NHIỆT ĐÔNG LỤC HỌC CỦA CÁC QUÁ TRÌNH HÓA HỌC

Chia sẻ: nguyenngoc010

Trong xu thế hội nhập kinh tế thế giới(wto) để có thể sánh kịp các cường quốc trên thế giới đồi hỏi chúng ta phải cố trên tất cả lĩnh vực như; kinh tế, chính trị, khoa học công nghệ kỹ thuật…để có thể làm được đều này không còn con đường nào khác là phải cố gắng học tập, rèn luyện kĩ năng, trau dồi kiến thức từ khi còn là học sinh sinh viên. Trong khi các môn học xã hội giúp cung cấp kiến thức xã hội cấn thiết giúp chúng ta có đủ tự tin bước vào cuộc sống thì các...

Bạn đang xem 20 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: NHIỆT ĐÔNG LỤC HỌC CỦA CÁC QUÁ TRÌNH HÓA HỌC

1


MỤC LỤC
Mục lục
Lời mở đầu
Chương 6: NHIỆT ĐÔNG LỤC HỌC CỦA CÁC QUÁ TRÌNH HÓA HỌC
1.Đối tượng nghiên cứu của nhiệt đông lực học……………………
1.1. Khái niệm chung……………………………………………….
1.2. Các tham số của hệ……………………………………………..
1.2.1. Thông số trạng thái, biến số trạng thái………………………..
1.2.2.Trạng thái……………………………………………………….
1.2.3.Hàm trạng thái…………………………………………………
1.2.4. Hàm không phải hàm trạng thái……………………………..
1.3. Qúa trình thuận nghịch và không thuận nghịch………………
2. Nguyên lý thứ nhất nhiệt động lực học, nội năng U, entapiH…..
2.1. Định lý thứ nhất của nhiệt động lực học………………………
2.2. EntapiH, nhiệt đẳng tích Qv………………………………….
2.3. Liên hệ nhiệt đẳng áp và nhiệt đẳng tích của khí lý tưởng….
2.4. Nhiệt dung……………………………………………………..
2.5. Định luật Kirchhoff……………………………………………
3. Hiệu ứng nhiệt của quá trình hóa học …………………………...
3.1. Khái niệm………………………………………………………
3.2. Phương trình nhiệt hóa học…………………………………..
3.3. Một số các loại nhiệt thường gặp…………………………….
3.4. Sự phụ thuộc của hiệu ứng vào nhiệt độ………………………
4. Định luật Hess và hệ quả………………………………………....
5. Nguyên lý thứ hai nhiệt động lực học……………………………
5.1.Entapi và tính chất của nó……………………………………...
5.1.1. Khái niệm………………………………………………………
2


5.1.2. Tính chất……………………………………………………….
5.2. Entapi và số chuyển pha………………………………………..
3


LỜI MỠ ĐẦU
Trong xu thế hội nhập kinh tế thế giới(wto) để có thể sánh kịp các
cường quốc trên thế giới đồi hỏi chúng ta phải cố trên tất cả lĩnh vực
như; kinh tế, chính trị, khoa học công nghệ kỹ thuật…để có thể làm được
đều này không còn con đường nào khác là phải cố gắng học tập, rèn
luyện kĩ năng, trau dồi kiến thức từ khi còn là học sinh sinh viên. Trong
khi các môn học xã hội giúp cung cấp kiến thức xã hội cấn thiết giúp
chúng ta có đủ tự tin bước vào cuộc sống thì các môn học thuộc lĩnh vực
tự nhiên lại là “chìa khòa” giúp cho chúng ta mỡ những cánh cửa “thành
công” trong cuộc sống. chính những môn học này là nền tản giúp chúng ta
tiến gần tới những thành tựu khoa học kỹ thuật hiện đại và sử dung
những thành tựu đó trong công cuộc xây dựng đất nước .
Hóa học là một môn khoa học có vai trò rất quan trọng vào sự thành
công của khoa học công nghệ. Xét riêng trong nghành công nghệ thực
phẩm thì Hóa học là môn cơ sở mang tính chất quyết định trong quá trình
học tập. chính ví vậy mà chúng em monh muốn được tìm hiểu, học hỏi
cũng như chia sẽ những hiểu biết nhỏ bé của mình mà chúng em chọn đề
tài .Nhiệt động hóa học.
Bằng những phương pháp thống kê, phân tích tổng hợp từ những tài
liệu quí báu mà chúng em tìm được đã giúp chúng em hiểu sâu sắc hơn về
môn học này, đặc biệt là vấn đề Nhiệt động hóa học . Để tìm hiểu sâu
vấn đề này chúng ta cùng tìm hiểu ở phần nội dung.
4




