Xây dựng hệ thống bài tập chương “cơ sở của nhiệt động học” của hóa học đại cương 2 bậc đại học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐHSP HÀ NỘI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG HỌC” CỦA HỌC PHẦN HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG BẬC ĐẠI HỌC Sinh viên thực : Chu Thị Lụa Ngành học : Hóa Vơ Cơ Hà Nội - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐHSP HÀ NỘI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG HỌC” CỦA HỌC PHẦN HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG BẬC ĐẠI HỌC Sinh viên thực : Chu Thị Lụa Ngành học : Hóa Vơ Cơ Cán hướng dẫn ThS Nguyễn Thị Thu Lan Hà Nội - 2018 LỜI CẢM ƠN Lời em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới ThS Nguyễn Thị Thu Lan, người tận tình chu đáo trực tiếp hướng dẫn giúp đỡ em suốt q trình nghiên cứu hồn thành khóa luận Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo Khoa Hóa học - Trường Đại học Sư phạm Hà Nội giảng dạy truyền đạt cho em nhiều kiến thức, kinh nghiệm quý báu suốt bốn năm Đại học Những kiến thức hành trang vững cho em sau Mặc dù có nhiều cố gắng, song thời gian kinh nghiệm hạn chế nên khóa luận khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận ý kiến đóng góp thầy, giáo bạn sinh viên để khóa luận em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2018 Sinh viên Chu Thị Lụa MỤC LỤC MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Khách thể đối tượng nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Giả thuyết nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Đóng góp đề tài 10 NỘI DUNG 11 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 11 1.1 Khái niệm tập hóa học 11 1.2 Vai trò tập hóa học 11 1.2.1 Làm cho sinh viên hiểu sâu khắc sâu kiến thức học 11 1.2.2 Cung cấp thêm kiến thức mở rộng hiểu biết mà không làm nặng nề khối lượng kiến thức sinh viên 12 1.2.3 Hệ thống hóa kiến thức học 12 1.2.4 Thường xuyên rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo hóa học 12 1.2.5 Phát triển kĩ năng: so sánh, quy nạp, diễn dịch, phân tích, tổng hợp, loại suy, khái quát hóa,… 12 1.2.6 Giáo dục tư tưởng đạo đức 12 1.2.7 Giáo dục kĩ tổng hợp 13 1.3 Phân loại tập hóa học 13 1.4 Vận dụng kiến thức để giải tập hóa học 14 1.5 Xu hướng phát triển tập hóa học 14 1.6 Cơ sở phân loại tập hóa học vào mức độ nhận thức tư 15 1.7 Các dạng tập hóa học chương “Cơ sở nhiệt động học” học phần Hóa học đại cương bậc Đại học 16 1.7.1 Dạng 1: Bài tập khái niệm nhiệt động học 16 1.7.1.1 Bài tập mức độ nhận biết 16 1.7.1.2 Bài tập mức độ thông hiểu 17 1.7.1.3 Bài tập mức độ vận dụng 17 1.7.1.4 Bài tập mức độ vận dụng cao 17 1.7.2 Dạng 2: Bài tập nguyên lí I nhiệt động học 17 1.7.2.1 Bài tập mức độ nhận biết 17 1.7.2.2 Bài