SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TP CẦN THƠ TRƢỜNG THPT CHUYÊN LÝ TỰ TRỌNG Sáng kiến kinh nghiệm HỆ THỐNG HÓA BÀI TẬP NHIỆT HÓA HỌC TRONG BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN HĨA GV thực hiện: Lê Trƣơng Kim Phƣợng Năm học 2016 – 2017 MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ii PHẦN MỘT: ĐẶT VẤN ĐỀ PHẦN HAI: NỘI DUNG, BIỆN PHÁP THỰC HIỆN 2.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 2.1.1 Một số khái niệm 2.1.2 Hiệu ứng nhiệt phản ứng .2 2.1.3 Nguyên lý I nhiệt động học 2.1.4 Nguyên lý II nhiệt động học 2.2 CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 2.3 NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN .6 2.3.1 Sự nhầm lẫn đơn vị tính tốn .7 2.3.2 Bài toán biến đổi trạng thái chất qua nhiều giai đoạn 2.3.3 Sử dụng đại lƣợng nhiệt động dự đoán độ bền chất dự đoán khả tự diễn biến trình cụ thể 10 2.3.4 Bài tập kết hợp số cân 11 2.3.5 Bài tập liên quan thực tiễn sản xuất 14 2.3.6 Các kĩ tốn học cần thiết cho tốn nhiệt hóa học 16 2.4 KẾT QUẢ 17 2.4.1 Định tính 17 2.4.2 Định lƣợng .18 PHẦN BA: KẾT LUẬN 19 PHỤ LỤC 20 TÀI LIỆU THAM KHẢO .21 i DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT đktc: điều kiện tiêu chuẩn HS: học sinh HSG: học sinh giỏi GV: giáo viên PƢ: phản ứng ii Trường THPT Chuyên Lý Tự Trọng GV: Lê Trương Kim Phượng PHẦN MỘT: ĐẶT VẤN ĐỀ Thi học sinh giỏi cấp không hội để học sinh nâng cao khả tự học, tự rèn, đƣợc cọ sát với nhiều dạng đề mà hội để giáo viên nâng cao khả sáng tạo, đổi phƣơng pháp dạy học để đạt đƣợc kết tốt Ngồi kiến thức chun mơn giải pháp, kinh nghiệm đúc kết đƣợc từ thực tiễn giảng dạy điều vô cần thiết để nâng cao chất lƣợng bồi dƣỡng học sinh giỏi cấp Trong trình bồi dƣỡng học sinh giỏi mơn Hóa học, tơi nhận thấy tập liên quan đến Nhiệt hóa học nội dung ln xuất đề thi Olympic 30/4, Olympic Khoa học tự nhiên, Trại hè Phƣơng Nam, thi chọn học sinh giỏi quốc gia lý thuyết, Olympic Hóa học Quốc tế (IChO),… Trong nội dung này, tập liên quan đến tính tốn hiệu ứng nhiệt phản ứng, mối liên hệ đại lƣợng nhiệt học (nhiệt phản ứng, entropy, lƣợng tự Gibbs, lƣợng hoạt hóa, cơng thực hiện, biến thiên nội năng, v.v…) Bên cạnh đó, mức độ vận dụng cao hơn, tập nhiệt hóa học đƣợc kết hợp với kiến thức Động hóa học, chẳng hạn nhƣ: dạng đồ thị lƣợng hoạt hóa – dự đoán chế phản ứng, lƣợng tự Gibbs – số cân – chiều chuyển dịch cân bằng, v.v… Trong trình giảng dạy chuyên đề Nhiệt hóa học, tơi nhận thấy học sinh, chí giáo viên gặp khơng khó khăn vấn đề phân dạng tập lỗi thƣờng gặp, đặc biệt việc sử dụng đơn vị SI/khơng SI, cơng thức tính tốn điều kiện chuẩn/khơng chuẩn, v.v… Chính thế, phân dạng tập Nhiệt hóa học với lỗi thƣờng gặp, nhƣ lƣu ý giải tập việc vô cần thiết giảng dạy nội dung Từ đó, tơi định thực đề tài Hệ thống hóa tập nhiệt hóa học bồi dưỡng học sinh giỏi mơn hóa với mong muốn đúc kết, chia sẻ kinh nghiệm thân q thầy bạn đồng nghiệp Hi vọng, qua sáng kiến kinh nghiệm này, trao đổi học tập lẫn nhau, nâng cao chất lƣợng công tác bồi dƣỡng học sinh giỏi cấp SKKN năm học 2016 – 2017 Trang Trường THPT Chuyên Lý Tự Trọng GV: Lê Trương Kim Phượng PHẦN HAI: NỘI DUNG, BIỆN PHÁP THỰC HIỆN 2.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI [1-3] 2.1.1 Một số khái niệm 2.1.1.1 Hiệu ứng nhiệt phản ứng Hiệu ứng nhiệt phản ứng hóa học lƣợng tỏa hay hấp thụ phản ứng Để so sánh nhiệt phản ứng cần rõ điều kiện phản ứng xảy ra: - Lƣợng chất tham gia sản phẩm tạo thành theo hệ số tỷ lƣợng - Trạng thái vật lý chất 2.1.1.2 Năng lượng tạo liên kết Năng lƣợng tạo liên kết là lƣợng đƣợc giải phóng tạo thành liên kết mol chất hóa học từ nguyên tử riêng lẻ thể khí Khi ∆Hlk < 2.1.1.3 Điều kiện tiêu chuẩn Điều kiện tiêu chuẩn đƣợc chấp nhận điều kiện sau: - Nhiệt độ: 25oC - Áp suất: atm - Trạng thái chất: nguyên chất, bền 2.1.2 Hiệu ứng nhiệt phản ứng 2.1.2.1 Nhiệt sinh chuẩn (nhiệt tạo thành chuẩn) ∆Htt chất: lƣợng nhiệt phản ứng tạo thành mol hợp chất từ đơn chất bền điều kiện chuẩn Chất sản phẩm chất phản ứng phải chất nguyên chất 1atm giữ P, T = const, số liệu nhiệt động chuẩn tài liệu thƣờng đƣợc xác định nhiệt độ T = 298K Nhiệt tạo thành chuẩn đơn chất 2.1.2.2 Nhiệt cháy chuẩn ∆Hc chất: lƣợng nhiệt tỏa hay hấp thụ phản ứng đốt cháy mol hợp chất oxi thành oxit bền (với số oxi hóa cao nguyên tố) Nhiệt đốt cháy oxit với số oxi hóa cao nguyên tố 2.1.2.3 Nhiệt phân hủy ∆Hph chất: lƣợng nhiệt tỏa hay hấp thụ phản ứng phân hủy mol hợp chất thể khí thành nguyên tố thể khí Ta có: ∆Htt = –∆Hph 