Bài giảng Hóa học đại cương (Phần 2) - Chương 1: Nhiệt động lực học của các quá trình hóa học

HÓA ĐẠI CƯƠNG PHẦN I CẤU TẠO CHẤT PHẦN II CÁC QUY LUẬT DIỄN RA CỦA CÁC Q TRÌNH HĨA HỌC PHẦN II CÁC QUY LUẬT DIỄN RA CỦA CÁC Q TRÌNH HĨA HỌC CHƯƠNG I NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CÁC Q TRÌNH HĨA HỌC CHƯƠNG II ĐỘNG HĨA HỌC CHƯƠNG III DUNG DỊCH CHƯƠNG IV ĐIỆN HÓA HỌC NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CÁC Q TRÌNH HĨA HỌC CHƯƠNG I I CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN II NGUYÊN LÝ I CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC VÀ HIỆU ỨNG NHIỆT III NGUYÊN LÝ II CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC VÀ CHIỀU DIỄN RA CỦA CÁC Q TRÌNH HĨA HỌC IV CÂN BẰNG HÓA HỌC I CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN Khái niệm nhiệt động lực học nhiệt động hóa học Một số khái niệm cần thiết Khái niệm nhiệt động lực học nhiệt động hóa học a Nhiệt động lực học b Nhiệt động hóa học  Xác định lượng liên kết  Dự đoán chiều hướng diễn trình hóa học  Hiệu suất phản ứng Một số khái niệm cần thiết a Hệ hóa học b Pha c Trạng thái trình d Các hàm nhiệt động a Hệ hóa học  Hệ + Môi trường xung quanh = Vũ trụ  Phân loại hệ: Hệ đoạn nhiệt:Q = Hệ đẳng nhiệt: T = Hệ đẳng áp : P = Hệ đẳng tích :V = Hệ dị thể Hệ động thể b Pha  Là tập hợp phần đồng thể hệ  Giống thành phần hóa học tính chất hóa lý  Được phân cách với pha khác bề mặt phân chia pha  Hệ pha: hệ đồng thể  Hệ nhiều pha: hệ dị thể c Trạng thái trình Trạng thái Q trình Các thơng số trạng thái Q trình Quá trình thuận nghịch Quá trình bất thuận nghịch: Tất trình tự diễn tự nhiên bất thuận nghịch  Các thông số trạng thái  Định nghĩa: đại lượng vật lý nhiệt động biểu diễn trạng thái hệ  Phân loại: • Thơng số khuyếch độ (dung độ) (có tính cộng): thơng số phụ thuộc vào lượng chất: V, m, lượng • Thơng số cường độ (đặc trưng cho hệ): thông số không phụ thuộc vào lượng chất: T, p, d, C, thể tích riêng, thể tích mol … d Các hàm nhiệt động  Hàm nhiệt động hàm số đặc trưng cho trạng thái trình nhiệt động  Phân loại hàm nhiệt động  Hàm trạng thái: phụ thuộc vào thông số trạng thái hệ không phụ thuộc vào cách biến đổi hệ: P, V, T, U  Hàm trình: phụ thuộc cách biến đổi hệ: A, Q II NGUYÊN LÝ I CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC VÀ HIỆU ỨNG NHIỆT Nguyên lý I nhiệt động lực học đại lượng nhiệt động Hiệu ứng nhiệt q trình hóa học phương trình nhiệt hóa học Định luật Hess hệ Tính hiệu ứng nhiệt lượng liên kết Nguyên lý I đại lượng nhiệt động a Nguyên lý I nhiệt động lực học b Các đại lượng nhiệt động  Nội U  Entanpi H  Nhiệt dung C Nội U  Nội năng: dự trữ lượng chất U = E toàn phần – (động + năng)  Đơn vị đo: J/mol, cal/mol  Không thể xác định U: U = U2 – U1  Xác định U: Q = U + A = U + p V Trong q trình đẳng tích: V = QV = U Entanpi H Q = U + p V Trong trình đẳng áp: p = const U = U2 – U1 V = V2 – V1 QP = (U2 – U1) + p(V2 – V1) = (U2 + pV2) – (U1 + pV1) = H2 – H1 H = U + PV - entanpi - dự trữ E + khả sinh công tiềm ẩn hệ - hàm trạng thái - Đơn vị đo: kJ/mol QP = H  Nhiệt dung C  Nhiệt dung: lượng nhiệt cần dùng để nâng nhiệt độ chất lên thêm 100  Nhiệt dung riêng - nhiệt dung mol chất  Đơn vị đo: J/mol.K  Cp  dQ p dT Qp = H dH Cp  dT dQV CV  dT QV = U d U CV  dT Đối với khí lý tưởng: Cp – CV = R Hiệu ứng nhiệt q trình hóa học phương trình nhiệt hóa a Hiệu ứng nhiệt q trình hóa học b Phương trình nhiệt hóa c Nhiệt tạo thành nhiệt đốt cháy d Sự phụ thuộc hiệu ứng nhiệt vào nhiệt độ a Hiệu ứng nhiệt q trình hóa học  Hiệu ứng nhiệt: lượng nhiệt Q mà hệ thu vào/phát qúa trình hóa học  Thông thường pư diễn điều kiện đẳng áp: Qp = H  Hiệu ứng nhiệt Q = U + pV = U V =  Trong phản ứng có chất lỏng chất rắn tham gia  Trong phản ứng có chất khí: pV = nRT p V = RT n n = H = U n  H  U