Bồi dưỡng đội tuyển dự thi Olympic sinh viên hoá học toàn quốc (Phần nhiệt động - động hoá học)

DSpace JSPUI DSpace preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets Learn More (http://www.dspace.org)

DSpace at My University (/dspace/) / Tài liệu nội sinh (/dspace/handle/TVDHQB_123456789/893) / [03] Khóa luận, đồ án sinh viên (/dspace/handle/TVDHQB_123456789/15) / [03.1] Khoa học tự nhiên, kỹ thuật (/dspace/handle/TVDHQB_123456789/104) / [03.1.3] Hóa (/dspace/handle/TVDHQB_123456789/107)

Please use this identifier to cite or link to this item: http://lrc.quangbinhuni.edu.vn:8181/dspace/handle/DHQB_123456789/2143

Title:

Hệ thống và đề xuất bài tập dùng bồi dưỡng đội tuyển dự thi Olympic sinh viên hoá học toàn quốc (Phần nhiệt động hoá học - động hoá học)

Authors:

Hồ, Ngọc Quỳnh Phương (/dspace/browse?type=author&value=H%E1%BB%93%2C+Ng%E1%BB%8Dc+Qu%E1%BB%B3nh+Ph%C6%B0%C6%A1ng)

Keywords:

Hoá học Olympic bài tập Bồi dưỡng Khoá luận

Issue Date:

20-May-2017

Publisher:

Trường Đại học Quảng Bình

Abstract:

Trình bày hệ thống lý thuyết và hệ thống bài tập; kết luận và kiến nghị.

URI:

http://lrc.quangbinhuni.edu.vn:8181/jspui/handle/DHQB_123456789/2143 (http://lrc.quangbinhuni.edu.vn:8181/jspui/handle/DHQB_123456789/2143)

Appears in Collections:

[03.1.3] Hóa (/dspace/handle/TVDHQB_123456789/107)

Files in This Item: File

Description

Khóa luận - Quỳnh Phương Hóa K55.pdf (/dspace/bitstream/DHQB_123456789/2143/1/Kh%c3%b3a%20lu%e1%ba%adn%20%20Qu%e1%bb%b3nh%20Ph%c6%b0%c6%a1ng%20H%c3%b3a%20K55.pdf)

Show full item record (/dspace/handle/DHQB_123456789/2143?mode=full)

Size

Format

1.25 MB

Adobe PDF

View/Open (/dspace/bitstream/DHQB_123456789/2143/1/Kh%c3%b3a%20lu%e1%ba%adn%20-%20Qu%e1%bb%b3n

 (/dspace/handle/DHQB_123456789/2143/statistics)

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.

TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN ----------

HỒ NGỌC QUỲNH PHƢƠNG

HỆ THỐNG VÀ ĐỀ XUẤT BÀI TẬP DÙNG BỒI DƢỠNG ĐỘI TUYỂN DỰ THI OLYMPIC SINH VIÊN HÓA HỌC TOÀN QUỐC (PHẦN NHIỆT ĐỘNG HÓA HỌC – ĐỘNG HÓA HỌC)

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

QUẢNG BÌNH, NĂM 2017

TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN ----------

HỒ NGỌC QUỲNH PHƢƠNG

HỆ THỐNG VÀ ĐỀ XUẤT BÀI TẬP DÙNG BỒI DƢỠNG ĐỘI TUYỂN DỰ THI OLYMPIC SINH VIÊN HÓA HỌC TOÀN QUỐC (PHẦN NHIỆT ĐỘNG HÓA HỌC – ĐỘNG HÓA HỌC)

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH: SƢ PHẠM HÓA HỌC Hệ đào tạo: Chính quy Khóa học: 2013 - 2017 NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS NGUYỄN ĐỨC VƢỢNG

QUẢNG BÌNH, NĂM 2017

LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS Nguyễn Đức Vƣợng – ngƣời đã trực tiếp hƣớng dẫn, tận tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện giúp em trong quá trình hoàn thành khóa luận của mình.

Bên cạnh đó, cho phép em đƣợc gửi lời cảm ơn tới các thầy cô trong Bộ môn Hóa học, khoa Khoa học Tự nhiên, trƣờng Đại học Quảng Bình, các bạn sinh viên lớp đại học sƣ phạm Hóa học K55 đã tạo điều kiện, động viên khích lệ em trong thời gian vừa qua.

Mặc dù đã có nhiều cố gắng, song do thời gian có hạn, nên kết quả nghiên cứu có thể còn nhiều điều chƣa thực hiện đƣợc nhƣ mong muốn. Vì vậy, em rất mong nhận đƣợc sự góp ý, chỉ bảo của các thầy cô giáo, các bạn sinh viên để báo cáo của em đƣợc hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn! Đồng Hới, tháng 5 năm 2017 Sinh viên Hồ Ngọc Quỳnh Phƣơng

LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp với đề tài: “Hệ thống và đề xuất bài tập dùng bồi dưỡng đội tuyển dự thi Olympic sinh viên Hóa học toàn quốc (phần nhiệt động hóa học – động hóa học)” là kết quả nghiên cứu của riêng em dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Đức Vượng và chưa được công bố trong bất kì tài liệu nào.

Sinh viên

HỒ NGỌC QUỲNH PHƢƠNG

MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN.............................................................................................

LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................

MỤC LỤC .......................................................................................................

DANH MỤC CÁC CHƢ̃ VIẾT TẮT.................................................................

A. MỞ ĐẦU ................................................................................................. 1 1. Lý do chọn đề tài......................................................................................... 1 2. Mục đích của đề tài...................................................................................... 2 3. Nhiê ̣m vu ̣ của đề tài..................................................................................... 2 4. Đối tƣợng nghiên cứu................................................................................... 2 5. Phạm vi nghiên cứu ..................................................................................... 2 6. Phƣơng pháp nghiên cƣ́u.............................................................................. 2 7. Đóng góp của đề tài..................................................................................... 2 B. NỘI DUNG............................................................................................... 3 Chƣơng 1: HỆ THỐNG LÝ THUYẾT ......................................................... 3 1.1. Nhiệt động hóa học ................................................................................... 3 1.1.1. Nguyên lý I nhiê ̣t đô ̣ng ho ̣c ..................................................................... 3 1.1.2.Nguyên lý II nhiệt dộng học ..................................................................... 5 1.1.3.Nguyên lý III nhiệt động học .................................................................... 6 1.1.4. Thế đắng nhiệt đẳng áp ........................................................................... 7 1.1.5. Cân bằng hoá học ................................................................................... 7 1.2. Động hóa học ........................................................................................... 9 1.2.1. Tốc độ của các phản ứng hóa học............................................................. 9 1.2.2. Động học các phản ứng đơn giản ............................................................10 1.2.3. Động học các phản ứng phức tạp ...........................................................13 Chƣơng 2: HỆ THỐNG BÀI TẬP.............................................................. 16 2.1. Bài tập nhiệt động hóa học ........................................................................16 2.1.1. Tính các giá trị biến thiên ∆H, ∆S ...........................................................16

2.1.2. Tính biến thiên năng lƣợng tự do Gibbs và xác định chiều hƣớng phản ứng, sự chuyển dịch cân bằng hóa học .....................................................................17 2.1.3. Tính các hằng số cân bằng KP, KC ............................................................20 2.2. Bài tập động hóa học ................................................................................24 2.2.1. Xác định năng lƣợng hoạt hóa của phản ứng............................................24 2.2.2.Xác định bậc phản ứng ...........................................................................25 2.2.3. Xác định hằng số tốc độ k, hằng số cân bằng K của phản ứng....................27 2.2.4. Xác định tốc độ phản ứng hóa học ..........................................................30 Chƣơng 3: ĐỀ XUẤT CÁC BÀI TẬP ........................................................ 33 3.1. Đề xuất bài tập nhiệt động hóa học ............................................................33 3.2. Đề xuất bài tập động hóa học ....................................................................41 C. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................ 53 1. Kế t luâ ̣n .....................................................................................................53 2. Kiế n nghi ...................................................................................................53 ̣ 3. Hƣớng phát triể n của đề tài..........................................................................53 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 55

DANH MỤC CÁC CHƢ̃ VIẾT TẮT Viế t tắ t

Tên đầ y đủ

BT

Bài tập

CBHH

Cân bằng hóa học

TTCB

Trạng thái cân bằng

BĐ

Ban đầu

BTKL

Bảo toàn khối lƣợng

PƢ

Phản ứng

CĐ

Chất đầu

SP

Sản phẩm

PƢHH

Phản ứng hóa học

TLTK

Tài liệu tham khảo

TGPƢ

Thời gian phản ứng

HT

Hình thành

TB

Trung bình

HSKHI

Hệ số khí

A. MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Công tác bồi dƣỡng dội tuyển dự thi Olympic sinh viên là một công tác mũi nhọn trong việc bồi dƣỡng nhân tài cho nhà trƣờng nói riêng, cho xã hội nói chung.

Bồi dƣỡng đội tuyển dự thi Olympic sinh viên là một công việc khó khăn, lâu dài, đòi hỏi nhiều công sức của thầy và trò. Đảng đều xác định và nhấn mạnh “Giáo dục là quốc sách hàng đầu, là một trong những động lực quan trọng tạo sự chuyển biến toàn diện trong phát triển giáo dục và đào tạo”.

Xuất phát từ quan điểm chỉ đạo của Đảng về giáo dục – đào tạo, thực hiện chiến lƣợt phát triển giáo dục trong giai đoạn hiện nay nhằm hoàn thành mục tiêu “Nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dƣỡng nhân tài”. Bƣớc đầu mục tiêu đó đƣợc khẳng định bởi số lƣợng sinh viên đ ạt giải quốc gia và quốc tế ngày càng tăng nhanh. Đặc biệt kết quả tham dự các kì thi Olympic Hóa học quốc gia của đội tuyển sinh viên dự thi của nƣớc ta trong nhiều năm gần đây đã ghi nhận nhiều thành tích tự hào và đáng khích lệ.

Thực tế trong những năm qua, việc dạy và học ở các đội tuyển dự thi Olympic Hóa học sinh viên ở các trƣờng đại học gặp những khó khăn và thuận lợi nhất định.

Bên cạnh những thuận lợi nhƣ cơ sở vật chất đƣợc tăng cƣờng, quy mô giáo dục đƣợc mở rộng, ngân sách đ ầu tƣ cho giáo dục nhiều hơn thì còn một số khó khăn nhƣ: tài liệu dùng bồi dƣỡng Olympic hóa học còn hạn chế, chƣa có một hệ thống bài tập chuyên sâu, nội dung giảng dạy so với nội dung của đề thi Olympic Hóa học sinh viên còn có kho ảng cách xa, không sát. Vì vậy, để bồi dƣỡng đƣợc đội tuyển dự thi olympic Hóa học sinh viên ở các trƣờng Đại Học cấp thành phố, quốc gia đƣợc tốt thì nhu cầu thiết yếu là phải có một hệ thống cho tất cả các chuyên đề nhƣ: cấu tạo chất, nhiệt hóa học, điện hóa học, hóa hữu cơ... Trong đó bài t ập phần nhiệt động hóa học và động hóa học thƣờng đƣợc ra trong các kì thi Olympic Hóa học quốc gia bởi những ứng dụng quan trọng của nhiệt, động hóa học. Mặt khác, tài liệu bồi dƣỡng đội tuyển Olympic Hóa học sinh viên còn thiếu, chƣa đƣợc đề cập nhiều.

Xuất phát từ thực tế đó, em quyết định lựa chọn đề tài “ Hệ thống và đề xuất bài tập dùng bồi dưỡng đội tuyển dự thi Olympic sinh viên Hóa học toàn quốc (phần 1

nhiệt động hóa học – động hóa học)”với mong muốn góp phần nâng cao hiệu quả quá trình bồi dƣỡng đội tuyển dự thi Olympic sinh viên Hóa học toàn quốc.