CHƯƠNG 6

NHIỆT  ĐÔNG LỰC HỌC CỦA CÁC QUÁ  TRÌNH 
HOÁ HỌC

1. Đối tượng nghiên cứu của nhiệt đông lực học

Nhiệt   động lực học  la khoa học  nghiên cưu cac  quy  
̀ ́ ́
luật   điều   khiển   sư  biên   đổi   năng   lương,   đặc  
́
biệt  là   sư  biến  đổi  nhiệt  năng  thanh   cac  dang  
̀ ́ ̣
năng lương khac.
́

Nhiệt động lực học hoa học la khoa học suy diên 
́ ̀ ̃
vì   nội   dung   chủ  yêu   của   nó   dựa   vao   chủ  yêu  ba  
́ ̀ ́
nguyên   lý   của   nhiệt   động   lưc   học,   ba   trong   bôn 
́
nguyên   lý   nay   có   được   từ   sự  khai   quat  hoá   kinh 
̀ ́ ́
nghiệm  va hoạt   động của  con ngươi trong nhiêu thê 
̀ ̀ ̀ ́
kỷ.
5


Nhiệt động lực học hoa học cho phep tinh năng lượng 
́ ́ ́
trao  đổi  trong qua trinh phản  ưng, dựa vao cac 
́ ̀ ́ ̀ ́
thông số  nhiệt   động co thể  tiên  đoan  được chiêu 
́ ́ ̀
hương cac phan ưng, giơi hạn tự diên biên, trong 
́ ́ ̉ ́ ́ ̃ ́
điêu   kiện   nao   phản  ưng   tự  xảy   ra   và   hiệu   suât 
̀ ̀ ́ ́
phản ưng.
́

Nhiệt   động lực học  hoa học  la khoa học  suy diên vì 
́ ̀ ̃
nội dung chủ yêu của no dựa vao chủ yêu ba nguyên 
́ ́ ̀ ́
ly của nhiệt động lực học, ba trong bôn nguyên lý 
́ ́
nay co  được từ  sự  khai quat hoa kinh nghiệm  và 
̀ ́ ́ ́ ́
hoạt động của con ngươi trong nhiêu thê kỷ.
̀ ̀ ́

Nhiệt động lực học hoa học cho phep tinh năng lượng 
́ ́ ́
trao  đổi  trong qua trinh phản  ưng, dựa vao cac 
́ ̀ ́ ̀ ́
thông số  nhiệt   động co thể  tiên  đoan  được chiêu 
́ ́ ̀
hương cac phản  ưng, giơi hạn tự diên biên, trong 
́ ́ ́ ́ ̃ ́
điêu   kiện   nao   phản  ưng   tự  xảy   ra   và   hiệu   suât 
̀ ̀ ́ ́
phản ưng.
́

1.1. Khai niệm chung
́

1.1.1 Hệ  một  hay nhiêu vật  thể  thuộc  vu trụ  được 
̀ ̃
chọn   nghiên   cưu,   được   ngăn   cach   vơi   môi   trương 
́ ́ ́ ̀
ngoai (phân con lại của vu trụ) băng ranh giơi thực 
̀ ̀ ̀ ̃ ́
hoặc tương tượng.
6


Hệ cô lập

Hệ  không trao  đổi  chât, không trao  đổi  năng lượng 
́
dươi   dạng   nhiệt   và   công   vơi   môi   trương.   Hệ  co 
́ ́ ̀ ́
thể tich không thay đổi.
́

Hệ kin
́

Hệ  không trao đổi chât, co thể  trao đổi năng lượng 
́ ́
dươi   dạng   nhiệt   và   công   vơi   môi   trương.   Hệ  co 
́ ́ ̀ ́
thể tich thay đổi. Hệ phản ưng trong binh kin.
́ ́ ̀ ́

Hệ mơ

La hệ  co thể  trao  đổi  chât va năng lượng vơi môi 
̀ ́ ́ ̀ ́
trương.
̀




                                    Hệ  hơ
 
hệ kin                             hệ cô lập
́
7




Hình 1: ví dụ về hệ mơ. hệ kín, hệ cô lập  ơ 3 hình 
trên

Hệ đồng thể

Là   hệ  có   tính   chất   lý   hoá   học   giống   nhau  ơ  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  tinh 
chất hoá lý khác nhau.

