Bài giảng hóa đại cương (Phần 3) pptx

6 1.1K 23
Bài giảng hóa đại cương (Phần 3) pptx

Đang tải... (xem toàn văn)

Thông tin tài liệu

25 Ví dụ: Làm nhiệt độ sôi , nhiệt độ nóng chảy chất tăng cao. Liện kết Hydro có thể hình thành nội phân tử (nhiều chức). - Bản chất liên kết Hydro: Là liên kết có tính chất ion. Có tính cho, nhận. (  H nhận cặp electron). Thứ tự giảm dần liên kết Hydro: F, N, O…các halogen khác. Chương V NHIỆT HÓA HỌC VÀ HIỆU ỨNG NHIỆT CỦA CÁC QUÁ TRÌNH HÓA HỌC 1. Khái niệm về nhiệt động hóa học và nhiệt hóa học: - Nhiệt động học là sự nghiên cứu về sự chuyển biến tương hổ giữa các dạng năng lượng khác nhau và nó dựa trên cơ sở hai nguyên lý sau: Nguyên lý 1: (Tương tự đònh luật bảo toàn năng lượng) Năng lượng không tự nhiên sinh ra hay mất đi mà nó chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác. Nguyên lý 2: Nhiệt chỉ chuyển từ nơi có nhiệt độ cao hơn đến nơi có nhiệt độ thấp. - p dụng vào nhiệt động hóa học: + Nhiệt động hóa học nghiện cứu các quy luật về sự chuyển biến tương hổ giữa hóa năng và các dạng năng lượng khác, về hiệu ứng nhiệt của quá trình hóa học, về điều kiện bền vững của các hệ và các quy luật thay đổi của các quá trình hóa học. + Nhiệt hóa học chỉ nghiên cứu về hiệu ứng nhiệt, là lượng nhiệt phát ra hay thu vào trong các quá trình hóa học. Hiệu ứng nhiệt ký hiệu Q, đơn vò cal(J)/mol 1cal = 4.18J. 2. Một số khái niệm. - Hệ: Là một vật hay một nhóm vật thể được nhăn cách với môi trường xung quanh bằng bề mặt tưởng tượng hay bề mặt vật lý. - Hệ cô lập là hệ không trao đổi nhiệt, năng lượng, chất với môi trường xung quanh. - Hệ kín (đóng): Không trao đổi chất mà có khả năng trao đổi năng lượng với môi trường bên ngoài. - Hệ hở (mở): Có khả năng trao đổi chất, nhiệt, năng lượng với môi trường bên ngoài. - Hệ cân bằng: Là hệ có các thông số trạng thái xác đònh ở một điều kiện nào đó. - Hệ đồng thể: Là hệ chỉ có một pha (không có sự phân chia pha), hoặc không có bề mặt phân chia. - Hệ dò thể: có hai pha trở lên hoặc có bề mặt phân chia. 3. Thông số và hàm số trạng thái: - Thông số trạng thái là các dữ kiện: ,t 0 p, m, v, nhiệt dung C… - Phương trình trạng thái: Dùng biểu diễn tương quan tập hợp trạng thái của hệ ở một điều kiện xác đònh. Ví dụ: pv = nRT - Các hàm số trạng thái chỉ phụ thuộc quá trình đầu và cuối, không phụ thuộc đường đi. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 26 - Các hàm trạng thái: Nội năng (U), Enthalpy (H), Entropy (S), thế đẳng nhiệt, đẳng áp Các quá trình: Khi hệ chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác: thực hiện một quá trình. - Quá trình T ‟ N: Xảy ra theo hai chiều ngược nhau và tương đối chậm, quá trình đạt đến cân bằng động. - Quá trình bất TN: Là quá trình chỉ xảy ra theo một chiều. - Quá trình đẳng tích (V = const) - Quá trình đẳng áp: (p = const) - Quá trình đẳng nhiệt ( 0 t = const) Công: A. Quy ước: Quá trình nhận công A < 0, sinh công A > 0. 