TT LUYỆN THI & BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC NGÀY MỚI 18A/88 – ĐINH VĂN TẢ - TP. HẢI DƯƠNG HOAHOC.ORG © NGÔ XUÂN QUỲNH  09798.17.8.85 –  09367.17.8.85 - netthubuon – Website: www.hoahoc.org -  admin@hoahoc.org XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP PHẦN “NHỆT HOÁ HỌC” DÙNG CHO HỌC SINH CHUYÊN HOÁ Trường THPT chuyên Nguyễn Huệ - Hà Nội I. MỞ ĐẦU Trong quá trình giảng dạy ở trường phổ thông nhiệm vụ phát triển tư duy cho học sinh là nhiệm vụ rất quan trọng, đòi hỏi tiến hành đồng bộ ở các môn, trong đó Hóa học là môn khoa học thực nghiệm đề cập đến nhiều vấn đề của khoa học, sẽ góp phần rèn luyện tư duy cho học sinh ở mọi góc độ đặc biệt là qua phần bài tập hóa học. Bài tập hóa học không những có tác dụng rèn luyện kỹ năng vận dụng, đào sâu và mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động, phong phú mà còn thông qua đó để ôn tập, rèn luyện một số kỹ năng cần thiết về hóa học, rèn luyện tính tích cực, tự lực, trí thông minh sáng tạo cho học sinh, giúp học sinh hứng thú trong học tập. Qua bài tập hóa học giáo viên kiểm tra, đánh giá việc nắm vững kiến thức và kỹ năng hóa học của học sinh. Để giáo viên bồi dưỡng học sinh khá, giỏi ở trường chuyên dự thi học sinh giỏi cấp Tỉnh và cấp Quốc gia được tốt thì nhu cầu cấp thiết là cần có một hệ thông câu hỏi và bài tập cho tất cả các chuyên đề như : cấu tạo chất, nhiệt hoá học, động hoá học, cân bằng hoá học, Vì vậy , trong quá trình giảng dạy đội tuyển học sinh giỏi Tỉnh và Quốc gia tôi đã sưu tầm và tập hợp lại một số câu hỏi và bài tập theo một số chuyên đề, trong đó có phần dùng để luyện tập cho học sinh phần “Nhiệt hoá học” II. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Xây dựng hệ thống câu hỏi và bài tập phần “Nhiệt hoá học”dùng cho học sinh lớp chuyên Hoá học ở bậc THPT giúp học trò học tốt hơn và chuẩn bị tốt hơn cho các kỳ thi học sinh giỏi Hóa học cả về lý thuyết – bài tập – phương pháp giải, góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy và học tập môn Hóa học. III. NỘI DUNG A- CƠ SỞ LÍ THUYẾT : Trước khi đưa ra hệ thống bài tập cho học trò luyện tập thì giáo viên cần phải yêu cầu học trò nhớ lại một số khái niệm và nội dung lí thuyết cơ bản của phần Nhiệt hoá học như sau: 1) KHÍ LÍ TƯỞNG: * Khí lí tưởng là chất khí mà khoảng cách giữa các phân tử khí xa nhau, có thể bỏ qua tương tác giữa chúng. * Với khí lí tưởng thì có thể áp dụng : - Phương trình trạng thái: P.V = nRT (R = 8,314 J/mol.K = 0,082 l.atm/mol.K) - Trong b×nh cã hçn hîp khÝ th×: P = P i = V n i .RT cßn P i = N i .P = .P n i n i    2) HỆ VÀ MÔI TRƯỜNG: - Hệ mở: hệ trao đổi chất và năng lượng với môi trường. - Hệ kín: Hệ chỉ trao đổi năng lượng với môi trường. - Hệ đoạn nhiệt: Hệ không trao đổi nhiệt với môi trường. * Quy ước: Hệ nhận năng lượng của môi trường  năng lượng mang dấu + Hệ nhường năng lượng cho môi trường  năng lượng mang dấu - 3) BIẾN ĐỔI THUẬN NGHỊCH: Nếu hệ chuyển từ trạng thái cân bằng này sang trạng thái cân bằng khác một cách vô cùng TÀI LIỆU LUYỆN THI & BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC NĂM 2011 HOAHOC.ORG © NGÔ XUÂN QUỲNH  09798.17.8.85 –  09367.17.8.85 - netthubuon – Website: www.hoahoc.org -  admin@hoahoc.org chậm qua liên tiếp các trạng thái cân bằng thì sự biến đổi này được gọi là thuận nghịch. Đây là sự biến đổi lí tưởng không có trong thực tế. 4) SỰ BIẾN ĐỔI BẤT THUẬN NGHỊCH: là sự biến đổi được tiến hành với vận tốc đáng kể. Những phản ứng trong thực tế đều là biến đổi bất thuận nghịch. 5) HÀM TRẠNG THÁI: là hàm mà giá trị của nó chỉ phụ thuộc vào các thông số trạng thái của hệ, không phụ thuộc vào những sự biến đổi trước đó. Ví dụ: P.V = hàm trạng thái P 1 .V 1 = n.RT 1 ; P 2 .V 2 = n.R.T 2 6) CÔNG (W) VÀ NHIỆT (Q) - Là 2 hình thức trao đổi năng lượng. - W, Q không phải là hàm trạng thái vì giá trị của chúng phụ thuộc vào cách biến đổi. Ví dụ: Công của sự giãn nở khí lí tưởng từ thể tích V 1 đến V 2 ở t o = const trong 1 xilanh kín nhờ 1 pittông được tính bằng công thức: W = - dVP n . 2 1  (P n : áp suất bên ngoài) * Nếu sự biến đổi là BTN thì P n = P kq = const W BTN = - P kq . dV  2 1 = - P kq . V = - P kq .(V 2 - V 1 ) * Nếu sự biến đổi là thuận nghịch: Giảm P n những lượng vô cùng bé để thể tích khí tăng những lượng vô cùng bé. Khi đó P n mỗi lúc thực tế = P ở bên trong xi lanh = P k P n = P k = n.RT/V  W TN = - dVP n . 2 1  = - nRT .  2 1 V dV = - nRT .ln 1 2 V V  W BTN  W TN * Các quá trình thuận nghịch sinh công lớn nhất khi hệ biến đổi từ trạng thái 1 sang trạng thái 2. Lượng công này đúng bằng lượng công cần thiết đưa hệ về trạng thái ban đầu một cách thuận nghịch. 7) NỘI NĂNG U: - U của một chất hay một hệ gồm động năng của các phần tử và thế năng tương tác giữa các phần tử trong hệ đó. - U là đại lượng dung độ và là hàm trạng thái - U của n mol khí lí tưởng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ. 8) NGUYÊN LÍ I CỦA NHIỆT ĐỘNG HỌC: (SỰ BIẾN ĐỔI NỘI NĂNG CỦA HỆ). U = U 2 - U 1 = W + Q - Đối với sự biến đổi vô cùng nhỏ: dU =  W +  Q (: Chỉ những hàm không phải là hàm trạng thái) - Thường gặp công được thực hiện chỉ do sự biến đổi thể tích nên:  W = -P.dV  dU =  Q = P .dV   dU = Q - dVP. 2 1   U = Q - dVP. 2 1  * Nhiệt đẳng tích: Nếu hệ biến đổi ở V = const  dV = 0  U = Q V  Q V là 1 hàm trạng thái. * Nhiệt đẳng áp: Nếu hệ biến đổi ở P = const thì: dVP. 2 1  = P . dV  2 1 = P. V 2 - P. V 1  U = U 2 - U 1 = Q P - P. V 2 + P .V 1  Q P = (U 2 + P.V 2 ) - (U 1 + P .V 1 ) Đặt U + P.V = H = entanpi = hàm trạng thái TT LUYỆN THI & BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC NGÀY MỚI 18A/88 – ĐINH VĂN TẢ - TP. HẢI DƯƠNG HOAHOC.ORG © NGÔ XUÂN QUỲNH  09798.17.8.85 –  09367.17.8.85 - netthubuon – Website: www.hoahoc.org -  admin@hoahoc.org  Q P = H 2 - H 1 = H = sự biến thiên entanpi của hệ. * Nhiệt phản ứng: Xét 1 hệ kín trong đó có phản ứng: aA + bB  cC + dD Nhiệt phản ứng của