2. Mục đích của đề tài Xây dƣ̣ng hê ̣ thố ng và đ ề xuất bài tập phầ n nhi ệt động hóa học – động hóa học nhằm bồi dƣỡng đội tuyển dự thi Olympic sinh viên Hóa học toàn quốc.

3. Nhiê m ̣ vu ̣ của đề tài - Xây dựng hệ thống lý thuyết cơ bản về nhiệt động hóa học – động hóa học.

- Nghiên cƣ́u chƣơng triǹ h c huyên hóa , cấ u trúc các đề thi Olympic Hóa học sinh viên toàn quốc.

- Xây dƣ̣ng hê ̣ thố ng bài t ập về phần nhiệt động hóa học – động hóa học.

- Đề xuất bài tập dùng bồi dƣỡng đội tuyển.

4. Đối tƣợng nghiên cứu - Hệ thống và đề xuất bài tập dùng bồi dƣỡng đội tuyển dự thi Olympic sinh viên Hóa học toàn quốc (phần nhiệt động hóa học – động hóa học).

5. Phạm vi nghiên cứu - Nô ̣i dung : Phầ n nhi ệt động hóa học và động hóa học gồ m lý thuyế t và bài t ập dùng bồi dƣỡng đội tuyển dự thi Olympic sinh viên toàn quốc.

- Thời gian : Tƣ̀ tháng 12 năm 2016 đến tháng 5 năm 2017.

6. Phƣơng pháp nghiên cƣ́u - Tổ ng hơ ̣p , phân tích, hê ̣ thố ng và khái quát hóa các nguồ n TLTK của đề tài

.

- Nghiên cƣ́u chƣơng triǹ h chuyên hó a ho ̣c .

- Sƣu tầ m câu hỏ i và bài tâ ̣p có liên quan trong các tài liê ̣u , tạp chí , các đề thi…

- Trao đổ i, học hỏi kinh nghiệm bồ i dƣỡng đô ̣i tuyể n Olympic hóa học sinh viên với các thầ y cô tổ H óa trƣờng Đại học Quảng Bình . Tham khảo thêm kinh nghiê ̣m , các sáng kiến kinh nghiệm của các thầy cô qua mạng internet .

7. Đó ng góp của đề tài - Đã xây dƣ̣ng đƣơ ̣c hê ̣ thố ng kiế n thƣ́c lý thuyế t

, câu hỏi và bài tâ ̣p phầ n nhi

ệt

động hóa học và động hóa học.

- Nô ̣i dung khóa luâ ̣n là tài liê ̣u bổ ić h cho giáo viên và đô ̣i tuyể n s ự thi Olympic sinh viên tham khảo , đây còn là tài liê ̣u tham khảo cho các sinh viên khố i nghành sƣ phạm hóa .

2

B. NỘI DUNG Chƣơng 1: HỆ THỐNG LÝ THUYẾT 1.1.Nhiệt động hóa học 1.1.1. Nguyên lý I nhiê ṭ đô ̣n g học[2], [5], [6], [8], [10], [12] - Hệ nhiệt động là một phần của vũ trụ có giới hạn xác định đang đƣợc khảo sát về phƣơng diện trao đổi năng lƣợng và vật chất, là tập hợp của một số lớn các tiểu phân. Thế giới xung quanh hệ là môi trƣờng. Hệ có thể trao đổi năng lƣợng (nhiệt, công) và vật chất với môi trƣờng ngoài.

- Hệ cô lập là hệ không trao đổi chất và năng lƣợng với môi trƣờng, nghĩa là khối lƣợng và năng lƣợng của hệ không biến đổi.

- Hệ kín (hệ đóng) là hệ chỉ trao đổi năng lƣợng với môi trƣờng, nghĩa là năng lƣợng của hệ biến đổi, còn khối lƣợng không thay đổi.

- Hệ mở (hệ hở)là hệ trao đổi cả chất và năng lƣợng với môi trƣờng. Trong trƣờng hợp này cả khối lƣợng và năng lƣợng của hệ đều thay đổi.

- Hệ đoản nhiệt là hệ có sự trao đổi chất nhƣng không có sự trao đổi nhiệt với môi trƣờng - Năng lượng là “thƣớc đo” sự chuyển động của vật chất. Có nhiều hình thức trao đổi năng lƣợng giữa hệ với môi trƣờng ngoài, trong đó có hai hình thức thƣờng gặp nhất đó là nhiệt (A) và công (Q).

- Nguyên lí I là một trƣờng hợp của định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lƣợng: Năng lƣợng không tự nhiên sinh ra, không tự nhiên mất đi mà chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác theo một tỉ lệ tƣơng đƣơng nghiêm ngặt.  Q(1) + A(1) = Q(2) + A(2) = Q(3) + A(3) = ∆U = U(Y) – U(X)(U là nội năng của hệ)

Tổng quát:

Q + A = ∆U

Với hệ cô lập: Q = 0, A = 0  ∆U = 0: ngƣời ta nói trong hệ cô lập nội năng đƣợc bảo toàn. Nếu hệ nhận nhiệt và nhận công thì nhiệt Q và công A có giá trị dƣơng (Q > 0, A > 0). Nếu hệ nhƣờng nhiệt và sinh công cho môi trƣờng thì nhiệt Q và công A có giá trị âm (Q < 0, A < 0).

- Điều kiện chuẩn của phản ứng + Mỗi chất trong phản ứng (bao gồm chất tham gia và sản phẩm) là nguyên chất. + Có P = 1atm (nếu là chất khí) và CM = 1M (nếu là chất tan trong dung dịch).

3

+ Phản ứng đo ở nhiệt độ không đổi.

- Nội năng U và hàm trạng thái entanpi H Quan hệ giữa Qp và Qv , giữa ∆H và ∆U: Qp = Qv + P.∆V; ∆H = ∆U + P.∆V Nếu quá trình có chất khí tham gia thì sự thay đổi thể tích hệ chủ yếu do sự tăng hay giảm số mol khí (∆n) trong quá trình, khi đó: ∆V =

n.RT . Cho nên: P

Qp = Qv + ∆n.RT; ∆H = ∆U + ∆n.RT - Nhiệt phản ứng là nhiệt lƣợng đƣợc giải phóng hay hấp thụ trong PƢHH khi nhiệt độ các chất đầu và nhiệt độ các chất sản phẩm bằng nhau.

- Nếu phản ứng đƣợc thực hiện ở cả áp suất không đổi thì nhiệt phản ứng này đƣợc gọi là nhiệt phản ứng đẳng áp hay entanpi của phản ứng, kí hiệu ∆H. - Nếu phản ứng đƣợc thực hiện ở thể tích không đổi (V = const) thì nhiệt phản ứng gọi là nhiệt phản ứng đẳng tích hay biến thiên nội năng của phản ứng, kí hiệu ∆U. Trong điều kiện đẳng áp hoặc đẳng tích như vậy nhiệt phản ứng được gọi là hiệu ứng nhiệt của phản ứng.

- Năng lượng liên kết là năng lƣợng đƣợc giải phóng khi tạo thành 1 mol liên kết từ các nguyên tử ở trạng thái cô lập tại điều kiện tiêu chuẩn và thƣờng ở 250 C. Năng lƣợng liên kết đƣợc tính bằng kJ/mol và kí hiệu là Elk . Năng lƣợng liên kết có trị số bằng năng lƣợng phá vỡ liên kết nhƣng ngƣợc dấu.

Một số khái niệm nhiệt hóa học - Nhiệt tạo thành (nhiệt sinh) của một chấtlà nhiệt của phản ứng tạo thành 1mol chất đó từ các đơn chất bền. Kí hiệu:∆Hos (kJ/mol).

- Nhiệt tạo thành chuẩn (Entanpi sinh chuẩn) của một chất là nhiệt của phản ứng tạo thành 1mol chất đó từ các đơn chất bền ở áp suất 1atm và nhiệt độ 298K (25 0C). Kí hiệu:∆Hos, 298 (kJ/mol).

Nhiệt tạo thành các đơn chất đƣợc quy ƣớc bằng 0.

Ngƣời ta đã xác định đƣợc nhiệt tạo thành của nhiều chất và lập thành bảng.

- Nhiệt phân hủy của một hợp chất là nhiệt của phản ứng phân hủy 1mol hợp chất đó thành các đơn chất bền. Nhiệt phân hủy của hợp chất có giá trị bằng nhiệt tạo thành của nó nhƣng ngƣợc dấu:∆Hoph = - ∆Hos .

4

- Nhiệt cháy của một chất là nhiệt của phản ứng đốt cháy hoàn toàn 1mol chất đó thành các oxit cao nhất.

- Nhiệt chuyển pha là hiệu ứng nhiệt của quá trình chuyển 1mol chất từ trạng thái (pha) này sang trạng thái (pha) khác. Ta thƣờng gặp và sử dụng các loại nhiệt bay hơi, nhiệt thăng hoa, nhiệt ngƣng tụ, nhiệt nóng chảy, nhiệt hòa tan, nhiệt kết tinh, nhiệt chuyển dạng thù hình. Định luật Hess – Hê ̣ quả - Định luật Hess: “Nhiệt của một PƢHH chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu của các chất phản ứng và trạng thái cuối của sản phẩm phản ứng, không phụ thuộc vào các giai đoạn trung gian, nghĩa là không phụ thuộc vào con đƣờng tiến hành phản ứng”. → ∆H và ∆U của phản ứng là các hàm trạng thái.

Cách tính nhiệt phản ứng: Xét đối với phản ứng tổng quát: A + B → C + D ∆H = ? + Thông qua định luật Hess và các hệ quả của định luật Hess: Hệ quả 1: Hiệu ứng nhiệt của phản ứng thuận bằng hiệu ứng nhiệt của phản ứng nghịch nhƣng ngƣợc dấu, ta có:

∆Ht =  ∆Hn

Hệ quả 2: Hiệu ứng nhiệt của một phản ứng bằng tổng nhiệt sinh của các sản phẩm trừ đi tổng nhiệt sinh của các chất tham gia phản ứng. ∆H = ∑ ∆H s (sản phẩm)  ∑ ∆Hs (tham gia) = ∑ ∆Hs (C+D)  ∑ ∆Hs (A+B) Hệ quả 3: Hiệu ứng nhiệt của một phản ứng bằng tổng nhiệt cháy của các chất tham gia trừ đi tổng nhiệt cháy của các chất tạo thành. ∆H = ∑ ∆Hc (tham gia)  ∑ ∆Hc (sản phẩm) = ∑ ∆Hc (A+B)  ∑ ∆Hc (C+D) 1.1.2. Nguyên lý II nhiệt dộng học [4], [9], [10], [12] - Entropi (kí hiệu S) là thước đo độ mất trật tự của một chất hay một hệ. Entropi càng lớn hệ càng mất trật tự.

Trong quá trình biến đổi trạng thái của hệ, nếu có sự trao đổi nhiệt với môi trƣờng ngoài thì cùng với sự biến thiên entropi của hệ còn có sự biến thiên entropi của môi trƣờng ngoài. Khi hệ nhiệt động đƣợc gộp với môi trƣờng xung quanh tạo thành một hệ cô lập thì:

∆Stổng = ∆Shệ + ∆Smtxq ≥ 0

Nếu trong hệ cô lập chỉ diễn ra quá trình thuận nghịch thì: ∆Stổng = 0 → S = const 5

- Entropi chuẩn của một chất Giá trị entropi S của một chất xác định ở áp suất 1atm và nhiệt độ 298K (25 0C) gọi là entropi chuẩn của chất đó và đƣợc kí hiệuS0298 (J/mol.K).