'AAA t  t A : công thể tích (giãn nở, cơ học) A’: công hữu ích. 2 1 p p lnnRTnRTVpA t  A’; công điện trường, từ trường, hóa học… 4. U, H và  H (hiệu ứng nhiệt) - Nội năng U là năng lượng có sẵn, ẩn bên trong hệ, gồm năng lượng chuyển động tònh tiến, quay, dao động… của nguyên tử, phân tử. Năng lượng hệ = U + động năng hệ   đ E + thế năng hệ   t E Ta có: Q = AU   Tức là khi cung cấp cho hệ một nhiệt lượng Q thì nhiệt năng này dùng để tăng nội năng của hệ và thực hiện công A chống lại các lực bên ngoài tác động lên hệ. 12 UUU  nRTUVpUAUQ  +  V QUUQ  0 + Đẳng áp (P = const) P Q   121212 PVPVUUVVPUQ P  Đặt H = U + PV H gọi là entanpy. HHHQ P  12  Hiệu ứng nhiệt đẳng tích là sự biến đổi nội năng U Hiệu ứng nhiệt đẳng áp là sự biến đổi entapy H Với hệ chất khí nRTUH  - Phản ứng tự xảy ra khi  0H phát nhiệt - Phản ứng không tự xảy ra khi  0H thu nhiệt Ví dụ:       kOHkOkH 222 2 1  Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 27 2 1 2 1 11 851          mol/kcal.H        RTnRTHU 2 1 8.51 kcal/mol         kHkCOkOHrC 22  431.H  kcal/mol T.R Un 14311111  Phương trình nhiệt hóa học: Là phương trình phản ứng hóa học có ghi kèm trạng thái pha của tác chất, sản phẩm. Hiệu ứng nhiệt tỷ lệ thuận với lượng chất tham gia phản ứng. Ví dụ:     OHkOkH 222 22  thì   61038512 H  kcal/mol 5. Một số đònh nghóa: 5.1. Nhiệt tạo thành: Là hiệu ứng nhiệt của phản ứngtạo thành một mol chất từ các đơn chất ở trạng thái tự do bền vững. Ví dụ:       kHClkHkCl  22 2 1 2 1 0622.H  kcal       kNHkHkN 322 23  22H kcal 11 3  NHH tt kcal/mol - Nhiệt tạo thành của các đơn chất bền ở điều kiện tiêu chuẩn bằng 0. 5.2. Nhiệt đốt cháy: Là hiệu ứng nhiệt của phản ứng đốt cháy bằng oxy 1 mol chất hữu cơ để tạo thành 2 CO , nước lỏng và một số sản phẩm khác. Ví dụ:     OHCOkOkHC 22262 32 2 7  (l) 82.372 298 0 H kcal chính là nhiệt đốt cháy của 62 HC . Tham khảo bảng “Nhiệt tạo thành tiêu chuẩn” và “Nhiệt đốt cháy tiêu chuẩn”(9, 10) 5.3. Nhiệt chuyển trạng thái: Là hiệu ứng nhiệt chuyển 1 mol chất từ trạng thái này sang trạng thái khác. Ví dụ:     kIrI 22  92.14 298 0 H kcal     kOHlOH 22  52.10 298 0 H kcal     lAlBrrAlBr 33  712 298 0 .H  kcal     ttOBvđhOB 3232  404 298 0 .H  kcal Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 28  Hiệu ứng nhiệt thăng hoa và bay hơi có giá trò khoảng 10010  kcal, còn hiệu ứng nhiệt nóng chảy, nhiệt chuyển đa hình…từ 51 kcal. - Nhiệt hòa tan: Ví dụ:       OddnH.OHOddmH.NalOHnmrNaOH 222   2010 298 0 .H  kcal       OddnH.OSOddmH.NalOHnmrOSNa 2 2 3222322 2    46 298 0 .H  kcal 6. Đònh luật Hess: (Đònh luật cơ bản của nhiệt hóa học) “Hiệu ứng nhiệt của quá trình hóa học chỉ phụ thuộc vào bảng chất và trạng thái của các chất đầu và sản phẩm cuối chứ không phụ thuộc vào đường đi của quá trình, nghóa là không phụ thuộc vào số và đặc điểm của các giai đoạn trung gian.” Ta có : H = H 1 + H 2 = H 3 + H 4 + H 5 Hệ quả: Đònh luật Lavoisier và Laplace: “Lượng nhiệt hấp thu khi một chất phân hủy thành các nguyên tố bằng lượng nhiệt phát ra khi tạo thành hợp chất đó từ các nguyên tố.”   1 HABBA    2 HBAAB  21 HH  Các ứng dụng tính toán: 1. Tính hiệu ứng nhiệt dựa vào nhiệt tạo thành: - Hiệu ứng nhiệt của phản ứng bằng tổng nhiệt tạo thành của các sản phẩm phản ứng trừ tổng nhiệt tạo thành của các