phản ứng này là nhiệt lượng trao đổi với môi trường khi a mol A phản ứng với b mol B tạo ra c mol C và d mol D ở T = const. - Nếu phản ứng được thực hiện ở P = const thì nhiệt phản ứng được gọi là nhiệt phản ứng đẳng áp Q P = H - Nếu phản ứng được thực hiện ở V = const thì nhiệt phản ứng được gọi là nhiệt phản ứng đẳng tích Q V =U * Quan hệ giữa Q P và Q V Q P = H = (U + PV)P = U + P. V  H = U + P . V = U + n .RT Q P = QV + n .RT ( n =  n khí sp -  n khí pư ) Khi n = 0  Q P = Q V hay H = U U = Q V = n .C V . T  H = Q P = n .C P . T   * Nhiệt dung mol đẳng áp (C P ) là nhiệt lượng cần cung cấp để làm 1 mol chất nóng thêm 1 o trong điều kiện đẳng áp (mà trong quá trình không có sự biến đổi trạng thái). * Tương tự với C V : H =  2 1 . T T P dTC ; U =  2 1 . T T T dTC C P , C V là hàm của nhiệt độ. Với 1 mol khí lí tưởng: C P = T H   ; C V = T U   Mà U = H - P. V  C P = T H   = T U   + T VP   . = C V + R Q, W: Không phải là hàm trạng thái Q V =  U; Q P =  H  Q V , Q P là hàm trạng thái  chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và trạng thái cuối của hệ mà không phụ thuộc vào quá trình biến đổi là thuận nghịch hay không thuận nghịch. 9) ĐỊNH LUẬT HESS: H (U) của 1 quá trình chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và trạng thái cuối của hệ mà không phụ thuộc vào đường đi. Hpư = Hs (sản phẩm) - Hs (chất đầu) = Hc (chất đầu) - Hc (sản phẩm) 10) ĐỊNH LUẬT KIRCHHOFF:    n 1 A + n 2 B n 3 C + n 4 D T 2 H 2 H a H b  n 1 A + n 2 B n 3 C + n 4 D T 1 H 1 Theo định luật Hess: H 2 = H a + H 1 + H b Mà: H a =   2 1 ) ( 21 T T PP dTCnCn bA = -   2 1 ) ( 21 T T PP dTCnCn BA H b =   2 1 ) ( 43 T T PP dTCnCn DC TÀI LIỆU LUYỆN THI & BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC NĂM 2011 HOAHOC.ORG © NGÔ XUÂN QUỲNH  09798.17.8.85 –  09367.17.8.85 - netthubuon – Website: www.hoahoc.org -  admin@hoahoc.org  H 2 = H 1 +   2 1 )].() [( 2143 T T PPPP dTCnCnCnCn BADC = H 1 +   2 1 . T T P dTC - H 1 thường được xác định ở điều kiện chuẩn: H o T = H o 298 +   T o P dTC 298 . Với C o P = C o P (sp) - C o P (tham gia) C o P là nhiệt dung mol đẳng áp ở điều kiện chuẩn (1atm). - Trong khoảng hẹp của nhiệt độ có thể coi C o P = const Thì: H 2 = H 1 + C P .(T 2 -T 1 ) H o T = H o 298 + C o P (T - 298) 11) ENTROPI (S) - Trong sự biến đổi thuận nghịch vô cùng nhỏ ở T = const hệ trao đổi với môi trường một lượng nhiệt Q TN thì sự biến thiên entropi trong quá trình này là: d S = T Q TN  S là hàm trạng thái (J/mol.K) - Nếu sự biến đổi là bất thuận nghịch thì d S > T Q TN  - Vì là hàm trạng thái nên khi chuyên từ trạng thái 1 sang trạng thái 2 bằng biến thiên thuận nghịch hay bất thuận nghịch thì S 2 - S 1 = S =  2 1 T Q TN  (S TN = S BTN ) 12) NGUYÊN LÍ II CỦA NHIỆT ĐỘNG HỌC: dS  T Q  - Trong hệ cô lập Q = 0. nên: + dS = 0: trong hệ cô lập entropi của hệ không đổi nếu xảy ra quá trình thuận nghịch. + dS > 0 : trong hệ cô lập, quá trình tự xảy ra (BTN) theo chiều tăng entropi