- ∆S trong một số quá trình Quá trình thay đổi trạng tháivật lícủa một chất nguyên chất (nhiệt độ không thay đổi), nếu quá trình xảy ra ở áp suất không đổi thì: Q = ∆H, nên: ∆S =

 T

∆S của phản ứng hóa học: Xét đối với phản ứng tổng quát: A + B → C + D ∆S = ? ∆S = ∑ S(sp)  ∑ S(tham gia) = ∑ S(C+D)  ∑ S(A+B) ∆So = ∑ So(sp)  ∑ So(tham gia) = ∑ So(C+D)  ∑ So (A+B)

Ở điều kiện chuẩn:

1.1.3. Nguyên lý III nhiệt động học [10], [16] Entropi của một tinh thể hoàn hảo bằng không ở 0K. Tinh thể hoàn hảo là tinh thể trong đó các phân tử chỉ có một cách sắp xếp duy nhất ở 0K. Nguyên lý III giúp tính entropi của một hóa chất ở nhiệt độ xác định.

- Cách tính biến đổi entropi của một hóa chất + Trƣờng hợp không có sự thay đổi trạng thái trong khoảng nhiệt độ (0, T) T

Sp T =

Cp T0

dT

(1.1)

T

+ Trƣờng hợp có sự thay đổi trạng thái trong khoảng nhiệt độ (0, T) Tnc

Sp T = 0

dT Qnc Cp + + 1 T Tnc

T

Cp T nc

dT 2

T

=S 1 +

Q nc Tnc

+S2

(1.2)

Dựa vào cách tính đó, có thể tính đƣợc entropi mol c ủa hóa chất ở một nhiệt độ xác định (nhiệt độ tại đó hóa chất chƣa bị phân hủy) - Biến đổi của entropi theo nhiệt độ + Nếu To là nhiệt độ ở điều kiện chuẩn thức (298K) và nếu áp suất là 1atm, thì: T o

∆S T

=∆So298K + 298K

∆Cp T

dT

(1.3)

+ Nếu ∆Cp không đổi theo nhiệt độ T trong khoảng (298K, T) thì: 6

∆So T =∆So298K +∆Cp ln

T

T

=∆So298K +2,303∆Cp lg

298 1.1.4. Thế đắng nhiệt đẳng áp [3], [12], [14]

298

(1.4)

Theo nguyên lý II, trong hệ cô lập chỉ có những quá trình nào làm tăng entropi (∆S > 0) mới có thể tự xảy ra. Đối với quá trình hữu hạn:

∆G = ∆H – T∆S;

∆F = ∆U – T∆S

Đối với phản ứng hóa học, khả năng tham gia vào phản ứng của các chất đƣợc đặc trƣng bằng một khái niệm ái lực hóa học. Đo độ ái lực là ∆G ho ặc ∆F tùy theo điều kiện diễn biến của phản ứng là đẳng nhiệt đẳng áp hay đẳng nhiệt đẳng tích. Tuy nhiên, thế đẳng áp (entropi tự do, năng lƣợng Gibbs) đƣợc sử dụng phổ biến hơn vì thông thƣờng các phản ứng hóa học xảy ra ở điều kiện đẳng áp. Đối với phản ứng hóa học diễn ra ở điều kiện chuẩn thì: G 0 (pƣ) =

 G

0 ht

(sp) –

 G

0 ht

(tgpƣ)

Trong đó: G 0ht là biến thiên năng lƣợng tự do chuẩn của sự hình thành hợp chất 0 từ các đơn chất. (Đối với đơn chất G ht = 0).

∆G< 0, PƢHH dễ xảy ra theo chiề u thuâ ̣n . ∆G > 0, PƢHH xảy ra theo chiề u nghich ̣ . ∆G = 0, PƢHH ở tra ̣ng thái cân bằ ng .

1.1.5. Cân bằng hoá học [3], [12] CBHH là trạng thái của phản ứng thuận nghịch khi tốc độ của phản ứng thuận bằng tốc độ của phản ứng nghịch.

Tuy nhiên, đây là một cân bằng động, vì tại trạng thái cân bằng, hai phản ứng thuận và nghịch vẫn xảy ra, nhƣng với tốc độ bằng nhau nên không nhận thấy sự biến đổi trong hệ.

Xét phản ứng thuận nghịch: aA

+

bB

⇌

cC

+

Tại trạng thái cân bằng, ta có: vt = vn ↔ kt [A]a[B]b = kn [C]c [D]d → Hằng số cân bằng của phản ứng thuận nghịch:

7

dD

c d k  C   D  Kc  t  k n  A a   Bb

Trong đó:

(1.5)

- kt và kn là hằng số tốc độ phản ứng thuận và nghịch.

- KC là hằng số cân bằng của phản ứng thuận nghịch.

Các biểu thức có liên quan và mối quan hệ giữa chúng c

d

KP – hằng số cân bằng biểu thị theo áp suất: K  PC  PD P Pa  P b A B

(1.6)

n xc  xd Nếu tính theo nồng độ phân số mol x  i ta có: K x  C D i n xa  x b i A B

(1.7)

Ta có mối liên hệ: K  K  (RT)n  K x  Pn P C Khi ∆n = 0 → KP = KC = Kx Lưu ý: Hằng số cân bằng của phản ứng hoá học chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất phản ứng.

Các yếu tố ảnh hưởng tới cân bằng hoá học Nguyên lý chuyển dịch cân bằng Lơ - Satơlie: Khi phản ứng hoá học đạt trạng thái cân bằng nếu thay đổi một trong các yếu tố nhƣ nồng độ, áp suất, nhiệt độ... thì cân bằng chuyển dịch theo chiều chống lại sự thay đổi đó. * Nồng độ - Nếu tăng nồng độ của chất tham gia hoặc giảm của chất sản phẩm thì cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.

- Nếu giảm nồng độ của chất tham gia ho ặc tăng của chất sản phẩm thì cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch. * Áp suất chất khí - Áp suất hệ (P h): n=

hskhitg-

hskhisp

+ Nếu n>0: P h tăng cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận, P h giảm cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch. + Nếu n<0: P h tăng cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch, P h giảm cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch. + Nếu n=0: P h thay đổi không ảnh hƣởng tới cân bằng hoá học.

8

* Nhiệt độ phản ứng Nhiệt độ ảnh hƣởng trực tiếp tới hằng số cân bằng theo biểu thức sau: KT 2 ∆Ho T2 -T1 ln = KT 1 R T1 T2

(1.8)

∆Ho là nhiệt của phản ứng ở điều kiện chuẩn.

R là hằng số khí.

T2 ; T1 là nhiệt độ tiến hành phản ứng (K).

KT 1 ; K T 2là hằng số cân bằng của phản ứng ở nhiệt độ T2; T1.

1.2. Động hóa học 1.2.1. Tốc độ của các phản ứng hóa học [1], [8], [11], [12] Tốc độ phản ứng hoá học đƣợc định nghĩa bằng biến thiên nồng độ các chất tham gia (hay sản phẩm) trong một đơn vị thời gian. Nếu lƣợng các chất đƣợc biểu thị bằng nồng độ thì tốc độ v của phản ứng: A→ B đƣợc biểu diễn bằng phƣơng trình: v= -

dA dt

=

d(B) dt

Theo định luật kinh nghiệm của Gunbec – Vagơ, tốc độ tỉ lệ với nồng độ các chất tác dụng, do đó đối với phản ứng tổng quát: aA + bB + cC + ... = SP Ta có: v = k[A]α.[B]β.[C]γ ... k là hằng số tốc độ phản ứng, nó chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ.

Tổng α + β + γ + ... là bậc của phản ứng. Các bậc riêng phần γ, β, α không nhất thiết phải bằng các hệ số hợp thức a, b, c của phản ứng. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng Theo quy tắc kinh nghiệm của Van Hốp thì mỗi khi nhiệt độ tăng thêm 10 độ thì hằng số tốc độ tăng, do đó tốc độ của phản ứng tăng lên từ 2 đến 4 lần:

 =

k T+10 = 2 4 kT

9

Một cách định lƣợng, Areniut cũng đã thiết lập đƣợc sự phụ thuộc của hằng số tốc độ k vào nhiệt độ dƣới dạng vi phân: dlnk dT

=

E

(1.9)

RT2

Ở đây, E là năng lƣợng hoạt hóa.

Phƣơng trình Areniut còn đƣợc viết đƣới dạng khác E

k=A.e-RT

(1.10)

Với A là thừa số Areniut và có cùng thứ nguyên với hằng số tốc độ. Thừa số A còn biểu thị tần số va chạm giữa các phân tử của các chất tác dụng. Để xác định năng lƣợng hoạt hóa E, ta có thể sử dụng một trong các phƣơng pháp sau: a) Phƣơng pháp đồ thị: Logarit 2 vế phƣơng trình Areniut: lgk=lgA‒

E

(1.11)

2,303 RT

Từ đây ta thấy đồ thị của sự phụ thuộc lgk vào nghịch đảo của nhiệt độ tuyệt đối phải là một đƣờng thẳng với hệ số góc: tgα=‒

E 2,303R

b) Phƣơng pháp xác định hằng số tốc độ ở 2 nhiệt độ: lg

k1 k2

=‒

Ea

1

‒

1

2,303.R T1 T2

(1.12)

1.2.2. Động học các phản ứng đơn giản [11] Trong động hóa học, ngƣời ta còn hay dùng khái niệm thời gian nửa phản ứng kí hiệu bằng chữ τ. Đó là thời gian cần thiết để một nửa nồng độ đầu của chất tác dụng mất đi trong quá trình phản ứng. Đối với các phản ứng hạt nhân, thời gian nửa phản ứng gọi là chu kì bán hủy.

- Tóm tắt các biểu thức động học của phản ứng đơn giản:

10

n

Phƣơng trình động học

Phƣơng trình động học

Thời gian

Thứ nguyên hằng

(dạng vi phân)

(dạng tích phân)

nửa phản ứng a 2k

số tốc độ

0

dx =k(a-x)o dt

1

dx =k(a-x) dt dx =k(a-x)(b-x) dt

2

3

n

x =kt

ln

a =kt a-x

(thg)-1 (mol/l)

0,693 k

1 a-x b ln =kt (a>b) a-b b-x a

-

1 b-x a ln =kt (b>a) b-a a-x b

-

dx =k(a-x)2 dt dx =k(a-x)3 dt

1 1 - =kt (a=b) a-x a

dx =k(a-x)n (n≠1) dt

1 1 1 - n-1 =kt n-1 n-1 (a-x) a

1 1 1 - 2 =kt 2 2 (a-x) a

(thg)-1

(thg)-1 (mol/l)-1 1 ka 3 2ka2

(thg)-1 (mol/l)-2

2n-1 -1 n-1 kan-1

(thg)-1 (mol/l)-(n-1)

Để xác định bậc của phản ứng hóa học, ngƣời ta có thể áp dụng một trong các phƣơng pháp thực nghiệm sau đây: a) Phƣơng pháp thế Nguyên tắc: Xác định sự biến thiên nồng độ của một chất nào đó tại các thời điểm khác nhau, lấy các giá trị nhận đƣợc thay lần lƣợt vào các phƣơng trình hằng số tốc độ của các phản ứng bậc không, bậc một, bậc hai, bậc ba... Phƣơng trình nào cho giá trị k là một hằng số (không đổi) thì phản ứng có bậc ứng với bậc của phƣơng trình đó.

Trƣờng hợp không có phƣơng trình nào thảo mãn thì phản ứng có quy luật động học phức tạp. Khi đó phải xác định bậc phản ứng theo phƣơng pháp khác. b) Phƣơng pháp đồ thị Nguyên tắc: Từ các số liệu thực nghiệm, xây dựng đồ thị sự phụ thuộc của nồng độ vào thời gian C=f(t), phƣơng trình nào cho đƣờng biểu diễn là đƣờng thẳng thì phản ứng có bậc tƣơng ứng với phƣơng trình đó.