2.1.2.4 Nhiệt hòa tan Q trình hòa tan chất rắn (tinh thể) lỏng vào nƣớc (hoặc dung mơi khác) thƣờng gồm q trình: phá vỡ mạng lƣới tinh thể – hấp thụ nhiệt (∆H1 > 0) q trình hiđrat hóa (solvat hóa, dung mơi hóa) – tỏa nhiệt (∆H2 < 0) Lƣợng nhiệt tỏa hay hấp thụ vào hòa tan mol chất gọi nhiệt hòa tan: ∆Hht = ∆H1 + ∆H2 SKKN năm học 2016 – 2017 Trang Trường THPT Chuyên Lý Tự Trọng GV: Lê Trương Kim Phượng 2.1.2.5 Nhiệt thăng hoa: Là lƣợng cần thiết để chuyển mol chất trạng thái rắn thành nguyên tố trạng thái khí đktc Ví dụ: C (r)  C (k) Ho298K = 172 kcal/mol 2.1.2.6 Nhiệt chuyển pha: Là lƣợng cần thiết để chuyển mol chất từ trạng thái rắn sang lỏng từ lỏng sang khí nhiệt độ xảy trình chuyển pha Nhiệt độ chuyển pha chất áp suất xác định không đổi suốt trình chuyển pha 2.1.3 Nguyên lý I nhiệt động học 2.1.3.1 Biến thiên nội ∆U Nguyên lý trạng thái đầu trạng thái cuối: hệ đóng thực trình mở hiển nhiên phần lƣợng trao đổi hệ với môi trƣờng dƣới dạng nhiệt trừ phần lƣợng trao đổi đƣợc thực dƣới dạng công phải biến thiên nội hệ trình chuyển từ trạng thái sang trạng thái khác, nghĩa là: ∆U = Q + A - Trong điều kiện đẳng tích: A =  Qv = Uv - Trong điều kiện đẳng áp: QP = (U2 + PV2) – (U1 + PV1) 2.1.3.2 Entanpi H ∆H = ∆U + ∆(PV) = Q + VdP Trong điều kiện đẳng áp: Qp = (U2 + PV2) – (U1 + PV1)  Qp = ∆H Nghĩa phản ứng đƣợc thực áp suất không đổi, lƣợng nhiệt truyền cho hệ đƣợc dùng để làm tăng entanpi H hệ 2.1.3.3 Cơng nhiệt Cơng (A) nhiệt (Q) nói chung khơng phải hàm trạng thái giá trị chúng phụ thuộc vào cách biến đổi *Công giãn nở (cơng chuyển dịch): A = -Pngồi.dV  A phụ thuộc vào Pn (hệ sinh cơng nên có dấu -) *Giãn nở chân không: Pn =  W = *Giãn nở hữu hạn: A = -  Pn dV *Giãn nở bất thuận nghịch: Pn = const  Abtn = -Pn(V2 – V1) V2 *Giãn nở thuận nghịch: Pn = Phệ  A = -  Pn dV V1 V *Nếu khí lý tƣởng giãn nở đẳng nhiệt: Pn = Phệ = Vậy: Atn = -nRTln nRT dV  Atn = -  nRT V V V1 V2 P = nRTln V1 P1 2.1.3.4 Quan hệ biến thiên nội biến thiên entanpi phản ứng mol khí lý tưởng Đối với khí lý tƣởng: ∆H = ∆U + ∆(PV) = ∆U + ∆nRT SKKN năm học 2016 – 2017 Trang Trường THPT Chuyên Lý Tự Trọng GV: Lê Trương Kim Phượng T2 Q trình đẳng tích: A = 0; H = U + V.P; ∆Qv = ∆Uv = T C v dT T2 Quá trình đẳng áp: ∆Qp = ∆Hp = T Cp dT QP = QV + nRT lại có ∆UT = ∆HT V Quá trình đẳng nhiệt: nhiệt độ khơng đổi, xem P ~ =0 UT = QT + AT =  QT = -AT = -nRTln S TN = V2 P = nRTln V1 P1 QTN Lnc L = h = T Tnc TS Quá trình đoạn nhiệt: Q = 0; dU = Q + A = A = -PdV = T2  n.C T1 V dT T Quá trình bất thuận nghịch dUBTN = ABTN = -Png.dV = -P2.dV = -P2(V2 – V1) = -P2.( nRT2 nRT1 ) = nCV (T2 - T1 ) P2 P1 UBTN = ABTN = -Png.(V2 – V1) = n.CV.T Quá trình thuận nghịch W = U = n.CV(T2 - T1) T1.V 1 1 = T2.V 2 1  T2 = T1.( V1 -1 ) V2 H = n.CP(T2 – T1) Quá trình đoạn nhiệt thuận nghịch T V γ 1 = const P.V = const (với γ  T V  Biến đổi, ta đƣợc:    T2  V1  γ 1 P      P1  CP ) CV 1 γ γ Ngoài ra, cơng thức tính cơng q trình là: γ  nRT2   V2  A 1    γ   V1   1    nRT2  1 γ  1γ    P2  γ 1   P    1       2.1.3.5 Phương trình Kirchoff H2 = H1 +  T2 T1 ΔCp dT 2.1.4 Nguyên lý II nhiệt động học 2.1.4.1 Entropy a Entropy chuẩn chất: entropy chất điều kiện chuẩn P = 1atm, T = 298K (25oC) với mol chất (đối với dung dịch nồng độ phải mol/lít), đƣợc ký hiệu ΔSo298 Đơn vị entropy chuẩn J.mol–1K–1 hay cal.mol–1K–1 SKKN năm học 2016 – 2017 Trang Trường THPT Chuyên Lý Tự Trọng GV: Lê Trương Kim Phượng Những q trình nóng chảy, bay hơi, thăng hoa, ngƣng tụ, v.v… kết đồng thời tƣợng: truyền lƣợng biến đổi trật tự xếp hạt chất Vì có khả chuyển động hỗn loạn, hạt khuếch tán trộn lẫn với Nói khác đi, hệ có xu hƣớng chuyển từ trạng thái hỗn loạn sang trạng thái hỗn loạn nhiều  Entropy thước đo mức độ hỗn loạn trạng thái hệ b Tính biến thiên entropy số trình Định luật Nernst: “Entropy tất chất tinh khiết (dạng tinh thể) không độ tuyệt đối số không” (Nguyên lý thứ ba nhiệt động học) ∆S = ∆Shệ + ∆Smtxq = ∑∆S (sản phẩm) – ∑∆S (tác chất) =  T2 T1 ΔQ T Để PƢ tự xảy ∆S > Quá trình thuận nghịch đẳng nhiệt: ∆S = Q V P  Rln  Rln T V1 P1 T2 T1 T2 T V  const Quá trình thuận nghịch đẳng tích: ∆S =  CV dlnT C   CV ln T1 T1 Quá trình thuận nghịch đẳng áp: ∆S =  T2 T1 P  const CP dlnT C    CP ln 2.1.4.2 Năng lượng tự Gibbs (thế đẳng nhiệt, đẳng áp) ∆G = ∆H – T∆S  ∆H = ∆G + T∆S a Thế đẳng áp sinh chuẩn chất nhiệt độ T (∆GoT): Là biến thiên đẳng áp phản ứng tạo thành mol chất từ đơn chất bền điều kiện chuẩn nhiệt độ T phản ứng Giá trị G chất âm chất bền b Tính biến thiên lượng tự