Ngân hàng câu hỏi bài tập Nhiệt động hóa học (có đáp án) hay, hấp dẫn nhất (2025)

Bài tập nhiệt động hóa học (có đáp án)

LÝ THUYẾT

1. Nguyên lý thứ nhất của nhiệt động học

- Nội năng

                                                                                 $∆\mathrm{E}=\mathrm{q}+\mathrm{w}$

- Hiệu ứng nhiệt của phản ứng: q (kJ) (q > 0 thu nhiệt, q < 0 tỏa nhiệt)

+ Hiệu ứng nhiệt đẳng tích: ${\mathrm{q}}_{\mathrm{v}}=∆\mathrm{E}$

+ Hiệu ứng nhiệt đẳng áp: ${\mathrm{q}}_{\mathrm{p}}=∆\mathrm{H}=∆\mathrm{E}+\mathrm{P}∆\mathrm{V}$

+ Mối liên hệ: $∆\mathrm{H}=∆\mathrm{E}+\mathrm{RT}∆{\mathrm{n}}_{\mathrm{khí}}$

$\Rightarrow$ Nhiệt tạo thành: $∆{\mathrm{H}}_{\mathrm{tt}}$ (kJ/mol), nhiệt tạo thành 1mol hợp chất từ các đơn chất bền. Đơn chất bền có $∆{{\mathrm{H}}^0}_{\mathrm{tt}}=0$

$\Rightarrow$ Nhiệt đốt cháy: $∆{\mathrm{H}}_{\mathrm{đc}}$ (kJ/mol), nhiệt đốt cháy 1mol hợp chất bằng khí oxy để tạo thành CO₂ (k), H₂O (lỏng), N₂ (k), SO₂ (k) hoặc HCl (k).

+ Cách tính $∆\mathrm{H}$ (kJ):

• Định luật Hess
• $∆{\mathrm{H}}_{\mathrm{thuận}}=-∆{\mathrm{H}}_{\mathrm{nghịch}}$
• $∆{{\mathrm{H}}^0}_{\mathrm{pứ}}=\sum _{}∆{{\mathrm{H}}^0}_{\mathrm{tt}}(\mathrm{sản} \mathrm{phẩm})-\sum _{}∆{{\mathrm{H}}^0}_{\mathrm{tt}}(\mathrm{chất} \mathrm{đầu})$
• $∆{{\mathrm{H}}^0}_{\mathrm{pứ}}=\sum _{}∆{{\mathrm{H}}^0}_{\mathrm{đc}}(\mathrm{chất} \mathrm{đầu})-\sum _{}∆{{\mathrm{H}}^0}_{\mathrm{đc}}(\mathrm{sản} \mathrm{phẩm})$

- Công: w (w<0 hệ sinh công, w>0 hệ nhận công)

+ Công trong quá trình đẳng tích: w=0

+ Công trong quá trình đẳng áp: $\mathrm{w}=-\mathrm{P}∆\mathrm{V}=-\mathrm{RT}∆{\mathrm{n}}_{\mathrm{khí}}$

Lưu ý: R = 8,314 (J. mol^-1. K^-1) hoặc R = 1,987 (cal. mol^-1. K^-1)

2. 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 thứ ba của nhiệt động học: một nguyên chất, tinh thể hoàn hảo, ở 0K có S=0

                                                     $∆{{\mathrm{S}}^0}_{\mathrm{pư}}=\sum _{}{\mathrm{S}}^0 (\mathrm{sản} \mathrm{phẩm})-\sum _{}{\mathrm{S}}^0 (\mathrm{chất} \mathrm{đầu})$

                                                                          $∆\mathrm{S}\ge \frac{\mathrm{q}}{\mathrm{T}}$

Với hệ cô lập, $∆$S > 0 quá trình tự xảy ra

3. Thế nhiệt động và tiêu chuẩn tự diễn biến và giới hạn của quá trình

Thế đẳng áp (năng lượng tự do Gibbs): $∆\mathrm{G}=∆\mathrm{H}-\mathrm{T}∆\mathrm{S}$

                                                 $\underset{\left(\mathrm{kJ}\right)}{∆{{\mathrm{G}}^0}_{\mathrm{pứ}}}=\underset{(\mathrm{kJ}/\mathrm{mol})}{\sum _{}∆{{\mathrm{G}}^0}_{\mathrm{tt}}(\mathrm{sản} \mathrm{phẩm})}-\underset{(\mathrm{kJ}/\mathrm{mol})}{\sum _{}∆{{\mathrm{G}}^0}_{\mathrm{tt}}(\mathrm{chất} \mathrm{đầu})}$

Đơn chất bền có $∆{{\mathrm{G}}^0}_{\mathrm{tt}}=0$

Tiêu chuẩn tự diễn biến và giới hạn của quá trình:

• $∆$G < 0 phản ứng xảy ra tự phát tại nhiệt độ khảo sát hoặc xảy ra theo chiều thuận (đối với phản ứng thuận nghịch).
  
• $∆$G > 0 phản ứng không xảy ra tại nhiệt độ khảo sát hoặc xảy ra theo chiều ngược lại (đối với phản ứng thuận nghịch).
• $∆$G = 0 phản ứng đạt cân bằng.

Ảnh hưởng của T đến $∆$G khi biết dấu $∆$H và $∆$S:

- $∆$H và $∆$S ngược dấu: dấu của $∆$G không phụ thuộc nhiệt độ T.

• $∆$H < 0 và $∆$S > 0: phản ứng tự phát xảy ra mọi nhiệt độ.
  
• $∆$H > 0 và $∆$S < 0: phản ứng không xảy ra mọi nhiệt độ.
  

- $∆$H và $∆$S cùng dấu: dấu của $∆$G phụ thuộc nhiệt độ T.

• $∆$H và $∆$S cùng > 0 : phản ứng tự phát xảy ra ở nhiệt độ cao T > $∆$H/$∆$S
  
• $∆$H và $∆$S cùng <0 : phản ứng tự phát xảy ra ở nhiệt độ thấp T< $∆$H/$∆$S

Lưu ý:

• Hệ số cân bằng phản ứng
  
• Trạng thái của các chất
  
• Đơn vị của mỗi đại lượng
  
• Dấu năng lượng (+, thu nhiệt) hay (-, tỏa nhiệt)
  
• Chọn giá trị R phù hợp: R = 8,314 (J.mol^-1.K^-1) hoặc R = 1,987 (cal.mol^-1.K^-1)

BÀI TẬP

Việc làm dành cho sinh viên:

Việc làm thực tập sinh kỹ sư xây dựng

Việc làm gia sư các môn cập nhật theo ngày mới nhất

Việc làm thêm nhân viên phục vụ nhà hàng/ quán cafe dành cho sinh viên

Việc làm thực tập sinh kỹ sư tự động hóa

Mức lương của thực tập sinh kỹ sư xây dựng là bao nhiêu?