Chương 3 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG 12/7/2010 602005 - Chương 3 1 CHƯƠNG III CHƯƠNG III NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CÁC QUÁ TRÌNH CỦA CÁC QUÁ TRÌNH HÓA HỌC HÓA HỌC Chương 3 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG 12/7/2010 602005 - Chương 3 2 NỘI DUNG KHÁI NIỆM VỀ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC NGUYÊN LÝ I VÀ HIỆU ỨNG NHIỆT NGUYÊN LÝ II VÀ ENTROPI (S THẾ ĐẲNG ÁP VÀ CHIỀU XẢY RA CỦA CÁC QUÁ TRÌNH HÓA HỌC CÂN BẰNG HÓA HỌC Chương 3 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG 12/7/2010 602005 - Chương 3 3 3.1. KHÁI NIỆM VỀ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC Tự đọc, để hiểu được các khái niệm sau: - Đònh nghóa về môn khoa học chung nhất của tự nhiên là nhiệt động lực học. - Nội dung nghiên cứu của nhiệt động lực học. - Các nguyên lý I và II − là 2 trong 3 nguyên lý quan trọng của nhiệt động lực học, được dùng làm cơ sở để nghiên cứu các vấn đề đặt ra. - Hiệu ứng nhiệt, nhiệt hóa học và nội dung nghiên cứu. Chương 3 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG 12/7/2010 602005 - Chương 3 4 - Hệ nhiệt động (đònh nghóa, các hệ: hở, kín, cô lập, đồng thể, dò thể, cân bằng). -Trạng thái nhiệt động (đònh nghóa, thông số trạng thái, thông số dung độ và cường độ). -Quá trình nhiệt động (đònh nghóa, các quá trình: đẳng áp, đẳng nhiệt, đẳng tích, thuận nghòch và bất thuận nghòch). Chương 3 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG 12/7/2010 602005 - Chương 3 5 3.2. NGUYÊN LÝ I VÀ HIỆU ỨNG NHIỆT 3.2.1. Nguyên lý I và nội năng, công, hiệu ứng nhiệt : a- Nội dung: Khi cung cấp cho hệ 1 lượng nhiệt là Q thì lượng nhiệt này được dùng để tăng nội năng U của hệ và để thực hiện 1 công A chống lại các lực bên ngoài tác dụng lên hệ : Q = ΔU + A Chương 3 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG 12/7/2010 602005 - Chương 3 6 b- Nội năng U: - Năng lượng toàn phần E của hệ bao gồm động năng của toàn hệ (E đ ), thế năng của toàn hệ (E t ), nội năng (U) của hệ: E = E đ + E t + U Nếu hệ không chuyển động, tương tác của môi trường đối với hệ nhỏ và không đổi thì E đ = 0, E t = 0 và E = U. Như vậy: - Nội năng của hệ: động năng của các tiểu phân và thế năng tương tác giữa các tiểu phân trong hệ. Chương 3 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG 12/7/2010 602005 - Chương 3 7 - Nội năng là tính chất, là đại lượng năng lượng xác đònh trạng thái của hệ, là thông số dung độ (tỉ lệ với lượng chất), là đại lượng có giá trò không phụ thuộc vào cách biến đổi hệ (không phụ thuộc vào đường đi của quá trình). - Độ biến đổi nội năng khi hệ chuyển từ trạng thái 1 sang trạng thái 2: ΔU = U 2 − U 1 Chương 3 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG 12/7/2010 602005 - Chương 3 8 c- Công chống lại các lực bên ngoài: - Lực bên ngoài tác dụng lên hệ: áp suất, điện trường, từ trường, sức căng bề mặt … - Đối với phản ứng hóa học chủ yếu là công chống lại áp suất : A = Chương 3 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG 12/7/2010 602005 - Chương 3 9 3.2.2. Các quá trình đẳng tích, đẳng áp và nội năng, entanpi, hiệu ứng nhiệt: Áp dụng nguyên lý I xét các quá trình đẳng tích, đẳng áp: a- Quá trình đẳng tích, nội năng, nhiệt đẳng tích: Vì V = const → dV = 0 → A = 0 → Q V = ΔU (Q V : nhiệt đẳng tích). Chương 3 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG 12/7/2010 602005 - Chương 3 10 Quá trình đẳng tích: nhiệt năng thu vào dùng để tăng nội năng U của hệ. b- Quá trình đẳng áp, entanpi, nhiệt đẳng áp: Vì P = const → A = PΔV = P (V 2 −V 1 ) → Q P = ΔU + PΔV =(U 2 + PV 2 ) − (U 1 + PV 1 ) Đặt : U + PV = H → Q P = H 2 − H 1 = ΔH. Q P : nhiệt đẳng áp; H: entanpi; ΔH: độ biến đổi entanpi. [...]... entanpi của hệ Lượng nhiệt này chính là hiệu ứng nhiệt của các quá trình Vậy hiệu ứng nhiệt được xác đònh bằng độ biến đổi nội năng (ΔU), độ biến đổi entanpi (ΔH) 12/7/2010 602005 - Chương 3 12 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương 3 3.2 .3 Hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học: - Đối với quá trình phản ứng hóa học thì lượng nhiệt trao đổi đó là hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học xác đònh bằng ΔH vì các phản ứng hóa. .. Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương 3 - Phương trình nhiệt hóa biểu diễn quá trình nóng chảy nước đá: H2O(r) ⇔ H2O(l) Đây là quá trình đẳng nhiệt, đẳng áp nên: ΔS = Sl − Sr = Rln(Wl/Wr) = ΔHcp/T = 1 436 ,3/ 2 73 = 5,26 cal/mol.độ - Entropi của nước lỏng ở 0oC: Snl = Snd + ΔS = 12,4 + 5,26 = 17,66 cal/mol.độ 12/7/2010 602005 - Chương 3 34 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương 3 * Quá trình giãn nở đẳng nhiệt của khí... 602005 - Chương 3 28 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương 3 3 .3 NGUYÊN LÝ II VÀ ENTROPI (S) 3. 3.1 Khái niệm về entropi: Lượng nhiệt Q mà hệ trao đổi liên quan với sự biến đổi entropi của hệ với nhiệt độ tại đó xảy ra sự trao đổi nhiệt: ΔS = S2 − S1 ≥ Q/T (= : khi quá trình thuận nghòch ; > : khi quá trình bất thuận nghòch) 12/7/2010 602005 - Chương 3 29 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương 3 -Các đặc điểm của entropi:... = ΔH3 + ΔH4 + ΔH5 12/7/2010 602005 - Chương 3 20 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương 3 A ΔH1 X ΔH2 Y ΔH ΔH3 ΔH5 B 12/7/2010 ΔH4 602005 - Chương 3 C 21 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương 3 * Hệ quả: • Hệ quả I: Hiệu ứng nhiệt của phản ứng bằng tổng nhiệt tạo thành của các sản phẩm phản ứng trừ đi tổng nhiệt tạo thành của các chất đầu • Hệ quả II: Hiệu ứng nhiệt của phản ứng bằng tổng nhiệt đốt cháy của các chất... CƯƠNG Chương 3 3 .3. 3 Tính độ biến đổi entropi của một số quá trình: * Quá trình đẳng nhiệt, đẳng áp: Thường áp dụng cho quá trình chuyển pha: ΔS = QP/ T = ΔH/ T Ví dụ: Tính ΔS của quá trình chuyển 1 mol nước đá thành nước lỏng ở 0oC và tính S của 1 mol nước lỏng ở nhiệt độ trên, biết nhiệt nóng chảy của nước đá là 1 436 ,3 cal/mol và S của nước đá ở 0oC là 12,4 cal/mol.