11

Với từng bậc phản ứng, đƣờng biểu diễn sự phụ thuộc của nồng độ vào thời gian có dạng nhƣ sau:

lg(CA/CB)

1/CA

lgCA

t

(a) 1/C2A

(b)

t

(c)

t

CA

(d)

t

(e)

t

Hình (a): Phản ứng bậc một.

Hình (b): Phản ứng bậc hai (nồng độ đầu các chất bằng nhau).

Hình (c): Phản ứng bậc hai (nồng độ đầu các chất khác nhau).

Hình (d): Phản ứng bậc ba (nồng độ đầu các chất bằng nhau).

Hình (e): Phản ứng bậc không. c) Phƣơng pháp tốc độ đầu Tiến hành đo tốc độ đầu (tại t = 0) ở các nồng độ đầu khác nhau, giả sử ở nồng độ đầu CA và CAo ta có: vo =kCnAo v'o =kCnAo

12

Suy ra:

v v'o

=

n

C An

→n=

C A'n

lgvo -lgv'o lgC A0 -lgC A'o

d) Phƣơng pháp thời gian nửa phản ứng Tiến hành xác định thời gian nửa phản ứng t1/2 ở các nồng độ chất phản ứng khác nhau.

- Nếu t1/2 không phụ thuộc vào nồng độ chất phản ứng thì phản ứng có bậc một.

- Nếu t1/2 tỷ lệ nghịch với bậc nhất nồng độ chất phản ứng thì phản ứng có bậc hai.

- Nếu t1/2/ tỷ lệ nghịch với bậc hai nồng độ chất phản ứng thì phản ứng có bậc ba.

- Nếu t1/2 tỷ lệ thuận với nồng độ chất phản ứng thì phản ứng có bậc không.

Tổng quát khi n ≠ 1 ta có biểu thức t1/2 : t1/2 =

2n-1 -1

const = n-1 .k. an-1 an-1

(1.13)

Ở nồng độ a ta cũng có: t'1/2 =

2n-1 -1

const = n-1 .k. a'(n-1) a'(n-1)

(1.14)

Do đó: t1/2 t'1/2

=

a' a

n-1

→n=1+

lgt1/2 -lgt'1/2 lga' -lga

(1.15)

1.2.3.Động học các phản ứng phức tạp [4], [11] Trong động học hóa học, các phản ứng phức tạp bao gồm các phản ứng thuận nghịch, song song, nối tiếp. a) Phản ứng bậc 1

Gọi a và b là nồng độ ở t = 0 của A và B, (a – x) và (b – x) là nồng độ của A và B ở thời điểm t, x là độ giảm nồng độ của A từ t = 0 đến t. v1 = v2 =

dx1 dt dx2 dt

=k1 a-x =k2 b+x

Tốc độ của phản ứng thuận nghịch :

13

dx1 dx2 ‒ =k1 a- x ‒k2 b+x dt dt Khi đạt cân bằng (t = ∞) thì v1 = v2 , khi đó v = 0 và x = x∞. Ta có: v=v1 ‒v2 =

v= k 1 a‒x∞ ‒k2 b+x∞ Từ đó suy ra hằng số cân bằng: K=

k1 k2

=

b+x∞

a‒x∞ x∞ (k1 +k2 )t=ln x∞ ‒ x

(1.16) (1.17)

b) Phản ứng song song một chiều bậc 1

Đối với phản ứng song song dạng này, phƣơng trình động học sẽ là: k1 +k2 =

2,303 t

lg

a a‒x

(1.18)

Với a là nồng độ chất A ở t = 0; x là độ giảm nồng độ chất A ở tại thời điểm t.

Tƣơng tự nhƣ trên, đối với phản ứng song song một chiều bậc hai dạng:

Ta có: k1 +k2 =

2,303 t(a‒b)

lg

b(a‒x) a(b‒x)

(1.19)

Với a và b là nồng độ chất A và B tại t = 0. c) Phản ứng nối tiếp: Dạng đơn giản nhất của các loại phản ứng này đƣợc biểu thị bằng phƣơng trình: A

`

k1

B

k2

C

t=0

a

0

0

t

a-x

x-j

j

x=a 1-e-k1t ; A =a-x=a.e-k1 t a j= C = [k2 (1-e-k1t )-(1 -e-k2t )] k1 -k2 14

y= B =x - j =

k1 a k2 - k1

(e-k1t - e-k2t )

Khảo sát sự biến thiên nồng độ các chất đầu A, chất trung gian B và sản phẩm cuối cùng C, ta tính đƣợc thời gian tmax để sản phẩm trung gian B đạt nồng độ cực đại [B]max : ln tmax =

k1 k2

(1.20)

k1 ‒k2

[B]max =a

k2 k1

15

k2 k1 -k2

(1.21)

Chƣơng 2: HỆ THỐNG BÀI TẬP 2.1. Bài tập nhiệt động hóa học 2.1.1.Tính các giá trị biến thiên ∆H, ∆S Bài 1: Tính nhiệt độ của ngọn lửa CO cháy trong hai trƣờng hợp sau: 1) Cháy trong oxy tinh khiết (20% oxy và 80% nitơ theo thể tích).

2) Cháy trong oxy tinh khiết.

Cho biết lƣợng oxy vừa đủ cho phản ứng, nhiệt độ lúc đầu là 25 oC.Entanpi cháy của CO ở 25o C và 1atm là-283kJ.mol-1. Nhiệt dung mol chuẩn của các chất nhƣ sau: Co p (CO2, k) = 30,5 + 2.10 -2 T Co p (N2, k) = 27,2 + 4,2.10 -3T (Olympic Hóa học sinh viên toàn quốc năm 2003 – Bảng A) Phân tích: T

1)

∆Ho298 + 298

(CoPCO +2 CoPN )dT=0 T=2555K 2

2

T

2)

∆Ho298 + 298

CoPCO dT=0T=4098K 2

Bài 2: Một phản ứng dùng để luyện kẽm theo phƣơng pháp khô là: 3

ZnS(r) + O2(k) → ZnO(r) + SO2(k) 2

o

1) Tính ∆H của phản ứng ở nhiệt độ 298K và 1350K, coi nhiệt dung của các chất không phụ thuộc vào nhiệt độ ở miền nhiệt độ nghiên cứu.

2) Giả thiết ZnS nguyên chất. Lƣợng ZnS và không khí (20% O2 và 80% N2 theo thể tích) lấy đúng tỉ lệ hợp thức bắt đầu ở 298K sẽ đạt đến nhiệt độ nào khi chỉ hấp thụ lƣợng nhiệt tỏa ra do phản ứng ở điều kiện chuẩn tại 1350K (lƣợng nhiệt này chỉ dùng để nâng nhiệt độ các chất đầu)Hỏi phản ứng có duy trì đƣợc không, nghĩa là không cần cung cấp nhiệt từ bên ngoài, biết rằng phản ứng trên chỉ xảy ra ở nhiệt độ không thấp hơn 1350K? 3) Thực tế trong quặng sfalerit ngoài ZnS còn chứa SiO2 . Vậy hàm lƣợng % của ZnS trong quặng tối thiểu phải là bao nhiêu để phản ứng có thể tự duy trì đƣợc?

Cho biết entanpi tạo thành chuẩn của các chất ở 25 oC (kJ.mol-1):

16

Hợp chất:

ZnO(r)

∆Hof

ZnS(r)

-347,98

-202,92

SO2 (k) -296,90

Nhiệt dung mol đ ẳng áp của các chất (J.K-1.mol-1): Hợp chất

ZnS(r) ZnO(r) SO2(k) O2(k) N2(k) SiO2(r)

∆Cop

58,05

51,64

51,10

34,24 30,65 72,65

Biết MZn S = 97,42g.mol -1; M SiO2 = 60,10g.mol -1.

(Olympic Hóa học sinh viên toàn quốc năm 2005 – Bảng B) Phân tích: 1) ∆H0298 = -347,98 – 296,90 + 202,92 = -441,96kJ ∆C0p = 51,64 + 51,10 – 58,05 – 3/2.34,24 = -6,67J.K-1 ∆H1350 = -448976,84J 2)

3

C0p =C0p(ZnS) + C0p(O2) +6C0p(N2) =293,31J.K-1 2

T

∆H01350 +

293,31dT=0 =>T=1828,72K 298

T = 1828,72K > 1350K nên phản ứng tự duy trì đƣợc.

3) Gọi x là số mol SiO2 có trong 1 mol ZnS 3 C0p =C0p(ZnS) + C0p(O2) +6C0p(N2) +xC0p(SiO2) =293,31+ 72,65x (JK-1 ) 2 1350

∆H01350 =-448976,84+

1350

293,31dT+ 298

72,65xdT=0 =>x=1,84mol 298

 %ZnS = 47%.

2.1.2.Tính biến thiên năng lƣợng tự do Gibbs và xác định chiều hƣớng phản ứng, sự chuyển dịch cân bằng hóa học Bài 1:Khảo sát phản ứng phân hủy NO2 tạo thành NO và O2 ở 10 oC dƣới ảnh hƣởng động học và nhiệt học.

Một cách gần đúng, nếu xem nhƣ các đ ại lƣợng nhiệt động của phản ứng trên không phụ thuộc vào nhiệt độ. Hãy sử dụng các giá trị sau để trả lời các câu hỏi: ∆H0s

NO 2=

33,2 kJ/mol; ∆H0s

NO =

90,3 kJ/mol

S0NO2 = 241 J/mol; S0NO = 211 J/mol; S0O2 = 205 J/mol 17

Nhiệt độ nhỏ nhất cần đạt đến để cân bằng dịch chuyển về phía phải là bao nhiêu?

(Trích Olympic Hóa học sinh viên toàn quốc năm 2010 - Bảng A) Phân tích: Trƣớc hết, ta tính các thông số nhiệt động cơ bản của phản ứng nhƣ sau: ∆Hopứ=2.90,3 -2 . 33,2=114,2 kJ ∆Sopứ=2. 211+205 -2 . 241=145 J/K ∆Gopứ=114,2 -283 . 0,145=73,2 kJ Một mặt gần đúng, về mặt nhiệt động học khi phản ứng đạt đến cân bằng thì ∆Gopứ = 0 =>T=

∆Ho ∆S0

=

114,2 . 1000 145

=787,6K

Nhƣ vậy, điều kiện về nhiệt độ cần để cân bằng dịch chuyển về phía phải là: T ≥ 787,6K. Bài 2:Hai đồng vị thƣờng đƣợc xem nhƣ có hoạt tính hoá học giống nhau: tuy nhiên, điều này không thật chính xác. Hoạt tính khác biệt của các đồng vị khác nhau là do sự phụ thuộc của năng lƣợng dao động không gian trong các phân tử với khối lƣợng các hạt nhân nguyên tử cấu tạo nên phân tử đó. Ở đây, ta không cần quan tâm đến cơ chế chi tiết mà chỉ lƣu ý rằng các hợp chất có chứa các đồng vị nhẹ (nhƣ 1 H19F) có độ bền liên kết hơi thấp hơn các hợp chất tƣơng đƣơng nhƣng có chứa các đồng vị nặng hơn (nhƣ 2H19 F).

“Hiệu ứng đồng vị” này thƣờng không quan trọng hoặc ít quang trọng tại nhiệt độ phòng, nhƣng lại có ý nghĩa quyết định trong hóa học tại nhiệt độ thấp. Một trong các môi trƣờng nghiên cứu đƣợc tiến hành rộng rãi là các đám mây dày đặc giữa các vì sao tại nhiệt độ rất thấp (thƣờng khoảng 10K – 20K), là những đám mây lớn chứa khí và bụi, nguồn gốc nguyên thủy của các ngôi sao. Sự chuyển hóa của deuteri trong các đám mây lạnh giữa các vì sao xảy ra với nhiều qúa trình khác nhau, gồm cơ chế sau: H2 + D → HD + H

(1)

HD + D → D2 + H

(2)

Các tham số nhiệt hoá học có liên quan đến phản ứng (1) là: ∆Hof (H2(k)) = 0kJ.mol-1

So(H2(k)) = 130,57J.K-1 .mol-1.

∆Hof (HD(k)) = 0,33kJ.mol -1

So(HD(k)) = 143,69J.K-1.mol-1.

∆Hof (H(k)) = 216,00kJ.mol -1

So(H(k)) = 114,60J.K-1.mol-1.

18

∆Hof (D(k)) = 219,76kJ.mol-1

So(D(k)) = 123,24J.K-1.mol-1.

(Entanpi tạo thành có trị số tại 0K thích hợp hơn so với entropy có trị số tại 298K (đo tại 298K), nhƣng để thỏa mãn yêu cầu của chúng ta có thể giả thiết là không phụ thuộc vào nhiệt độ). a) Xác định biến thiên năng lƣợng tự do ∆Go của phản ứng (1), tại T = 20K và T = 1000K. Phản ứng xảy ra theo hƣớng nào, nếu nồng độ ban đầu của mọi chất tham gia và chất tạo thành là bằng nhau? b) Dấu của ∆Ho (dƣơng hoặc âm) sẽ cho biết gì về độ bền liên kết của H2 và HD? Dấu của ∆So nhƣ thế nào để phản ứng (1) xảy ra theo chiều thuận và cơ sở vật lý cho dấu của ∆So là gì? c) Nay xét phản ứng (2). Dấu của ∆Ho , ∆So phải nhƣ thế nào để phản ứng xảy ra theo chiều thuận? Nếu giả thiết rằng biến thiên entanpi và entropy là bằng nhau về độ lớn (biên độ) với giá trị tìm đƣợc ở câu a. Hãy tính biến thiên năng lƣợng tự do và dự đoán chiều phản ứng xảy ra tại 20K và tại 1000K. d) Hydro phân tử (với các dạng đồng vị khác nhau) hiện diện ở nồng độ cao hơn nhiều so với hydro nguyên tử (và deuteri nguyên tử) trong các đám mây giữa các vì sao. Dự đoán dạng ƣu đãi của deuteri (D, HD hay D2) trong đám mây giữa các vì sao, giả thiết tại nhiệt độ 20K: i)Khi hàm lƣợng trong vũ trụ nD<< nH (nghĩa là khi tổng số hạt nhân deuteri trong bất kỳ dạng hóa học nào là rất nhỏ hơn tổng số hạt nhân hydro) ii) Khi nD = nH thì dạng nào của hydro sẽ có nhiều hơn dƣới những điều kiện trên?

Tình huống ở câu i) là có thật trong vũ trụ.

(Bài tập chuẩn bị cho Olympic Quốc tế lần thứ 30) Phân tích: a) Biến thiên năng lƣợng tự do tính đƣợc nhờ ∆Go = ∆Ho - T∆So ∆Ho = -3,43kJ.mol-1. ∆So = +4,48J.mol -1 .K-1 .

Tại 20K thì ∆Go = -3,52kJ.mol-1, tại 1000K thì ∆Go = -7,91kJ.mol-1.

Phản ứng xảy ra tại cả hai nhiệt độ (Thật vậy, vì ∆Ho âm và ∆So dƣơng, phản ứng thuận phải có thể tự xảy ra đƣợc ở mọi nhiệt độ) 19

b) ∆Ho âm theo chiều thuận: nhƣ vậy độ bền liên kết của HD lớn hơn H2. Điều này phù hợp với khuynh hƣớng tổng quát đã nêu ở trên là các tiểu phân chứa đồng vị nhẹ hơn sẽ có liên kết hơi yếu hơn.

So dƣơng theo chiều thuận, chỉ ra rằng sản phẩm kém trật tự hơn so với chất tham gia. Sự gia tăng tính không trật tự có thể đƣợc hiểu là do khả năng tạo đƣợc hai phân tử HD giống nhau (chứa lần lƣợt một trong hai nguyên tử H giống nhau) từ một phân tử H2. c) Sự chuyển hóa HD thành D2 kết hợp với ∆Ho âm, do độ bền liên kết trong D2 lớn hơn HD (các đồng vị nặng hơn có liên kết bền hơn). Biến thiên entropy theo chiều thuận cũng sẽ âm, do (giải thích tƣơng tự trên) HD có độ không trật tự lớn hơn D2. Giả sử độ lớn của ∆Ho và ∆So bằng với gía trị của câu a ta có: ∆Go = -3,34kJ.mol-1 tại 20K, ∆Go = +1,05kJ.mol -1 tại 1000K. Nhƣ vậy phản ứng thuận tự xảy ra tại 20K nhƣng tại 1000K thì xảy ra phản ứng nghịch. d) i) Do cân bằng (1) luôn dời theo chiều thuận ở 20K, rõ ràng là D nguyên tử không thể là dạng có hàm lƣợng lớn nhất của deuteri. Thấy ngay là HD sẽ có ƣu thế hơn D2 nếu hàm lƣợng deuteri tổng cộng là thấp, nhƣng vẫn có thể xem xét kỹ hơn: Nếu cân bằng (2) dời theo chiều nghịch, khi ấy kết hợp với (1) cho: H2 + D + D2 + H → 2HD + H +D Thu gọn: H2 + D2 → 2HD (3) Biến thiên năng lƣợng tự do của cân bằng này là ∆Go(3) = ∆Go(1) - ∆Go (2). Các tính toán ở câu a) và câu c) có thể tính đƣợc ∆Go (3) = -0,18kJ.mol-1 . Do ∆Go(3) âm, cân bằng sẽ dời chuyển về phía chiều thuận vì thế HD sẽ có nhiều hơn D2. ii) Lập luận trên cũng áp dụng cho trƣờng hợp nD = nH nên HD vẫn nhiều hơn D2 .

Tƣơng tự, do cân bằng (3) dời theo chiều thuận, HD vẫn là dạng có nhiều hơn.

2.1.3. Tính các hằng số cân bằng Kp, Kc Bài 1: Cho cân bằng: PCl5(k)⇌ PCl3 (k) + Cl2(k)

20

a. Trong bình kín dung tích V(lít) có chứa m(gam) PCl5, đun nóng bình đến nhiệt độ T(K) để thực hiện phản ứng phân ly PCl 5. Sau khi đạt cân bằng, áp suất khí trong bình là P. Hãy thiết lập biểu thức của Kp theo độ phân ly α và áp suất P. b. Khi thực hiện phản ứng trên trong bình có chứa 83,40g PCl 5 ở nhiệt độ T1 (K).

Khi cân bằng áp suất trong bình là 2,700 atm, hỗn hợp khí trong bình có tỷ khối hơi so với hidro bằng 69,5. Tính α và Kp. c. Trong một thí nghiệm khác có cùng lƣợng PCl5 nhƣ trên, thể tích bình vẫn là V(lít) và nhiệt độ =0,9T1 thì áp suất cân bằng đo đƣợc là 1,944atm. Tính α và Kp . Từ đó cho biết phản ứng phân ly PCl 5 tỏa nhiệt hay thu nhiệt.

(Olympic Hóa học sinh viên toàn quốc năm 2012 – Bảng C) Phân tích: a) PCl5(k) ⇌ CB Áp suất

PCl3 (k)

+

Cl2(k)

(1 – α)

α

α

(1-α)P

αP

αP

1+α

1+α

1+α

Ta có: Kp =

P PCl3 .P Cl2 P Cl5

=

α2 .P (1- α2 )

Vậy Kp =

α2 .P (1-α2 )

b) Theo đề bài: nPCl5 ban đầu =

83,4 208,5

=0,4 mol, P=2,7 atm

Tổng số mol khí của hồn hợp tại TTCB: ns dM TB s/H2 = 69,5 vậy MT B s = 69,5 .2 = 139 Áp dụng BTKL: m s = m PCl5 ban đầu = 83,4(g) vậy n s =

PCl5(k)⇌ BĐ

PCl3 (k)

0,4 21

+

Cl2(k)

83,4 = 0,6 mol 139

(0,4 – x)

TTCB

x

x

ns=0,4 – x + x + x = 0,6 vậy x = 0,2 Do đó α=

Và Kp =

x

= 0,5

0,4

α2 .P (1- α2 )

=

(0,52 . 2,7) (1- 0,52 )

=0,9

c) Gọi áp suất của hệ tại nhiệt độ T1 là P 1= 2,7 atm, số mol n1=ns=0,6 mol. Áp suất của hệ tại nhiệt độ T2= 0,9T1 là P 2 , số mol n2, với P 2=1,944atm.

Ta có P 1V1=n1 RT1 và P 2 V2 =n2 RT2 Suy ra

P1 V

n1 RT1

=

P 2 V n2 R.0,9T1

Vì vậy n2 =

n1 P 2 P 1 .0,9

=

0,6.1,944 2,7.0,9

PCl5(k)⇌ BĐ

0,4

TTCB

(0,4 – x’)

=0,48 PCl3 (k)

+

Cl2(k)

x’

x’

n2= 0,4 – x’ + x’ + x’ = 0,48 Vậy x’ = 0,08 '

Do đó: α = Và K p ' =

x' 0,4

=0,2

α'2 .P (1-α'2 )

=

0,22 .1,944 1- 0,22

=0,081

Vì giảm nhiệt độ thì độ phân ly PCl5 giảm, do đó phản ứng phân ly PCl5 là phản ứng thu nhiệt.

Bài 2:Amoniac đƣợc tổng hợp theo phản ứng sau: N2(k) + 3H2(k)⇌2NH3(k) a) Chứng minh rằng ở nhiệt độ và áp suất nhất định, phần mol của NH3 là cực đại nếu xuất phát từ hỗn hợp N2 và H2 có tỷ lệ N2 : H2 = 1: 3 theo số mol. b) Để hiệu suất tổng hợp NH3 cao cần thực hiện phản ứng ở nhiệt độ và áp suất nhƣ thế nào? Giải thích?

Cho biết các hệ số nhiệt động:

22

N2

H2

NH3

∆H0298 (kJ/mol)

-

-

-46,19

S0298 (J/mol.K)

191,49

130,59

192,51

c) Ở 450 0C, nếu xuất phát từ hỗn hợp có tỷ lệ N2 : H2 = 1:3 theo số mol, thì cần thực hiện phản ứng tổng hợp NH3 dƣới áp suất bằng bao nhiêu để hiệu suất chuyển hóa bằng 90%?

(Olympic Hoá học sinh viên toàn quốc năm 2016 – Bảng A) Phân tích: ⇌

a)

N2(k) +

3H2(k)

2NH3(k)

BĐ

a

b

0

CB

a– α

b - 3α

2α

n = a + b − 2α

Gọi x1, x2, x3 là phần mol của N2, H2, NH3 tại cân bằng: x1 =

a-α n

;x2 =

b-3α n

; x3 =

2α n

Vì P là áp suất chung của hệ tại cân bằng P = const nên: Kp =

x23 P 2 x1 P.x32 P

x23 x1 .x32

3=

x23

1 . x1 .x32 P 2

=KP P 2 =const (ở T, P không đ ổi)

Lấy vi phân hai vế và giản ƣớc ta có: 2

dx3 x3

−

dx1 x1

−

3dx2 x2

=0

Phần mol của NH3 đạt cực đại khi dx3 = 0, tức là: dx1 x1

+

3dx2 x2

=0→

dx1 x1

=−

3dx2 x2

Mặt khác x1 + x2 + x3 =1 → dx1 + dx2 + dx3 = 0 Khi dx3 =0; dx1 + dx2 = 0→ dx1 = − dx2 dx1 x1

=−

3dx2 x2

→x2 =3x1

Hay: b – 3a = 3(a – α) → b = 3a b)∆Hopứ = ∆H0sp −

∆Hocđ = 2.(−46,19) = −92,38 kJ/mol < 0

23

- Phản ứng theo chiều thuận phát nhiệt → Vì vậy muốn cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận (tạo nhiều NH3) thì cần thực hiện phản ứng ở nhiệt độ thấp.