tập mức độ thông hiểu 18 1.7.2.3 Bài tập mức độ vận dụng 18 1.7.2.4 Bài tập mức độ vận dụng cao 18 1.7.3 Dạng 3: Bài tập nguyên lí II, III nhiệt động học 19 1.7.3.1 Bài tập mức độ nhận biết 19 1.7.3.2 Bài tập mức độ thông hiểu 19 1.7.3.3 Bài tập mức độ vận dụng 19 1.7.3.4 Bài tập mức độ vận dụng cao 19 1.7.4 Dạng 4: Bài tập chiều hướng diễn biến phản ứng hóa học 19 1.7.4.1 Bài tập mức độ nhận biết 19 1.7.4.2 Bài tập mức độ thông hiểu 20 1.7.4.3 Bài tập mức độ vận dụng 20 1.7.4.4 Bài tập mức độ vận dụng cao 20 CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG HỌC” CỦA HỌC PHẦN HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG BẬC ĐẠI HỌC 21 2.1 Dạng 1: Bài tập khái niệm nhiệt động học 21 2.1.1 Bài tập mức độ nhận biết 21 2.1.1.1 Bài tập có lời giải 21 2.1.1.2 Câu hỏi tập tự giải 22 2.1.2 Bài tập mức độ thông hiểu 22 2.1.2.1 Bài tập có lời giải 22 2.1.2.2 Câu hỏi tập tự giải 23 2.1.3 Bài tập mức độ vận dụng 23 2.1.3.1 Bài tập có lời giải 23 2.1.3.2 Bài tập tự giải 26 2.1.4 Bài tập mức độ vận dụng cao 26 2.1.4.1 Bài tập có lời giải 26 2.1.4.2 Bài tập tự giải 27 2.2 Dạng 2: Bài tập nguyên lí I nhiệt động học 27 2.2.1 Bài tập mức độ nhận biết 27 2.2.1.1 Bài tập có lời giải 27 2.2.1.2 Câu hỏi tập tự giải 29 2.2.2 Bài tập mức độ thông hiểu 29 2.2.2.1 Bài tập có lời giải 29 2.2.2.2 Bài tập tự giải 30 2.2.3 Bài tập mức độ vận dụng 31 2.2.3.1 Bài tập có lời giải 31 2.2.3.2 Bài tập tự giải 39 2.2.4 Bài tập mức độ vận dụng cao 42 2.2.4.1 Bài tập có lời giải 42 2.2.4.2 Bài tập tự giải 43 2.3 Dạng 3: Bài tập nguyên lí II, III nhiệt động học 45 2.3.1 Bài tập mức độ nhận biết 45 2.3.1.1 Bài tập có lời giải 45 2.3.1.2 Bài tập tự giải 45 2.3.2 Bài tập mức độ thông hiểu 46 2.3.2.1 Bài tập có lời giải 46 2.3.2.2 Bài tập tự giải 47 2.3.3 Bài tập mức độ vận dụng 47 2.3.3.1 Bài tập có lời giải 47 2.3.3.2 Bài tập tự giải 52 2.3.4 Bài tập vận dụng cao 52 2.3.4.1 Bài tập có lời giải 52 2.3.4.2 Bài tập tự giải 54 2.4 Dạng 4: Bài tập chiều hướng diễn biến phản ứng hóa học 55 2.4.1 Bài tập mức độ nhận biết 55 2.4.1.1 Bài tập có lời giải 55 2.4.1.2 Câu hỏi tập tự giải 57 2.4.2 Bài tập mức độ thông hiểu 57 2.4.2.1 Bài tập có lời giải 57 2.4.2.2 Bài tập tự giải 58 2.4.3 Bài tập mức độ vận dụng 59 2.4.3.1 Bài tập có lời giải 59 2.4.3.2 Bài tập tự giải 66 2.4.4 Bài tập mức độ vận dụng cao 67 2.4.4.1 Bài tập có lời giải 67 2.4.4.2 Bài tập tự giải 70 ĐÁP SỐ VÀ GỢI Ý TRẢ LỜI PHẦN BÀI TẬP TỰ GIẢI 64 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Nước ta thời kì phát triển cơng nghiệp hóa, đại hóa hội nhập kinh tế quốc tế Trong đó, Đảng Nhà nước ta nhận định người yếu tố quan trọng nhất, động lực sản xuất xã hội chủ nghĩa; giáo dục coi quốc sách hàng đầu việc đào tạo đội ngũ nhân lực cho quốc gia, dân tộc, điều kiện để phát huy nguồn lực người Chính chăm lo cho giáo dục nước nhà vấn đề quan tâm trọng Tuy nhiên, giáo dục nước ta nhiều bất cập, đặc biệt giáo dục bậc Đại học Hiện nay, tốc độ phát triển trường Đại học thật đáng kinh ngạc, trường Đại học mọc lên nấm, đào tạo khơng có chất lượng dẫn đến lãng phí nguồn nhân lực, vật lực quan trọng người lao động qua đào tạo không đáp ứng yêu cầu công việc, sống Đây tình trạng đáng báo động Để giải tình trạng đó, Đảng Nhà nước ta ban hành nghị đổi bản, tồn diện giáo dục Việt Nam nói chung giáo dục Đại học nói riêng phải hướng đến người học, lấy người học làm trung tâm không lấy thầy làm trung tâm, tức phát triển theo xu hướng hoạt động hóa người học sử dụng phương pháp kĩ thuật dạy học tích cực Hóa học mơn khoa học có nhiệm vụ giáo dục kĩ thuật tổng hợp, tảng quan trọng sản xuất cơng nghiệp Do vậy, q trình dạy học mơn Hóa học trường Đại học có vai trò quan trọng Để thực tốt điều tập hóa học phần khơng thể thiếu Sử dụng tập hóa học phương pháp dạy học tích cực giúp sinh viên ôn tập kiến thức, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo cần thiết, giúp sinh viên có hành trang vững vào đời Với lí thúc chọn đề tài: Xây dựng hệ thống tập chương “Cơ sở nhiệt động học” Hóa học đại cương bậc Đại học Mục đích nghiên cứu Xây dựng hệ thống tập chương “Cơ sở nhiệt động học” học phần Hóa học đại cương bậc Đại học giúp sinh viên tự rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo hóa học, nâng cao khả nhận thức tư sáng tạo; tạo tiền đề vững cho sinh viên tiếp cận học phần khác khung chương trình đào tạo cử nhân Hóa học trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khách thể đối tượng nghiên cứu - Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học chương “Cơ sở nhiệt động học” học phần Hóa học đại cương khoa Hóa học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội - Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống tập chương “Cơ sở nhiệt động học” học phần Hóa học đại cương bậc Đại học Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu sở lí luận thực tiễn tập hóa học - Tuyển chọn xây dựng hệ thống tập chương “Cơ sở nhiệt động học” học phần Hóa học đại cương bậc Đại học - Đáp số gợi ý trả lời cho hệ thống tập tự giải Phạm vi nghiên cứu Nội dung kiến thức chương “Cơ sở nhiệt động học” học phần Hóa học đại cương khung chương trình đạo tạo cử nhân Hóa học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội Giả thuyết nghiên cứu Nếu xây dựng hệ thống tập hóa học chương “Cơ sở nhiệt động học” học phần Hóa học đại cương bậc Đại học theo hướng phát triển tư chất lượng tốt giúp sinh viên củng cố kiến thức, rèn luyện tư kĩ cần thiết, nâng cao chất lượng dạy học Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lí