Gibbs cho số trình – mối liên hệ với số cân nhiệt độ *Tính biến thiên lƣợng tự Gibbs cho PƢ hóa học: ∆G = ∑∆G (sản phẩm) – ∑∆G (tác chất) Để trình tự diễn biến ∆G <  trình tự diễn biến theo chiều giảm G đạt G *Mối liên hệ G với số cân tỉ số phản ứng: ∆Go = –RTlnKcb = –2,303RTlgKcb GT = ∆Go298 + RTlnQ *Phƣơng trình Gibbs – Helmholtz: ΔG T2 T2  ΔG T1 T1  1  ΔH    T2 T1  *Đối với chất rắn chất lỏng: coi V = const P biến đổi (trừ miền P lớn) Do đó: G = V(P2 – P1) P *Đối với chất khí (xem lý tƣởng): G P2  G P1  nRTln P1 *Giãn nén đẳng nhiệt khí lí tƣởng: G = nRT.ln SKKN năm học 2016 – 2017 P2 V = nRT.ln P1 V2 Trang Trường THPT Chuyên Lý Tự Trọng GV: Lê Trương Kim Phượng *Trộn lẫn đẳng nhiệt, đẳng áp khí lí tƣởng: G = nA.RTlnxA + nB.RTlnxB 2.2 CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Các tập nội dung Nhiệt hóa học xuất nhiều đề thi HSG cấp từ nhiều năm nay, cụ thể nhƣ: Học sinh giỏi tỉnh Đồng sông Cửu Long (Olympic 30/4) từ năm 2001, Olympic Hóa học sinh viên trường Đại học, cao đẳng toàn quốc từ năm 2005, Học sinh giỏi Quốc gia THPT môn Hóa học từ năm 2000, Olympic Hóa học quốc tế (IChO) từ lần thứ 12 (năm 1979) đến nay, v.v… Trong trình biên soạn giảng dạy chuyên đề Nhiệt hóa học, thân tơi nhận thấy số khó khăn nội dung bao gồm: - Sự nhầm lẫn đơn vị dạng lƣợng, đặc biệt toán sử dụng đơn vị không SI - Không nhận dạng đƣợc trình biến đổi khí (đẳng nhiệt, đẳng áp, đoạn nhiệt, v.v…) từ dẫn đến sử dụng sai cơng thức - Nhầm lẫn thứ nguyên số cân dẫn đến sử dụng sai loại số (KC, KP hay KX) - Chƣa xác định đƣợc điều kiện chuẩn cho biến thiên entanpy, biến thiên entropy lƣợng tự Gibbs Một số trƣờng hợp, chƣa nhận dạng đƣợc công thức sử dụng điều kiện không chuẩn cho đại lƣợng nhiệt động Với sở phân tích trên, tơi cho SKKN Hệ thống hóa tập nhiệt hóa học bồi dưỡng học sinh giỏi mơn hóa mang tính thiết thực khả thi cao Trong SKKN này, hệ thống lại số dạng tập Nhiệt hóa học thƣờng gặp, dạng có phân tích, đánh giá khó khăn, lỗi thƣờng gặp Từ giúp cho HS tránh đƣợc lỗi sai khơng đáng có trình làm 2.3 NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN tốn cơng –nội – q trình sản xuất thực tiễn Một phản ứng dùng để luyện kẽm theo phƣơng pháp khô là: ZnS (r) + O2 (k) → ZnO (r) + SO2 (k) Tính ∆Ho phản ứng nhiệt độ 298K 1350K, coi nhiệt dung chất không phụ thuộc vào nhiệt độ miền nhiệt độ nghiên cứu Giả thiết ZnS nguyên chất Lƣợng ZnS không khí (20% O2 80% N2 theo thể tích) lấy tỉ lệ hợp thức bắt đầu 298K đạt đến nhiệt độ hấp thụ lƣợng nhiệt tỏa phản ứng điều kiện chuẩn 1350K (lƣợng nhiệt dùng để nâng nhiệt độ chất đầu) Hỏi phản ứng có trì đƣợc không, nghĩa không cần cung cấp nhiệt từ bên ngoài, biết phản ứng xảy nhiệt độ không thấp 1350K? Thực tế quặng Sfalerit ngồi ZnS chứa SiO2 Vậy hàm lƣợng % ZnS quặng tối thiểu phải để phản ứng tự trì đƣợc? Cho biết entanpi tạo thành chuẩn chất 25oC (kJ.mol-1) SKKN năm học 2016 – 2017 Trang Trường THPT Chuyên Lý Tự Trọng GV: Lê Trương Kim Phượng Hợp chất ZnO (r) ZnS (r) SO2 (k) ΔH -347,98 -202,92 -296,90 -1 -1 Nhiệt dung mol đẳng áp chất (J.K mol ): Hợp chất ZnS (r) ZnO (r) SO2 (k) O2 (k) N2 (k) o CP 58,05 51,64 51,10 34,24 30,65 -1 -1 Biết MZnS = 97,42g.mol ; MSiO = 60,10g.mol o f SiO2 (k) 72,65 Bài giải ΔH = -347,98 - 296,90 + 202,92 = -441,96 KJ o 298 1) ΔCoP = 51,64 + 51,10 - 58,05 – 34,24 = -6,67 J.K-1 o = -448976,84J (dùng định luật Kirchoff) ΔH1350  Cop  Cop(ZnS)  CoP(O2 )  6Cop(N )  xCop(SiO2 ) = 293,31 J.K-1 T ΔH o 1350 2) +  293,31dT   T  1829K 298 T = 1829K > 1350K nên phản ứng tự trì đƣợc 3) Gọi x số mol SiO2 có mol ZnS C o p  Cop(ZnS)  o CP(O )  6Cop(N )  xC op(SiO2 ) = 293,31 + 72,65x (J.K-1) 1350 1350 298 298 = -448976,84 +  293,31dT+  72,65xdT =  x = 1,84 mol  % ZnS = 47% 2.3.1 Sự nhầm lẫn đơn vị tính tốn Đối với tập tính tốn Nhiệt hóa học, điều vơ quan trọng đơn vị đại lƣợng Đa số HS ý đến việc áp dụng công thức mà không để ý rằng, sử dụng đơn vị khác kết khác Đặc biệt đơn vị áp suất, số khí lý tƣởng R, lƣợng, v.v… đơn vị đề khơng thuộc hệ SI Ví dụ 1: Một bình tích V = lít đƣợc ngăn làm phần nhau: - Phần chứa N2 298K áp suất atm, - Phần 298K áp suất atm Tính G, H, S (theo Joule) trình trộn lẫn khí ngƣời ta bỏ vách ngăn Phân tích đề - Bài tốn đơn áp dụng cơng thức tính S G trộn lẫn khí - Vấn đề cần tính giá trị nhiệt động theo đơn vị Joule S = S(N2) + S(O2) = n N Rln = PN V N  PO2 VO2 T SKKN năm học 2016 – 2017 PN V N PO VO V2 V 5 + nO2 Rln = 2 Rln + 2 Rln RT RT 2,5 2,5 V1 V1 ln = 0,0174 (L.atm/K) Trang Trường THPT Chuyên Lý