- Theo phƣơng trình phản ứng thì chiều thuận là chiều tạo thành NH3 có số mol khí nhỏ hơn → làm giảm áp suất của hệ. Do đó muốn cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận (tạo NH3) thì cần phải thực hiện ở áp suất cao. c) ∆Sopƣ =2S0NH3 − S0N2 − 3S0H2 = 2.192,51 – 191,49 – 3.130,59 = -198,24 J.K-1 ∆G0pứ=∆H0pứ − T∆S0pứ= -92380 + 198,24.T ∆G0723 =-92380+198,24.723 lgKp =

‒∆G0 2,303.RT

=‒

-92380+198,24.723 2,303.8,314.723

=-3,68

Kp= 10 -3,68 Kp =

1 1−α 3(1 − α) 2α . với x = ; x = ;x = 1 x1 .x32 P 2 4 − 2α 2 4 − 2α 3 4 − 2α x23

4α2 (4 − 2α)2 1 1 Kp = 4 . 2 = 5808. 2 27(1 − α) P P P=

5808 10 -3,68

=5272,46 atm

2.2. Bài tập động hóa học 2.2.1. Xác định năng lƣợng hoạt hóacủa phản ứng Bài 1: Nghiên cứu về động học của một phản ứng dẫn đến những thông tin quan trọng chi tiết của một phản ứng hóa học. Sau đây sẽ xem xét sự hình thành NO và phản ứng của nó với oxy. Sự hình thành NO xảy ra theo phản ứng sau: 2NOCl(k) → 2NO(k) + Cl2(k) Hằng số tốc độ phản ứng cho ở bảng: T(K)

k (l.mol-1.s-1)

300

2,6.10 -8

400

4,9.10 -4

Hằng số khí R = 8,314 J.mol -1.K-1 Áp dụng phƣơng trình Arrhenius tính năng lƣợng hoạt hóa của phản ứng.

(Trích bài tập chuẩn bị cho kì thi Olympic Hóa học quốc tế lần thứ 34) 24

Phân tích: Áp dụng công thức : lg

kT 2

=

E

1

kT 1 2,303R T1

−

1 T2

Ta có lg

4,9.10-4 2,6.10

E

-8 = 2,303.8,314 .

1 300

−

1 400

 E = 98,230 kJ/mol 2.2.2. Xác định bậc phản ứng Bài 1:Một ống thủy tinh hàn kín, có gắn hai sợi tungsten (vonfram) cánh nhau 5mm, chứa đầy không khí sạch và khô tại nhiệt độ và áp suất chuẩn. Phóng điện giữa hai sợi này. Vài phút sau khí trong ống nghiệm nhuốm màu nâu đặc trƣng khi oxy và nitơ (II) oxit gặp nhau trong bầu thủy tinh chân không.

Từ các thí nghiệm ở 25 oC có các số đo sau: [NO] (mol.L-1)

[O2 ] (mol.L-1)

Tốc độ đầu (mol.L-1.s-1)

1,16.10 -4

1,21.10 -4

1,15.10 -8

1,15.10 -4

2,41.10 -4

2,28.10 -8

1,18.10 -4

6,26.10 -5

6,24.10 -9

2,31.10 -4

2,42.10 -4

9,19.10 -8

5,75.10 -5

2,44.10 -5

5,78.10 -9

Xác định bậc phản ứng theo O2, theo NO và bậc phản ứng chung.

(Trích bài tập chuẩn bị cho kì thi Olympic Hóa Học quốc tế lần thứ 30) Phân tích : 2NO + O2 → 2NO2 Bậc của NO và O 2 đƣợc tính nhờ các trị số thí nghiệm trong đó nồng độ của một trong các chất đƣợc giữ không đổi (nhƣ [NO] đƣợc coi nhƣ không đổi trong các thí nghiệm #1, 2 & 3, trong khi [O2] lại không đổi trong các thí nghiệm #2, 4, 5) Bậc đối với NO: Thấy tốc độ thay đổi theo [NO]2 Vậy phản ứng là bậc 2 theo NO

25

Thí nghiệm

Tỉ lệ [NO]

Tỉ lệ tốc độ đầu

#4 : #2

2,01

4,03

#4 : #5

4,02

15,9

#2 : #5

2,00

3,95

Thí nghiệm

Tỉ lệ [NO]

Tỉ lệ tốc độ đầu

#2 : #1

1,99

1,98

#2 : #3

3,85

3,65

#1 : #3

1,93

1,84

Bậc đối với O2:

Tốc độ biến đổi hiển nhiên là theo [O2 ]: phản ứng là bậc 1 theo O2 vì thế bậc chung là 3.

Bài 2:Phosgen là một chất khí rất độc đƣợc sử dụng trong chiến tranh thế giới lần thứ nhất, nó cũng là sản phẩm công nghiệm quan trọng. Phosgen đƣợc tạo thành bằng cách cho khí CO tác dụng với khí Cl2 khi có mặt ánh sáng mặt trời hoặc có than ho ạt tính làm xúc tác theo phản ứng sau: CO(k) + Cl2(k) → COCl2(k) Đế xác định bậc riêng của CO, ngƣời ta tiến hành thí nghiệm sau: Xuất phát từ khí CO và khí Cl 2 với áp suất ban đầu là: P Cl2 = 400 mmHg, P CO = 4 mmHg. Ở nhiệt độ và thể tích không đổi, do áp suất riêng phần của COCl2(k) theo thời gian phản ứng thu đƣợc kết quả nhƣ sau: t (phút)

0

34,5

69

138

P COCl2 (mmHg)

0

2,0

3,0

3,75

1. Chứng minh rằng bậc riêng của CO bằng 1.

2. Bằng một thí nghiệm khác, ngƣời ta xác định đƣợc bậc riêng của Cl2 bằng 3/2.

Chứng minh rằng phƣơng trình động học của phản ứng trên phù hợp với cơ chế phản ứng sau: Cl2(k)

↔2Cl

(1) nhanh

CO(k) + Cl(k)

↔ COCl(k)

(2) nhanh

COCl(k) + Cl2(k)

→ COCl2(k) + Cl(k)

(3) chậm

(Olympic Hoá học sinh viên toàn quốc 2016 – Bảng A)

26

Phân tích: 1. Vì P Cl2 >> P CO nên coi P Cl2 ≈ const suy ra [Cl 2] ≈ const v=k[Cl2 ]m [CO]n =k.const.[CO ]n Giả sử bậc riêng của CO bằng 1 thì k’ = const trong các lần thí nghiệm.

CO(k) + t=0

P o = 4 mmHg

t

P o - P’ k' =

1 t

ln

Cl2(k) → COCl2(k) 0 P’

Co

1 Po = ln C t P o -P

Với t = 34,5 phút, P’ = 2 mmHg → k’ = 0,02 phút

-1

Với t = 69 phút, P’ = 3 mmHg → k’ = 0,02 phút -1 Với t = 138 phút, P’ = 3,75 mmHg → k’ = 0,02 phút

-1

→ k = 0,02 phút = const → Bậc riêng của CO bằng 1. (n =1) 2. Phƣơng trình động học của phản ứng là: v=k[Cl2 ]3/2 [CO] Tốc độ của phản ứng đƣợc quyết định bới giai đoạn chậm (3): v = k’[COCl][Cl 2 ] COCl đƣợc tạo ta theo phản ứng (2): CO(k) + Cl(k)

↔ COCl(k)

(2); K2

[COCl] = K2[CO][Cl] Cl lại đƣợc tạo thành từ phản ứng (1): Cl2(k)

↔ 2Cl

(1); K1

[Cl] = K11/2 [Cl2 ]1/2 Thay [Cl] vào biểu thức tính [COCl] ta có: [COCl] = K2[CO] K11/2 [Cl2 ]1/2 = K11/2 K2 [CO][Cl2]1/2 Thay [COCl] vào phƣơng trình tốc độ ta có: v = k’.K11/2 .K2 [Cl2 ]3/2 [CO]= k[Cl2 ]3/2 [CO] Phù hợp với phƣơng trình động học của phản ứng.

2.2.3. Xác định hằng số tốc độ k, hằng số cân bằng K của phản ứng Bài 1.Cho phản ứng: CO2(k) + H2O(l)⇌ H2CO3.

27

1) Hằng số tốc độ của phản ứng thuận là kt = a(s -1). Nếu có n mol khí CO2 trên mặt nƣớc thì sau 23 giây có một nửa số mol khí CO2 đó hoà tan. Tính a.

2) Hằng số tốc độ của phản ứng nghịch là kn = 20(s -1). Tính hằng số cân bằng K của phản ứng và viết biểu thức của hằng số cân bằng này.

(Olympic Hóa Học sinh viên toàn quốc năm 2005 – Bảng B) Phân tích: 1) Đơn vị của k là s -1 nên phản ứng là bậc1: a=

ln2 t1/2

=3.10-2 (s-1 )

2) Khi cân bằng tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch vt =kt .P CO2 =vn =kn . H2 CO3 H2 CO3

K=

P CO2

=

kt kn

=1,5.10 -3

Bài 2: Phản ứng xà phòng hóa etyl axetat là bậc một đối với mỗi chất phản ứng. Trong hỗn hợp ban đầu cả xút và este đều có nồng độ bằng 2.10 -2 M. Ngƣời ta theo dõi tiến triển của phản ứng bằng cánh chuẩn độ axit – bazơ. a) Sau 20 phút lấy 100ml hỗn hợp phản ứng, chuẩn độ lƣợng xút dƣ bằng dung dịch HCl 0,1 M, thấy hết 6,15 ml. Tính hằng số tốc độ của phản ứng. b) Hỏi cần bao nhiêu ml dung dịch axit để chuẩn độ 100 ml dung dịch hỗn hợp phản ứng sau 20 phút nữa. c) Sau thời gian bao lâu thì quá trình xà phòng hóa đạt 99%.

(Olympic Hóa học sinh viên toàn quốc năm 2012 - Bảng B) Phân tích: a)

CH3COOC2H5 + NaOH⇌ CH3 COONa + C2H5OH

Đây là phản ứng bậc 2 với CCH3COOC2H5 = CNaOH = 2.10 -2 M Vậy:

1

-

1

Ct C0

=kt

Sau 20 phút đ ầu, nồng độ xút còn lại là C20 : C20 = k=

1

6,15 . 0,1 100

=0,615.10-2 M

1

1 =5,63mol-1l.phút-1 -2 -2 20 0,615.10 2.10 28

b) Sau 20 phút tiếp theo t = 40 phút 1

1

-

C40 2.10-2

=5,63.40

C40=3,634.10 -3 VHCl . CHCl= Vdd . C NaOH Vdd .CNaOH 100.3,634.10 -3 VNaOH = = =3,634 mol CHCl 0,1 c) Thời gian xà phòng hóa đ ạt 90% (còn lại 1%) là t99 : 1 0,01.C0

−

1 Co

=5,63.t99

t99 = 879,2 phút Bài 3:Khảo sát phản ứng phân hủy NO2 tạo thành NO và O2 ở 10 oC dƣới ảnh hƣởng động học và nhiệt học. Bảng sau cho biết tốc độ đầu của phản ứng phụ thuộc vào các nồng độ đầu khác nhau của NO2 : [NO2 ]o (mol.L-1)

0,010

0,012

0,014

0,016

vo (mol.L-1.s-1)

5,4.10 -5

7,78.10 -5

1,06.10 -4

1,38.10 -4

Xác định bậc của phản ứng và hằng số vận tốc?