chất ban đầu. (Nhiệt tạo thành của đơn chất bằng 0). Ví dụ: mAB + nCD = pAC + qBD 1 H 2 H 3 H 4 H (nhiệt tạo thành)   0 2 0 1 0 4 0 3 0 HnHmHqHppưH  2. Tính hiệu ứng nhiệt dựa vào nhiệt đốt cháy: - Hiệu ứng nhiệt của phản ứng bằng tổng nhiệt đốt cháy của các chất đầu trừ tổng nhiệt đốt cháy của các sản phẩm. Ví dụ: mA + nB = pC + qD 0 1 H 0 2 H 0 3 H 0 4 H (nhiệt đốt cháy)   0 4 0 3 0 2 0 1 0 HqHpHnHmpưH  3. Ứng dụng đònh luật Hess-chu trình Born-Haber: B C A Sản phẩm phản ứng Chất phản ứng H 1 H 2 H 5 H 3 H 4 H Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 29 Ví dụ: Dùng chu trình Born-haber để tính mạng tinh thể NaCl, năng lượng mạng cho một mol. Na + (k) + Cl - (k)  NaCl(r) 0 0  NaCl H Biết: Nhiệt thăng hoa của Na, nhiệt phân ly của Cl, năng lượng ion hóa của Na, ái lực của Cl và nhiệt tạo thành của NaCl. Chu trình: Theo đònh luật Hess: NaCl ClNathNa tt HEIDClHH 0 2 0 2 2 1         2 2 00 2 1 ClNathNa ttNaCl EIDClHHH Ví dụ: Tính năng lượng liên kết HCl: HClH lk 0      HClkClkH  0 0  HClH lk Theo đònh luật Hess:         22 00 0 2 0 2 1 2 1 2 1 2 1 2 DClDHHHClH HClHDClDH ttlk lk H tt 4. Sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu ứng nhiệt – Đònh luật Kiêcsôp. Đònh nghóa nhiệt dung (C): Là nhiệt lượng cần thiết để nâng nhiệt độ của một mol chất lên K 0 1 Đơn vò: cal/mol (J) T Q C   Khi V = const  nhiệt dung phân tử đẳng tích V C T U C V    Khi p = const  nhiệt dung phân tử đẳng áp T H C P       2 1 T T CpdTH   2 1 T T V dTCU Đònh lý Kirchoff: 1/2D H2 1/2DCl 2 2 1 H 2 (k) + 2 1 Cl 2 (k) HCl(k) ÄH 0 tthanh H(k) + Cl(k) 0 tt H 0 lk H HCl cuối I Na E Cl  ÄH 0 tt Na(r) + 2 1 Cl 2 Na(k)+ Cl(k) NaCl (r) Na + + Cl - ÄH 0 NaCl ÄH th Na 2 1 DCl 2 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 30   2 1 12 T T p dTCHH :H 2  Hiệu ứng nhiệt ở nhiệt độ 2 T 1 H : Hiệu ứng nhiệt ở nhiệt độ 1 T p C = P C sau phản ứng - P C trước phản ứng Có nhân với hệ số tỉ lượng. Ví dụ:   PBPAPDPCP bCaCdCcCC dDcCbBaA   Thực tế áp dụng trong khoảng nhiệt độ nhỏ, ta có:   298 298 0  TCHH PT Ví dụ: Xác đònh hiệu ứng nhiệt của phản ứng:       kCOkOkCO 22 2 1  Ở K 0 398 biết 298 0 H của phản ứng là -67.64 kcal/mol. Và nhiệt dung đẳng áp của CO là 6.97; 2 O là 7.05; 2 CO là 8.06 cal/mol độ. Ta có: 435.2 2 05.7 97.696.8  P C cal/mol độ = -2.435 3 10   kcal/mol.độ   molkcalHH /8835.672435.064.67298398002435.0 298 0 398 0  Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com . Hydro: F, N, O…các halogen khác. Chương V NHIỆT HÓA HỌC VÀ HIỆU ỨNG NHIỆT CỦA CÁC QUÁ TRÌNH HÓA HỌC 1. Khái niệm về nhiệt động hóa học và nhiệt hóa học: - Nhiệt động học là sự nghiên cứu về. dụng vào nhiệt động hóa học: + Nhiệt động hóa học nghiện cứu các quy luật về sự chuyển biến tương hổ giữa hóa năng và các dạng năng lượng khác, về hiệu ứng nhiệt của quá trình hóa học, về điều. các quy luật thay đổi của các quá trình hóa học. + Nhiệt hóa học chỉ nghiên cứu về hiệu ứng nhiệt, là lượng nhiệt phát ra hay thu vào trong các quá trình hóa học. Hiệu ứng nhiệt ký hiệu Q, đơn

Ngày đăng: 22/06/2014, 13:20

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan