1

 W = -Png . V = -Png. Png

RT
n.



= R.T = 8,314.29815 = 2478,82 (J)
b) Nếu H2O ở dạng hơi thì: n = 2.

 W = - n. RT = -2 .8,314 .298,15 = - 4957,64(J)

Bài 36: Tính S, G trong q trình giãn khơng thuận nghịch 2 mol khí lí tưởng từ 4lít đến 20

lít ở 54oC.
Giải:

Vì S, G là các hàm trạng thái nên S, G khơng phụ thuộc vào q trình biến thiên là thuận nghịch

hay bất thuận nghịch mà chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và trạng thái cuối. Vì vậy:

S = nRln 1

V
V

= 2. 8,314.ln 4

= 26,76 (J/K)
T = const H = 0; U = 0

G = H - T. S = 0 -(273,15 + 54) .26,76 = - 8755,1 (J)

Bài 37: Một bình có thể tích V = 5(l) được ngăn làm 2 phần bằng nhau. Phần 1 chứa N2 ở 298K

và áp suất 2atm, phần 2 ở 298K và áp suất 1atm. Tính G, H, S của q trình trộn lẫn 2 khí khi

người ta bỏ vách ngăn đi.

Giải:

ở T = 298K ; Vbđ (N2) = Vbđ(O2) = 2
5

(l)

S = S(N2) + S(O2) = nN2.Rln 1

V
V

+ nO2Rln 1

V
V

= RT

V
PN N

2
2.

Rln 52,
5

+ RT

V
PO O

2
2.

</div>
(25)<div class='page_container' data-page=25>

= ln2
.

. 2 2 2

T
V
P
V

PN N  O O

= 0,0174(l.at/K) = 0,0174 .101,325 = 1,763 (J/K)
- Quá trình đẳng nhiệt H = 0

G = H - T. S = - 298 .1,763 = - 525,374 (J)
Bài 38: Cho các dữ liệu sau đây ở 298K

Chất HS0(kJ/molK) S0(J/molK) V(m3/mol)

Cthan chì 0,00 5,696 5,31.106

Ckim cương 1,90 2,427 3,416.10-6

1) ở 298K có thể có một phần rất nhỏ kim cương cùng tồn tại với than chì được khơng?
2) Tính áp suất tối thiểu phải dùng để có thể điều chế được kim cương ở 298K?

Giải

C

kim c ơng

C

than chì

G

= ?

298



Ho = Hothan chì - Hokim cương = 0 - 1,9 = -1,9 (kJ)
So = Sothan chì - Sokim cương = 5,696 - 2,427 = 3,269 (J/K)


0
,
298pu

G

 =

Ho - T. So = -1900 - 298.3,269 = -2874,162(J)
Go < 0 (Tuy nhiên Go không quá âm)

 Phản ứng tự xảy ra theo chiều thuận  không tồn tại một lượng nhỏ kim cương cùng với than chì.

G

= +2874,162 (J)

298

C

than chì

C

kim c ơng

V = VKC - VTC = 3,416.10-6 - 5,31.10-6 = 1,894.10-6 (m3/mol)

Ta có: dG = VdP - SdT

 P T

G












= V  P T

G












= V
 GP2- GP1= V(P2 - P1)

Để điều chế được kim cương từ than chì thì: GP2≤ 0

 GP1 + V(P2 - P1) ≤ 0

P2 - P1 ≥ - V

GP




(Do V < 0)
 P2 ≥ P1 - V

GP




= 1 +1,894.10 .101,325
162
,
2874

3


P2 ≥ 14977,65 (atm)

Vậy áp suất tối thiểu phải dùng để điều chế được kim cương từ than chì là 14977,65atm.

Nh vậy ở 25oC, cân bằng than chì kim c ơng tồn tại ở áp suÊt kho¶ng
15000 atm. ở áp suất cao hơn quá trình chuyển than chì thành kim cương là tự diễn biến, mặc dầu
với tốc độ rất chậm. Muốn tăng tốc độ phải tăng nhiệt độ và áp suất, trong thực tế quá trình chuyển

than chì thành kim cương được tiến hành khi có xúc tác (Ni + Cr + …) ở nhiệt độ trên 1500oC và P

 50000atm.