của hệ và tăng cho tới khi đạt giá trị max thì hệ sẽ đạt trạng thái cân bằng. * Entropi là thước đo độ hỗn độn của hệ: Độ hỗn độn của 1 hệ hay 1 chất càng lớn khi hệ hay chất đó gồm những hạt và sự dao động của các hạt càng mạnh (khi liên kết giữa các hạt càng yếu). VD: S < S < S S < S < S H 2 (k) O 2 (k) O 3 (k) H 2 O(r) H 2 O (l) H 2 O (h)  S là 1 đại lượng dung độ. 13) SỰ BIẾN THIÊN S TRONG QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI TRẠNG THÁI CỦA CHẤT: Khi chất nguyên chất nóng chảy hoặc sôi ở P = const thì: T = const  S =  2 1 T Q  = T H  H = nhiệt biến thiên trạng thái = L n/c hoặc L h 14) S TRONG QUÁ TRÌNH GIÃN NỞ ĐẲNG NHIỆT KHÍ LÍ TƯỞNG: Xét n mol khí lí tưởng giãn nở thể tích từ V 1  V 2 ở t o = const. Vì nội năng của khí lí tưởng chỉ phụ thuộc nhiệt độ nên trong sự biến đổi này: U = Q TN + W TN = Q BTN + W BTN = 0 TT LUYỆN THI & BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC NGÀY MỚI 18A/88 – ĐINH VĂN TẢ - TP. HẢI DƯƠNG HOAHOC.ORG © NGÔ XUÂN QUỲNH  09798.17.8.85 –  09367.17.8.85 - netthubuon – Website: www.hoahoc.org -  admin@hoahoc.org  Q TN = - W TN = nRT. ln 1 2 V V ( = -(- P. V) = dV V nRT . 2 1  ). T = const S = T Q TN = nRln 1 2 V V = n.R.ln 2 1 P P 15) SỰ BIẾN THIÊN ENTROPI CỦA CHẤT NGUYÊN CHẤT THEO NHIỆT ĐỘ. - Quá trình P = const: Đun nóng 1 chất nguyên chất từ T 1  T 2 , không có sự chuyển pha: S =  2 1 T T TN T Q  Với Q = Q P = dH = n.C P .dT S = T dT Cn T T P 2 1  * Trong khoảng nhiệt độ hẹp, coi C P = const  S = n.C P .ln 1 2 T T - Quá trình: V = const  S = n .C V .ln 1 2 T T 16) ENTROPI TUYỆT ĐỐI * Nguyên lí III của nhiệt động học: - Entropi của chất nguyên chất dưới dạng tinh thể hoàn chỉnh ở 0(K) bằng 0: S (T = 0) = 0 * Xuất phát từ tiên đề trên ta có thể tính được entropi tuyệt đối của các chất ở các nhiệt độ khác nhau. VD: Tính S của 1 chất ở nhiệt độ T nào đó, ta hình dung chất đó được đun nóng từ 0(K)  T(K) xét ở P=const. Nếu trong quá trình đun nóng có sự chuyển pha thì: S = S T - S (T = 0) = S T =    5 1i i S  S T = T dT Cn T L n T dT Cn T L n T dT Cn T T hP S S T T lP nc nc T rP S S nc nc )()( 0 )( 1   Giá trị entropi được xác định ở P = 1 atm = const và ở nhiệt độ T nào đó được gọi là giá trị entropi chuẩn, kí hiệu là S 0 T , thường T = 298K  S 0 298 17) SỰ BIẾN THIÊN ENTROPI TRONG PHẢN ỨNG HOÁ HỌC: + Khi phản ứng thực hiện ở P = const, T = const thì: S = S(sp) - S(t/g) + Nếu ở điều kiện chuẩn và 25 0 C thì: S 0 298 = S 0 298 (sp) - S 0 298 (t/g) + Vì S của chất khí >> chất rắn, lỏng nên nếu số mol khí sản phẩm (sp) > số mol khí tham gia thì S > 0 và ngược lại. Còn trong trường hợp số mol khí ở 2 vế bằng nhau hoặc phản ứng không có chất khí thì S có giá trị nhỏ. 18) THẾ NHIỆT ĐỘNG Scô lập = S hệ + S mt ≥ 0 a)Thế đẳng áp G: Xét hệ xảy ra sự biến đổi ở P, T đều không đổi trong quá trình này môi trường nhận của hệ một nhiệt lượng H mt do hệ toả ra  H mt = - H hệ = - H  S mt = - T H  + Điều kiện tự diễn biến của hệ:  S cô lập = S hệ - T H  > 0  H – T. S < 0 TÀI LIỆU LUYỆN THI & BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC NĂM 2011 HOAHOC.ORG © NGÔ XUÂN QUỲNH  09798.17.8.85 –  09367.17.8.85 - netthubuon – Website: www.hoahoc.org -  admin@hoahoc.org + Hệ ở trạng thái cân bằng khi H – T. S = 0 + Đặt G = H – TS  ở nhiệt độ, P không đổi thì quá trình xảy ra theo chiều có G = H – T. S < 0 Và đạt tới trạng thái cân bằng khi G = 0. b) Thế đẳng tích: (Năng lượng Helmholtz) Nếu hệ biến đổi ở điều kiện T, V không đổi  nhiệt đẳng tích mà môi trường nhận của các hệ là U mt  S mt = - T U mt   điều kiện tự diến biến của hệ trong quá trình đẳng nhiệt, đẳng tích là F = U – T. S < 0 Và đạt trạng thái cân bằng khi F = 0 Trong đó : F = U – TS Vì H = U + PV  G = H – TS = U –TS + PV  G = F + PV + Đối với quá trình T,P = const  G = W’max + Đối với quá trình T, V = const  S = W’max TÓM LẠI : * Quá trình đẳng áp: P = const - Công: WP = - P.dV = -n.R.dT  WP = - P. V = - nRT - Nhiệt: QP = dH = n. P C .dT  QP = H = n. dTC T T P . 2 1  - Nội năng: dU = Q + W  U = H – P. V = H – n.R. T - Entropi: dS ≥ T Q TN   S ≥  2 1 T Q TN   S TN = T dT Cn T T P 2 1  = TdCn T T P ln 2 1  Nếu P C = const  S TN = n. P C .ln 1 2 T T * Quá trình đẳng tích: - Công: W V = - P.dV = 0  W V = 0 - Nhiệt: Q V = dU V = n. V C .dT  Q V = U V = dTnC T T V 2 1  Nếu V C = const Q V = n. V C .T - Nội năng: U V = Q V + W’ - Entropi: S ≥ T Q V =   T dT Cn T T V 2 1 TdCn T T V ln 2 1   S ≥ n. V C .ln 1 2 T T ( V C = const) - Entanpi: H = U + PV  dH = dU + P.dV + V.dP = dU + V.dP (dV = 0)  H = U + V . P * Quá trình đẳng nhiệt: - Công: W T = - PdV = - dV V nRT .  W T = - 1 2 2 1 1 2 lnlnln 2 1 P P nRT V V nRT V V nRT V dV RTn V V   TT LUYỆN THI & BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC NGÀY MỚI 18A/88 – ĐINH VĂN TẢ - TP. HẢI DƯƠNG HOAHOC.ORG © NGÔ XUÂN QUỲNH  09798.17.8.85 –  09367.17.8.85 - netthubuon – Website: www.hoahoc.org -  admin@hoahoc.org - Nhiệt: U T = Q T + W T = 0  Q T = - W T = nRT ln 1 2 V V - Nội năng: U T = 0 - Entanpi: H T = U T + (PV) T = U T + nR. T = 0 - Entropi: S TN = nc ncTN T L T Q  hoặc = S h T L * Với quá trình dãn nở khí lí tưởng thuận nghịch S =    T WU T Q TN   T dT Cn V T T 2 1 dV V nRT V V  2 1 Nếu C V = const  S = n. 1 2 ln T T C V + nRT ln 1 2 V V Vì T = const S = nRT ln 1 2 V V = nRT.ln 2 1 P P * Quá trình đoạn nhiệt: - Nhiệt: Q = 0 - Nội năng và công: dU = Q + W = W = -PdV = T dT Cn V T T 2 1  +Quá trình bất thuận nghịch: dU BTN = W BTN = -P ng .dV = -P 2 .dV U BTN = W BTN = -P ng .(V 2 – V 1 ) = n.C V . T * PT Poisson: (Dùng cho quá trình thuận nghịch) T . 1  V = const P.V  = const V P C C   * W BTN = -P 2 (V 2 – V 1 ) = - P 2 .( )() 12 1 1 2 2 TTnC P nRT P nRT V   T 2  U = W =  V 2 * Quá trình thuận nghịch: W = U = n.C V (T 2 - T 1 ) T 1 . V 1 1   = T 2 . V 1 2    T 2 = T 1 .( 2 1 V V ) -1 - Entanpi: H = n .C P (T 2 – T 1 ) - Entropi: S TN = T Q TN = 0 * G = H – TS = U + PV – TS          P T G - S ;          T P G - V Với phản ứng oxi hoá khử có thể diễn ra trong pin điện: G = - nEF dT Gd  = - nF. dT dE = - S  S = nF. dT dE TÀI LIỆU LUYỆN THI & BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC NĂM 2011 HOAHOC.ORG © NGÔ XUÂN QUỲNH  09798.17.8.85 –  09367.17.8.85 - netthubuon – Website: www.hoahoc.org -  admin@hoahoc.org H = G + T. S = nF( T. dT dE - E) 19) Ý NGHĨA VẬT LÍ CỦA G: G = H – TS = U + PV – TS  dG = dU + P.dV + V.dP – T.dS – SdT = (W + Q) + PdV + VdP – T.dS – SdT Vì W = W’ + (-PdV) Q ≤ T.dS  dG ≤ W’ + VdP – SdT Dấu “ =” ứng với quá trình thuận nghịch và công lớn nhất. dG = W’ max + VdP – SdT * Đối với quá trình đẳng nhiệt, đẳng áp  dP = dT = 0  dG T,P = W’ max  G = W’ max * Đối với quá trình BTN: W’ giảm; Q tăng khi hoàn toàn BTN  W’ = 0 20) MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA HÀM G: dG = V.dP – SdT ( coi W’ = 0) a) Sự phụ thuộc của G vào T: - Khi P = const  P T G         = - S  P T G         = - S  G = H – T. S = H + T. P T G          T. P T G         - G = -H  22 . T H T G T G T P             2 T H T T G P             dT T H T G d T T T G T G T T 2 1 2 2 1 2 1        dT T G T G T G T T TT . 2 1 12 2 12       Nếu coi H o không phụ thuộc vào nhiệt độ thì:           298 11 298 298 T H G T G o o T b) Sự phụ thuộc vào P: Khi T = const  V P G T                  2 1 1 2 1 2 2 1 P P PT P P PT dPVGGdPVdG - Với chất rắn, lỏng  coi V = const khi P biến thiên (trừ miền áp suất lớn) thì:     )( 12 12 PPVGG PTPT  - Với chất khí lí tưởng  V = P nRT      1 2 ln. 12 P P nRTGG PTPT  Nếu áp suất bình thường: P 1 = P o = 1bar (1 atm) G T(P) = G o T + nRT.lnP (P tính bằng bar (atm)). 21) TÍNH G CỦA MỘT SỐ QUÁ TRÌNH: a) Giãn nén đẳng nhiệt khí lí tưởng G = nRT.ln 1 2 P P = nRT.ln 2 1 V V b) Trộn lẫn đẳng nhiệt, đẳng áp 2 khí lí tưởng: G = n A .RTlnx A + n B .RTlnx B TT LUYỆN THI & BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC NGÀY MỚI 18A/88 – ĐINH VĂN TẢ - TP. HẢI DƯƠNG HOAHOC.ORG © NGÔ XUÂN QUỲNH  09798.17.8.85 –  09367.17.8.85 - netthubuon – Website: www.hoahoc.org -  admin@hoahoc.org c) Quá trình chuyển pha thuận nghịch (tại nhiệt độ chuyển pha): G cf = 0 d) Quá trình chuyển pha thuận nghịch ở T  T cf Nguyên tắc: áp dụng chu trình nhiệt động. Vì G là hàm trạng thái nên G chỉ phụ thuộc trạng thái đầu, trạng thái cuối, không phụ thuộc vào quá trình biến thiên. e) G của phản ứng hoá học: G o pư = G o S(sản phẩm) - G o S(tham gia) TÀI LIỆU LUYỆN THI & BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC NĂM 2011 HOAHOC.ORG © NGÔ XUÂN QUỲNH  09798.17.8.85 –  09367.17.8.85 - netthubuon – Website: www.hoahoc.org -  admin@hoahoc.org B - HỆ THỐNG CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP PHẦN “NHIỆT HÓA HỌC” : Bài 1: Cho 100 g N 2 ở 0 o C, 1atm. Tính Q, W, U, H trong các biến đổi sau đây được tiến hành thuận nghịch nhiệt động: a) Nung nóng đẳng tích tới P = 1,5atm. b) Giãn đẳng áp tới V = 2V ban đầu. c) Giãn đẳng nhiệt tới V = 200l d) Giãn đoạn nhiệt tới V = 200l Chấp nhận rằng N 2 là khí lí tưởng và nhiệt dung đẳng áp không đổi trong quá trình thí nghiệm và bằng 29,1J/mol.K Giải a) V = const  W =   0.dVP U = QV = n V C .T = ( P C - R).(T 2 – T 1 ) .n = ( P C - R).( 1 2 P P -1).T 1 .n = (29,1 - 8,314).( )1 1 5,1  .273,15 = 14194,04(J) b) V o = )(804,22. 28 100 l  V= 2V o = 160 (l) W = -P. V = -1(160 – 80) = -80 (l.at) = -80 .101,33 = -8106,4(J) Q P = H = P C .n .T =          11 1 2 1,29. 28 100 TT V V = 29,1. 28 100 (2.273,15 – 273,15) = 28388,1(J) U = Q + W = 28388,1 = 8106,4 = 20281,7(J) c) T = const  U = 0; H = 0 W = -  2 1 . V dV nRT = - nRT.ln 1 2 V V W = - 28 100 .8,314 .273,15.ln 80 200 = -7431,67(J) U = Q + W = 0  Q = -W = 7431,67(J) d) Q = 0 (S = const) Theo PT poisson: T 1 . V 1 1   = T 2 . V 1 2    T 2 = T 1 .( 2 1 V V ) -1 Với 4,1 314,81,29 1,29      P P V P CR C C C   W = U = n. V C (T 2 –T 1 ) = 28 100 (29,1-8,314).(189,33 -273,15) = 6222,4(J) H = n P C .T = 28 100 .29,1(189,33 – 273,15) = - 8711,3(J) Bài 2: Tính o S H 298,  của Cl - (aq) . Biết: (a): 2 1 H 2 + 2 1 Cl 2(k)  HCl (k) o S H 298,  = -92,2(kJ) (b): HCl (k) + aq  H + (aq) + Cl - (aq) o S H 298,  = -75,13(kJ) [...]... ging dy, bi dng hc sinh khỏ, gii trng chuyờn chun b d thi hc sinh gii cỏc cp Nú cú th dựng lm ti liu hc tp cho hc sinh cỏc lp chuyờn Hoỏ hc v ti liu tham kho cho cỏc thy cụ giỏo trong ging dy v bi dng hc sinh gii Hoỏ hc bc THPT gúp phn nõng cao cht lng ging dy v hc tp mụn Hoỏ hc Tuy nhiờn, õy ch l mt phn rt nh trong chng trỡnh ụn luyn cho hc sinh chun b tham gia vo cỏc k thi hc sinh gii cỏc cp Vỡ... m h thc hin (sinh) trong quỏ trỡnh bin thiờn thun nghch t trng thỏi 1 n trng thỏi 2 bng cụng m h nhn khi t trng thỏi 2 v trng thỏi 1 Cũn trong quỏ trỡnh bin thiờn bt thun nghch thỡ cụng h sinh nh hn cụng h nhn - Trong s bin thiờn thun nghch thỡ h sinh cụng ln hn trong quỏ trỡnh bin thiờn bt thun nghch 15 O2(k) 6CO2(k) + 3H2O 2 300K cú QP QV = 1245(J) Hi C6H6 v H2O trong phn ng trng thỏi lng hay... CV = 3R khụng ph thuc T c gión n on nhit trong chõn khụng ti V T th tớch gp ụi Hc sinh A lớ lun rng i vi quỏ trỡnh on nhit thỡ 2 1 T1 V2 T1 1 vi = 4 do ú T2 = 3 1 23 Hc sinh B cho rng: U = Q + A = 0 + 0 = n.CV T T = 0 T2 = T1 Hc sinh no núi ỳng? Hóy ch ra li sai ca Hc sinh kia Gii: - Hc sinh B núi ỳng - Hc sinh A núi sai : Vỡ quỏ trỡnh gión n trong chõn khụng l quỏ trỡnh bt thun nghch nờn... 6,95 + 12,9lg2000 + = 55,1357(J/molK) ln 10 0 0 0 H 2000 = G 2000 + T S 2000 = -140933,426 + 2000 55,1357 = -30662,054 (J/mol) Bi 25: Mt Hc sinh khi lm bi tng trỡnh thớ nghim o nhit t chỏy mt hp cht hu c cho rng: H = U + P V S t chỏy trong bom nhit lng k lm cho V = 0, do ú H = U Kt lun ny sai õu? Gii: H = U + P.V H = U + (PV) = U + P V + V P Hay H = U + (nRT) Trong bom nhit lng k thỡ: V = 0 nờn:... dung dch, cỏc ion nht l cation ớt nhiu cũn cú tng tỏc ln nhau hoc tng tỏc vi H2O Bi 12: Cho gión n 10 lớt khớ He 0oC, 10atm n