Tự Trọng GV: Lê Trương Kim Phượng - Nếu HS dừng lại kết 0,0174 lúc đơn vị S L.atm/K - Nhƣ vậy, HS cần thêm bƣớc chuyển đổi từ L.atm sang Joule: S = 0,0174.101,325 = 1,763 (J/K) đƣợc trọn điểm Ví dụ 2: Nitrosyl clorua (NOCl) chất độc, đun nóng phân huỷ thành nitơ monoxit khí clo Tính gần KP (theo atm) phản ứng 400K, xem cách gần giá trị H S không thay đổi khoảng nhiệt độ cho, phản ứng đƣợc cân theo hệ số nguyên, tối giản Biết: Nitrosyl clorua Nitơ monoxit Cl2 o –1 H 298 (kJ.mol ) 51,71 90,25 o –1 –1 S 298 (J.K mol ) 264 211 223 Phân tích đề - Đây dạng tốn nhiệt hóa học, tính KP thông qua H S - HS dễ dàng nhận định đƣợc bƣớc làm, quan trọng sử dụng công thức: ln K P (T2 ) ΔH  1  =  -  R  T1 T2  K P (T1 ) - Trong chƣơng trình THPT, hầu hết HS biết đến số khí lý tƣởng R = 0,082 nhƣng không hiểu rõ đơn vị số - Với yêu cầu tính KP (theo atm) R phải sử dụng khớp với đơn vị H S Sau tính tốn: Ho298 = 77,08 kJ; So298 = 117 J/K; Go298 = 42214 J, từ tiếp tục sử dụng cơng thức: Go298 = –RTlnK298  lnK298 Với đơn vị Go298 Joule R cần sử dụng 8,314 J.mol–1.K–1 Kết luận: Để tránh mắc lỗi nhầm đơn vị, GV cần: - Cung cấp hệ thống đơn vị thông dụng cho HS (Phụ lục) - Hƣớng dẫn HS cách chuyển đổi đơn vị thật nhuần nhuyễn, hiểu rõ mối liên hệ đơn vị sử dụng - Rèn luyện tính cẩn thận đọc đề làm cho HS 2.3.2 Bài toán biến đổi trạng thái chất qua nhiều giai đoạn - Dấu hiệu: chất (hoặc hệ chất) ban đầu có trạng thái nhiệt độ xác định (trạng thái 1), qua trình biến đổi thành chất (hoặc hệ chất) trạng thái (trạng thái 2) - Sai sót dễ mắc phải: + Thiết lập thiếu giai đoạn biến đổi + Xác định sai chất biến đổi (đẳng nhiệt, đẳng áp, đẳng tích, v.v ), từ áp dụng sai cơng thức + Không ý đề cho nhiệt dung mol (J.mol–1.K–1) hay nhiệt dung riêng (J.gam– –1 K ) + Xác định thiếu chất hệ chất tham gia biến đổi SKKN năm học 2016 – 2017 Trang Trường THPT Chuyên Lý Tự Trọng GV: Lê Trương Kim Phượng Ví dụ 3: Tính nhiệt lƣợng cần thiết để nâng nhiệt độ 9,0 gam nƣớc từ -50oC đến 500oC P = atm Biết nhiệt nóng chảy nƣớc 273K 6004 J/mol; nhiệt bay nƣớc 373K 40660 J/mol; giá trị nhiệt dung (J/mol.K) là: Cop, r = 35,56 (J/molK); Cop,ℓ = 75,3 (J/molK); Cop, h = 30,2 + 10-2T (J/molK) Phân tích đề - HS cần nhận định đƣợc, tồn q trình xảy biến đổi Đặc biệt HS phải hiểu rõ: trình chuyển pha (rắn – lỏng, lỏng – khí) trình đẳng áp sử dụng cơng thức tính H S cho trình đẳng áp - Sơ đồ hóa q trình biến đổi, cụ thể ví dụ nhƣ sau: H2O(r) -50oC H1 H H3 H4 H2O(r) H2 H2O(l) H2O(l) H2O(h) H2O(h)(500oC) 100oC 100oC 0oC 0oC - Áp dụng công thức: H = o 273  ΔH   nC 773 373 o P(r) dT  n.L nc   n.C dT  n.L h +  n.C oP(h) dT o P(l) 223 373 273 - Đề cho lƣợng nƣớc đơn vị gam, đơn vị nhiệt dung lại tính theo mol  HS cần đổi số mol nƣớc Ví dụ 4: Một viên nƣớc đá khối lƣợng 10 gam có nhiệt độ -25oC đƣợc thả vào cốc có chứa 300 mL rƣợu đế Gò Đen (có độ rƣợu 39,5o) nhiệt độ phòng 25oC đến hệ đạt cân nhiệt độ Biết số liệu cho bảng sau: Nước lỏng Nhiệt dung đẳng áp (J.mol-1.K-1) 75,31 Nước đá 37,66 Rượu 113,00 Khối lượng riêng (g.mL-1) 1,00 Nhiệt nóng chảy (J.mol-1) Phân tử khối (đvC) 18 6009 18 0,80 46 a Tính nhiệt độ (oC) hệ rƣợu – nƣớc đá đạt đến cân b Tính biến thiên entropy q trình Phân tích đề - Tƣơng tự nhƣ ví dụ 3, HS cần phân tích lập đƣợc sơ đồ chuyển hóa q trình - Điều khác biệt khiến HS dễ mắc sai lầm dạng ban đầu khơng phải có chất mà hệ chất (rƣợu -25oC nƣớc -25oC) - Chỉ cần HS xác định đƣợc chất hệ chất thu/tỏa nhiệt thiết lập sơ đồ toán trở nên dễ dàng: Hệ 300 ml rƣợu 39,5o tỏa nhiệt, hệ viên nƣớc đá thu nhiệt Gọi t nhiệt độ hệ cân Khi hệ cân nhiệt, nghĩa Qthu = Qtỏa (với Q = m.c.∆T) Viên nƣớc đá từ -25oC tăng nhiệt độ lên toC trải qua trình sau: Q o C = 37,66 C = 75,31 Nƣớc đá -25oC  nƣớc lỏng 0oC   nƣớc đá C   nƣớc lỏng -25 C  C Ct C C o o nc o o o toC SKKN năm học 2016 – 2017 Trang Trường THPT Chuyên Lý Tự Trọng GV: Lê Trương Kim Phượng 181,5 10 6009.10 10  94,8   113 + 75,31 (25 - t) = 37,66.(0 - (-25)) + + 75,31.(t - 0) 18 18 18 18  46   t = 20,254oC - Xác định đƣợc: S = (Srƣợu + Snƣớc lỏng) + Snƣớc đá 181,5 273 6009 293,2   94,8  293,21 10  113+ 75,31 ln +  37,66.ln + +75,31 ln   18 298 18  248 273 273   46   S = 1,147 J/mol.K Kết luận: Để làm tốt dạng này, GV cần: - Hƣớng dẫn rèn luyện cho HS cách thiết lập sơ đồ q trình chuyển hóa nhiều giai đoạn - Rèn luyện cho HS thục cách thiết lập phƣơng trình cân nhiệt - Trang bị cho HS kĩ tốn học (tích phân, vi phân đơn giản) cho phƣơng trình tính H S điều kiện đẳng áp đẳng tích 2.3.3 Sử dụng đại lƣợng nhiệt động dự đoán độ bền chất dự đoán khả tự diễn biến trình cụ thể - Dấu hiệu: Với dạng này, câu hỏi đề đặt thƣờng rõ ràng: + Trong điều kiện, chất bền liên kết bền hơn? + Trong điều kiện chuẩn/điều kiện cho, phản ứng xảy đƣợc không? + Trong điều kiện chuẩn/điều kiện cho, phản ứng diễn theo chiều nào? - Một số lƣu ý: + HS thƣờng dùng giá trị H S để dự đoán độ bền chất Tuy nhiên, giá trị để dự đốn độ bền chất G, H chủ yếu đƣợc dùng để dự đoán độ bền liên kết + Trong điều kiện đẳng nhiệt, đẳng áp sử dụng giá trị G, điều kiện đẳng nhiệt, đẳng tích cần sử dụng giá trị F + G, F nhỏ chất bền; Hliên kết lớn liên kết bền chặt Ví dụ 5: Có mol O2 nguyên chất 25oC, 2atm; mol O2 nguyên chất 25oC, 1atm mol O2 25oC khơng khí mặt đất (P = 1atm, O2 chiếm 21% V khơng khí) Các giá trị hàm G mol O2 trƣờng hợp Joule? Từ rút kết luận: Khả phản ứng O2 trƣờng hợp cao hay thấp so với trƣờng hợp khác? Phân tích đề - Câu hỏi đề rõ ràng, HS cần so sánh giá trị hàm G điều kiện Giá trị G bé O2 điều kiện bền nhất, khả phản ứng - Không thể tính trực tiếp giá trị G mà thơng qua cơng thức tính G: Gọi Go hàm Gibb mol O2 1atm (điều kiện chuẩn) mol O2, 1atm, 25oC  mol O2, 2atm, 25oC SKKN năm học 2016 – 2017 Trang 10 Trường THPT Chuyên Lý Tự Trọng (Go) G1 = G1 – Go = nRTln GV: Lê Trương Kim Phượng (G1) P2 = 1.8,314.298,15.ln = 1718,29 (J)  G1 > Go P1 Gọi G2 hàm Gibb 1mol O2 25oC khơng khí (0,21 atm) 1mol O2, 25oC, 1atm  mol O2, 25oC, 0,21atm (Go) (G2) G2 = G2 – Go = 1.8,314.298,15.ln 0,21 = -3868,8(J)  G2 < Go Vậy: G2 (1mol O2, 25oC, 0,21atm) < Go (1 mol O2, 25oC, 1atm) < G1 (1 mol O2, 25oC, 2atm) Một chất có hàm G cao bền  mol O2 25oC, 2atm có khả phản ứng cao mol O2 nằm khơng khí bền có khả phản ứng Ví dụ 6: Cho cân bằng: Me3DBMe3 (k) Me3D (k) + BMe3 (k) (1), B o nguyên tố bo, Me nhóm CH3 Ở 100 C, thực nghiệm thu đƣợc kết nhƣ sau: Chất Me3NBMe3 (D nitơ) Me3PBMe3 (D photpho) KP (Pa) 4,720.104 1,280.104 So (JK–1mol–1) 191,3 167,6 a Cho biết hợp chất khó phân li hơn? Vì sao? b Bằng tính tốn cụ thể, cho biết hai liên kết N–B P–B, liên kết bền hơn? Phân tích đề - HS cần nhận định rõ câu a, cần dùng giá trị G để so sánh khả bị phân li hợp chất Còn câu b, cần dùng giá trị H để so sánh độ bền liên kết N–B P– B a *Đối với hợp chất Me3NBMe3: Go1 = 2329,33 (J/mol) *Tƣơng tự với Me3PBMe3: Go2 = 6376,29 (J/mol) Vì Go1 < Go2 nên Me3PBMe3 khó bị phân hủy b Ho = Go + TSo  Ho1 = 73712,93 (J/mol)  Ho2 = 68916,23 (J/mol) Vì Ho1 > Ho2 nên liên kết N-B bền hơn. Kết luận: Để hoàn thành tốt dạng tập này, GV cần giảng giải thật kĩ để giúp HS hiểu rõ ý nghĩa hàm H G Khi hiểu rõ ý nghĩa hàm này, HS trả lời yêu cầu đề 2.3.4 Bài tập kết hợp số cân - Dấu hiệu: Với dạng này, yêu cầu đề thƣờng rõ ràng: + Tính số cân phản ứng + Từ số cân bằng, dự đoán khả xảy phản ứng mạnh hay yếu? + Dự đốn chiều diễn biến phản ứng thơng qua số cân SKKN năm học 2016 – 2017 Trang 11 Trường THPT Chuyên Lý Tự Trọng GV: Lê Trương Kim Phượng - Một số lƣu ý: + Thƣờng tính số cân theo công thức: ΔG o = -RTlnK Thật số cân biểu thức KX với KX = KP P-Δn nhƣng nhiều tài liệu đồng giá trị K với Một cách xác, điều kiện 1atm  1bar (thƣờng đề khơng nhắc tới), xem cách gần K X = K P + Cần thống đơn vị G với R (nhƣ nêu phần 2.3.1) + Xác định xem G có phải điều kiện chuẩn hay khơng? Ví dụ 7: Tính số cân phản ứng (1) 1627°C Phản ứng xảy theo chiều thuận hay không nhƣ áp suất ban đầu O2 dƣới 1,00 Torr? Cho biết Torr  mmHg 2Ni (lỏng) + O2 (khí)  2NiO (rắn) (1) Cho biết: ∆Ghình thành (NiO) 1627oC -72,1 kJ.mol–1; 0oC thang Celsius 273,15K Phân tích đề - Đề yêu cầu tính số cân phản ứng lại cung cấp số liệu ∆G nhiệt độ xác định HS dễ dàng nhận công thức cần sử dụng ΔG o = -RTlnK - Trong này, áp dụng công thức trên, HS sử dụng K KP? Vì đề khơng nhắc đến áp suất chuẩn Po  xem cách gần KP - Ngoài ra, HS cần ý chuyển đổi đơn vị tính áp suất atm Torr - Hƣớng giải bài: Thế Gibbs tiêu chuẩn phản ứng (1) gấp hai lần Gibbs tiêu chuẩn hình thành NiO: ΔGo1900 = 2.(–72,1) = –144,2 kJ o ΔG   K=  e RT  e 8,314.1900 = 9215 pO 144200 Tại cân bằng: pO   1,085.10 atm = 0,0825 Torr K Với 0,0825 Torr < p(O2) < 1,00 Torr phản ứng dịch chuyển theo chiều từ trái sang phải để đạt đƣợc cân Ví dụ 8: Hãy cho biết phản ứng 2Ni (lỏng) + O2 (k) 2NiO (r) (2) 1627oC tự diễn biến theo chiều thuận đƣợc khơng áp suất riêng phần oxi nhỏ 150 Pa? Cho: ∆Ghình thành (NiO) 1627oC -72,1 kJ.mol–1; áp suất chuẩn Po = 1,000.105 Pa; 0oC thang Celsius 273,15K Phân tích đề - Thoạt nhìn, HS cho Ví dụ tƣơng tự ví dụ 7, áp dụng công thức o ΔG = -RTlnK Tuy nhiên, HS cần tinh ý đề có cho giá trị áp suất chuẩn Po = 1,000.105 Pa  giá trị K công thức KX - Khi đó, hƣớng giải khác chút so với ví dụ 7: Từ phản ứng (2) ta có: ∆Gophản ứng = -72,1.2 = -144,2 kJ/mol = -144200 J/mol SKKN năm học 2016 – 2017 Trang 12 Trường THPT Chuyên Lý Tự Trọng GV: Lê Trương Kim Phượng ΔG o 144200   lnK =  = 9,127  K = 9207,98 RT 8,314.1900,15 Đối với phản ứng (2): Δn (k) = -1 K= KP K  P1 Δn(k) Po Po  KP = K.Po-1 = 9207,98.