intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Hóa học đại cương: Chương 5 - ThS. Nguyễn Trương Xuân Minh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:33

Thêm vào BST
Báo xấu
3
lượt xem 2
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Hóa học đại cương" Chương 5 - Thế đẳng áp và chiều diễn ra của các quá trình hóa học, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Quá trình thuận nghịch; Quá trình bất thuận nghịch; Nguyên lí II nhiệt động lực học Entropy; Thế đẳng áp đẳng nhiệt và chiều diễn ra của phản ứng hóa học. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hóa học đại cương: Chương 5 - ThS. Nguyễn Trương Xuân Minh

  1. 5.1. Quá trình thuận nghịch Quá trình bất thuận nghịch 5.2. Nguyên lí II nhiệt động lực học Entropy 5.3.Thế đẳng áp đẳng nhiệt và chiều diễn ra của phản ứng hóa học 1
  2. 2
  3. 5.1. Quá trình thuận nghịch – Quá trình bất thuận nghịch 5.1.1.Quá trình thuận nghịch Có thể diễn ra đồng thời theo hai chiều ngược nhau trong cùng một điều kiện Khi diễn ra theo chiều nghịch thì hệ cũng như môi trường sẽ trở về đúng trạng thái ban đầu mà không có một biến đổi nhỏ nào. Ví dụ: Các quá trình chuyển pha (nóng chảy  đông đặc, bay hơi  ngưng tụ, hòa tan  kết tinh) Xảy ra với tốc độ vô cùng chậm 3
  4. 5.1. Quá trình thuận nghịch – Quá trình bất thuận nghịch 5.1.2. Quá trình bất thuận nghịch Không hội đủ các điều kiện của quá trình thuận nghịch. có thể diễn ra theo chiều nghịch nhưng hệ và môi trường đã bị biến đổi Trong tự nhiên hầu hết các quá trình tự xảy ra đều là quá trình bất thuận nghịch 4
  5. 5
  6. 5.2.Nguyên lí II nhiệt động lực học - entropy Nhắc lại: Theo nguyên lí I: Phản ứng phát nhiệt6 (DH < 0) có khả năng xảy ra tự phát  Tuy nhiên: Quá trình nóng chảy, bay hơi (DH >0) tự diễn ra theo chiều hướng đi từ trạng thái có độ hỗn loạn thấp đến trạng thái có độ hỗn loạn cao. H2O(l) H2O(k) H2O(r) H2O(l) DH chưa thể xem là đại lượng tiêu chuẩn để tiên đoán chiều và giới hạn quá trình.
  7. 5.2.Nguyên lí II nhiệt động lực học - entropy 5.2.1.Khái niệm về entropy 7 Nguyên lí II: “Nhiệt chỉ có thể truyền từ vật thể có nhiệt độ cao hơn sang vật thể có nhiệt độ thấp hơn “  Quá trình truyền nhiệt là quá trình bất thuận nghịch.  Dựa vào nguyên lý II, nghiên cứu sự liên hệ giữa lượng nhiệt hệ thu vào với công hệ thực hiện khi chuyển từ nhiệt độ cao đến nhiệt độ thấp, người ta đưa ra khái niệm entropy (S).
  8. 5.2.Nguyên lí II nhiệt động lực học - entropy 5.2.1.Khái niệm về entropy  Quá trình truyền nhiệt (nhiệt năng  các dạng năng lượng khác) không đạt hiệu suất 100%  một phần nhiệt không thể chuyển hóa được, chỉ dùng để truyền cho vật thể có nhiệt độ thấp hơn và làm cho vật thể này biến đổi entropy một lượng là ΔS, với: Q DS  T dQ Dấu “ = ” ứng với QT thuận nghịch DS   T Dấu “ > ” ứng với QT bất thuận nghịch dQ DS   T 8
  9. 5.2.Nguyên lí II nhiệt động lực học - entropy 5.2.1.Khái niệm về entropy Nếu hệ là cô lập: Q = 0  ΔS ≥ 0 Với hệ cô lập, quá trình thuận nghịch không làm biến đổi entropy (ΔS = 0), Quá trình bất thuận nghịch tự xảy ra làm tăng entropy (ΔS > 0). ---> ENTROPY LÀ TIÊU CHUẨN XÉT CHIỀU TRONG HỆ CÔ LẬP 9
  10. 5.2.Nguyên lí II nhiệt động lực học - entropy 5.2.2.Ý nghĩa vật lý của entropy Xét hệ thống hai bình cầu được nối với nhau bằng một khóa K. Một bình chứa khí trơ He là hệ khảo sát , bình kia là chân không. Trạng thái đầu: khóa K đóng, khí He chỉ ở trong một bình. Trạng thái cuối: khóa K mở, khí He khuếch tán cả hai bình. Nhận xét: hệ là cô lập, quá trình khuếch tán khí là bất thuận nghịch đẳng nhiệt --->theo nguyên lý II có ΔS > 0 (tăng entropy) 10