Hệ đoạn nhiệt

Là   hệ  không   trao   đổi   chất   và   nhiệt  nhưng   có   thể
trao đổi công với môi trường ngoài
8


Pha: là  phần  đồng thể  của hệ, có  thanh phần, cấu 
tạo và tính chất nhất định.          

  Hệ  đồng thể là hệ một pha, hệ dị thể là hệ nhiều 
pha

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

1.2 Các tham số của hệ

Tham số trang thái: bao gồm tất cả các tham số  đặc 
trưng  cho hệ  và  cho mối  liên hệ  của  hệ  và  môi 
trường ngoài ( P, V, T, U,...).

Các tham số trang thái chỉ phụ thuộc vào trang thái 
đầu  và   trang   thái   cuối,   không   phục  thuộc  vào 
đường đi của quá trình

Bất kỳ  tham số  nào cũng suy diễn từ  tham số trang 
thái điều là tham số trang thái.

Z: tham số trạng thái bất kỳ

TT1 TT2

Z1 Z2

=>∆Z=Z2 ─ Z1
9


Trong đó: Chỉ giá trị đầu Z1 và giá trị cuối Z2

Z quyết định giá trị của ∆Z

1.2.1 Thông sô trạng thai, biến số  trạng thái
́ ́

Cac   đại   lượng   vật   lý   như  nhiệt   thể  tích   áp   suất 
́
̀ ́
riêng, ... La cac

Thông số  trạng thai dung  độ,  tỉ  lệ  khôi lượng. Vi 
́ ́ ́
dụ thể tich, khôi lượng.
́ ́

Thông số  trạng thai cương  độ  thi ngược lại. Vi dụ
́ ̀ ̀ ́
nhiệt độ, ap suât, nông độ.
́ ́ ̀

1.2.2   Trang thai (chu y: khac trang thai tập  hợp 
̣ ́ ́́ ́ ̣ ́
chât: khi, lỏng, răn)
́ ́

Trang thai cua một hệ được xac định bơi tập hợp cac 
̣ ́ ̉ ́ ́
gia tri cua thông số  trạng thai.  Trang thai cua 
́ ̣ ̉ ́ ̣ ́ ̉
hệ se thay đổi nêu một trong nhưng thông số trạng 
̃ ́ ̃
thai thay đổi.
́

Vi du:  Thanh Fe 10 cm3, ơ 30 0C, 1atm. Khi nung đên 
́ ̣ ́
1200C thi Fe vân răn.
̀ ̃

̀ ̣ ́
1.2.3 Ham trang thai
10




Một   đại  lượng  F (P,V,T)  được gọi  la ham số  trạng 
̀ ̀
thai của  hệ  nêu biên thiên của   đại  lượng  đo chỉ
́ ́ ́ ́
phụ  thuộc  vao trạng thai  đâu F1 (P1, V1, T1)  và 
̀ ́ ̀
cuôi  F2 (P2, V2, T2)  cua hệ  ma không phụ  thuộc 
́ ̉ ̀
A
vao   cach   tiên   hanh   thuận   nghịch   hay   bât   thuận 
̀ ́ ́ ̀ ́
nghịch.

C
Một biến thiên hữu hạn từ  trạng thái 1  đến trạng 

thái 2 : 1(Z1) → 2 (Z2)        ∆ Z = Z2 –Z1

Một biến thiên vô cùng bé  : dZ hay  ∂ Z

Trong một chu trình :        ∆ Z =0
2
∆Z = ∫ dZ = Z 2 − Z 1 = ∆Z
1
1
∆Z = ∫ dZ = ∫ dZ = 0
1