(1,000.105)-1 Mặt khác: KP = với PO áp suất cân O2 PO 2  PO = 1, 000.105 = 10,86 (Pa) 9207,98 Vậy phản ứng có xảy 10,86 Pa < PO < 150Pa Ví dụ 9: Thế Gibbs tiêu chuẩn phản ứng: TiO2 (rắn) + 3C (rắn)  2CO (khí) + TiC (rắn) (3) dƣơng 727°C Tính áp suất cân CO 727°C Phản ứng nên đƣợc tiến hành điều kiện áp suất nhƣ nhiệt độ cho cho phản ứng tự diễn biến? Cho biết: Chất TiO2 toC 727 Go, kJ.mol–1 -757,8 TiC CO 727 727 -162,6 -200,2 Phân tích đề - Đây toán liên quan số cân với ∆G Chỉ có điểm khác biệt, đề hỏi điều kiện áp suất  áp suất điều kiện (hay nói cách khác điều kiện khơng chuẩn) - Do đó, HS phải hiểu cần sử dụng cơng thức tính ∆G thời điểm bất kì: G  Go  RTlnp2CO - Đề khơng nhắc đến áp suất chuẩn Po  xem cách gần KP ΔG°= –162,6 + 2.(–200,2) – (–757,8) = 194,8 kJ Chiều phản ứng từ trái sang phải ΔG < Ta có:  ΔG o 2RT  19480 2.8,314.1000 = 8,17.10–6 atm  pCO < e Nhƣ áp suất riêng phần CO hệ dƣới 8,17.10–6 atm, phản ứng xảy tự phát theo chiều từ trái sang phải Kết luận: Để hoàn thành tốt dạng tập này, GV cần: - Giải thích rõ ý nghĩa số cân K công thức ΔG o = -RTlnK - Giải thích rõ với dấu hiệu đề K KX, KP - Giúp HS nhận điều kiện áp suất, nồng độ có phải điều kiện chuẩn hay không? G < –RTln p o CO  pCO < e SKKN năm học 2016 – 2017 Trang 13 Trường THPT Chuyên Lý Tự Trọng GV: Lê Trương Kim Phượng 2.3.5 Bài tập liên quan thực tiễn sản xuất - Dấu hiệu: Với dạng đề này, ngồi việc tính tốn, thƣờng có thêm u cầu giải thích thực tế sản xuất lại khơng làm nhƣ tính tốn, cần phải áp dụng thêm điều kiện để tăng hiệu suất phản ứng, v.v - Một số lƣu ý: + HS cần trang bị thêm kiến thức thực tiễn trình sản xuất, vận dụng linh hoạt nguyên lý Le Chatelier Động hóa học + Thƣờng gặp q trình sản xuất NH3 cơng nghiệp, tính tốn nhiệt lƣợng tỏa lò phản ứng, v.v Ví dụ 10: Tính biến thiên lƣợng Gibbs phản ứng sau đây: 3H2 + N2  2NH3 (3) 300K Với áp suất riêng phần khí nhƣ sau: p(NH3) = 1,0 atm, p(H2) = 0,50 atm, p(N2) = 3,0 atm, phản ứng có phải tự diễn biến hay khơng? Trong thực tế phản ứng khơng xảy 300K diễn với vận tốc chậm Giải thích sao? Để khắc phục điều này, cần thực phản ứng với điều kiện nào? Cho biết: ∆Go hình thành NH3 27oC -16,26 kJ.mol–1 Phân tích đề - HS cần nhận ra, giá trị áp suất riêng phần điều kiện bất kì, chƣa xác định rõ có cân hay không  cần sử dụng công thức ∆G thời điểm bất kì: o G  G  RTln p2NH p3H pN 2 1,02 = 2(-16260) + 8,314.300.ln = -30100 J/mol 0,5 3,0  Nhƣ vậy, lý thuyết, phản ứng tự xảy 27oC - Tuy nhiên, HS cần hiểu rằng, phản ứng có lƣợng hoạt hóa lớn nên tốc độ phản ứng xảy chậm (bị cấm mặt động học) Do đó, cần sử dụng chất xúc tác để giảm lƣợng hoạt hóa phản ứng Ví dụ 11: Amoniac chất trung gian chất quan trọng Một số cơng dụng sản xuất phân bón Thơng thƣờng amoniac đƣợc điều chế từ hydro nitơ trình Haber – Bosch Viết phƣơng trình phản ứng Tính giá trị nhiệt động phản ứng điều kiện chuẩn (∆Ho, ∆So ∆Go) cách sử dụng giá trị cho bảng cho biết phản ứng toả nhiệt hay thu nhiệt? Hiện tƣợng xảy nhƣ ta trộn hỗn hợp nitơ hydro nhiệt độ phòng? Giải thích lý Tính giá trị nhiệt động phản ứng (∆H, ∆S ∆G) 800K 1300K áp suất chuẩn Phản ứng lúc toả nhiệt hay thu nhiệt? Sự phụ thuộc nhiệt dung entropy vào nhiệt độ đƣợc miêu tả phƣơng trình CP(T) = a + bT + cT2 S(T) = d + eT + fT2 Giá trị số từ a – f đƣợc cho bảng SKKN năm học 2016 – 2017 Trang 14 Trường THPT Chuyên Lý Tự Trọng GV: Lê Trương Kim Phượng Tính phần mol NH3 đƣợc hình thành 298,15K; 800K 1300K áp suất chuẩn Giả thiết khí lí tƣởng chất phản ứng đƣợc lấy theo hệ số tỉ lƣợng Trong cơng nghiệp phản ứng cần phải nhanh cho hiệu suất cao Câu cho ta thấy lƣợng hoạt hoá phản ứng lớn câu cho thấy hiệu suất phản ứng tăng tăng nhiệt độ Có hai cách để giải vấn đề này: Phản ứng đƣợc tiến hành nhiệt độ thấp với xúc tác (ví dụ sắt oxit) Chất xúc tác ảnh hƣởng đến tính chất nhiệt động động học phản ứng nhƣ nào? Ta tăng áp suất Áp suất ảnh hƣởng đến tính chất nhiệt động động học phản ứng nhƣ nào? Điều kiện tốt cho phản ứng gì? Bảng Chất hóa học N2 (k) NH3 (k) H2 (k) Hf (kJ.mol 1 ) So (kJ.mol1 ) CP o (kJ.mol1 ) 0,0 –45,9 0,0 191,6 192,8 130,7 29,1 35,1 28,8 Bảng Chất hóa học N2 (k) NH3 (k) H2 (k) a b d d e f (Jmol K ) (Jmol K ) (Jmol K ) (Jmol K ) (Jmol K ) (Jmol1K3 ) 1 1 27,3 24,2 28,9 1 2 5,2.10–3 4,0.10–2 -5,8.10–4 1 3 -1,7.10–8 -8,2.10–6 1,9.10–6 1 170,5 163,8 109,8 1 1 2 8,1.10–2 1,1.10–1 8,1.10–2 -2,3.10–5 -2,4.10–5 -2,4.10–5 Phân tích đề - Câu đơn giản, HS hoàn toàn làm đƣợc - Câu 3: HS phải hiểu: dù ∆Go < nhƣng khó để khí phản ứng với lƣợng hoạt hóa cao  Tốc độ phản ứng thấp - Câu 6: HS phải hiểu chất vai trò chất xúc tác Chất xúc tác làm giảm lƣợng hoạt hoá phản ứng làm tăng tốc độ phản ứng Các giá trị nhiệt động không thay đổi - Câu 7: HS cần vận dụng nhuần nhuyễn nguyên lý Le Chatelier Áp suất cao dẫn đến kết phần mol NH3 tăng lên KX = KP.p2 tăng lên Sự tăng áp suất làm cân chuyển dịch phía tạo thành sản phẩm nhƣng khơng làm thay đổi tốc độ phản ứng - Câu 8: HS cần vận dụng nhuần nhuyễn nguyên lý Le Chatelier để tìm điều kiện tốt cho phản ứng là: áp suất cao, nhiệt độ thấp tốt có mặt chất xúc tác SKKN năm học 2016 – 2017 Trang 15 Trường THPT Chuyên Lý Tự Trọng GV: Lê Trương Kim Phượng Tuy nhiên, nhiệt độ phải tối ƣu để chuyển hóa nhanh hiệu suất chấp nhận đƣợc Kết luận: Để hoàn thành tốt dạng tập này, GV cần: - Trang bị cho HS kiến thức thực tiễn lò sản xuất, yếu tố làm tăng tốc độ phản ứng, nguyên lý chuyển dịch cân bằng, v.v… - HS phải có ý thức tìm hiểu tình có vấn đề sống, trình sản xuất, để kiến thức lý thuyết gắn liền với thực tiễn 2.3.6 Các kĩ toán học cần thiết cho toán nhiệt hóa học Ngồi phép tính kĩ tính tốn đơn giản, tốn nhiệt động năm gần lồng ghép thêm nhiều dạng toán phức tạp, đòi hỏi HS phải trang bị số kiến thức tính tốn Qua kinh nghiệm giảng dạy, tơi nhận thấy, GV cần tự trang bị cho kiến thức tốn học nhƣ: tích phân, đạo hàm, vẽ đồ thị hàm bậc nhất, chuyển đổi hàm số mũ, logarit, v.v… Điều giúp thuận lợi việc tự rèn hỗ trợ HS giải Ví dụ 12: Entanpi tự chuẩn phản ứng tạo thành H2O từ đơn chất phụ thuộc vào T theo phƣơng trình sau: ΔG S,0 T = -240000 + 6,95T + 12,9T.lgT (J/mol) Tính Go, So Ho phản ứng tạo thành H2O 2000K Phân tích đề G Cơng thức sử dụng dG = VdP - SdT    = -S  T  P  HS cần sử dụng công thức đạo hàm cho hàm log ΔGS,o 2000 = -240000 + 6,95.2000 + 129.2000lg2000 = -140933,426 (J/mol)  ΔG o  12,9 = 6,95 + 12,5.lgT + 12,9T = 6,95 + 12,9lgT +  T.ln10 ln 10  T  P  ΔS2000 = -  o = 6,95 + 12,9lg2000 + 12,9 = 55,1357(J/molK) ln 10  ΔH o2000  ΔGo2000 + T ΔSo2000 = -140933,426 + 2000 55,1357 = -30662,054 (J/mol) Ví dụ 13: Tính biến thiên entropi q trình đun nóng 0,5 mol H2O từ –50oC đến 500oC P = 1atm Biết nhiệt nóng chảy nƣớc 273K 6004 J/mol; nhiệt bay nƣớc 273K 40660 J/mol Nhiệt dung mol riêng CoP nƣớc đá nƣớc lỏng lần lƣợt 35,56 75,3 J/molK; CoP nƣớc (30,2 + 10-2T) J/molK Bài giải H2O(r) 223K o  S1 H2O(r) 273K o  S2 H2O(l) 273K  So3 H2O(l) 373K  So4 H2O(h) 373K  So5 H2O(h) 773K o o o o  S =  S1 +  S2 +  So3 +  S4 +  So5 373 773  273 dT L nc dT L h dT    CP(l)    CP(h)  = n   CP(r) + T 273 273 T 373 373 T   223 SKKN năm học 2016 – 2017 Trang 16 Trường THPT Chuyên Lý Tự Trọng = 0,5.35,56 ln  GV: Lê Trương Kim Phượng 273 6004 373 40660 773    75,3 ln  30,2 ln 102 (773  373) = 93,85(J/K) 223 273 273 373 373   HS cần sử dụng cơng thức giải tích phân Ví dụ 14: Mặc dù iot khơng dễ tan nƣớc ngun chất nhƣng dễ dàng tan nƣớc có chứa ion I-: I2 (dd) + I- (dd) → I3-(dd) Hằng số cân phản ứng đƣợc đo nhƣ hàm nhiệt độ với kết sau: Nhiệt độ (oC) Hằng số cân 15,2 840 25,0 690 34,9 530 Hãy vẽ đồ thị lnK theo 1/T, từ ƣớc lƣợng ∆Ho phản ứng Phân tích đề Chọn hai giá trị K hai nhiệt độ khác nhau, ví dụ nhƣ 15,2oC (288,4K) 34,9oC (308,2K): ln K ΔHo  T2  T1     ΔHo  1,72.104 kJ.mol1  17,2kJ  K1 R  T1T2  Từ lnK  S ΔHo  R R T lnK Giả sử ∆Ho ∆So không thay đổi, đồ thị lnK theo 1/T dự đoán đƣờng thẳng với độ dốc -∆Ho/R: 6,8 6,75 6,7 6,65 6,6 6,55 6,5 6,45 6,4 6,35 6,3 6,25 3,2 3,25 3,3 3,35 3,4 3,45 3,5 1000/T Độ dốc = -∆H/8,314=2,06.103  ∆H = -1,71.104J = -17,1kJ  Trong tốn này, ngồi kĩ tính tốn đơn giản, HS cần biết thêm kĩ vẽ đồ thị tính tốn độ dốc đồ thị hàm bậc Kết luận: Ngoài kiến thức chun mơn Hóa học, kiến thức tốn học điều vô cần thiết trình giảng dạy mảng tập Nhiệt hóa học Nếu trang bị tốt kiến thức tốn học, GV chủ động việc giảng dạy bồi dƣỡng HSG 2.4 KẾT QUẢ 2.4.1 Định tính Tơi sử dụng sáng kiến kinh nghiệm trình dạy bồi dƣỡng học sinh giỏi quốc gia lý thuyết năm học 2016 – 2017 Nhận thấy: - Học sinh phân