(Trích Olympic Hóa học sinh viên toàn quốc năm 2010 - Bảng A) Phân tích: Phản ứng:

2NO2 → 2NO + O2

Tính toán: v = k[NO2]x → lgv = logk + xlog[NO2 ] Áp dụng: log(5,4.10 -5 )= logk + xlog0,010 và log(1,38.10 -4)= logk + xlog0,016 v =>0,4075=x.0,204=>x≈2=>k= [NO2 ]2 Sử dụng lật lƣợt các dữ kiện thực nghiệm, ta có: k1 = k2 =

5,4.10 -5 0,012

= 0,540

7,78.10-5 0,0122

= 0,540

29

k3 = k4 =

1,06.10-4 0,0142 1,38.10-4 0,0162

= 0,541

= 0,539

Váş­y báş­c phản ᝊng lĂ báş­c 2, đ?&#x2018;&#x2DC; = 0,540l/(mol.s) 2.2.4.XĂĄc Ä&#x2018;áť&#x2039;nh tĂ´Ě c Ä&#x2018;áť&#x2122; phản Ć°Ě ng hĂła háť?c BĂ i 1: Cho phản ᝊng: 2NO(k) + O 2(k)ď&#x201A;Ž 2NO2(k) váť&#x203A;i táť&#x2018;c Ä&#x2018;áť&#x2122; v = k[NO]2[O2] Hai giả thiáşżt Ä&#x2018;áť ra: 1) Phản ᝊng laĚ&#x20AC; Ä&#x2018;ĆĄn giản.

2) Phản ᝊng cĂł cĆĄ cháşż nhĆŁ sau: 2NO(k)â&#x2021;&#x2039; N2 O2(k)

(a)

N2O2(k) + O2(k) â&#x2020;&#x2019; 2NO2(k)

(b)

Tháťąc nghiáť&#x2021;m xĂĄc Ä&#x2018;áť&#x2039;nh ráşąng khi tÄ&#x192;ng nhiáť&#x2021;t Ä&#x2018;áť&#x2122; thĂŹ táť&#x2018;c Ä&#x2018;áť&#x2122; phản ᝊng giảm. Háť?i giả thiáşżt naĚ&#x20AC;o Ä&#x2018;Ăşng? Giải thĂ­ch.

(Olympic HĂła háť?c sinh viĂŞn toĂ n quáť&#x2018;c nÄ&#x192;m 2005 â&#x20AC;&#x201C; Bảng A) Phân tĂ­ch: Giả thiáşżt 1 khĂ´ng Ä&#x2018;Ăşng vĂŹ khi tÄ&#x192;ng nhiáť&#x2021;t Ä&#x2018;áť&#x2122; thĂŹ sáťą va chấm giᝯa cĂĄc phân táť­ tÄ&#x192;ng nĂŞn váş­n táť&#x2018;c phản ᝊng tÄ&#x192;ng.

Theo giả thiáşżt 2, giai Ä&#x2018;oấn (b) quyáşżt Ä&#x2018;áť&#x2039;nh táť&#x2018;c Ä&#x2018;áť&#x2122; phản ᝊng nĂŞn v = kâ&#x20AC;&#x2122;[N2O2 ][O2] N2O2 sinh ra tᝍ cân báşąng (a) váť&#x203A;i háşąng sáť&#x2018; cân báşąng: K=

[N2 O2 ] 2

[NO ]

ď&#x192;&#x17E; N2 O2 =K[NO ]2

Thay [N2O2 ] vaĚ&#x20AC;o phĆŁĆĄng trĂŹnh tiĚ nh v ta Ä&#x2018;ƣᝣc; v = kâ&#x20AC;&#x2122;.K[NO]2[O2] v = k[NO]2 [O2 ] váť&#x203A;i k = kâ&#x20AC;&#x2122;K Khi nhiáť&#x2021;t Ä&#x2018;áť&#x2122; tÄ&#x192;ng táť&#x2018;c Ä&#x2018;áť&#x2122; phản ᝊng giảm, trong trĆŁáť?ng hᝣp nĂ y vĂŹ phản ᝊng áť&#x; giai Ä&#x2018;oấn (a) táť?a nhiáť&#x2021;t, khi nhiáť&#x2021;t Ä&#x2018;áť&#x2122; tÄ&#x192;ng, cân báşąng chuyáť&#x192;n dáť&#x2039;ch sang phĂ­a lĂ m giảm náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; cᝧa N2 O2 vaĚ&#x20AC; tÄ&#x192;ng náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; NO nghÄŠa laĚ&#x20AC; háşąng sáť&#x2018; cân báşąng K giảm lĂ m háşąng sáť&#x2018; táť&#x2018;c Ä&#x2018;áť&#x2122; k giảm mạc dĂš kâ&#x20AC;&#x2122; tÄ&#x192;ng (do khĂ´ng bĂš káť&#x2039;p).

30

Bài 2: Phản ứng đồng hồ iodua là một phản ứng kinh điển trong động hóa học. Trong phản ứng này thì trộn hai dung dịch khác nhau lại với nhau và sau một thời gian ngắn dung dịch không màu sẽ chuyển sang xanh tím. Phản ứng đồng hồ iodua có thể tiến hành theo nhiều cách. Một trong số các cách đó là phản ứng giữa peroxydisunfat (VI) và ion iodua: 2-

2-

-

Phản ứng A: S2 O8 (dd) + 3 I-(dd) → 2 SO4 (dd) + I3 (dd) Ion I3- sinh ra trong phản ứng A phản ứng ngay lập tức với axit ascobic (C6 H8O6 ) có sẵn trong dung dịch để tạo ion I- (Phản ứng B) -

Phản ứng B: C6 H8O6(aq) + I3 (aq) → C6H6 O6(aq) + 3I-(dd) + 3 H+(aq) -

Khi toàn bộ lƣợng axit có trong dung dịch đã phản ứng hết thì ion I3 sinh ra từ phản ứng A tạo phức xanh tím với hồ tinh bột có sẵn trong dung dịch (Phản ứng C).

-

Phản ứng C: I3 (aq) + hồ tinh bột → Phức xanh tính.

Nhƣ vậy thời gian t tính từ lúc lúc trộn hỗn hợp phản ứng đến khi tạo phức xanh -

tím phụ thuộc vào lƣợng I3 tạo thành. Nhƣ vậy 1/t có thể đƣợc dùng để đo vận tốc phản ứng. Ở 25 0C, 25,0 ml (NH4 )2S2 O8, 25,0 ml KI, 5,0 ml 0,020M C6 H8O6, và 5,0 ml hồ tinh bột đƣợc trộn lại với nhau với những nồng độ đầu khác nhau của cả (NH4)2 S2O8 và KI, và thời gian t đƣợc ghi lại vào lúc xuất hiện màu xanh tím. Toàn bộ các dữ kiện thực nghiệm đƣợc tóm tắt ở bảng sau: Thí nghiệm

[(NH4)2S2O8]o (mol/l)

[KI]o (mol/l)

t(s)

1

0,200

0,200

20,5

2

0,100

0,200

41,0

3

0,050

0,200

82,0

4

0,200

0,100

41,0

Xác định biểu thức tốc độ phản ứng cho phản ứng A bằng cách sử dụng các giá trị cho ở bảng trên.

(Trích đề thi Olympic Hóa học Quốc tế 2011) Phân tích: Từ thí nghiệm 1 và 2:

31

1 20,5 1

=

k[0,20]x [0,20]y k[0,10]x [0,20]y

x=1

41,0

Từ thí nghiệm 1 và 4: 1 20,5 1

=

k[0,20]x [0,20]y k[0,20]x [0,10]y

41,0 2-

Biểu thức vận tốc của phản ứng: v=k[S2 O8 ][I- ].

32

y=1

Chƣơng 3: ĐỀ XUẤT CÁC BÀI TẬP 3.1.Đề xuất bài tập nhiệt động hóa học [4], [7], [13], [14] Bài 1:Tính nhiệt thoát ra khi tổng hợp 9,9 kgAs2O3 ở 1000K. Cho biết nhiệt tiêu chuẩn của các phản ứng sau: a) As2O3(r) + 3H2O(l) → 2H3 AsO3 (dd)

∆H1=31,59 kJ/mol

b) AsCl3(r) + 3H2O(l) → H2 AsO3(dd) + 3HCl (dd)

∆H2=73,55kJ/mol

3

c) As(r) + Cl2(k) → AsCl3 (r)

∆H3=-298,70kJ/mol

d) HCl(k) + aq → HCl(dd)

∆H4=-72,43kJ/mol

2

1

1

2

2

e) H2(k) + Cl2 → HCl (k)

∆H5=-93,05kJ/mol

1

f) H2(k) + O2(k) → H2 O(l)

∆H6=-285,77kJ/mol

2

và ∆CP(As2O3,r) =135+ 1,17.10 -3 T J/molK Phân tích: Ta có: 1000

∆Ho1000,As2 O3 =∆Ho298,As2 O3 +

∆CP dT (1) 298

Sinh nhiệt tiêu chuẩn của As2O3 đƣợc tính từ phản ứng: 3

2As + O2 → As2O3 (g) 2

Phản ứng (g) là tổ hợp của các phản ứng a, b, c, d, e, f: (g) = -(a) + 2(b) + 2(c) – 6(d) – 6(e) + 3(f) Do đó: ∆Ho298,As2O3 =-31,59+2 73,55+ -298,70 -6[ -72,43+(-93,05 ]+3 -285,77 =-346,32 kJ/mol Từ (1) ta có: 1000

∆Ho1000,As2 O3 =∆Ho298,As2 O3 +

135+ 1,17.10-3 T dT 298

=-346,32.10 3+135 1000-298 +1,17.10 -3. =-251016,95 (J/mol)  Nhiệt lƣợng tỏa ra là: 33

1 2

10002-2982

Q=-

9,9.10 3

- 251016,95 =12550847,52 (

J

) 198 mol Bài 2:Đốt cháy hoàn toàn 5,8 gam hợp chất hữu cơ X ở thể khí bằng một lƣợng dƣ oxi trong một bom nhiệt lƣợng kế. Ban đầu, nhiệt lƣợng kế chứa 600 gam nƣớc, ở 25 oC. Sau phản ứng, nhiệt độ của hệ là 30 oC; có 8,8 gam CO2(k) và 9 gam H2O(l) đƣợc tạo thành. Giả thiết, lƣợng nhiệt bị hấp thụ bởi oxi dƣ và các sản phẩm phản ứng là không đáng kể. Xác định nhiệt dung nhiệt lƣợng kế (không kể nƣớc) và nhiệt sinh tiêu chuẩn ∆H0s,298 của X Cho biết: ∆H0s,298 của CO2 (k) và H2O(l) lần lƣợt là -293,51 và -285,83 kJ.mol -1 ; Nhiệt dung riêng của nƣớc là 4,184 J.g-1.K-1; Biến thiên nội năng của phản ứng đốt cháy 1 mol X ở 25 0C: ∆U0298 =-2070,00 kJ.mol -1 Phân tích: mX = 5,8 g; nCO2 =0,4 mol; nH2O =0,5 mol  mH + m C = mX X là hiđrocacbon nC : n H = 4 : 5 Vậy công thức phân tử của hợp chất hữu cơ X là C4H10 Ta có: ∆U0298 =Qv Qpƣ =-2070,00

5,8 58

=-207,00 kJ = -207000 (J)

T2

Qpƣ =-

Chệ dT=-Chệ (T2 -T1 ) T1

Chệ =

207000

=41400 (J.K-1 )

5 = Cnƣớc + Cnhiệt lƣợng kế

 Cnhiệt lƣợng kế = 41400 – 4,184.600 = 38889,60 (J.K-1 ) Phƣơng trình phản ứng: C4 H10 k +

13 2

O2 (k)

∆Hopƣ,298 =∆U0298 +∆nRT=-207.10 3 + 4 = - 215671,50 (J.mol-1) = - 215,67 (kJ.mol-1)

34

to

13 2

4CO2 (k)+5H2 O(l) -1 .8,314.298

∆H0s,298 của X=4 -293,51 +5 -285,83 - -215,67 = - 2387,52 (kJ.mol-1) Bài 3: Cho phƣơng trình phản ứng: CaSO4.2H2O(r) → CaSO4.0,5 H2 O(r) + 1,5 H2O(h) Cho biết giá trị nhiệt động của các hợp chất (với P = 1,00 atm): ∆Hosinh (kJ/mol)

So(J.K-1.mol-1)

CaSO4.2H2 O (r)

-2000,2

194,2

CaSO4.0,5H2O(r)

-1550,0

125,5

H2O (h)

-240,8

189,0

R = 8,314J.mol -1.K-1; 0 oC = 273K 1. Tính ∆Ho (kJ) cho phản ứng chuyển 2,00 kg CaSO4 .2H2O(r) thành CaSO4.0,5H2 O(r). Phản ứng thu nhiệt hay tỏa nhiệt?

