TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
Đăng Thị Thu Huyền
HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG 2
HÀ NỘI – NĂM 2025
i
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG HỌC .......................................................... 1
1.1. Một số khái niệm cơ bản của nhiệt động học ....................................................... 1
1.1.1. Hệ và sự phân loại hệ .................................................................................... 1
1.1.1.1. Khái niệm ............................................................................................... 1
1.1.1.2. Phân loại ................................................................................................. 1
1.1.2. Trạng thái của một hệ. Thông số trạng thái ................................................... 2
1.1.3. Quá trình nhiệt động ...................................................................................... 2
1.1.3.1. Khái niệm ............................................................................................... 2
1.1.3.2. Một số quá trình nhiệt động.................................................................... 2
1.1.4. Năng lượng – Nội năng ................................................................................. 3
1.1.4.1. Năng lượng ............................................................................................. 3
1.1.4.2. Nội năng ................................................................................................. 3
1.1.5. Công và nhiệt ................................................................................................. 4
1.1.5.1. Công........................................................................................................ 4
1.1.5.2. Nhiệt và nhiệt dung ................................................................................ 5
1.1.6. Phương trình trạng thái .................................................................................. 7
1.2. Nguyên lí I của nhiệt động học ............................................................................. 7
1.2.1. Nội dung ........................................................................................................ 7
1.2.2. Các biểu thức định lượng .............................................................................. 8
1.2.2.1. Một số trường hợp đặc biệt .................................................................... 8
1.2.2.2. Vận dụng nguyên lí I cho khí lí tưởng.................................................... 9
1.2.3. Hàm Enthalpy – Nhiệt hóa học ................................................................... 10
1.2.3.1. Hàm Enthalpy ....................................................................................... 10
1.2.3.2. Nhiệt hóa học – Phương trình nhiệt hóa học ........................................ 10
1.2.3.3. Định luật Hess ...................................................................................... 11
ii
1.2.3.4. Phương pháp tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học ..................... 13
1.2.3.5. Sự phụ thuộc của hiệu ứng nhiệt phản ứng vào nhiệt độ ..................... 18
1.3. Nguyên lí II của nhiệt động học ......................................................................... 19
1.3.1. Nội dung của nguyên lí II ............................................................................ 20
1.3.1.1. Khái niệm entropy ................................................................................ 20
1.3.1.2. Nội dung ............................................................................................... 20
1.3.2. Các biểu thức định lượng ............................................................................ 21
1.3.3. Áp dụng nguyên lí II để tính biến thiên entropy của một số quá trình ........ 22
1.3.3.1. Quá trình đẳng nhiệt ............................................................................. 22
1.3.3.2. Quá trình đẳng áp ................................................................................. 22
1.3.3.3. Quá trình đẳng tích ............................................................................... 23
1.3.3.4. Quá trình đoạn nhiệt ............................................................................. 23
1.3.4. Nguyên lí thứ ba của nhiệt động học và hệ quả .......................................... 24
1.3.4.1. Nội dung của nguyên lí thứ ba ............................................................. 24
1.3.4.2. Entropy tuyệt đối của một chất ............................................................. 24
1.3.4.3. Biến thiên entropy của một phản ứng hóa học ..................................... 25
1.4. Chiều hướng diễn biến của phản ứng hóa học ................................................... 26
1.4.1. Ảnh hưởng của các yếu tố enthalpy và entropy tới chiều diễn biến của các
quá trình ................................................................................................................. 26
1.4.2. Thế đẳng áp – đẳng nhiệt và chiều hướng diễn biến của quá trình ............. 26
1.4.3. Biến thiên enthalpy tự do trong các phản ứng hóa học ............................... 28
1.4.3.1. Enthalpy tự do sinh tiêu chuẩn của các chất ........................................ 28
1.4.3.2. Biến thiên enthalpy tự do chuẩn của phản ứng .................................... 28
1.4.3.3. Chu trình nhiệt động học ...................................................................... 28
1.4.4. Biểu thức vi phân của enthalpy tự do .......................................................... 29
1.4.5. Sự phụ thuộc của năng lượng Gibbs và biến thiên năng lượng Gibbs vào
nhiệt độ .................................................................................................................. 29
iii
1.4.5.1. Sự phụ thuộc của năng lượng Gibbs vào nhiệt độ ................................ 29
1.4.5.2. Sự phụ thuộc của biến thiên năng lượng Gibbs vào nhiệt độ ............... 30
1.4.6. Sự phụ thuộc của năng lượng Gibbs và biến thiên năng lượng Gibbs vào áp
suất ......................................................................................................................... 30
1.4.6.1. Sự phụ thuộc của năng lượng Gibbs vào áp suất ................................. 30
1.4.6.2. Sự phụ thuộc của biến thiên năng lượng Gibbs vào áp suất ................ 31
1.4.7. Sự phụ thuộc enthalpy tự do vào thành phần các chất trong hệ. Khái niệm
hóa thế .................................................................................................................... 32
1.4.7.1. Đại lượng mol ....................................................................................... 32
1.4.7.2. Đại lượng mol riêng phần ..................................................................... 32
1.4.7.3. Enthalpy tự do mol, enthalpy tự do mol riêng phần ............................. 33
1.4.7.4. Biến thiên enthalpy tự do khi nhiệt độ, áp suất và thành phần của hệ thay
đổi ...................................................................................................................... 33
1.4.7.5. Các hệ thức về hóa thế .......................................................................... 34
Câu hỏi chương 1 ....................................................................................................... 35
CHƯƠNG 2: CÂN BẰNG HÓA HỌC ......................................................................... 37
2.1. Các khái niệm cơ bản ......................................................................................... 37
2.1.1. Khái niệm về phản ứng thuận nghịch và phản ứng không thuận nghịch .... 37
2.1.2. Trạng thái cân bằng của phản ứng thuận nghịch ......................................... 37
2.1.3. Cân bằng hoá học ........................................................................................ 38
2.2. Hằng số cân bằng ................................................................................................ 38
2.2.1. Nhiệt động học và định luật cân bằng ......................................................... 38
2.2.2. Biểu thức của hằng số cân bằng trong các trường hợp khác nhau .............. 39
2.2.2.1. Đối với phản ứng thuận, phản ứng nghịch ........................................... 39
2.2.2.2. Cách thiết lập các hằng số cân bằng: .................................................... 40
2.2.2.3. Một số phương pháp xác định hằng số cân bằng ................................. 42
2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học. Nguyên lí Le Chatelier .............. 42