dạng đƣợc dạng tập Nhiệt hóa học với công thức thƣờng dùng SKKN năm học 2016 – 2017 Trang 17 Trường THPT Chuyên Lý Tự Trọng GV: Lê Trương Kim Phượng - Trong trình bồi dƣỡng, học sinh có thay đổi lớn trình bày làm, tính tốn chi tiết cẩn thận hơn, bƣớc tránh đƣợc sai sót đơn vị lỗi thƣờng gặp dạng - Các tốn đòi hỏi thêm kiến thức tốn học (nhƣ đạo hàm, tích phân, đồ thị) giúp tăng thêm thử thách mang đến lạ, hứng thú học tập - Khi kết hợp thêm kiến thức động hóa học (nhƣ tính số cân bằng, tập chuyển dịch cân bằng,…) vào tập nhiệt hóa học học sinh ơn luyện lại kiến thức động học, đồng thời nâng cao khả phân tích, tổng hợp tập - Nâng cao khả tìm dịch tài liệu tiếng Anh cho học sinh phần lớn tài liệu liên quan tài liệu tiếng Anh (đặc biệt đề thi IChO) 2.4.2 Định lƣợng Trong trình bồi dƣỡng 06 học sinh thuộc đội tuyển học sinh giỏi Quốc gia lý thuyết năm học 2016 - 2017, áp dụng SKKN thu đƣợc kết cụ thể qua kiểm tra thƣờng xuyên nhƣ sau: Trƣớc vận dụng Sau vận dụng SKKN SKKN Bài kiểm tra Lần Lần Lần Lần Lần Lần Số HS đạt 50%75% số điểm 6 câu hỏi (2,53,0 điểm) Tỉ lệ % 50 66,67 100 100 50 16,67 Số HS đạt >75% số điểm 0 câu hỏi (>3,04,0 điểm) Tỉ lệ % 50 33,33 0 50 83,33 Ghi chú: Câu hỏi thuộc phần nhiệt hóa học 4,0 điểm Trong kì thi học sinh giỏi quốc gia lý thuyết năm học 2016 – 2017 có 02 học sinh đạt giải Ba SKKN năm học 2016 – 2017 Trang 18 Trường THPT Chuyên Lý Tự Trọng GV: Lê Trương Kim Phượng PHẦN BA: KẾT LUẬN Để nâng cao chất lƣợng bồi dƣỡng HSG cấp cần nhiều yếu tố, theo tơi có hai yếu tố quan trọng giáo viên học sinh Học sinh cần có tâm cao độ tinh thần ham mê học tập Còn giáo viên phải ngƣời truyền cảm hứng, cung cấp kiến thức chuẩn xác cho học sinh đặc biệt phải chủ động giúp học sinh hình thành kĩ tránh lỗi thƣờng gặp, đồng thời có phƣơng pháp làm logic, xác Trong q trình bồi dƣỡng HSG, rút số kinh nghiệm soạn giảng, phân loại hệ thống tập định hƣớng, rút kinh nghiệm cho học sinh giải tập liên quan đến nội dung Nhiệt hóa học Tơi hi vọng SKKN Hệ thống hóa tập nhiệt hóa học bồi dưỡng học sinh giỏi mơn hóa góp phần nhỏ việc nâng cao chất lƣợng bồi dƣỡng HSG mảng kiến thức Nhiệt hóa học Trong thời gian tới, tiếp tục mở rộng nghiên cứu để phát triển sáng kiến nhƣ sau:  Phân dạng thêm số tập liên quan đến đồ thị, kết hợp lƣợng hoạt hóa với chế phản ứng, tập kết hợp tìm cơng thức phân tử cơng thức cấu tạo chất, v.v  Phân dạng riêng tập Nguyên lý I Nhiệt động học, đặc biệt trình biến đổi đẳng nhiệt, đẳng áp, đẳng tích, đoạn nhiệt  Sƣu tầm xây dựng hệ thống tập tiếng Anh tài liệu, đề thi mức độ cao Bình Thủy, ngày 21 tháng năm 2017 Ngƣời viết sáng kiến Lê Trƣơng Kim Phƣợng SKKN năm học 2016 – 2017 Trang 19 Trường THPT Chuyên Lý Tự Trọng GV: Lê Trương Kim Phượng PHỤ LỤC cal = 4,184 J = 0,0413 lit.atm Calo nhiệt kỹ thuật: cal = 4,1868 J Calo nhiệt hóa học: cal = 4,1840 J N/m2 = Pa = 10 din/cm2 = 10-5 bar = 9,869.10-6 atm = 7,50061.10-3 Torr Atmotphe kỹ thuật (at): at = 98066,5 N/m2 Atmotphe vật lý (atm): atm = 101325 N/m2 SKKN năm học 2016 – 2017 Trang 20 Trường THPT Chuyên Lý Tự Trọng GV: Lê Trương Kim Phượng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ban tổ chức kì thi Olympic 30/4, 2007 – 2010 Tuyển tập đề thi Olympic 30/4 lớp 10 11 NXB Đại học Sƣ phạm TP Hồ Chí Minh [2] Nguyễn Đức Chung, 2010, Bài tập Hóa học đại cương (tập 1) NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh [3] Giang Thị Kim Liên, 2009, Bài giảng mơn Nhiệt động hóa học Đại học Sƣ phạm Đà Nẵng [4] Lƣu Cẩm Lộc, 2012, Giáo trình hóa lý xúc tác Viện Cơng nghệ Hóa học [5] Trần Sơn, 2006, Giáo trình động hóa học Đại học Cần Thơ [6] Lâm Ngọc Thiềm (chủ biên), 2003, Bài tập Hóa lý sở Nhà xuất Khoa học kĩ thuật [8] Các đề thi Olympic Hóa học Quốc tế lần thứ đến 40 [9] C.B Alcock DSc, FRSC, 2001, Thermochemical Processes Principles and Models Reed Educational and Professional Publishing Ltd SKKN năm học 2016 – 2017 Trang 21 ... nhiệt động Với sở phân tích trên, tơi cho SKKN Hệ thống hóa tập nhiệt hóa học bồi dưỡng học sinh giỏi mơn hóa mang tính thiết thực khả thi cao Trong SKKN này, hệ thống lại số dạng tập Nhiệt hóa. .. định hƣớng, rút kinh nghiệm cho học sinh giải tập liên quan đến nội dung Nhiệt hóa học Tơi hi vọng SKKN Hệ thống hóa tập nhiệt hóa học bồi dưỡng học sinh giỏi mơn hóa góp phần nhỏ việc nâng cao... dạng tập Nhiệt hóa học với lỗi thƣờng gặp, nhƣ lƣu ý giải tập việc vô cần thiết giảng dạy nội dung Từ đó, tơi định thực đề tài Hệ thống hóa tập nhiệt hóa học bồi dưỡng học sinh giỏi mơn hóa với