4.1.2.4 Ham không phải la ham trạng thai
̀ ̀ ̀ ́
11


Công cơ  hoc W không phải  la ham trạng thai vi giá 
̣ ̀ ̀ ́ ̀
trị  của  W  phụ  thuộc  cach  biên   đổi   thuận   nghịch 
́ ́
(hệ  chuyển   từ   TTCB   nay   sang   TTCB   khac   vô   cung 
̀ ́ ̀
chậm  qua liên tiêp  cac trạng  thai cân băng, sự
́ ́ ́
khac gia trị  thông số  trạng thai la vô  cung nho) 
́ ́ ́ ̀ ̀ ̉
hoặc   không   thuận   nghịch   (biên   đổi   không   thuận 
́
nghịch la qua trinh không cân băng, tự xảy ra).  
̀ ́ ̀

Khi hệ biên đổi hưu hạn tư trạng thai 1 sang 2.
́ ̃ ̀ ́

Hệ biên đổi không thuận nghịch (Png ≠ Pkh)
́

Khi  hệ  ơ  trạng thai 1, ap suât khi trong cylinder 
́ ́ ́ ́
băng vơi ap suât pistol va cac vật trên pistol.
́ ́ ́ ̀ ́

Nêu lây bơt vật  vô  cung nhỏ,  thể  tich tăng va ap 
́ ́ ́ ̀ ́ ̀́
suât giảm. Hệ sinh công do khi gian nơ.
́ ́ ̃

Nêu nen khi từ  trang thai 2 về  trạng thai 1 băng 
́ ́ ́ ̣ ́ ́
cach thêm cac vật vô cung nhỏ, thi hai đương bậc 
́ ́ ̀ ̀ ̀
thang se tiên dân  đên  đương Hypecpol. Qua trinh 
̃ ́ ̀ ́ ̀ ́ ̀
biên đổi thuận nghịch Wmax.
́

Quá trình cân băng.

Là quá trình trong suốt thời gian diễn biến hệ lúc 
nào cũng chỉ  có  những sai lệch nhỏ  so với trạng 
thái cân băng.
12


1.3 Quá trình thuận nghịch va không thuận nghịch

1.3.1. quá trình thuận nghịch

Là  qt có  thể  tiến hành theo hai chiều ngược nhau, 
các trạng thái trung gian giống nhau, không gây 
nên biến đổi gì trong hệ cũng như môi trường.

1.3.2. Quá trình không thuận nghịch

Là  các quá  trình mà  sau  đó  hệ  và  môi trường không 
thể trơ lại đúng trạng thái ban đầu.Quá trình có 
ma sát đều là qt bất thuận nghịch

Các qt tự xảy ra trong tự nhiên đều là qt bất thuận 
nghịch

rình  khuếch   tán  của  khí  là   quá  trình   bất 
Quá t
thuận nghịch
13




Tính chất của quá trình thuận nghịch

Xảy ra với tốc  độ vô  cùng chậm, có  thể xem là  một 
dãy   liên   tục   các   trạng   thái   cân   băng   nối   tiếp 
nhau.

Công   hệ  sinh   trong   quá   trình   thuận   nghịch   là   cực 
đại chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và cuối.

Tính thuận nghịch là  một thuộc tính của quá  trình 
cân băng

Các   quá   trình   được   xem   gần   như  quá   trình   thuận 
nghịch
14


Quá  trình chuyển pha ơ  đúng  điều kiện nhiệt  độ và 
áp suất chuyển pha.

Quá trình tăng hay giảm nhiệt độ vô cùng chậm.

Quá trình dãn nơ đẳng nhiệt vô cùng chậm của khí lý 
tương.

Phản  ứng hoá  học diễn ra  ơ  gần với  điều kiện cân 
băng.

2 Nguyên ly thứ  nhât nhiệt   động lực học,  nội  năng 
́ ́
U,   enthalpy  H.
2.1 phát biểu  định  lý  thứ  nhất  của  nhiệt  động  lực 
học

Nguyên lý thứ nhất của nhiêt động lực học chính là 
định luật bảo toàn năng lượng:

“ Năng lương  không tư  sinh ra và  không tư  mất  đi  
mà   chỉ  có  thể  biến  từ  dạng  này sang dạng  khác  
với một năng lương tương đương nghiêm ngặt”

Sự  biên  đổi  nội  năng của  hệ  băng tổng tât cả  cac 
́ ́ ́
dạng năng lượng ma hệ  trao  đổi  vơi môi trương. 
̀ ́ ̀
ΔU = Q + W

