HCMUT-CNCP CÔNG THỨC HÓA ĐẠI CƯƠNG CUỐI KỲ

lOMoARcPSD|61096548

File tổng hợp công thức cuối kì

Hoá Đại Cương (Đại học Bách khoa Tphcm)

Mục lục

1. Hiệu ứng nhiệt ............................................................................................................................................. 68
2. Entropy và thế đẳng áp ................................................................................................................................ 70
   1. Entropy ...................................................................................................................................................... 70
   2. Thế đẳng áp ............................................................................................................................................... 70

3.Cân bằng hóa học ............................................................................................................................................. 71

• 1. Hằng số cân bằng ...................................................................................................................................... 71
  2. Hằng số cân bằng và các đại lượng nhiệt động ......................................................................................... 72 a. Quan hệ giữa hằng số cân bằng và độ thay đổi thế đẳng áp .................................................................... 72

b. Quan hệ của hằng số cân bằng với nhiệt độ và nhiệt phản ứng............................................................... 72

1. Động hóa học (tốc độ phản ứng hóa học) ....................................................................................................... 72
   1. Biểu thức tính tốc độc phản ứng ............................................................................................................... 72
   2. Biểu thức ảnh hưởng ảnh hưởng của nhiệt độ tới tốc độ phản ứng ........................................................... 73
2. Dung dịch lỏng ................................................................................................................................................ 73
   1. Các loại nồng độ ........................................................................................................................................ 73
   2. Áp suất hơi bão hòa ................................................................................................................................... 74
   3. Nhiệt độ sôi và nhiệt độ đông đặc ............................................................................................................. 74

5.3 Áp suất thẩm thấu  .................................................................................................................................. 74

1. Dung dịch điện ly ............................................................................................................................................ 75
   1. Sự khác biệt giữa dung dịch phân tử và dung dịch điện ly ....................................................................... 75
   2. Độ điện ly và hằng số điện ly .................................................................................................................... 75 a, Độ điện ly ................................................................................................................................................ 75 b/Hằng số điện ly: ....................................................................................................................................... 75 7. Độ PH .............................................................................................................................................................. 76

1. Hiệu ứng nhiệt

Khi cung cấp cho hệ một lượng nhiệt Q thì lượng nhiệt này dùng làm tăng nội năng U của hệ và giúp hệ thực hiện một công A chống lại các lực bên ngoài tác động lên hệ.

Biểu thức toán học: Q = ΔU + A

Lưu ý, trong môn học này các quá trình hóa học công A thường là công dãn nở

Với : A = ∫ PdV

Với R = 1,987cal/mol.K = 8,314 J/mol.K

Công thức tính hiệu ứng nhiệt

H = U + PV

Trong quá trình đẳng tích H =U * Quan hệ giữa ΔH và ΔU :

• Trong các phản ứng chỉ có chất lỏng và chất rắn tham gia hoặc phản ứng xảy ra ở trạng thái dung dịch thì V có giá trị không đáng kể. Do đó khi quá trình này được thực hiện ở áp suất thấp (áp suất khí quyển) thì PV ≈ 0 nên H ≈ U.
• Trong các phản ứng có sự tham gia của pha khí, giả sử khí lý tưởng, ta có: PV = nRT

Suy ra : PV =n.RT (Điều kiện đẳng nhiệt , đẳng áp )

Nên: H = U +n.RT

Với: { n = ∑n khí (S_ẢN PH_ẨM) -∑n khí (CH_{ẤT ĐẦ}U) }

R = 1,987cal/mol.K = 8,314 J/mol.K

Khi n = 0 => H =U

Đơn vị R = 1,987cal/mol.K = 8,314 J/mol.K

Quan hệ giữa hiệu ứng nhiệt đẳng tích và hiệu ứng nhiệt đẳng áp:

• Qv = Hv = Uv
• Qp = Hp = Up + P. V

Ta có: Qp – Qv ≈ Hp – Hv ≈ P. V ≈ n.RT

Các hệ quả cần nắm

Hệ quả 1: Hiệu ứng nhiệt của phản ứng thuận có độ lớn bằng hiệu ứng nhiệt của phản ứng nghịch nhưng ngược dấu Hệ quả 2: Không thi

Hệ quả 3: Hiệu ứng nhiệt của phản ứng bằng tổng nhiệt tạo thành của các sản phẩm trừ đi tổng nhiệt tạo thành của các chất đầu. aA + bB = cC + dD ; ∆H°pư

∆H°pư = [c∆H°tt (C) + d∆H°tt (D)] – [a∆H°tt (A) + b∆H°tt (B)]

Hệ quả 4: Hiệu ứng nhiệt của phản ứng bằng tổng nhiệt đốt cháy của các chất đầu trừ đi tổng đốt cháy của các sản phẩm phản ứng aA + bB = cC + dD ; ∆H°pư

∆H°pư = [a∆H°đc (A) + b∆H°đc (B)] – [c∆H°đc (C) + d∆H°đc(D)]

Hệ quả 5: Hiệu ứng nhiệt của phản ứng bằng tổng năng lượng liên kết của chất đầu trừ đi tổng năng lượng liên kết của sản phẩm.

Hiệu ứng nhiệt của phản ứng bằng tổng năng lượng liên kết bị đứt (của chất đầu) trừ đi tổng năng lượng liên kết ráp (của sản phẩm)

1. Entropy và thế đẳng áp

2.1 Entropy

Hệ thức Boltzmann :S = kln(w) = ^R ln⁡(W)

NA

Trong đó: k - hằng số Boltzmann

R - hằng số khí ( 8,314 J/mol.độ hay 1,987 cal/mol.độ) NA - số Avogadro

Trong phản ứng hóa học

aA + bB = cC + dD

∆S⁰298 = (cS⁰298 (C) + dS⁰298 (D)) - ( aS⁰298 (A) + bS⁰298 (B) )

2.2 Thế đẳng áp

Phương trình cơ bản của nhiệt động hóa học : ∆G = ∆H - T∆S

Ở điều kiện chuẩn, nhiệt độ T phương trình có dạng là : ∆G⁰T = ∆H⁰T - T∆S⁰T

Các định luật quan trọng Theo định luật Hess:

Phản ứng hóa học : aA + bB = cC + dD

∆G2980 (pư) = c. ∆G2980 ttC + d. ∆G2980 ttD − a. ∆G2980 ttA − b. ∆G2980 ttB Theo phương trình cơ bản của nhiệt động học:

Ở nhiệt độ 298K ∆G⁰298(pư) = ∆H⁰298(pư) – 298.∆S⁰298(pư )

Ở nhiệt độ T

Đơn vị R = 1,987cal/mol.K = 8,314 J/mol.K Theo chu trình nhiệt động:

Ví dụ: tính ∆G⁰1 của phản ứng A → B

Cho biết : A → C⁡ ∶ ∆G₂⁰⁡và⁡⁡C → B⁡ ∶ ∆G₃⁰

Ta suy ra: : ∆G₁⁰ =: ∆G₂⁰+: ∆G₃⁰

3.Cân bằng hóa học

3.1 Hằng số cân bằng

Xét phản ứng đồng thể đơn giản tổng quát: aA + bB ⇄ cC + dD

KC = k^kn^t = C C^{C C}a^CcA ^dDbB (K_C và K_P chỉ phụ thuộc nhiệt độ)

Với k_t, k_n là hằng số tốc độ của phản ứng thuận và phản ứng nghịch.

Trường hợp cân bằng được thiết lập giữa các chất khí, ta có thể thay nồng độ các chất bằng áp suất riêng phần của các chất đó trong biểu thức tính hằng số cân bằng:

Kp =C CC Ca^c_CA ^d_DbB (RT)(c d) (a b+ − + )

=> Kp = Kc (RT)^∆n Trong đó: Δn = ∑n khí(s_ản ph_ẩm) - ∑n khí(ch_{ất đầ}u)

Và R = 0,082 L.atm/mol.K

=> Khi Δn = 0 ( phản ứng không có chất khí hoặc số mol khí không đổi) thì K_p = K_c

3.2 Hằng số cân bằng và các đại lượng nhiệt động

a. Quan hệ giữa hằng số cân bằng và độ thay đổi thế đẳng áp Đối với phản ứng thuận nghịch: aA + bB ⇄ cC + dD

• Nếu phản ứng diễn ra trong pha khí: ΔG_T = ΔG_T⁰ + RTln^ p p^{p p}_a^{c dC D}_{A Bb} ^ (ở mọi thời điểm τ)



∆GT0 = −RTln (PPaAcCPPDdbB)cb = −RTlnKP

• Nếu phản ứng diễn ra trong pha dung dịch:

ΔG0 =−RTlnCCacCACCdDbB cb =−RTlnKC T

b. Quan hệ của hằng số cân bằng với nhiệt độ và nhiệt phản ứng

K₂ ∆H⁰ 1 1

ln = ( − ) K1 R T1 T2

1. Động hóa học (tốc độ phản ứng hóa học)

4.1 Biểu thức tính tốc độc phản ứng

* Tốc độ phản ứng

• Tốc độ trung bình : v =_^C t dC
• Tốc độ tức thời : v =

dt

ở đây : nếu C là nồng độ của chất phản ứng thì lấy dấu – nếu C là nồng độ của sản phẩm thì lấy dấu +

Đối với phản ứng tổng quát: aA + bB = cC + dD

Biểu thức toán học của định luật tác dụng khối lượng có dạng: v kC C= _{A B}^{n m}

• v : tốc độ tức thời của phản ứng ở thời điểm xác định.
• C_A, C_B : nồng độ tức thời của các chất A và B ở thời điểm đó.
• k : hằng số tốc độ, phụ thuộc vào bản chất của phản ứng và nhiệt độ.
• n, m : số mũ. Đối với phản ứng đơn giản: n = a, m = b.