Bài 39: Phản ứng giữa Zn và dd CuSO4 xảy ra trong ống nghiệm toả ra lượng nhiệt 230,736kJ.

Cũng phản ứng trên cho xảy ra trong pin điện thì một phần hố năng chuyển thành điện năng. Công

điện của pin là 210,672kJ. Chứng minh rằng: U của 2 q trình khơng đổi, nhưng nhiệt toả ra thay

</div>
(26)<div class='page_container' data-page=26>

Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu

- Khi thực hiện trong ống nghiệm: (Tiến hành bất thuận nghịch)
VZn VCu Wtt = 0 ; W’ = 0

UBTN = QBTN = H = -230,736kJ

- Khi thực hiện phản ứng trong pin điện (quá trình thuận nghịch)
W’max = - 210,672 (kJ) G = W’max = -210,672(kJ)

HTN = HBTN = - 230,736(kJ)

 QTN = T. S = H - G = -230,736 + 210,672 = -20,064(kJ)

UTN = Q + W’ + P. V = -20,064 = 210,672 + 0 = -230,736 (kJ) = UBTN

- Shệ = T

QTN

= - 300

10
.
064
,

20 3

= 66,88(J/K)

SmtBTN = - T

QBTN

= 300

10
.
736
,

230 3

= 769,12(J/K)

Stp(BTN) = 702,24(J/K)
Smt(TN) = - T

QTN

= -ShệStp(TN) = 0
Bài 40:

- Gp = W’max

Xét 1 phản ứng thuận nghịch trong pin điện thì Gp = W’max < 0

- Nhưng một học sinh viết rằng:

Trong mọi q trình ln có: S vũ trụ = Smt + S hệ (1)

Hmt = - H hệ (2)
Smt = T

Hmt



= - T

Hhe



S vũ trụ = - T

Hhe



+ S hệ
 T. S vũ trụ = - H hệ + T. S hệ = -G hệ

Với quá trình thuận nghịch thì S vũ trụ = 0 G hệ = 0 Gp = 0

Hãy giải thích mâu thuẫn này.

Giải:

(2) chỉ đúng khi ngồi cơng giãn nở hệ khơng thực hiện công nào khác:

H = U + P. V U = H - P. V

Q = U - W = (H - P. V) - (-P. V + W’)
 Q hệ = H hệ - W’ = - H mt

 Chỉ khi W’ = 0 thì Hmt = - H hệ

* Trong pin: W’max = G < 0 nên HmtH hệ.

Bài 41: Xét phản ứng: Zn(r) + Cu2+(aq) Zn2+(aq) + Cu(r)

diễn ra trong đktc ở 25oC.

a) Tính W, Q, U, H, G, S của phản ứng ở điều kiện trên.

Biết: Zn2+

(aq) Zn(r) Cu(r) Cu2+(aq)
0

298
,
S

H



(kJ/mol) -152,4 0 0 64,39

0
298

S (J/mol.K) - 106,5 41,6 33,3 - 98,7

b) Xét khả năng tự diễn biến của phản ứng theo 2 cách khác nhau.

c) Nếu thực hiện phản ứng trên 1 cách thuận nghịch trong pin điện thì các kết quả trên có gì thay
đổi? Tính Epin?

Giải:

0
pu

H



0
, 2
HSZn

0
,Cu
S

H



-  

0
,Zn
S

H HS0,Cu2

= -152,4 - 64,39 = -216,79 (kJ)
S0pu=

0
)
(

2 aq

Zn
S 

+ SCu0 (r)- 
0

)
(r
Zn

S

0
)
(

2 aq

Cu
S 

= -106,5 + 33,3 - 41,6 + 98,7 = -16,1 (J/K)
G0pu=

H

 - T. S0= -216,79 + 298,15 .16,1.10-3= -211,99(kJ)

Uo = QP =
0
pu

H



</div>
(27)<div class='page_container' data-page=27>

W = 0; quá trình BTN; W’ = 0

b) *G0pu = -211,99 (kJ) << 0 ( ≤ - 40 kJ)

Do G0pu rất âm nên phản ứng tự xảy ra khơng những ở đkc mà cịn cả ở các điều kiện khác nữa.