Q : nhiệt

W : công
15


Đôi vơi biên đổi vô cung nho Wδ Q + δ dU =
́ ́ ́ ̀ ̉

Q: nhiệt W : công      dU =  δ Q + δ W

 ∂U 
Khí   lý   tương,   U   chỉ  phụ  thuộc   nhiệt   độ   =   0 
 ∂V  T

 ∂U 
  = 0
 ∂P  T


Đôi vơi chu trinh  ΔU = 0, W = ­ Q nhiệt  hệ  nhận 
́ ́ ̀
chuyển   hêt   thanh   công,   không   thể  chế   tạo   được 
́ ̀
động cơ  vinh cửu  loại  I, cai ma sinh công liên 
̃ ́ ̀
tục không cân tiêp thu năng lượng tư bên ngoai.
̀ ́ ̀ ̀

Đôi vơi hệ  cô lập W = Q = 0, ΔU = 0 hay U2 = U1 nội 
́ ́
năng hệ cô lập được bảo toan.
̀

Đôi vơi qua trinh mơ  ΔU = const., biên thiên nội 
́ ́ ́ ̀ ́
năng   không   phụ  thuộc   cach   tiên   hanh,   chỉ   phụ 
́ ́ ̀
thuộc trạng thai đâu va cuôi...
́ ̀ ̀ ́

2.2 Enthalpy H, nhiệt đẳng tich Qv
́

dU =  δ Q + δ W

δ W = ­ P dV = 0 (vi V = const)
̀

dU = Qδ

ΔU = Qv Nhiệt đẳng ap Qp
́
16


dU =  δ Q + δ W

δ W = ­ P dV                  dU = δ Q – PdV

ΔU = Qp – P ΔV

Qp = ΔU + P ΔV

Qp = (U2 – U1) + P (V2 – V1)

Qp = (U2 + PV2) ­ (U1 + PV1)

Qp = ΔH (vơi H = U
́

                                    Q,A,A’

    (U1) Trạng thái 1                   Trạng thái 2 
(U2) 

Q = ∆ U + At = ∆ U + A + A’ 

                          ∆ U = U2  ­  U1 

             A’ công có ích (công đi ện,...  ) ( A’ 

≥  0)

            A công dãn nơ 

Quá   trình   đẳng   tích   ,   dV=0  →  A=0

                       Qv –A’= ∆ U

Không có pư hoá học A’=0 → Qv= ∆ U
17


Qv  ­  nhiệt đẳng tích 

Có pưhh A’≥  0 → Qv –A’ = ∆ U 

 Qv –A’ hiệu ứng nhiệt đẳng tích 

Hiệu  ứng nhiệt của phản  ứng  ơ  đk  đẳng tích băng 
biến thiên nội năng của hệ.




Quá trình đẳng áp P= const→ A = P (V2­V1)     

 QP – A’ = (U2 – U1) + P(V2 – V1)

Qp – A’ = (U2 + PV2) – (U1 + PV1) Entanpi H = U + PV 

Qp –A’ = H2 – H1= ∆ H 

Không có pưhh  A’=0  QP = ∆ H , 

                               Qp là nhiệt đẳng áp 

Có pưhh A’≥ 0         Qp –A’ = ∆ H 

                                (Q p­A’ ) gọi là hiệu 
ứng nhiệt đẳng áp 

  Hiệu  ứng   nhiệt  của  phản  ứng  ơ  đk   đẳng  áp   băng 
biến thiên entanpi của hệ.

Có pưhh A’≥ 0         Qp –A’ = ∆ H 
18


                                (Q p­A’ ) gọi là hiệu 
ứng nhiệt đẳng áp 

  Hiệu  ứng   nhiệt  của  phản  ứng  ơ  đk   đẳng  áp   băng 
biến thiên entanpi của hệ.