độ 12/7/2010 602005 - Chương 3 33 Bài... giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương 3 Entanpi là tính chất, đại lượng năng lïng xác đònh trạng thái của hệ, là thông số dung độ, không phụ thuộc vào đường đi của quá trình Trong quá trình đẳng áp: nhiệt năng thu vào dùng để tăng entanpi H của hệ 12/7/2010 602005 - Chương 3 11 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương 3 c- Nội năng, entanpi và hiệu ứng nhiệt: Lượng nhiệt mà hệ trao đổi (thu vào hay phát ra) trong các quá trình. .. 602005 - Chương 3 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương 3 CO( k ) o ΔΗ1 o ΔΗ 2 o ΔΗ 298 C(gr ) CO2(k) - Ví dụ 2: Xác đònh hiệu ứng nhiệt của phản ứng: CaCO3(r) = CaO(r) + CO2(k) Theo hệ quả I: o ΔH 298 = o ΔΗ 298ttCaO + o ΔH 298ttCO 2 o − ΔH 298ttCaCO 3 = −151,9 − 94,1 + 288,5 = 42,5 kcal 12/7/2010 602005 - Chương 3 25 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương 3 - Ví dụ 3: Xác đònh hiệu ứng nhiệt của phản ứng: CH3COOH(l)... ra của quá trình trong hệ cô lập: trong hệ cô lập quá trình tự xảy ra là quá trình có ΔS > 0 12/7/2010 602005 - Chương 3 31 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương 3 * Công thức Boltzmann: Đối với 1 phân tử: S = k lnW = (R/N) lnW; Đối với 1 mol: S = RlnW k: hằng số Boltzmann; W : xác suất trạng thái của hệ; R: hằng số khí, R=1,987 cal/mol.độ hay 8 ,31 j/mol.độ 12/7/2010 602005 - Chương 3 32 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG... đi của phản ứng, Trong khoảng nhiệt độ không quá lớn có thể xem không thay đổi theo nhiệt độ - Hiệu ứng nhiệt tiêu chuẩn: điều kiện áp suất 1 atm, nhiệt độ 25oC và đối với 1mol chất; ký hiệu: o ΔΗ 298 hay ΔHo 12/7/2010 602005 - Chương 3 15 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương 3 - Các đại lượng nhiệt tạo thành và nhiệt đốt cháy: • Nhiệt tạo thành là hiệu ứng nhiệt của phản ứng tạo thành 1 mol chất từ các. .. ZnCl2(d)+H2(k),ΔΗ 298 = 36 ,5 kcal/mol C(gr)+H2O(k) = CO(k)+H2(k), = +31 ,4 kcal/mol - Điều kiện xảy ra phản ứng dựa trên hiệu ứng nhiệt: Ở nhiệt độ thường phản ứng phát nhiệt có khả năng tự xảy ra, còn phản ứng thu nhiệt thì không 12/7/2010 602005 - Chương 3 18 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương 3 3.2.5 Các đònh luật nhiệt hóa học và hệ quả: * Đònh luật Gess: Hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học chỉ phụ thuộc vào . Chương 3 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG 12/7/2010 602005 - Chương 3 1 CHƯƠNG III CHƯƠNG III NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CÁC QUÁ TRÌNH CỦA CÁC QUÁ TRÌNH HÓA HỌC HÓA HỌC Chương 3 Bài. (ΔH). Chương 3 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG 12/7/2010 602005 - Chương 3 13 3.2 .3. Hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học: - Đối với quá trình phản ứng hóa học thì lượng nhiệt trao đổi đó là hiệu ứng nhiệt. HỌC CÂN BẰNG HÓA HỌC Chương 3 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG 12/7/2010 602005 - Chương 3 3 3. 1. KHÁI NIỆM VỀ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC Tự đọc, để hiểu được các khái niệm sau: - Đònh nghóa về môn khoa học