thuyết (phân tích, tổng hợp, khái quát hóa): Thu thập tài liệu, thông tin; tổng hợp tài liệu nhằm tuyển chọn xây dựng hệ thống tập hoá học chương “Cơ sở nhiệt động học” Hoá học đại cương bậc Đại học - Phương pháp chuyên gia: Xin ý kiến đóng góp thầy, để hoàn thiện đề tài nghiên cứu - Phương pháp thực nghiệm: tìm hiểu thực tiễn trình dạy học chương “Cơ sở nhiệt động học” học phần Hóa học đại cương trường Đại học Sư phạm Hà Nội Đóng góp đề tài - Tổng quan cách hệ thống sở lí luận có liên quan đến tập nói chung tập hóa học nói riêng - Xây dựng hệ thống tập hóa học chương “Cơ sở nhiệt động học” học phần Hóa học đại cương bậc Đại học với dạng tập phân hóa theo mức độ nhận thức tư Khi cho muối KN3 tác dụng với HCl đặc: KN3 + HCl → HN3 + KCl (1) HN3 + 3HCl → NH4Cl + N2 + Cl2 (2) Từ (1) (2): KN3 + 4HCl → NH4Cl + N2 + Cl2 + KCl Câu 44: Vào ngày tháng năm 2000, đường hầm cầu nối Đan Mạch Thụy Điển thức mở cửa Nó bao gồm đường hầm từ Copenhagen đến đảo nhân tạo cầu từ đảo đến Malmo Thụy Điển Vật liệu dùng để xây dựng thép bêtông Bài đề cập đến việc sản xuất thối hóa vật liệu Bêtơng hình thành từ hỗn hợp ximăng, nước, cát đá nhỏ Ximăng chứa chủ yếu canxi silicat canxi aluminat sinh cách đun nóng nghiền nhỏ hỗn hợp đất sét đá vôi Bước việc sản xuất ximăng thêm lượng nhỏ thạch cao CaSO4.2H2O để làm tăng cường độ cứng bêtông Bước cuối ta nâng nhiệt độ lên nhận sản phẩm khơng mong muốn hemihydrat CaSO4.0,5H2O theo phản ứng: CaSO4.2H2O (r) → CaSO4.0,5H2O (r) + 1,5H2O (h) Các giá trị nhiệt động cho bảng sau: (biết p = 1,00 bar) ∆H0sinh (kJ.mol-1) S0 (J.K-1.mol-1) CaSO4.2H2O(r) -2021,0 194,0 CaSO4.0,5H2O(r) -1575,0 130,5 H2O(h) -241,8 188,6 R = 8,314 J.mol-1.K-1 = 0,08314 bar.mol-1.K-1 Tính ∆H0 (kJ) cho phản ứng chuyển 1,00 kg CaSO4.2H2O(r) thành CaSO4.0,5H2O(r) Phản ứng thu nhiệt hay tỏa nhiệt? Tính áp suất cân (bar) nước bình kín chứa CaSO4.2H2O(r), CaSO4.0,5H2O(r) H2O(h) 250C Tính nhiệt độ để p(H2O)(cb) = 1,00 bar hệ câu Giả sử ∆H0 ∆S0 số Trả lời ∆H0 = 83,3 kJ.mol-1 n = 5,88 mol n.∆H0 = 490 kJ, phản ứng thu nhiệt ∆S0 = 219,4 J.K-1.mol-1 ∆G0 = ∆H0 - T∆S0 = 17918,8 J Mà ∆G0 = -RTlnKp Kp = (PH2O)3/2 Từ đó, tính PH2O = 7,23.10-4 bar PH2O = 1,00 bar → Kp = 0, ∆G0 = -RTlnKp = Mà ∆G0 = ∆H0 - T∆S0 = → T = 379,67 K Vậy T = 379,67 K hay 106,670C 2.4.4.2 Bài tập tự giải Câu 45: Các phản ứng (1) (2) có ∆G0 (J) phụ thuộc nhiệt độ theo phương trình tương ứng sau: 4Cu(r) + O2(k) 2Cu2O(r)  O2(k) 2Cu2O(r) (1) G(1)  -333400 + 136,6T 4CuO(r) (2) G(2)  -287400 + 232,6T Tính ∆H0 ∆S0 phản ứng (3) đây: 2Cu(r) + O2(k) 2CuO(r) (3) Thiết lập biểu thức ln PO  f(T) phản ứng (3) Câu 46: Ở 298 K axit hipobromo (HBrO) phân li nước với số Ka= 2,3.10-9 a.Tính ∆G0 q trình phân li HBrO b.Tính ∆G [H3O+] = 6,0.10-4 