Đa số  các phản  ứng hoá  học thường  được tiến hành 
ơ  đk  áp suất không  đổi nên hiệu  ứng nhiệt của 

phản ứng được xác định băng ∆ H của phản ứng
19




Phản ứng đẳng áp, đẳng nhiệt ( O2 khí  lý tương )
20




2.3 Liên hệ  nhiệt   đẳng ap va nhiệt   đẳng tich của 
́ ̀ ́
khi ly tưởng, P = const
́ ́

ΔH = Δ(U + PV)p = ΔU + PΔV

Qp = Qv + ΔnRT        Δn = số mol sản phẩm khi ­ số 
́
khí phản  ưng
́
mol     tham   gia  
21




Hình trên: Ví dụ 1: Tinh nhiệt chay của octane theo 
́ ́
phương   trinh,   khi   đôt   1   gram   octane   tạo   ra   sự
̀ ́
tăng nhiệt độ từ 25 đên 33,20 0C, nhiệt lượng kê 
́ ́
chưa 1200 grams nươc, nhiệt dung của bomb la 837 
́ ́ ̀
J/K.

C8H18 (g) + 25/2 O2 8 CO2 + 9 H2O

Tinh nhiệt trao đổi giưa phản ưng vơi nươc
́ ̃ ́ ́ ́

Q = (4,184 J/gK).(1200g).(8,20K) = 41170 J

Tinh nhiêt trao đổi giưa phản ưng vơi bomb
́ ̣ ̃ ́ ́

Q = (837 J/K).(8,20K) = 6863 J

Q = 48033 J nhiệt đôt chay 1 gram la ­48 kJ
́ ́ ̀

Vd 2: Tinh nhiệt lượng thoat ra khi lam nguội miêng 
́ ́ ̀ ́
nhôm   nặng   25   grams   từ   310   0C   đên   37   0C,   nhiệt 
́
dung riêng của nhôm la 0,902 J/g.K
̀

Q = (0,902 J/gK).(25g).(273K) = ­ 6156 J

James   Joule   (1818   –   1889) 
22




̣
2.4Nhiêtdung       
Nhiêt dung la lượng nhiêt cân thiêt đê nâng 
̣ ̀ ̣ ̀ ́ ̉
nhiêt độ cua hê lên môt đô.
̣ ̉ ̣ ̣ ̣
Nhiêt dung riêng la lượng nhiêt cân thiêt đê 
̣ ̀ ̣ ̀ ́ ̉
nâng nhiêt độ cua 1 gram chât lên môt đô.
̣ ̉ ́ ̣ ̣

Nhiệt  dung mol  đẳng tich la lượng nhiệt  cân thiêt 
́ ̀ ̀ ́
để  nâng   nhiệt   độ  của   1   mol   chât   lên   một   độ  ơ
́
điêu kiện thể tich không đổi.
̀ ́

Nhiệt dung mol đẳng ap la lượng nhiệt cân thiêt để
́ ̀ ̀ ́
nâng nhiệt   độ  của  1 mol chât lên một   độ  ơ  điêu 
́ ̀
kiện ap suât không đổi.
́ ́

 ∂U 
Cv =   
 ∂T V


 ∂H 
Cp=    
 ∂T  p
23

T2 T2

Qv   =   ∆U =   ∫ Cv.dT           Qp   =   ∆H =   ∫ Cp.dT
T1 T1


Biêt nhiệt  dung mol  đẳng tich va  đẳng ap co thể
́ ́ ̀ ́ ́
tinh được biên đổi nội năng va biên đổi enthalpy 
́ ́ ̀ ́
theo nhiệt độ.

Cv va Cp la ham số của nhiệt độ thương được iểu 
̀ ̀ ̀ ̀
diên băng biểu thưc
̃ ́
C = ao + a1T + a2T­2 = Σ anTn ao, a1, a2 la nhưng 
̀ ̃
hằng sô đặc trưng đôi vơi một chât nguyên chât 
́ ́ ́ ́ ́
trong khoảng nhiệt độ khảo sat.
́

2.5 Định luật Kirchhoff  

T2

∆H 0 (T2 ) =  ∆H 0 (T1 )  +  ∫ ∆Cp.dT
T1




Nêu ΔCp không phụ thuộc nhiệt độ T
́

∆H 0 (T2 ) =  ∆H 0 (T1 )  +  ∆Cp (T2 − T1 )


Đơn vị năng lượng.

Động năng = ½ mv2

Joule (J) năng lượng cân  để  chuyển  2 kg chât  đạt 
̀ ́
vận ́
  tôc   1   m/s.
J = ½ (2 kg)(1 m/s)2 = 1 kg m2s ­2
24


Calorie (cal) lượng nhiệt cân đun một gam nươc từ 
̀ ́
15 độ tơi 16 độ .
́
1 cal = 4,184 J

Ví dụ 1.