Đối với phản ứng phức tạp: n  a, m  b. n + m = bậc phản ứng.

4.2 Biểu thức ảnh hưởng ảnh hưởng của nhiệt độ tới tốc độ phản ứng

* Quy tắc thực nghiệm của Van’t Hoff

Khi tăng nhiệt độ thêm 10⁰C, tốc độ phản ứng tăng lên từ 2 tới 4 lần.

kkT+_T10 24

= =

• γ : hệ số nhiệt độ (là số lần tăng lên của tốc độ phản ứng mỗi khi tăng 10⁰C).
• k : hằng số tốc độ.

ⁿ k^T+10n

Tổng quát:  =

k_T

1. Dung dịch lỏng
   1. Các loại nồng độ

• 1. Áp suất hơi bão hòa

𝑃₁ = 𝑃₀. 𝑁 Với : P₀: P hơi bão hòa dung môi nguyên chất.

P₁: P hơi bão hòa dung dịch

N₁: nồng độ phần mol của dung môi trong dd.

N₂: nồng độ phần mol của chất tan trong dd.

→ 𝑁₂ = (𝑃⁰_𝑃−₀𝑃1) = ∆_𝑃𝑃_𝑜

• 1. Nhiệt độ sôi và nhiệt độ đông đặc
     • ∆𝑇_𝑠 = 𝐾_𝑠𝐶_𝑚⁡⁡
     • ∆𝑇_đđ = 𝐾_đ𝐶_𝑚⁡⁡⁡⁡⁡⁡ Với:
     • T_s và T_đ – độ tăng nhiệt độ sôi và độ giảm nhiệt độ đông đặc
     • K_s và K_{đ –} hằng số nghiệm sôi và hằng số nghiệm đông của dung môi (phụ thuộc vào bản chất của dung môi)
     • C_m – nồng độ molan của chất tan trong dung dịch

5.3 Áp suất thẩm thấu 

𝜋 = 𝐶_𝑀𝑅𝑇

Trong đó:  - áp suất thẩm thấu

C_M – nồng độ mol của dung dịch

R=0.082

1. Dung dịch điện ly
   1. Sự khác biệt giữa dung dịch phân tử và dung dịch điện ly

• 1. Độ điện ly và hằng số điện ly a, Độ điện ly

𝛼 = 𝑛 = 𝑆ố⁡𝑚𝑜𝑙⁡𝑝ℎâ𝑛⁡𝑡ử⁡đ𝑖ệ𝑛⁡𝑙𝑦

𝑛0 𝑆ố⁡𝑚𝑜𝑙⁡𝑝ℎâ𝑛⁡𝑠ử⁡𝑏𝑎𝑛⁡đầ𝑢

Quan hệ giữa độ điện ly và hệ số đẳng trương

A_mB_n ⇄ mAⁿ⁺ + nB^m-

𝑖 − 1

𝛼 =

𝑞 − 1

o q = m + n (tổng số ion do một phân tử điện ly) o  : độ điện ly biểu kiến.

b/Hằng số điện ly:

AB ⇄ A⁺ + B^-

Ban đầu: C₀

Điện ly: C₀ C₀ C₀

Cân bằng: C₀(1 - ) C₀ C₀ Khi đạt cân bằng hằng số cân bằng chính là hằng số điện ly:

C CA+ . B− (C0)²

KAB = =

C_AB C₀ (1−)

Đối với chất điện ly yếu ( << 1) thì (1 - )  1, do đó:

=> 𝐾 = 𝐶₀𝛼²<=> _ ^K

C₀

7. Độ PH

Công thức chung dùng để tính pH của dung dịch là:

• 𝒑𝑯⁡ =⁡−𝒍𝒐𝒈⁡[𝑯+]
• [𝑯+] = 𝟏𝟎^−𝒑𝑯

Công thức chung dùng để tính 𝒑𝑶𝑯⁻⁡ của dung dịch là:

• 𝒑𝑶𝑯⁻ ⁡=⁡−𝒍𝒐𝒈⁡[𝑶𝑯⁻]
• [𝑶𝑯−] = 𝟏𝟎−𝒑𝑶𝑯−

Mối liên hệ giữa 𝒑𝑯 và 𝒑𝑶𝑯⁻ là 𝒑𝑯 + 𝒑𝑶𝑯⁻=14

HCMUT CNCP HÓA ĐẠI CƯƠNG NGUYỄN QUỐC VƯƠNG

XEM TÀI LIỆU TẠI BACHKHOACNCP.COM KHÓA HỌC ONLINE GIẢI TÍCH 1 77