M; [BrO-] = 0,10 M [HBrO] = 0,20 M Câu 47: Biết -150C, Phơi (H2O, l) = 1,428 torr; -150C, Phơi (H2O, r) = 1,215 torr Hãy tính ∆G q trình đơng đặc mol H2O (l) thành nước đá -150C 1atm Câu 48: Có mol O2 nguyên chất 250C, atm; mol O2 nguyên chất 250C, atm; mol O2 250C không khí mặt đất (P = atm, O2 chiếm 21% thể tích khơng khí) So sánh giá trị hàm G mol O2 trường hợp trên? Từ rút kết luận: Khả phản ứng O2 trường hợp cao hay thấp so với trường hợp khác? ĐÁP SỐ VÀ GỢI Ý TRẢ LỜI PHẦN BÀI TẬP TỰ GIẢI Dạng 1: Bài tập khái niệm nhiệt động học Câu 16: Khi axit H2SO4 loãng tác dụng với Na2CO3 rắn giải phóng khí CO2 vào mơi trường ngồi Hệ sinh cơng (A < 0) Câu 17: Quá trình đẳng áp: A = -P∆V = -∆nRT (∆n biến thiên số mol khí phản ứng) a 2NH4NO3(r) → 2N2(k) + 4H2O(k) + O2(k) Có ∆n = mol > → A < → Hệ thực công lên môi trường b H2(k) + Cl2(k) → 2HCl(k) Có ∆n = → A = tức môi trường không thực công lên hệ hệ không thực công lên môi trường c 2SO2(k) + O2(k) → 2SO3(k) ∆n < → A > → Môi trường thực cơng lên hệ Câu 26: Áp dụng phương trình: P1V1 = P2V2 ( với P2 = 0,75 + P1) → P1 = 1,5 atm Câu 27: Áp dụng phương trình: P1 P2 (với P2 = 3P1) → T2 = 879 K hay 6060C  T1 T2 Câu 28: Áp dụng phương trình: P1 P2 → P2 = 2,15 atm  T1 T2 Câu 29: Áp dụng phương trình: V1 V2 (với V2 = 1,1V1, T2 = T1 + 47)  T1 T2 → T1 = 470 K Câu 30: Áp dụng phương trình: V1 V2 → V2 = 1,05V1  T1 T2 Vì khối lượng riêng tỉ lệ nghịch với thể tích nên khối lượng riêng khơng khí phòng lớn gấp 1,05 lần khối lượng riêng khơng khí ngồi sân nắng Câu 33: Áp dụng phương trình: PV = m RT M Bình an tồn khi: P ≤ 21 atm → T ≤ 495804,878 K Câu 34: Vì P = const nên V1 V2 T T  T   V2 = V1  V1 T1 T2 T1 T1 A = -P  V2 – V1   PV1T  T1  272,2K T1 Dạng 2: Bài tập nguyên lí I nhiệt động học Câu 16: A Áp dụng định luật Hess ta có nhiệt hiđrat hóa MgSO4 tinh thể là: ∆H = ∆H1 - ∆H2 Câu 17: C ∆H0 = 4EC-H + 3ECl-Cl - 3ECl-H - EC-H - 3EC-Cl = -302,4 kJ/mol Câu 18: A 400 H =  C dT  2485,5 J p 300 Câu 19: A Câu 38: a H 0lk H-S  367,7 kJ/mol b H 0lk S-F  327,467 kJ/mol c H 0lk O-F  192,6 kJ/mol Câu 39: ∆H = nCp(T2 – T1) = 314,5 kJ Câu 40: ∆Hpư = -∆H1 - 2∆H2 = -109,5 kJ Câu 41: Áp dụng phương trình trạng thái: PV = nRT → V1 = 0,615 lít - Q trình đoạn nhiệt nên: P1V1γ = P2V2γ → V2 = 3,185 lít T1V1γ -1 = T2V2γ – → T2 = 155,38 K A= V2  PdV = V1 P2 V2 - P1V1  -1 Câu 42: Phương trình phản ứng: C2H4 + H2 → C2H6 ∆H = ∆Hht etan - ∆Hht etilen = -138,85 kJ Câu 43: ∆H = ∆Ha - ∆Hb - ∆Hc + 2∆Hd Câu 44: 2C + 2H2 → C2H4 C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O ∆Hht = -∆Ha - ∆Hb + 2∆Hc + 3∆Hd = 52,246 kJ/mol ∆Hđc = -∆Ha + ∆Hb - ∆Hd = -1410,95 kJ/mol Câu 45: H2O(l) → H2O(h) ∆Hhh = 44,01 kJ Câu 46: ∆H = -76,89 kJ Câu 47: H 0tt CH3OH(l) = -238,6 kJ/mol Câu 48: ∆H298 = -74,16 kJ/mol C p  C p H + C p PbS  C p H S  C p Pb 2 T H T  H298   C pdT 298 H T  11,3T + 5,9.103T 78051,3 J/mol Câu 51: Hs0 kim cương  1,89 kJ/mol; Hs0O3 = 139,82 kJ/mol Giả sử phân tử O3 có cấu trúc vòng kín, tức phân tử gồm có ba liên kết O-O Kết hợp kiện đề kết thu từ phần chứng minh phân tử O3 khơng có cấu trúc vòng kín Câu 52: ∆H = -2,78 kJ Câu 53: a Thiết lập chu trình Born – Haber áp dụng định luật Hess: Utt = 2039,28 kJ/mol b Utt = 2059,77 kJ/mol Câu 54: Thiết lập chu trình Born – Haber áp dụng định luật Hess tính được: AE = -348 kJ/mol Câu 55: CO(k) + a H 298 T   (C 298 p CO2 O  CO2(k) 2(k)  2C0p N )dT = (Vì thể tích N2 gấp lần thể tích O2)  T = 2555 K b H 298  T C 298 p CO2 dT =  T = 4098 K Dạng 3: Bài tập nguyên lí II, III nhiệt động học Câu 4: A Câu 5: A Câu 6: C Vì entropi hàm trạng thái nên phụ thuộc vào trạng thái đầu trạng thái cuối, không phụ thuộc vào cách tiến hành trình thuận nghịch hay không thuận nghịch Câu 10: a ∆S0298 > 0; ∆H0298 > b ∆S0298 > 0; ∆H0298 > c ∆S0298 < 0; ∆H0298 < d (COOH)2 (r) → 2CO2(k) + H2O (l) ∆S0298 > 0; ∆H0298 > e ∆S0298 > 0; ∆H0298 > Câu 11: Phản ứng CaCO3(r) → CaO(r) + CO2(k) có ∆S > Phản ứng NH3(k) + HCl(k) → NH4Cl(r) có ∆S < Phản ứng BaO(r) + CO2(k) → BaCO3(r) có ∆S < Câu 12: C Câu 26: S = 500  CP 298 dT = T 500  (11,56  3,32.10 3 T) 298 dT = 6,65 cal/mol.K T Câu 27: ∆S0 = 2S0(Fe2O3) - 4S0(Fe) - 3S0(O2) = -549,4 J/K Câu 28: Q trình hóa H2O 250C, 1atm biểu diễn sau: ∆S H2O (l, atm, 298 K) H2O (h, atm, 298 K) (1) (3) (2) H2O (l, atm, 373 K) H2O (h, atm, 373 K)  373 H hh 298  ∆S = ∆S1 + ∆S2 + ∆S3 S = n  Cp H O (l) ln   Cp H O (h) ln  = 355,08 J/K 2 298 373 373   Câu 29: Quá trình trộn lẫn khí q trình đẳng nhiệt ∆S = ∆S(N2) + ∆S(H2) = n N Rln V2 V PN VN  PH2 VH2  n H Rln  2 ln V1 V1 T 2,5 ∆S  0,0174 (atm.l/K) = 1,763 (J/K) Câu 30:  H  -3 -3   = CP = 26,51 + 7,67.10 T = 26,51 + 7,67.10 500 = 30,345 J/K  T P dS =  QP T  C dT dH  P T T CP  S  26,51 26,51  7,67.103   7,67.103  0,06 J/K2  T   T  T 500  P Câu 31: (1) (2) (3) H2O  r, 273 K    H2O  l, 373 K     H2O  h, 373 K      H2O  h, 393 K         ∆S = ∆S1 + ∆S2 + ∆S3  373 Hhh 393  S = 100  C p H O (l) ln   C p H O (h) ln  = 744,458 J/K 2 273 373 373   Câu 34: a Q trình đơng đặc benzen +50C trình thuận nghịch, đẳng nhiệt ∆Hđđ = -∆Hnc = -9,916 kJ/mol Sbenzen = H ññ  -35,67 J/K.mol T Xét hệ cô lập: ∆Scô lập = ∆Sbenzen + ∆Smt = Vậy hệ trạng thái cân b Q trình đơng đặc benzen -50C q trình bất thuận nghịch, mô tả qua sơ đồ: ∆S C6H6 (l, -50C ) C6H6 (r, -50C ) (3) (1) C6H6 (l, +50C ) (2) C6H6 (r, +50C ) ∆S = ∆S1 + ∆S2 + ∆S3  278 Hññ 268  S = n  C p C H ln   C p C H ln  = -35,515 J/K 6(l) 6(r) 268 278 27   Xét hệ cô lập: ∆Scô lập = ∆Sbenzen + ∆Smt > ( Smt = Vậy trình tự diễn biến H ññ(-50C) 