bài giảng hóa đại cương phần nhiệt động hóa học

1.Nhiệt phản ứng đẳng tích và đẳng áp: Hiệu ứng nhiệt của một phản ứng hay nhiệt phản ứng là lượng nhiệt được phát ra hay thu vào trong một phản ứng hóa học..  Nhiệt phản ứng đo ở áp

1.Nhiệt phản ứng đẳng tích và đẳng áp:

 Hiệu ứng nhiệt của một phản ứng hay

nhiệt phản ứng là lượng nhiệt được phát ra hay thu vào trong một phản ứng hóa học.

 Nhiệt phản ứng ký hiệu là Q

 Nhiệt phản ứng đo ở áp suất không đổi ký hiệu là (biến thiên anthalpi)

 Nhiệt phản ứng đo thể tích không đổi ký

hiệu là (được gọi là biến thiên nội năng) ΔUU

ΔUH

hóa học mà khi xảy ra hệ nhận thêm một

lượng năng lượng dưới dạng nhiêt Nhiệt

được hấp thu quy ước mang dấu (+) hay

0ΔUH 

0ΔUH 

 Quy ước:

Xem phản ứng: mA + mB pC + qD

 Nhiệt tạo thành của một chất (sinh nhiệt)

Nhiệt tạo thành của một chất là lượng nhiệt được

phát ra hay thu vào trong phản ứng tạo thành một phân tử gam chất đó từ các đơn chất.

C (than chì) + O2(k) CO2(k) =-94,05kal/mol2H2(k) + O2(k) 2H2O(l) =-136,6kcal

H2(k) +1/2 O2(k) H2O(l) = - 68,3kcal/mol

o K

o



o K

o



o K

 Nhiệt đốt cháy của một chất (thiêu nhiệt):

Nhiệt đốt cháy của một chất là lượng nhiệt phát

ra hay thu vào trong phản ứng đốt cháy một mol

chất đó bằng oxy phân tử lấy đủ để tạo thành các sản phẩm ở dạng bền vững nhất ở điều kiện chuẩn.

Ví dụ:

CH4(k)+2O2(k) CO2(k)+2H2O =-212,80kcal/mol

 Năng lượng liên kết:

Năng lượng liên kết giữa 2 nguyên tử A-B là năng lượng cần thiết để chặt đứt liên kết A-B.ký hiệu

E A-B.

o K

o



 Mối liên hệ giữa hiệu ứng nhiệt của một phản ứng với sinh nhiệt, thiêu nhiệt, năng lượng liên kết:

=Tổng sinh nhiệt sp – Tổng sinh nhiệt chất th.gia

= Tổng năng lượng đứt – tổng năng lượng ráp

Bài tập 1: (Ví dụ trang 68)

Xác định hiệu ứng của phản ứng:

Al2O3(r) + 3 SO3(k) Al2(SO4)3(r) Biết:

Al2O3(r) SO3(k) Al2(SO4)3(r)Sinh nhiệt

(kcal/mol)

-399,1 - 94,5 - 821,0

o s

H



ĐS: -138,4 kcal

Bài tập 1A:

Xác định hiệu ứng của phản ứng:

Al2O3(r) + 3 SO3(k) Al2(SO4)3(r) Biết:

SO3(k) Al2(SO4)3(r)Sinh nhiệt

(kcal/mol)

- 94,5 - 821,0

o s

H



o Biết thiêu nhiệt của nhôm ở đktc là -199,55

kcal/mol

Bài tập 2: (Ví dụ 1 trang 68)

Xác định hiệu ứng của phản ứng đốt

cháy glucose ở điều kiện tiêu chuẩn Biết:

C6H12O6(glucose)

H



ĐS: - 672,8 kcal

Bài tập 3: (Ví dụ 2 trang 68)

Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng

thủy phân ure thành CO2 và NH3 Biết:

o s

H



(NH2)2CO dd(ure)

H2O(l) CO2

(dd)

NH3(dd)

Sinh nhiệt

(kcal/mol)

-76,3 -68,3 -98,7 -19,3

ĐS: 7,3 kcal

Bài tập 4: (Ví dụ trang 69)

Xác định hiệu ứng của phản ứng:

2 CO(k) + 4 H2(k) H2O(l) + C2H5OH Biết:

o C

Bài tập 5:

 Tính năng lượng liên kết O-H trong phân tử nước Biết:

 Sinh nhiệt của H2O(h) là -57,8 kcal/mol

 Năng lượng liên kết: EH-H = 104,2 kcal/mol

EO=O= 117,0 kcal/mol ĐS: 110,25 kcal/mol

Bài tập 6:

 Tính năng lượng liên kết C=C trong phân tử

C2H4 Biết:

 Sinh nhiệt chuẩn của C2H4 = 12,5 (kcal/mol)

 Nhiệt chuyển trạng thái

C(r) C(k) = 171,5 kcal/mol.Năng lượng liên kết: EH-H = 104,2 kcal/mol

EC-H = 99,0 kcal/mol ĐS: 142,9 kcal/mol

o pu

H



liên kết

(kcal/mol) 142,5 99 104,2 78,0

ĐS: - 29,3 kcal

1.Entropi của một chất:

 Entropi là thước đo mức độ hỗn độn của vật chất, ký hiệu S.

 Trạng thái vật chất ít hỗn độn thì giá trị của S càng nhỏ

 Trạng thái vật chất càng nhiều hỗn độn thì giá trị của S càng lớn

2 Biến thiên entropi của phản ứng:

1.Năng lượng tự do của một chất: (hay thế

đẳng áp đẳng nhiệt)

G = H- TS.

 Biến thiên năng lượng tự do

 Biến thiên anthalpi

 Biến thiên entropi

2 Biến thiên năng lượng tự do:

<0 Phản ứng tự xảy ra theo chiều đang xét

>0 Phản ứng khộng tự xảy ra theo chiều

ΔUS

o pu

ΔUH

o pu

ΔUG

o pu

Bài tập 8:

Cho phản ứng: CaCO3 CaO + CO2

CaCO3 CaO CO2Sinh nhiệt

H



 Xác định chiều tự xảy của phản ứng (ở đktc)

 Xác định nhiệt độ tại đó CaCO3 bị phân hủy?

(kcal/mol)

-151,8 -68,3

o s

H



o S

H



mol kKcal



ĐS: -235,36 kcal

(kcal/mol)

-94,1 -68,3

o s

H



o S

H



ĐS: -301,4 kcal

liên kết E

(kcal/mol)

ĐS: -29,6kcal

liên kết E

(kcal/mol)

ĐS: -29,6kcal