Tinh ΔH0 của phản ưng ở 500 K 
́ ́
2 H2 (k) + CO (k) CH3OH (k)
Biêt sinh nhiệt mol chuẩn của CO (k), CH3OH (k) 
́
lân lượt la ­ 26,41, ­ 48,08 Kcal/mol 
̀ ̀
(Cp)H2 (k) = 6,52 + 0,78.10­3T + 0,12.105T­2 cal/
mol.K 
(Cp)CO (k) = 6,79 + 0,98.10­3T ­ 0,11.105T­2 cal/
mol.K 
(Cp)CH3OH (k) = 3,65 + 25,14.10­3T ­ 0,74.105T­2 
cal/mol.K 

Ví dụ 2.
 Tinh ΔH0 của phản ưng ở 1100 K va 1200 K
́ ́ ̀

CaCO3 (r) CaO (r) + CO2 (k)

Biêt sinh nhiệt  mol chuẩn  của  CaO (r), CaCO3 (r), 
́
̀ lượt là
CO2   (k)   lân    
       ­ 635,09, ­ 1206,87, ­ 393,51 kJ/mol
25


(Cp)CaO   (r)   =   48,83   +   4,52.10­3T   +   6,53.105T­2 
J/mol.K  
           (Cp)CaCO3 (r) = 104,52 + 21,92.10­3T ­  
25,94.105T­2   J/mol.K  
                      (Cp)CO2   (k)   =   28,66   +   35,7.10­3T 
J/mol.K

3.   Hiệu  ứng   nhiệt   của   các   quá   trình   hóa   học   và 
phương trình nhiệt hoá học

3.1. Khái niệm về hiệu ứng nhiệt của quá trình hoá 
học

Hiệu  ứng   nhiệt   của   quá   trình   hoá   học   là   nhiệt 
lượng mà  hệ thu    vào hay phát ra trong các quá 
trình   hoá   học   dung   để  thay   đổi   nội   năng   hay 
entanpi của hệ.

Trong các quá  trình hoá  học phát nhiệt làm cho nội 
năng U và entanpy H của hệ giảm xuống tức là  ∆U 
0.
26


Trong những phản ứng mà chất răn và chất lỏng tham 
gia sự biến đổi thể tích là không đáng kể và nếu 
quá  trình thực hiện ơ  áp suất bé  có thể coi p∆U 
có giá trị rất nhỏ  khi đó  ∆H ≈  ∆U. nếu các phản 
ứng có chất khí tham gia thì giá trị  ∆H và ∆U sẽ
khác nhau. Trong trường hợp khí  tham gia là  lý 
tương:

PV = nRT

p∆V = ∆n. RT

n là  biến thiên số  mol khí  trong phản  ứng  ơ  nhiệt 
độ tuyệt đối T. R là hăng số khí R = 8,312at.lit 
/ mol. độ

∆H = ∆U + ∆nRT

Khi ∆n = 0 thì ∆H = ∆U

∆n ≠ 0 thì ∆H ≠ ∆U

Hiệu ứng nhiệt của phản ứng:

Hiệu  ứng  nhiệt   của   phản  ứng   là   nhiệt   toả  ra   hay 
hấp   thụ  trong   một   phản  ứng   hoá   học.   Hiệu  ứng 
nhiệt được tính băng kJ/mol và ký hiệu là Q.

Khi Q >0: phản ứng toả nhiệt.
27


Khi Q 0 (∆H  Q btn/T

Toùm laïi  ∆ S ≥  Q/T     (j/mol, cal/mol)

Entropi

Ñoä hoãn loaïn cuûa traïng thaùi cuoái
47


∆ S=  S2 – S1 =

Ñoä hoãn ñoän cuûa traïng thaùi ñaàu

Qtn  vaø Qbtn  laø  nhieät  löôïng  trao   ñoåi  trong quùa 
trình thuaän nghòch vaø baát thuaän nghòch