268 ) Câu 35: Chọn c Ssys = nRln Ssur = - Vc  27,4 J.K 1 Vñ PV   6,94 J.K 1 (P = bar = 0,987 atm) T ∆Shệ = ∆Ssys + ∆Ssur = 20,46 J.K-1 Nguyên lí hai nghiệm Dạng 4: Bài tập chiều hướng diễn biến phản ứng hóa học Câu 16: C Q trình nóng chảy nước đá có: ∆H < 0, ∆S > Vậy 383K q trình nóng chảy nước đá có ∆G = ∆H - T∆S < Câu 17: D Câu 36: Ở 298 K; Vbđ(N2) = Vbđ(O2) = 2,5 lít ∆S = ∆S(N2) + ∆S(H2) = n N Rln V2 V PN VN  PH2 VH2  n H Rln  2 ln V1 V1 T 2,5 ∆S  0,0174 (atm.l/K) = 1,763 (J/K) Quá trình đẳng nhiệt nên ∆H = ∆G = ∆H - T∆S = 525,374 J Câu 37: ∆S0 = S0(CH4) - S0(C) -2S0(H2) = -341,95 J/K ∆G0 = ∆H0 - T∆S0 = 27,0911 kJ Câu 38: ∆G0 = -RTlnKp = 163,2 kJ > Vậy phản ứng khơng có khả tự diễn biến nhiệt độ phòng Câu 39: ∆H0298 = 90,374 kJ, ∆S0298 = 182,4 J/K Phản ứng bắt đầu xảy ∆G0298 < 0, tức T > 495,47 K Câu 40: Phản ứng bắt đầu xảy ∆G = ∆H - T∆S < → T > 373,46 K 1 ΔG 02 ΔG10 1 = H  -  → ∆H0 = 152,379 kJ Câu 41: T2 T1  T2 T1  Câu 45: G30  (G10  G20 )  310400  184,6T (J) ∆H0 = -310400 J = -310,4 kJ; ∆S0 = -184,6 J/K G 30 = -RTlnKp = RT ln PO → ln PO = 22,2T -37334,616 2 Câu 46: HBrO(aq) + H2O(l) → H3O+(aq) + BrO-(aq) a ∆G0 = -RTlnK = -8,314.298.ln(2,3.10-9) = 49,28 kJ   H3O+   BrO-  b ∆G = ∆G + RTlnQ với Q = → ∆G = 29,19 kJ  HBrO  Câu 47: ∆G -15 C, mol H2O(l) -150C, mol H2O(r) (1) (3) (2) trình (1), (3) trình chuyển pha thuận nghịch - Quá ∆GH12= ∆G = torr -15 C, mol H2O(l); 1,428 torr -150C, 1→ mol O(h) ; 1,215 P 1,215 G  G2  nRTln  1.8,314.258.ln  -346,485 (J) P1 1,428     Câu 48: G0 hàm Gibbs mol O2 atm - Xét trình: mol O2; 250C; atm → mol O2; 250C; atm (G0) ∆G1 = G1 - G0 = nRTln (G1) P2 = 1717,322 (J) → G1 > G0 P1 - Gọi G2 hàm Gibbs mol O2 250C khơng khí (0,21 atm O2 chiếm 21% thể tích khơng khí) mol O2; 250C; atm → mol O2; 250C; 0,21 atm (G0) ∆G2 = G2 - G0 = nRTln (G2) P2 = -3866,617 (J) → G2 < G0 P1 Vậy: G2 < G0 < G1 Một chất có hàm G cao bền Vậy khả phản ứng của: mol O2; 250C; atm > mol O2; 250C; atm >1 mol O2 250C khơng khí KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Kết luận: Trong trình thực đề tài khóa luận, chúng tơi thu kết sau đây: - Tổng quan cách hệ thống sở lí luận tập hóa học Qua nhận thấy tầm quan trọng việc sử dụng tập hóa học để phát triển nhận thức, tư cho sinh viên trình dạy học Hóa học bậc Đại học - Đề xuất sở phân loại tập hóa học dựa vào mức độ nhận thức, tư cụ thể hóa qua dạng tập chương “Cơ sở nhiệt động học” học phần Hóa học đại cương bậc Đại học - Tuyển chọn xây dựng hệ thống 172 tập bao gồm tập trắc nghiệm tập tự luận Các tập chia thành dạng, dạng tập xếp theo mức độ nhận thức tư (nhận biết, thông hiểu, vận dụng vận dụng cao) Trong mức độ nói có tập có lời giải tập tự giải, tập tự giải có đáp số gợi ý trả lời Khuyến nghị: Qua trình nghiên cứu