* Smt = T

Qmt

= T

Hhe0



= 298,15

10
.
79
,

216 3

= 727,12 (J/K)

S vũ trụ = S hệ + Smt = -16,1 + 727,12 = 711,02 (J/K)

Vì S hệ cô lập = S vũ trụ = 711,02 (J/K) > 0

 Quá trình là bất thuận nghịch  phản ứng tự xảy ra.

c) Khi thực hiện phản ứng trên TN trong pin điện thì các giá trị H0, S0, G0, U0 không thay đổi

do H, S, G, U là các hàm trạng thái nên khơng phụ thuộc q trình biến đổi là thuận nghịch hay bất
thuận nghịch nhưng các giá trị Q, W thì thay đổi.

Cụ thể: Wtt = 0; W’max = G0 = -211,99(kJ)

Q = T. S = 298,15 .(-16,1) = - 4800,215 (J)
Smt = T

Qmt

= T

Qhe



= 16,1 (J/K) S vũ trụ = Smt + Shệ = 0

Epin = - nF

G0


= 2.96485

211990

 1,1(V)

Bài 42:

Đối với nguyên tố Đanien ở 15oC người ta xác định được sức điện động E = 1,09337V và hệ số

nhiệt độ của sức điện động T

E




= 0,000429 V/K. Hãy tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng hoá học?

Giải:

G = - nEF  T
G




= - nF. T

E




= - S S = nF . T
E




H = G + T. S = nF.(T. T

E




- E)

H = 2. 96485 .(298,15.0,000429 - 1,09337) - - 187162,5(J)

Bài 43: Cho phản ứng hoá học: Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu

xảy ra một cách thuận nghịch đẳng nhiệt, đẳng áp ở 25oC trong nguyên tố Ganvani.

Sức điện động của nguyên tố đo được là 1,1V và hệ số nhiệt độ của sức điện động là

P

T
E











= 3,3.10-5 (V/K).

a) Tính hiệu ứng nhiệt Q, biến thiên Gipxơ G và biến thiên entropi S của phản ứng hố học đã

cho.

b) Tính Qtn của q trình?

c) Nếu cũng phản ứng hố học trên thực hiện ở cùng nhiệt độ và cùng áp suất nhưng trong một bình
cầu thường thì các giá trị của G, S sẽ là bao nhiêu?

Giải:

a) G = - nEF = - 2 .1,1 .96485 = - 212267(J)

S = - T
G





= n.F . T

E




= 2 .96485 .3,3 .10-5 = 6,368 (J/K)

H = G + T. S = 212267 + 298,15 .6,368 = -210368,4(J)

b) Qtn = T . S = 298,15 .6,368 = 1898,62 (J)

c) Nếu phản ứng hoá học thực hiện ở cùng nhiệt độ, áp suất nhưng trong 1 bình cầu thường tức là

thực hiện quá trình một cách bất thuận nghịch thì G, S của phản ứng vẫn như ở câu (a). Do G, S

là các hàm trạng thái  giá trị của G, S khơng phụ thuộc vào q trình biến thiên.

Bài 44: Tính cơng của sự biến đổi đẳng nhiệt thuận nghịch và bất thuận nghịch của 48 gam khí
O2 được coi là lí tuởng ở nhiệt độ 250 C khi:

</div>
(28)<div class='page_container' data-page=28>

b. Nén từ 1atm đến 10atm

Đáp số: Wtn = -8,6.10-3J; Wbtn =-3,3.103J

b. W’

tn = 8,6.10-3; W’btn = 3,3.104 J.

IV- KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ :

</div>

HSG Nhiet hoa hoc



















U = Q

= n .C

. T





H = Q

= n .C

. T























VD: S < S < S

S < S < S





























































2) BaCl

Ba

+ 2Cl

- U

H

<sub>H</sub>

Ba

+ 2Cl

-H













<sub></sub>

<sub></sub>