  11. 5.2.Nguyên lí II nhiệt động lực học - entropy 5.2.2.Ý nghĩa vật lý của entropy Tự phát ∆H=0 Không tự phát Xét mức độ hỗn loạn của các tiểu phân trong hệ: Trạng thái cuối hỗn loạn hơn trạng thái đầu. QT bất thuận nghịch làm tăng độ hỗn loạn (tăng entropy của hệ) ---> entropy S là thước đo mức độ hỗn loạn vô trật tự của vật chất. 11
  12. 5.2.Nguyên lí II nhiệt động lực học - entropy 5.2.2.Ý nghĩa vật lý của entropy Xét xác suất trạng thái nhiệt động của hệ  Xác suất nhiệt động W: là số cách sắp xếp các phần tử trong hệ: W>>1 ---> Xác suất nhiệt động W là thước đo độ hỗn loạn của hệ 12
  13. 5.2.Nguyên lí II nhiệt động lực học - entropy 5.2.2.Ý nghĩa vật lý của entropy Xét xác suất trạng thái nhiệt động của hệ: Trạng thái cuối có xác suất trạng thái lớn hơn trạng thái đầu. Quá trình bất thuận nghịch làm tăng xác suất trạng thái (tăng entropy của hệ) ---> entropy S là thước đo xác suất trạng thái của hệ Tóm lại: Quá trình bất thuận nghịch tự xảy ra luôn kèm theo sự tăng entropy, tăng xác suất trạng thái, tăng độ hỗn loạn. 13
  14. 5.2.Nguyên lí II nhiệt động lực học - entropy 5.2.2.Ý nghĩa vật lý của entropy Sự biến đổi entropy của một số quá trình: Các quá trình làm tăng độ hỗn loạn của hệ có ΔS>0: nóng chảy, bay hơi, hòa tan chất rắn, pha loãng dung dịch, phản ứng tăng số mol khí... C(gr) + CO2(k) → 2CO (k) Dn=1>0 → DV >0 → DSpư >0 14
  15. 5.2.Nguyên lí II nhiệt động lực học - entropy 5.2.2.Ý nghĩa vật lý của entropy Sự biến đổi entropy của một số quá trình: Các quá trình làm giảm độ hỗn loạn của hệ có ΔS
  16. 5.2.Nguyên lí II nhiệt động lực học - entropy 5.2.3.Tính chất của entropy Có tính dung độ, là hàm trạng thái giống như U, H Đơn vị: J/mol.K hay cal/mol.K entropy tiêu chuẩn (S0298): đo ở các điều kiện chuẩn giống như (H0298) Hệ càng phức tạp, phân tử càng phức tạp entropy càng lớn Ví dụ : S0298(O) < S0298(O2) < S0298(O3) S0298(NO) < S0298(NO2) 16
  17. 5.2.Nguyên lí II nhiệt động lực học - entropy 5.2.3.Tính chất của entropy 17 Đối với cùng một chất: từ trạng thái rắn → lỏng → khí có entropy tăng dần. S(rắn) < S(lỏng) < S(khí) So298 (J/K•mol) H2O(lỏng) 69.91 H2O(khí) 188.8 Nhiệt độ tăng, áp suất giảm làm tăng entropy và ngược lại.
  18. 5.2.Nguyên lí II nhiệt động lực học - entropy 5.2.3.Tính chất của entropy Entropy tiêu chuẩn của một số chất ở 298K Chất S298 (J/mol.K) Chất S298 (J/mol.K) H2O(l) 69.9 NaCl(r) 72.3 H2O(k) 188.8 NaCl(aq) 115.5 I2(r) 116.7 Na2CO3(r) 136.0 I2(k) 260.6 CH4(k) 186.3 Na(r) 51.5 C2H6(k) 229.5 K(r) 64.7 C3H8(k) 269.9 Cs(r) 85.2 C4H10(k) 310.0
  19. 5.2.Nguyên lí II nhiệt động lực học - entropy 5.2.4.Tính toán về entropy Tính entropy S tại một trạng thái  Tính cho 1 tiểu phân (1 hạt vi mô): Biểu thức Boltzmann: R S  k lnW  lnW N0 K: hằng số Boltzmann R: hằng số khí (= 8.314J/mol.K = 1.987 cal/mol.K) N0: số Avogadro (= 6,023×1023) W: xác suất trạng thái của hệ Tính cho 1 mol: Nhân biểu thức trên với N0 S = R lnW Tính cho n mol: S = n.R lnW 19
  20. 5.2.Nguyên lí II nhiệt động lực học - entropy 5.2.4.Tính toán về entropy Nguyên lý III NĐH (Định luật Nernst): “Entropy của các chất nguyên chất dưới dạng tinh thể hoàn hảo ở nhiệt độ không tuyệt đối = 0”. ---> có thể xác định được entropy tuyệt đối của các chất ở bất kỳ nhiệt độ nào. 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright ©2025 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
79=>1