T: là  nhiệt  ñoä  tuyệt  ñối tại  đñó  xảy ra sự  trao 
đổi nhiệt

S1,S2: entropi của hệ  ơ  các trạng thái nhiệt  độ  T1 
và T2

5.1.2. Tính chaát cuûa entropi

+  Entropi S là đại lượng đặc trưng cho mức độ hỗn 
độn của phân tử trong hệ cần xét

S =  kblnW = R/N ln W

Trong ñoù    W xaùc suất nhiệt ñoäng

kb hăng số Boltzmal    kb=1,3860066.10­23

+  Cuõng nhö caùc tính chaát khaùc cuûa heä nhö T,P, 
H,   U,   …entropi   laø   moät   ñaïi   löôïng   xaùc   ñònh 
traïng thaùi cuûa heä

+Sø laø  ñaïi löôïng dung  ñoä  (khuyeát ñoä) giaù  trò 
cuûa noù phuï thuoäc vaøo khoái löôïng
48


+ Sø laø haøm traïng thaùi, bieán thieân cuûa noù 
chæ phuï thuoäc vaøo traïng thaùi ñaàu vaø cuoái, 
khoâng   phuï   thuoäc   vaøo   caùc   giai   ñoaïn   trung 
gian

Veà  baûn chaát entropi (S) laø thöôùc  ño tính hoãn 
loaïn cuûa heä, tính hoãn loaïn cuûa caùc tieåu 
phaân   trong   heä   caøng   cao   thì   entropi   cuûa   heä 
caøng cao.

Do ñoù

°Heä caøng phöùc taïp thì entropi caøng lôùn

Ví duï   ∆ S0 cuûa  O = 160,95 j/mol

∆ S0  cuûa O2 = 205,03 j/mol

∆ S0  cuûa O3 = 238,82 j/mol

°Ñoái vôùi cuøng moät chaát thì S taêng khi chuyeån 
töø raén sang loûng vaø sang chaát khí

∆ S0  nöôùc   ñaù     =   41,31 
j/mol

∆ S0  nöôùc   loûng   = 
63,31j/mol

∆ S0 hôi nöôùc = 185,6 j/ mol
49


°Nhieät ñoä caøng taêng thì

entropi caøng cao

°AÙp suaát taêng thì entropi

cuûa heä giaûm

Vaäy ∆ S phuï thuoäc vaøo


Tính
Entrop
Entrop
hỗn loạn
i
i




L

ỏng
ắn


5.2. Entropy vaø söï chuyển pha




S (khí)  >  S ( lỏng ) >  S ( răn )


ΔS = Q/T
So (J/K•mol)
H2O(khí) 188.8
69.9
H2O(lỏng)
H2O (răn) 47.9
50



H2O (l) ---> H2O(k) q 40,700 J/mol
∆S = = = + 109 J/K • mol
T 373.15 K
ΔH = q = +40,700 J/
mol




Biến   thiên   entropi   của   một   số  qua   trình   thuận 
nghịch

Đối với quá trình đẳng áp

ΔSp = n CplnT2/T1 ( Cp là không đổi)

Đối với quá trình đẳng tích

ΔSv = n CvlnT2/T1 ( Cv là không đổi)

Đối với quá trình đẳng nhiệt

ΔSp = QT/ T

Nếu Cp và  Cv phụ  thuộc vào nhiệt  độ  lúc  đó  phải 
tính sự phụ thuộc C vào nhiệt độ




Tài liệu tham khảo:
1. Hoàng Nhâm, Hóa học vô cơ, tập 1( Lý thuyết đại cương về hóa học),
NXB giáo dục, Hà Nội, 2000.
51


2. Đào Dình Thức, Hóa học đại cương, NXB Đại học Quốc gia Hà
Nội,1999.
3. Nguyễn Đức Chung, Hóa học đại cương, NXB Đại học quốc gia

TPHCM, 2002.
4. www.tailieu.com.vn.
Đề thi vào lớp 10 môn Toán |  Đáp án đề thi tốt nghiệp |  Đề thi Đại học |  Đề thi thử đại học môn Hóa |  Mẫu đơn xin việc |  Bài tiểu luận mẫu |  Ôn thi cao học 2014 |  Nghiên cứu khoa học |  Lập kế hoạch kinh doanh |  Bảng cân đối kế toán |  Đề thi chứng chỉ Tin học |  Tư tưởng Hồ Chí Minh |  Đề thi chứng chỉ Tiếng anh
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản