Bài tập Chương 3 - Hóa Đại cương 2 | Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia HCM

Bài tập Chương 3 - Hóa Đại cương 2 | Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia HCM được sưu tầm và soạn thảo dưới dạng file PDF để gửi tới các bạn sinh viên cùng tham khảo, ôn tập đầy đủ kiến thức, chuẩn bị cho các buổi học thật tốt. Mời bạn đọc đón xem!

333 167 lượt tải Tải xuống
Chia sẻ Báo cáo tài liệu

Môn: Hóa Đại cương 2 (CHEM0002)

Trường: Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh

Thông tin:

11 trang 6 tháng trước

Tác giả:

Profile Mai Nguyệt
BÀI TẬP HÓA ĐẠI CƯƠNG NHIỆT ĐỘNG HOÁ HỌC
1
CHƢƠNG ĐỘNG HOÁ HỌC3: NHIỆT
Học xong chƣơng này sinh viên phải trả lời đƣợc các câu hỏi sau:
1. Hãy cho biết nội dung và biểu thức toán học của nguyên lý thứ nhất nhiệt động lực học.
Cho biết quy ước về dấu cho nhiệt và công.
2. Hiệu ứng nhiệt phản ứng hóa học là gì? Thế nào là hiệu ứng nhiệt đẳng tích, hiệu ứng
nhiệt đẳng áp? Thế nào là phương trình nhiệt hóa học?
3. ? Thế nào là trạng thái tiêu chuẩn của các chất thế nào là hiệu ứng nhiệt tiêu chuẩn của
một phản ứng?
4. mol n Thế nào là nhiệt tạo thành tiêu chuẩ của một chất? Thế nào là nhiệt đốt cháy mol
tiêu chuẩn của một chất?
5. Phát biểu định luật Hess. Nêu các hệ quả của định luật Hess.
6. Phát biểu nội dung nguyên lý thứ hai của nhiệt động lực học.
7. y. Nêu một vài tính chất và ý nghĩa của entrop
8. y Cho biết đặc điểm của biến thiên entrop của hệ cô lập.
9. y Độ biến thiên entrop xảy ra trong một phản ứng hóa học được tính như thế nào?
10. Ý nghĩa của đại lượng năng lượng tự do Gibbs (hay còn gọi là biến thiên thế đẳng áp)
của phản ứng hóa học (G)?
11. Biến thiên thế đẳng áp tiêu chuẩn (hay còn gọi là năng lượng tự do Gibbs) của phản
ứng (
G
0
) là gì?
12. mol hay
Thế đẳng áp tạo thành tiêu chuẩn (G
0
tt
G )
0
f
là gì? Cho biết ý nghĩa của đại
lượng này.
? Câu hỏi thực tế
1.Kim cương có là vĩnh cửu Kim cương có thể chuyển hoá ? thành than chì ?
2.Tại sao khi xoa cồn trên da, chúng ta có cảm giác mát ?
3. Tại sao khi các cầu thủ bị chấn thương, bác sĩ xịt thuốc có thể làm giảm đau nhanh
chóng H? Gợi ý: thuốc xịt là C
2 5
Cl.
CHỦ ĐỀ THẢO LUẬN:
Tại sao túi chườm nóng có thể giữ ấm ?
Có tồn tại động cơ vĩnh cửu không ?
BÀI TẬP HÓA ĐẠI CƯƠNG NHIỆT ĐỘNG HOÁ HỌC
2
TÓM TẮT CHƢƠNG 3
1. Các định nghĩa về năng lƣợng và quy ƣớc về dấu của nhiệt và công
2. Nguyên lý thứ nhất của nhiệt động học
Nội năng E = q + w (kJ)
Hiệ ứ ệu ng nhi t củ ảa ph n ứng: q (kJ) (q>0 thu nhi t, q<0 t a nhiệ ỏ ệt)
Hiệ ứu ng nhi ng tích: q = ệt đẳ
V
E
Hiệ ứu ng nhi ng áp: q = ệt đẳ
p
H = E + P V
Mố ệi liên h : H = E + RT n
khí
Nhiệt tạo thành: H
tt
(kJ/mol), nhiệt tạo thành 1mol h p chợ ất t t bừ các đơn chấ ền. Đơn
ch
ấ ềt b n có = 0. H
0
tt
Nhiệt đốt cháy: H
đc
(kJ/mol), nhi t cháy 1mol h p chệt đố ợ ất b tằng khí oxy để ạo thành
CO
2
(k), H O ( ), N
2
lỏng
2 2
(k), SO (k) ho c HCl (k). ặ
Cách tính H (kJ):
nh lu t Hess Đị ậ
H
thuận
= - H
nghịch
H
0
pứ
= H
0
tt
(sản phẩm)
-
H
0
tt
(chất đầu)
H
0
pứ
= H u)
0
đc
(chất đầ
-
H
0
đc
(sản phẩm)
Công : w (w<0 hệ ệ ậ sinh công, w>0 h nh n công)
ng tích: w=0 Công trong quá trình đẳ
ng áp: w = -PCông trong quá trình đẳ V = -RT n
khí
Lưu ý
: R = 8,314 (J.mol )
-1
.K
-1
) hoặc R = 1,987 (cal.mol
-1
.K
-1
3. Nguyên lý thứ hai của nhiệt động học
Trong điề ện năng lượng không thay đổ có khuynh hướu ki i, hệ ng chuyển từ trạng thái có
độ mất trật t ự thấp sang mất trật t cao. ự
Nguyên lý th ba c a nhi ng h c: m t nguyên ch t, tinh th hoàn h o, 0K có S=0. ứ ủ ệt độ ọ ộ ấ ể ả ở
S
0
pư
= S
0
(sản phẩm)
-
S (ch
0
ất đầu)
q
S
T
Với hệ cô lập, S > 0 quá trình t ự x y ra. ả
4. Th ng và tiêu chu n t n bi n và gi n c a quá trình ế nhiệt độ ẩ ự diễ ế ới hạ ủ
Thế đẳ ự ng áp ng t(năng lƣợ do Gibbs): G = H – T S
G
0
pứ
= G
0
tt
(sản phẩm)
-
G
0
tt
(chất đầu)
(kJ) (kJ/mol) (kJ/mol)
Đơn chấ
t bền có = 0 G
0
tt
Tiêu chu n t n bi n và gi i h n c a quá trình: ẩ ự diễ ế ớ ạ ủ
G < 0 ph n ng x y ra t phát t i nhi kh o sát ho c x y ra theo chi u thu i vả ứ ả ự ạ ệt độ ả ặ ả ề ận (đố ới
phản ứng thuận ngh ch). ị
G > 0 ph n ng không x y ra t i nhi kh o sát ho c x y ra theo chi c lả ứ ả ạ ệt độ ả ặ ả ều ngượ ại (đối
với phản ứng thuận ngh ch). ị
BÀI TẬP HÓA ĐẠI CƯƠNG NHIỆT ĐỘNG HOÁ HỌC
3
G = 0 ph n t cân b ng. ả ứng đạ ằ
Ảnh hƣở ủa T đếng c n
G khi bi t d H và ế ấu
S:
 H và S ngược dấu: dấu của G không ph thu c nhi ụ ộ ệt độ T.
H < 0 và S > 0 : ph n ng t phát x y ra m i nhiả ứ ự ả ọ ệt độ.
H > 0 và S < 0 : ph n ng không x y ra m i nhiả ứ ả ọ ệt độ.
 H và S cùng d u: d u cấ ấ ủa G ph thu c nhi ụ ộ ệt độ T.
H và S cùng > 0 : ph n ng t phát x y ra nhi ả ứ ự ả ở ệt độ cao T > H/S
H và S cùng <0 : ph n ng t phát x y ra nhi p ả ứ ự ả ở ệt độ thấ T< H/S
Lưu ý:
Hệ số cân bằng phản ứng
Trạng thái của các ch t ấ
Đơn vị ỗi đại lượ của m ng
Dấu năng lượng (+, thu nhiệt) hay ( , t ỏa nhiệt)
Chọ ặn giá trị R phù hợp: R = 8,314 (J.mol ) ho
-1
.K
-1
c R = 1,987 (cal.mol )
-1
.K
-1
BÀI TẬP HÓA ĐẠI CƯƠNG NHIỆT ĐỘNG HOÁ HỌC
4
BÀI TẬP:
1. Tính nhiệt đốt cháy của C
2
H H
2
(k), biết nhiệt tạo thành tiêu chuẩn (Kcal/mol) của C
2 2
(k),
CO
2
(k) và H
2
O(l) tương ứng là 54,3 ; -94,1 và -68,32.
ĐS : -310,82 Kcal/mol
2. Tính nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy 70g CO. Biết nhiệt tạo thành của CO và CO tương
2
ứng là -26,42 kcal/mol và -94,05 Kcal/mol.
ĐS : -169,08 Kcal
3. Khử 80g Fe
2
O
3
(r) bằng Al giải phóng 426,3 kJ, đốt cháy 5,4g Al giải phóng 167,3 kJ. Tính
H (Fe
o
tt 2
O
3 (r)
)?
ĐS : -820,4 kJ /mol
4. Khi đốt cháy amoniac xảy ra phản ứng : 4NH
3
(k) + 3O (k) 2N (k) + 6 H O(l)
2
2 2
Biết rằng ở 25 C, 1atm , cứ tạo thành 4,89 lít kh thì thoát ra 153,06 kJ nhiệt lượng và
o
í N
2
H O
o
tt
(H
2 (l)
) = -285,84 kJ /mol. Tính và ) H
o
pứ
H (NH
o
tt 3 (k)
ĐS : -1530,6 kJ ; -46,11 kJ /mol
BÀI TẬP HÓA ĐẠI CƯƠNG NHIỆT ĐỘNG HOÁ HỌC
5
5. Phản ứng tổng cộng xảy ra trong lò cao là : Fe
2
O
3
(r) + 3CO(k) 2Fe(r) + 3CO (k).
2
Tính (r) , CO(k) , CO -822,16 ; -110,55 ;
H
o
pứ
biết H
o
tt,298
của Fe
2
O
3 2
(k) lần lượt là :
-393,51 (kJ/mol).
ĐS : -26,72 kJ
6. Tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng :
C(r) + H O(k) CO(k) + H
2
2
(k)
Biết C(r) + 1/2O (k) CO (k) -26,42 Kcal
2
H
1
=
H (k) + 1/2O (k) H O (k) -57,8 Kcal
2 2
2
H
2
=
ĐS : 31,38 Kcal
7. Tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng :
2KClO (r) 3/2KClO (r) + 1/2KCl(r)
3
4
Biết KClO (r) KCl (r) + 3/2O (k) = 49,4 kJ
3
2
H
1
KClO (r) KCl (r) + 2O (k) = 33 kJ
4
2
H
2
ĐS : 49,3 kJ
8. Tính
0
H
của phản ứng ở 1500K:
C (graphit) + O (k)
2
CO
2
(k)
H
o
tt,298
(kJ.mol ) 0 0 -393,51
-1
0
P
C
(J.mol ) 8,64 29,36 37,13
-1
.K
-1
ĐS: -394,56 kJ
BÀI TẬP HÓA ĐẠI CƯƠNG NHIỆT ĐỘNG HOÁ HỌC
6
9.
Tính G
o
của các phản ứng :
a) C(r) + 2H (k) (k)
2
CH
4
Biết
H
o
tt,298
J /mol) - - -74,81 (k
S (J/mol.K) 5,74 130,7 186,3
o
298
b) 1/2N
2
(k) + 3/2H (k) (k)
2
NH
3
Biết
H
o
tt,298
(kJ /mol) - - -45,9
S (J/mol.K) 191,5 130,7 192,5
o
298
c) N
2
(k) + O (k) 2NO (k)
2
Biết
H
o
tt,298
(kJ /mol) - - 90,25
S (J/mol.K) 191,5 205,0 210,7
o
298
ĐS : a) -50,72 kJ ; b) -16,35 kJ ; c) 173,1 kJ
10.
S(k) và O , 25 C Hỗn hợp H
2 2
(k) ở điều kiện chuẩn
o
có bền hay không, giả sử có phản ứng :
H
2
S(k) + 1/2O (k) H O(k) + S(r)
2
2
Biết
H
o
tt,298
(Kcal/mol) -4,8 - -57,8 -
S (Cal/mol.K) 49,10 49,01 45,13 7,62
o
298
ĐS : không bền
11. (k) N (k) Cho cân bằng phản ứng sau :2NO
2
2
O
4
Biết
H
o
tt,298
(Kcal/mol) 8,09 2,31
S (Cal/mol.K) 57,5 72,7
o
298
Giả sử S không phụ thuộc nhiệt độ, hãy vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc G vào nhiệt độ H,
T và từ đó cho biết phản ứng tạo N ưu tiên xảy ra ở nhiệt độ cao hay thấp. Giải thích ?
2
O
4
BÀI TẬP HÓA ĐẠI CƯƠNG NHIỆT ĐỘNG HOÁ HỌC
7
12. Cho phản ứng: (k) + C(gr) 2CO(k) CO
2
H
o
tt,298
(kJ /mol) -393,51 - -110,52
S
o
298
(J/mol.K) 213,63 5,74 197,56
a)
Tính , , , H
0
E
0
S
0
G
0
của phản ứng trên ở điều kiện chuẩn (25
o
C,
1atm).
b) Tính nhiệt độ mà phản ứng tại đó đạt cân bằng ( S không phụ thuộc nhiệt độ) xem H,
ĐS : a) 172,47 kJ; 169,99 kJ; 175,75(J/K) ; 120,1 kJ ; b) 981,4K
13. Cho phản ứng :Cl
2
(k) + 2HI(k) I (r) + 2HCl(k)
2
H
o
tt,298
(kJ /mol) - 25,9 - -94,6
S
o
298
(J/mol.K) 222,7 206,1 116,6 186,5
a)
Tính , , , n . H
o
298
E
o
298
S
o
298
G
o
298
của phản ứng trê
b) Phản ứng tỏa nhiệt hay thu nhiệt? Ở điều kiện chuẩn phản ứng xảy ra theo chiều nào?
ĐS : 241 kJ, phản ứng tỏa nhiệt,
H -
o
298
= G
o
298
-197,7 kJ, =
ở đkc phản ứng xảy ra theo chiều thuận
14.
Tính 00K. (Xem G
o
và nhận xét chiều của phản ứng ở 298 và 10 H,
S không phụ thuộc
nhiệt độ)
C(r) + H O(k) CO(k) + H (k)
2
2
H
o
tt,298
(kJ/mol) - -241,82 -110,52 -
S
o
298
(J/mol.K) 5,74 188,72 197,56 130,57
ĐS :
G
o
298
=91,47 kJ ; , G
o
1000
-2,37 kJ =
BÀI TẬP HÓA ĐẠI CƯƠNG NHIỆT ĐỘNG HOÁ HỌC
8
15. Cho phản ứng NH
3
(k) + 5/4O (k) NO(k) + 3/2 H O(l)
2
2
H
o
tt,298
(kJ/mol) -46,2 - 90,4 -285,8
S
o
298
(J/mol.K) 192,5 205,0 210,6 70,0
Ở điều kiện chuẩn phản ứng xảy ra theo chiều nào? Tính nhiệt độ để phản ứng xảy ra theo chiều
ngược lại (xem S không phụ thuộc nhiệt độ).H,
ĐS :
G
o
298
= -252,42 kJ ; T > 1920,8 C
o
16. Khi khử Fe (r) bằng Al (r) thì xảy ra phản ứng như sau:
2
O
3
Fe
2
O O
3
(r) + 2Al (r) Al
2 3
(r) + 2 Fe (r)
a)
Tính atm và 25 g Fe thì thóat H
o
pứ,298
biết rằng dưới áp suất 1
o
C cứ khử được 47,87
2
O
3
ra 253,132 kJ.
b) H
Tính
o
tt,298
của Fe
2 3 2 3
O biết H
o
tt,298
của Al O = -1669, 79 kJ.mol .
-1
ĐS: a) -843,77 kJ, b) -826,02 kJ/mol
17.
Tính , , và H
0
U
0
S
0
G
0
của phản ứng ở 298K:
C (k) + 2H
2
H
2 2 3
O (l) CH COOH (l) + H (k)
2
H
o
tt,298
(kJ.mol ) 226,91 -286,04 487,37
-1
0
298
S
(J.mol 200,96 69,99 159,94 130,68
-1
.K
-1
)
ĐS: 832,54 kJ, 832,54 kJ, -50,32 J/K, 847,54 kJ
BÀI TẬP HÓA ĐẠI CƯƠNG NHIỆT ĐỘNG HOÁ HỌC
9
18. Ở điều kiện chuẩn cho biết:
Fe (r) O (k) FeO (r) Fe (r) Fe (r)
2 2
O
3 3
O
4
H
o
tt,298
(kcal.mol ) -63,7 -196,5 -266,9
-1
0
298
S
(cal.mol ) 6,5 49,0 12,9 21,5 35,0
-1
.K
-1
a. Tính biến thiên thế đẳng áp tạo thành tiêu chuẩn của các oxyt sắt.
b. Ở điều kiện tiêu chuẩn oxyt nào bền nhất.
ĐS:
-58,30 kcal.mol -177,13 kcal.mol -242,315 kcal.mol .
-1
;
-1
;
-1
19. Cho cân bằng phản ứng sau :2NO O
2
(k) N
2 4
(k)
Biết
H
o
tt,298
(Kcal/mol) 8,09 2,31
S (Cal/mol.K) 57,5 72,7
o
298
Giả sử S không phụ thuộc nhiệt độ, tính nhiệt độ 0 C và cho biết chiều tự
H, G ở
o
C và 100
o
xảy ra của phản ứng tại mỗi nhiệt độ. Hãy xác định xem ở nhiệt độ nào thì G=0 và lý luận về
chiều của phản ứng ở nhiệt độ cao hơn và thấp hơn nhiệt độ đó.
-2,3 kcal; 1,91 kcal; 327,9 K. ĐS:
20. Hãy tính xem có thể tìm được nhiệt độ tại đó O
3
bền hay không. H, hơn O
2
Giả sử S
không phụ thuộc nhiệt độ.
Cho O (k) O (k)
2 3
Biết
H
o
tt,298
(Kcal/mol) 0 34,1
S (Cal/mol.K) 49,0 57,1
o
298
ĐS: 2079 K, không tồn tại-
BÀI TẬP HÓA ĐẠI CƯƠNG NHIỆT ĐỘNG HOÁ HỌC
10
21. Tính nhi t t o thành mol tiêu chu n c a Ca(OH) (r) bi t nhi t t o thành mol tiêu chu n cệ ạ ẩ ủ
2
ế ệ ạ ẩ ủa
CaO (r) là t t o thành mol tiêu chu n c a H O (l) là và nhi t c a ph
H
0
1
nhiệ ạ ẩ ủ
2
H
0
2
ệ ủ ản ng : ứ
CaO (r) + H O (l) Ca(OH) (r) là .
2
2
H
0
3
22. Cho ph n ng mA + nB pC + qD ả ứ
Cho bi t nhi t t o thành mol tiêu chu n c a A, B, C, D l t là a, b, c, d (kcal/mol). ế ệ ạ ẩ ủ ần lượ
Entropy mol tiêu chu n c a A, B, C, D l ẩ ủ ần lượt là a’, b’, c’, d’ (cal/mol.K).
Tính H, S, U, q, w, G, K , K 25 C, 1 atm và các ch u ng thái
P C
ở
o
ất A, B, C, D đề ở trạ
khí.
23. Cho m t ph n ng bi H, S c a ph n ng l t là x (kcal) và y (cal/K). Tìm nhi ộ ả ứ ết ủ ả ứ ần lượ ệt độ
mà t n t cân b ng theo x và y, gi s H và S không ph thu c nhi . ại đó phả ứng đạ ằ ả ử ụ ộ ệt độ
24. Cho ph n ng ả ứ
2NO O
2
(k) N
2 4
(k)
Dự u H và S cđoán dấ ủa phản ứng trên.
Giả ử s H và S không ph thu c nhi , hãy bi n lu n chi u ph n ng nhi cao ụ ộ ệt độ ệ ậ ề ả ứ ở ệt độ
hơn và thấp hơn T ệt độ ại đó phả ứng trên đạ
0
với T là nhi
0
t n t cân bằng.
BÀI TẬP HÓA ĐẠI CƯƠNG NHIỆT ĐỘNG HOÁ HỌC
11
25.Cho sơ đồ sau:
Lập các biểu thức để từ đó có thể có đối với các đại lượng đã cho.
26. Ở nhi nào thì d u c H hay S quy nh chi u ph n ng (quy nh dệt độ như thế ấ ủa ết đị ề ả ứ ết đị ấu
G).
27. Ở nhi T ph n ng có ng t do . nhi T ph n ng t ệt độ
1
ả ứ năng lượ ự G
1
Ở ệt độ
2
ả ứng có năng lượ ự
do . L p biG
2
ậ ểu th c tính H, S c a ph n ng bi t r ng chúng không ph thu c nhi . ứ ủ ả ứ ế ằ ụ ộ ệt độ
28.
Cho phả ứ ạn ng sau t i 25
o
C:
C
2
H
2
(k) + 2H COOH (l) + H (k)
2
O (l) ↔ CH
3 2
H
0
298, tt
(kJ/mol) 226,91 -286,-4 -487,37
Cho bi c a ph ng trên b ng -50,32 kJ.
ết G
0
298
ủ ản ứ ằ
a)
Tính p c a phH
0
S U
0

0
 ủ ản ng trên 25 C ? ứ ở
o
b) Áp su n chi u c a ph n ng. ất ảnh hưởng như thế nào đế ề ủ ả ứ
c)
Tìm nhi ph ng b u x y ra theo chi u ngh ch (gi s , ệt độ (nếu có) để ản ứ ắt đầ ả ề ị ả ử H
0
S
0
không ph thu c nhi ụ ộ ệt độ).
ĐS: a)
-142,2 kJ, -308,3 J/K, -142,2 kJ, 6,61.10 c) T=461,2K
8
A
B
C
F
E
D
H
2
H
3
H
4
H
7
H
5
| 1/11
| | Tải xuống

Có thể bạn quan tâm:

Preview text:

BÀI TẬP HÓA ĐẠI CƯƠNG
NHIỆT ĐỘNG HOÁ HỌC
CHƢƠNG 3: NHIỆT ĐỘNG HOÁ HỌC
Học xong chƣơng này sinh viên phải trả lời đƣợc các câu hỏi sau:
1. Hãy cho biết nội dung và biểu thức toán học của nguyên lý thứ nhất nhiệt động lực học.
Cho biết quy ước về dấu cho nhiệt và công.
2. Hiệu ứng nhiệt phản ứng hóa học là gì? Thế nào là hiệu ứng nhiệt đẳng tích, hiệu ứng
nhiệt đẳng áp? Thế nào là phương trình nhiệt hóa học?
3. Thế nào là trạng thái tiêu chuẩn của các chất? thế nào là hiệu ứng nhiệt tiêu chuẩn của một phản ứng?
4. Thế nào là nhiệt tạo thành mol tiêu n
chuẩ của một chất? Thế nào là nhiệt đốt cháy mol
tiêu chuẩn của một chất?
5. Phát biểu định luật Hess. Nêu các hệ quả của định luật Hess.
6. Phát biểu nội dung nguyên lý thứ hai của nhiệt động lực học.
7. Nêu một vài tính chất và ý nghĩa của entropy.
8. Cho biết đặc điểm của biến thiên entropy của hệ cô lập. 9. y
Độ biến thiên entrop xảy ra trong một phản ứng hóa học được tính như thế nào?
10. Ý nghĩa của đại lượng năng lượng tự do Gibbs (hay còn gọi là biến thiên thế đẳng áp)
của phản ứng hóa học (G)?
11. Biến thiên thế đẳng áp tiêu chuẩn (hay còn gọi là năng lượng tự do Gibbs) của phản ứng (G0) là gì?
12. Thế đẳng áp tạo thành mol tiêu chuẩn (G0 0
tt hay G f)là gì? Cho biết ý nghĩa của đại lượng này.
? Câu hỏi thực tế
1.Kim cương có là vĩnh cửu Kim cương có thể chuyển hoá ? thành than chì ?
2.Tại sao khi xoa cồn trên da, chúng ta có cảm giác mát ?
3. Tại sao khi các cầu thủ bị chấn thương, bác sĩ xịt thuốc có thể làm giảm đau nhanh
chóng? Gợi ý: thuốc xịt là C2H5Cl.
CHỦ ĐỀ THẢO LUẬN:
Tại sao túi chườm nóng có thể giữ ấm ?
Có tồn tại động cơ vĩnh cửu không ? 1
BÀI TẬP HÓA ĐẠI CƯƠNG
NHIỆT ĐỘNG HOÁ HỌC TÓM TẮT CHƢƠNG 3
1. Các định nghĩa về năng lƣợng và quy ƣớc về dấu của nhiệt và công
2. Nguyên lý thứ nhất của nhiệt động học
Nội năng E = q + w (kJ)
Hiệu ứng nhiệt của phản ứng: q (kJ) (q>0 thu nhiệt, q<0 t a nhi ỏ ệt) Hiệ ứ
u ng nhiệt đẳng tích: qV = E Hiệ ứ
u ng nhiệt đẳng áp: qp = H =  E + PV Mối liên hệ:   H = E + RTnkhí
Nhiệt tạo thành: Htt (kJ/mol), nhiệt tạo thành 1mol hợp chất từ các đơn chất bền. Đơn chất bền có H0tt = 0.
Nhiệt đốt cháy: Hđc (kJ/mol), nhiệt t
đố cháy 1mol hợp chất bằng khí oxy để tạo thành
CO2 (k), H2O (lỏng), N2 2 (k), SO (k) hoặc HCl (k).   Cách tính H (kJ):  nh lu Đị ật Hess
H thuận = - H nghịch
H0pứ = H0tt (sản phẩm) - H0tt (chất đầu) H0 0
pứ = H đc (chất đầu) - H0đc (sản phẩm)
Công : w (w<0 hệ sinh công, w>0 hệ ậ nh n công)
 Công trong quá trình đẳng tích: w=0
 Công trong quá trình đẳng áp: w = -PV = -RTnkhí
Lưu ý: R = 8,314 (J.mol-1.K-1) hoặc R = 1,987 (cal.mol-1.K-1)
3. Nguyên lý thứ hai của nhiệt động học
Trong điều kiện năng lượng không thay đổi, hệ có khuynh hướng chuyển từ trạng thái có
độ mất trật tự thấp sang mất trật tự cao. Nguyên lý th ba c ứ ủa nhi ng
ệt độ học: m t nguyên ch ộ
ất, tinh thể hoàn hảo, ở 0K có S=0. S0 0
pư = S0 (sản phẩm) - S (chất đầu) qS T
Với hệ cô lập, S > 0 quá trình tự xảy ra.
4. Thế nhiệt động và tiêu chu n t ẩ
ự diễn biến và giới h n c ạ ủa quá trình Thế đẳ
ng áp (năng lƣợng tự do Gibbs): G = H – TS
G0pứ = G0tt (sản phẩm) - G0tt (chất đầu) (kJ) (kJ/mol) (kJ/mol)
Đơn chất bền có G0tt = 0 Tiêu chu n t ẩ
ự diễn biến và giới h n c ạ ủa quá trình:
G < 0 phản ứng xảy ra t phát t ự
ại nhiệt độ khảo sát hoặc xảy ra theo chiều thuận (đối với
phản ứng thuận nghịch).
G > 0 phản ứng không xảy ra tại nhi kh ệt độ
ảo sát hoặc xảy ra theo chiều ngược lại (đối
với phản ứng thuận nghịch). 2
BÀI TẬP HÓA ĐẠI CƯƠNG
NHIỆT ĐỘNG HOÁ HỌC
G = 0 phản ứng đạt cân bằng. Ảnh hƣở ủa T đế ng c
n G khi biết dấu H và  S:  
H và S ngược dấu: dấu của  G không ph thu ụ c nhi ộ ệt độ T .
 H < 0 và S > 0 : phản ứng t phát x ự ảy ra m i nhi ọ ệt độ.
 H > 0 và S < 0 : phản ứng không xảy ra m i nhi ọ ệt độ.  
H và S cùng dấu: dấu của  G ph thu ụ c nhi ộ ệt độ T .
 H và S cùng > 0 : phản ng t ứ ự phát xảy ra ở nhi ệt độ ca o T > H/S   
H và S cùng <0 : phản ứng t phát x ự ảy ra ở nhi
ệt độ thấp T< H/S Lưu ý:
Hệ số cân bằng phản ứng
Trạng thái của các chất Đơn vị củ ỗi đại lượ a m ng
Dấu năng lượng (+, thu nhiệt) hay (, tỏa nhiệt)
Chọn giá trị R phù hợp: R = 8,314 (J.mol-1.K-1 ặ
) ho c R = 1,987 (cal.mol-1.K-1) 3
BÀI TẬP HÓA ĐẠI CƯƠNG
NHIỆT ĐỘNG HOÁ HỌC BÀI TẬP: 1.
Tính nhiệt đốt cháy của C2H2(k), biết nhiệt tạo thành tiêu chuẩn (Kcal/mol) của C2H2(k),
CO2(k) và H2O(l) tương ứng là 54,3 ; -94,1 và -68,32. ĐS : -310,82 Kcal/mol 2.
Tính nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy 70g CO. Biết nhiệt tạo thành của CO và CO2 tương
ứng là -26,42 kcal/mol và -94,05 Kcal/mol. ĐS : -169,08 Kcal 3.
Khử 80g Fe2O3(r) bằng Al giải phóng 426,3 kJ, đốt cháy 5,4g Al giải phóng 167,3 kJ. Tính Hott(Fe2O3 (r))? ĐS : -820,4 kJ /mol 4.
Khi đốt cháy amoniac xảy ra phản ứng : 4NH3(k) + 3O2 (k)  2N2 (k) + 6 H2O(l)
Biết rằng ở 25oC, 1atm , cứ tạo thành 4,89 lít khí N2 thì thoát ra 153,06 kJ nhiệt lượng và Ho o
tt(H2O(l)) = -285,84 kJ /mol. Tính Hopứ và H tt(NH3 (k))
ĐS : -1530,6 kJ ; -46,11 kJ /mol 4
BÀI TẬP HÓA ĐẠI CƯƠNG
NHIỆT ĐỘNG HOÁ HỌC
5. Phản ứng tổng cộng xảy ra trong lò cao là : Fe2O3 (r) + 3CO(k)  2Fe(r) + 3CO2 (k).
Tính Hopứ biết Hott,298 của Fe2O3 (r) , CO(k) , CO2 (k) lần lượt là : -822,16 ; -110,55 ; -393,51 (kJ/mol). ĐS : -26,72 kJ
6. Tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng :
C(r) + H2O(k)  CO(k) + H2(k)
Biết C(r) + 1/2O2 (k)  CO (k) H1 = -26,42 Kcal
H2(k) + 1/2O2 (k)  H2O (k) H2 = -57,8 Kcal ĐS : 31,38 Kcal
7. Tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng :
2KClO3(r)  3/2KClO4(r) + 1/2KCl(r)
Biết KClO3(r)  KCl (r) + 3/2O2 (k) H1 = 49,4 kJ
KClO4(r)  KCl (r) + 2O2 (k) H2 = 33 kJ ĐS : 49,3 kJ 8. Tính 0 H  của phản ứng ở 1500K:
C (graphit) + O2 (k)  CO2 (k) Ho -1 tt,298 (kJ.mol ) 0 0 -393,51 0
C (J.mol-1.K-1) 8,64 29,36 37,13 P ĐS: -394,56 kJ 5
BÀI TẬP HÓA ĐẠI CƯƠNG
NHIỆT ĐỘNG HOÁ HỌC
9. Tính Go của các phản ứng : a) C(r) + 2H2 (k)  CH4 (k)
Biết Hott,298 ( J /mol) - - k -74,81
So298 (J/mol.K) 5,74 130,7 186,3 b)
1/2N2(k) + 3/2H2 (k)  NH3 (k)
Biết Hott,298 (kJ /mol) - - -45,9
So298 (J/mol.K) 191,5 130,7 192,5 c) N2(k) + O2(k)  2NO (k)
Biết Hott,298 (kJ /mol) - - 90,25
So298 (J/mol.K) 191,5 205,0 210,7
ĐS : a) -50,72 kJ ; b) -16,35 kJ ; c) 173,1 k J 10. Hỗn hợp H o
2S(k) và O2(k) ở điều kiện chuẩn, 25 C có bền hay không, giả sử có phản ứng :
H2S(k) + 1/2O2(k)  H2O(k) + S(r)
Biết Hott,298 (Kcal/mol) -4,8 - -57,8 -
So298 (Cal/mol.K) 49,10 49,01 45,13 7,62 ĐS : không bền
11. Cho cân bằng phản ứng sau :2NO2(k) N  2O4 (k)
Biết Hott,298 (Kcal/mol) 8,09 2,31 So298 (Cal/mol.K) 57,5 72,7
Giả sử H, S không phụ thuộc nhiệt độ, hãy vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc G vào nhiệt độ
T và từ đó cho biết phản ứng tạo N2O4 ưu tiên xảy ra
ở nhiệt độ cao hay thấp. Giải thích ? 6
BÀI TẬP HÓA ĐẠI CƯƠNG
NHIỆT ĐỘNG HOÁ HỌC
12. Cho phản ứng: CO2 (k) + C(gr) 2CO(k) 
Hott,298 (kJ /mol) -393,51 - -110,52
So298 (J/mol.K) 213,63 5,74 197,56
a) Tính H0, E0, S0, G0 của phản ứng trên ở điều kiện chuẩn (25oC, 1atm).
b) Tính nhiệt độ mà phản ứng tại đó đạt cân bằng (
xem H, S không phụ thuộc nhiệt độ)
ĐS : a) 172,47 kJ; 169,99 kJ; 175,75(J/K) ; 120,1 kJ ; b) 981,4K
13. Cho phản ứng :Cl2 (k) + 2HI(k) I  2(r) + 2HCl(k)
Hott,298 (kJ /mol) - 25,9 - -94,6
So298 (J/mol.K) 222,7 206,1 116,6 186,5 a) Tính Ho298, Eo29 , 8 So298 , Go29 8 của phản ứng trên . b)
Phản ứng tỏa nhiệt hay thu nhiệt? Ở điều kiện chuẩn phản ứng xảy ra theo chiều nào?
ĐS : Ho298 = - 241 kJ, phản ứng tỏa nhiệt, Go298 = -197,7 kJ,
ở đkc phản ứng xảy ra theo chiều thuận
14. Tính Go và nhận xét chiều của phản ứng ở 298 và 00K. 10
(Xem H, S không phụ thuộc nhiệt độ)
C(r) + H2O(k)  CO(k) + H2(k)
Hott,298 (kJ/mol) - -241,82 -110,52 -
So298 (J/mol.K) 5,74 188,72 197,56 130,57
ĐS : Go298=91,47 kJ ; , Go1000 = -2,37 kJ 7
BÀI TẬP HÓA ĐẠI CƯƠNG
NHIỆT ĐỘNG HOÁ HỌC
15. Cho phản ứng NH3(k) + 5/4O2 (k)  NO(k) + 3/2 H2O(l)
Hott,298 (kJ/mol) -46,2 - 90,4 -285,8
So298 (J/mol.K) 192,5 205,0 210,6 70,0
Ở điều kiện chuẩn phản ứng xảy ra theo chiều nào? Tính nhiệt độ để phản ứng xảy ra theo chiều
ngược lại (xem H, S không phụ thuộc nhiệt độ). ĐS : Go o
298= -252,42 kJ ; T > 1920,8 C
16. Khi khử Fe2O3 (r) bằng
Al (r) thì xảy ra phản ứng như sau:
Fe2O3(r) + 2Al (r)  Al2O3(r) + 2 Fe (r) a) Tính Ho o
pứ,298 biết rằng dưới áp suất
1 atm và 25 C cứ khử được 47,87 g Fe2O3 thì thóat ra 253,132 kJ. b) Tính Ho -1
tt,298 của Fe2O3 biết Hott,298 của Al2O3 = -1669, 79 kJ.mol .
ĐS: a) -843,77 kJ, b) -826,02 kJ/mol
17. Tính H0, U0, S0 và G0 của phản ứng ở 298K:
C2H2 (k) + 2H2O (l)  CH3COOH (l) + H2 (k) Ho -1
tt,298 (kJ.mol ) 226,91 -286,04 487,37 0 S
(J.mol-1.K-1) 200,96 69,99 159,94 130,68 298
ĐS: 832,54 kJ, 832,54 kJ, -50,32 J/K, 847,54 kJ 8
BÀI TẬP HÓA ĐẠI CƯƠNG
NHIỆT ĐỘNG HOÁ HỌC
18. Ở điều kiện chuẩn cho biết:
Fe (r) O2 (k) FeO (r) Fe2O3 (r) Fe3O4 (r) Ho -1
tt,298 (kcal.mol ) -63,7 -196,5 -266,9 0 S
(cal.mol-1.K-1) 6,5 49,0 12,9 21,5 35,0 298
a. Tính biến thiên thế đẳng áp tạo thành tiêu chuẩn của các oxyt sắt.
b. Ở điều kiện tiêu chuẩn oxyt nào bền nhất.
ĐS: -58,30 kcal.mol-1; -177,13 kcal.mol-1; -242,315 kcal.mol-1.
19. Cho cân bằng phản ứng sau :2NO2(k) N  2O4 (k)
Biết Hott,298 (Kcal/mol) 8,09 2,31 So298 (Cal/mol.K) 57,5 72,7
Giả sử H, S không phụ thuộc nhiệt độ, tính G ở nhiệt độ 0oC và 100oC và cho biết chiều tự
xảy ra của phản ứng tại mỗi nhiệt độ. Hãy xác định xem ở nhiệt độ nào thì G=0 và lý luận về
chiều của phản ứng ở nhiệt độ cao hơn và thấp hơn nhiệt độ đó.
ĐS: -2,3 kcal; 1,91 kcal; 327,9 K.
20. Hãy tính xem có thể tìm được nhiệt độ tại đó O3 bền hơn O2 hay không. Giả sử H, S
không phụ thuộc nhiệt độ. Cho O2(k) O3 (k)
Biết Hott,298 (Kcal/mol) 0 34,1 So298 (Cal/mol.K) 49,0 57,1
ĐS: -2079 K, không tồn tại 9
BÀI TẬP HÓA ĐẠI CƯƠNG
NHIỆT ĐỘNG HOÁ HỌC
21. Tính nhiệt tạo thành mol tiêu chuẩn c a
ủ Ca(OH)2 (r) biết nhiệt tạo thành mol tiêu chuẩn của
CaO (r) là H01 nhiệt tạo thành mol tiêu chuẩn c a H ủ
2O (l) là H02 và nhiệt c a ph ủ ản ứng :
CaO (r) + H2O (l)  Ca(OH)2 (r) là H03.
22. Cho phản ng mA + nB ứ  pC + qD
Cho biết nhiệt tạo thành mol tiêu chuẩn c a A, B, C, D l ủ
ần lượt là a, b, c, d (kcal/mol).
Entropy mol tiêu chuẩn c a A, B, C, D l ủ
ần lượt là a’, b’, c’, d’ (cal/mol.K).
Tính H, S, U, q, w, G, K o
P, KC ở 25 C, 1 atm và các chất A, B, C, D đều ở trạng thái khí. 23. Cho m t
ộ phản ứng biết H, S c a ủ phản n
ứ g lần lượt là x (kcal) và y (cal/K). Tìm nhiệt độ
mà tại đó phản ứng đạt cân bằng theo x và y, giả sử H và S không phụ thu c nhi ộ . ệt độ 24. Cho phản ng ứ 2NO2 (k)  N2O4 (k)
Dự đoán dấu H và S của phản ứng trên.
Giả sử H và S không ph ụ thu c ộ nhiệt ,
độ hãy biện luận chiều phản ng ứ ở nhiệt độ cao
hơn và thấp hơn T0 với T0 là nhiệt độ tại đó phả ứng trên đạ n t cân bằng. 1 0
BÀI TẬP HÓA ĐẠI CƯƠNG
NHIỆT ĐỘNG HOÁ HỌC
25.Cho sơ đồ sau: A H1 B H2 C H7 H3 H6 D H4 E H5 F
Lập các biểu thức để từ đó có thể có đối với các đại lượng đã cho.
26. Ở nhiệt độ như
thế nào thì dấu của H hay S quyết định chiều phản ứng (quyết định dấu G). 27. Ở nhiệt
độ T1 phản ứng có năng lượng t ự do G1. Ở nhiệt
độ T2 phản ứng có năng lượng tự
do G2. Lập biểu thức tính H, S c a ph ủ
ản ứng biết rằng chúng không ph thu ụ c nhi ộ . ệt độ 28. Cho phả ứ n ng sau tại 25oC:
C2H2 (k) + 2H2O (l) ↔ CH3COOH (l) + H2 (k)
H0298, tt (kJ/mol) 226,91 -286,-4 -487,37 Cho biết G029 c 8 ủa phản ng ứ trên bằng -50,32 kJ.
a) Tính H0 S0 U0 p c a ph ủ ản ứng trên ở 25oC ? b) Áp suất
ảnh hưởng như thế nào đến chiều của phản ng ứ .
c) Tìm nhiệt độ (nếu có) để phản ứng bắt đầu xảy ra theo chiều nghịch (giả sử H0, S0
không phụ thuộc nhiệt độ) .
ĐS: a) -142,2 kJ, -308,3 J/K, -142,2 kJ, 6,61.108 c) T=461,2K 1 1