thực đề tài, chúng tơi có số khuyến nghị sau: - Kết nghiên cứu đề tài khóa luận triển khai áp dụng trình dạy học chương “Cơ sở nhiệt động học” học phần Hóa học đại cương nhằm nâng cao khả tiếp nhận tri thức, phát triển tư khả tự học, tự nghiên cứu sinh viên - Có thể phát triển đề tài sang chương khác học phần Hóa học đại cương học phần chuyên ngành khung chương trình đào tạo cử nhân Hóa học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt Nguyễn Duy Ái (2005), Một số phản ứng hóa học vơ cơ, NXB Giáo dục Việt Nam Nguyễn Thị Ngọc Anh, Sáng kiến kinh nghiệm đề tài: Nhiệt động học Nguyễn Văn Duệ, Trần Hiệp Hải, Lâm Ngọc Thiềm, Nguyễn Thị Thu (2010), Bài tập hóa lí, NXB Giáo dục Việt Nam Trần Thị Đà, Đặng Trần Phách (2000), Cơ sở lí thuyết phản ứng hóa học, NXB Giáo dục Việt Nam Vũ Thanh Khiết (2009), Kiến thức nâng cao Vật lý THPT, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Lâm Ngọc Thiềm, Trần Hiệp Hải, Nguyễn Thị Thu (2003), Bài tập hóa lí sở, NXB Khoa học kĩ thuật Đào Đình Thức (2007), Hóa học đại cương tập II Từ lí thuyết dến ứng dụng, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội PGS.TS Nguyễn Xuân Trường (2009), Phương pháp dạy học hóa học trường phổ thơng, NXB Giáo dục Việt Nam Tập đề thi Olympic Hóa học sinh viên toàn quốc bảng A từ năm 2000 đến năm 2010 10 Tập đề thi Olympic Hóa học quốc tế từ năm 1997 đến năm 2001 Tài liệu Tiếng Anh 11 DeSeCo, Education – Lifelong Learning and the Knowledge Economy: Key Competencies for the Knowledge Society In: Proceedings of the DeSeCo Symposium, Stuttgart, 2002 Địa trang Web https://tailieu.vn/doc/bai-tap-nhiet-dong-hoa-hoc-2-1596856.html https://tailieu.vn/doc/tai-lieu-hoa-chuong-3-nhiet-dong-hoa-hoc-1522428.html http://doc.edu.vn/tai-lieu/tieu-luan-bai-tap-ve-nguyen-ly-thu-hai-cua-nhiet-donghoa-hoc-90752/ https://xemtailieu.com/tai-lieu/bai-tap-hoa-ly-co-loi-giai-va-ngan-hang-cau-hoitrac-nghiem-178-trang-299008.html https://issuu.com/daykemquynhonofficial/docs/hhdcdcsvdhcdbthdctncda/62 https://123doc.org/document/2255724-92-bai-tap-co-dap-an-ve-phuong-trinhtrang-thai-va-cac-dinh-luat-ve-chat-khi.htm ... tài: Xây dựng hệ thống tập chương “Cơ sở nhiệt động học Hóa học đại cương bậc Đại học Mục đích nghiên cứu Xây dựng hệ thống tập chương “Cơ sở nhiệt động học học phần Hóa học đại cương bậc Đại học. .. dạy học chương “Cơ sở nhiệt động học học phần Hóa học đại cương khoa Hóa học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội - Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống tập chương “Cơ sở nhiệt động học học phần Hóa học đại. .. 27 2. 2 Dạng 2: Bài tập nguyên lí I nhiệt động học 27 2. 2.1 Bài tập mức độ nhận biết 27 2. 2.1.1 Bài tập có lời giải 27 2. 2.1 .2 Câu hỏi tập tự giải 29 2. 2 .2 Bài tập