ỏp sut l 1atm theo 3 quỏ trỡnh sau: a) Gión ng nhit thun nghch b) Gión on nhit thun nghch c) Gión on nhit khụng thun nghch 3 Cho nhit dung ng tớch ca He CV = R v chp nhn khụng i trong iu kin ó cho ca bi toỏn 2 Tớnh th tớch cui cựng ca h, nhit Q, bin thiờn ni nng U v cụng W trong... Cỏc loi phõn t v ion (tr KOH) u trng thỏi tiờu chun Hóy vit cỏc na phn ng catot v anot v phn ng tng cng trong t bo in hoỏ Nu t t bo in hoỏ ú, 25oC, ta thu c dũng in 100mA Hóy tớnh cụng sut cc i cú th t c Gii: C3H8(k) + 5O2(k) 3CO2(k) + 4H2O(l) 1) Do cỏc hm H, U, S, G l hm trng thỏi nờn dự tin hnh theo cỏch no thỡ cỏc giỏ tr U, H, S, G cng nh nhau vi cựng trng thỏi u v cui Vy: 0 0 0 0 H 0 = 3 H S ,CO2... 298,15 = - 4957,64(J) Bi 36: Tớnh S, G trong quỏ trỡnh gión khụng thun nghch 2 mol khớ lớ tng t 4lớt n 20 lớt o 54 C Gii: Vỡ S, G l cỏc hm trng thỏi nờn S, G khụng ph thuc vo quỏ trỡnh bin thiờn l thun nghch hay bt thun nghch m ch ph thuc vo trng thỏi u v trng thỏi cui Vỡ vy: V 20 S = nRln 2 = 2 8,314.ln = 26,76 (J/K) 4 V1 T = const H = 0; U = 0 G = H - T S = 0 -(273,15 + 54) 26,76 = - 8755,1 (J) Bi... H2O2 = - 137,94kJ/mol Chng minh rng: Khụng th gỏn cho O3 cu trỳc vũng kớn Gii: 1)- Entanpi sinh ca cỏc n cht bn iu kin chun = 0 - i vi nhng nguyờn t cú nhiu dng thự hỡnh thỡ khi chuyn t dng ny sang dng khỏc bao gi cng kốm theo 1 hiu ng nhit Hiu ng nhit ca quỏ trỡnh hỡnh thnh n cht (dng thự hỡnh kộm bn) t dng thự hỡnh bn iu kin nht nh c coi l nhit sinh ca n cht trong nhng iu kin ú o H S ca O3 v kim... gión n khớ l on nhit h l cụ lp Q = 0; S = 0 b) Mt h bt k cú th t din bin ti trng thỏi cú entanpi thp hn (H < 0) v entropi ln hn (S > 0) Hay h cú th din bin theo chiu gim entanpi t do (G < 0) 0 0 0 c) GT = H T - T S T Vi phn ng hoỏ hc T = const Nu G 0 > 0 Phn ng t din bin theo chiu nghch G 0 = 0 : Phn ng trng thỏi cõn bng G 0 < 0 : Phn ng t xy ra theo chiu thun Gii: a) Sai Do S = 0 ch khi quỏ... NGY MI 18A/88 INH VN T - TP HI DNG Hóy chng t rng trong c 2 trng hp trờn, bin thiờn ni nng ca h vn ch l mt, cũn nhit thỡ khỏc nhau v tớnh giỏ tr bin thiờn ni nng ú Gii: - Do U l hm trng thỏi nờn U = U2 U1 = const, cho dự s bin i c thc hin bng cỏch no Vỡ vy U trong 2 trng hp trờn ch l mt - Vỡ U = Q + W = Q + W - PV = Q + W - n.RT Do nRT = const; U = const Nờn khi W (cụng cú ớch) thay i thỡ Q cng thay . và tập hợp lại một số câu hỏi và bài tập theo một số chuyên đề, trong đó có phần dùng để luyện tập cho học sinh phần “Nhiệt hoá học II. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Xây dựng hệ thống câu hỏi và bài. Website: www.hoahoc.org -  admin@hoahoc.org XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP PHẦN “NHỆT HOÁ HỌC” DÙNG CHO HỌC SINH CHUYÊN HOÁ Trường THPT chuyên Nguyễn Huệ - Hà Nội I. MỞ ĐẦU Trong. và bài tập phần “Nhiệt hoá học dùng cho học sinh lớp chuyên Hoá học ở bậc THPT giúp học trò học tốt hơn và chuẩn bị tốt hơn cho các kỳ thi học sinh giỏi Hóa học cả về lý thuyết – bài tập – phương