2. Tính áp suất cân bằng (atm) của hơi nƣớc trong bình kính chứa CaSO4.2H2O(r), CaSO4.0,5H2 O(r) và H2 O (h) ở 25o C 3. Tính nhiệt độ để P H2O=1,00 atm trong hệ ở câu 2. Giả sử ∆Ho và ∆So là hằng số.

Phân tích: 1. ∆Ho = -1550,0 + 3/2 .(-240,8) – ( - 2000,2) = 89,0 (kJmol-1 ) m 2000 = =11,63 mol M 172 n∆Ho=1034,9 kJ n=

Vậy phản ứng thu nhiệt.

2. ∆So = 125,5 + 3/2.189,0 – 194,2 = 214,8 J.K-1.mol-1 ∆G = ∆Ho – T∆So = 89000 – 298.214,8 = 24989,6 J.mol -1 Mặt khác ∆G = - RTln K K = (P H2O )3/2 = 4,1645.10 -5 PH 2O = 1,2015.10 -3 atm 3. P H2O= 1,00 atm K = 1 ∆G = - RTln K = 0 Mà ∆G = ∆Ho – T∆So T = 414,34 (hay 141,34 oC) Bài 4:Xét cân bằng:

N2O4 (k) ⇌ 2NO2 (k)

35

1.Một lƣợng khí N2O4 đƣợc đặt trong một xilanh ở nhiệt độ T1 = 30 oC. Sau khi cân bằng đƣợc thiết lập, áp suất chung của hệ là 2,5 atm và có 32% số mol của N2 O4 bị phân hủy thành NO2 . Tính áp suất ban đầu của N2 O4 và Kp của phản ứng phân hủy ở 30 oC. 2.Nếu nhiệt độ vẫn giữ ở 30 oC nhƣng tăng dần thể tích của xilanh cho tới khi áp suất chung của hệ bằng 1,5 atm. Tính áp suất cân bằng của NO2 và N2O4 trong điều kiện này.

3.Tính phần trăm mol của N2 O4 đã bị phân hủy ở trạng thái cân bằng mới (áp suất chung bằng 1,5 atm, nhiệt độ 30 oC).

4.Cho sinh nhiệt ở 303K của N 2O4(k) bằng 9,2 kJ/mol và của NO2(k) bằng 33,2 kJ/mol. Tính ∆Sopƣ và nhiệt độ T2 để phản ứng phân hủy N2 O4 có hằng số cân bằng Kp bằng 1. Coi ∆Hopƣ và ∆Sopƣ không phụ thuộc nhiệt độ.

5.Nếu lúc đầu cho 0,1 mol N2 O4 vào xilanh rồi giữ ở nhiệt độ T2 và áp suất cân bằng là 1 atm thì thể tích của hệ khi cân bằng là bao nhiêu?

Phân tích: 1.

N2 O4(k) ⇌2NO2 (k) BĐ

Po

0

CB Po =

α = 0,32

0,68P o 2,5 1,32

(atm) 0,64P oP c=1,32P o=2,5 atm

=1,894 atm

Ở cùng nhiệt độ và thể tích, tỉ lệ mol các khí bằng tỉ lệ P nên: P NO2 =

nNO2

P N 2O 4 = Kp =

nC

Pc=

n N 2O 4 nC

P 2NO2 P N 2O 4

=

0,64P o 1,32P o

Pc=

.2,5=1,212 atm

0,68P o 1,32P o

1,2122 1,288

.2,5=1,288 atm

= 1,14 atm

2. Coi nhƣ thực hiện phản ứng ở thế tích mà áp suất cân bằng là 1,5 atm N2O4(k) ⇌2NO2 (k) BĐ P o

0

CB1,5 – x

x

(atm) (atm) 36

P 2NO2

Kp =

x2

= =1,14 P N2O4 1,5-x

x2 +1,14x‒1,71=0x=P NO2 =0,856 atm và P N2O4 =0,644 atm 3. Áp suất N2 O4 đã phân h ủy bằng

1

P NO2 =

0,856

=0,428 atm 2 2 - Áp suất ban đầu của N2 O4 bằng áp suất cân bằng của nó cộng với áp suất đã phân hủy: P o = 0,428 + 0,644= 1,072 atm - Vậy, tỉ lệ phân hủy: α' =

0,428.100

=39,93%

1,072

4. ∆Ho303,pƣ =2∆H0303,NO2 -∆Ho303,N2O4 =2.33,2-9,2=57,2 kJ ∆Go303,pƣ =-8,314.303.ln1,14=-330,08 J ∆S0303,pƣ =

∆Ho303,pƣ - ∆Go303,pƣ

=189,87 J/K

303

Hằng số Kp = 1 khi ∆Go303,pƣ = -RTlnKp =0 ∆G0T =∆H0T -T∆S0T =0 Vì ∆H0303,pƣvà ∆S0303,pƣ không phụ thuộc nhiệt độ nên: ∆H0303,pƣ 57,2.10 3 T= 0 = =301,26K ∆S303,pƣ 189,87 5.

N2O4(k) ⇌2NO2 (k) Ban đầu:

0,1 0,1 – y

Cân bằng: Kp =

P 2NO2 P N 2O 4

0

(mol)

2y

4y 2

=

(0,1+y)2 0,1- y 0,1+y

=

4y2 0,12 - y2

P c =1

Thay P c = 1 đƣợc 5y2=0,01 → y = 0,04472 nc= 0,1 + 0,04472 = 0,14472 mol 37

(mol) nc = 0,1 + y

V=

nRT 0,14472 . 0,082 . 301,26 = ≈3,575 lít P 1

*Bài tập tự giải Bài 1:Hằng số cân bằng KP của một phản ứng kết hợp: A(k) + B(k) → AB (k) Là 2,4.10 3atm-1tại 25 oC và 4,15.10 3atm-1 tại 35 oC. Với 0 oC = 273,15K 1. Giả sử ∆Ho không tùy thuộc vào nhiệt độ, hãy tính ∆Ho , ∆So. 2. Hãy tính các hằng số cân bằng K C, Kx tại 298,15K cho biết áp suất toàn phần là 1atm.

(Các kí hiệu Kp , KC , Kx lần lƣợt là hằng số cân bằng xét theo áp suất, nồng độ và theo phân số mol). Đáp án: 1. ∆Ho =41,83 kJ.mol -1 ∆So = 205,013J.K-1 .mol-1

2. KC = 5949165,84 L.mol-1 ; Kx = 2,4.103 atm-1 Bài 2:Amoni hydrosunfua là một hợp chất không bền. dễ dàng phân hủy thành NH3(k) và H2 S(k): NH4HS(r) → NH3(k) + H2S(k) Cho biết các số liệu nhiệt động học sau đây tại 25 oC: ∆Ho (kJ.mol-1 )

So(J.K-1 .mol-1)

NH4HS(r)

-160,8

110,3

NH3(k)

-50,1

190,6

H2S(k)

-19,8

204,8

1. Tính ∆Ho, ∆So, ∆Go tại 25 oC của phản ứng trên.

2. Hãy tính hằng số cân bằng Kp tại 25 oC của phản ứng trên.

3. Hãy tính hằng số cân bằng Kp tại 40 o C của phản ứng trên giả thiết rằng cả ∆Hovà ∆So không phụ thuộc nhiệt độ.

4. Hãy tính áp suất toàn phần trong bình chứa nếu phản ứng phân hủy đạt cân bằng tại 25 oC. Bỏ qua thể tích của NH4HS(r).

Cho biết 0 o C = 273,15K Đáp án: 38

1.∆Ho = 90,9 kJ.mol-1; ∆S o = 285,1 JK-1.mol-1 ; ∆Go= 5,9kJ.mol-1 2. Kp = 0,0926 atm2 3. Kp = 0,5366 atm2 4. Ptp = 0,6086 atm Bài 3: Cho phản ứng hóa học: CH4(k) + H2O(h) → CO(k) + 3H2(k) Cho biết ở 100 oC nƣớc ở trạng thái hơi. Giả sử ∆Ho và ∆So không đổi ở khoảng nhiệt độ từ 298K đến 373K. Cho các số liệu: H2

H2 O

CO

CH4

∆Ho(kJ/mol)

0

-240

-105

-76

So (kJ/mol.K)

0,136

0,186

0,195

0,187

Cp (kJ/mol.K)

0,028

0,032

0,026

0,035

Bình phản ứng (V = 4,00m3) chứa 9,6 kg CH4, 10,8 kg H2O, 16,8kg CO và 3,6 kg H2 ở 100 o C. 1. Tính Kp của phản ứng trên (đơn vị áp suất: atm).

2. Tính phân số mol của từng khí.

3. Tính áp suất cung và áp suất riêng phần của từng khí.

4. Tính Kp ở 1000 o C (Giả sử Cp không phụ thuộc nhiệt độ). Đáp án: 1. Kp= 2,918.10 -18 2. xH2 = 0,5; xCH4 = xH2O = xCO= 0,167 3. P = 2791 atm PH2 = 1395,5 atm;PCH4 = PH2O = PCO = 466,097 atm 4. Kp (1000K) = 74901,9 Bài 4: Tính nhiệt lƣợng cần thiết để nâng nhiệt độ của 0,25 mol nƣớc từ -40 oC lên 450 oC ở áp suất 1 atm. Biết nhiệt nóng chảy của nƣớc ở 273K là 6004 J/mol, nhiệt bay hơi của nƣớc ở 373K là 40660 J/mol, Cp,H2O(r) = 35,56 J.mol -1 .K-1, Cp,H2O(l)= 75,3 J.mol-1.K-1, Cp,H2O(k)=30,2 – 10-2 T J.mol-1.K-1. Đáp án: 16067,1 J =16,067 kJ Bài 5: PCl5 bị phân hủy theo phƣơng trình phản ứng: 39

PCl5(k)⇌ PCl3(k) + Cl2(k) Ở nhiệt độ 300 oC và 1,5 atm, hỗn hợp cân bằng chứa 35,05% Cl2 (tính theo thể tích).

1. Xác định áp suất riêng của các cấu tử ở trạng thái cân bằng, xác định Kp của phản ứng ở 300 o C. 2. Nếu nhƣ hỗn hợp phản ứng đƣợc đƣa về áp suất 0,3 atm ở 300oC, hãy xác định: - Phần trăm PCl 5 bị phân hủy ở điều kiện cân bằng.

- Phần trăm (tính theo thể tích) Cl2 trong hỗn hợp khí ở điều kiện cân bằng.

- Áp suất riêng của Cl2 trong hỗn hợp cân bằng. Đáp án: 1. P Cl2 = PPCl3 = 0,5258 atm PPCl5 = 0,4485 atm Kp = 0,6164 2. % PCl 5 bị phân hủy ở điều kiện cân bằng: 82,04% % Cl2 trong hỗn hợp khí ở điều kiện cân bằng: 45,07% PCl2 = 0,1352 atm Bài 6: Khí HI đƣợc tạo thành theo phản ứng: H2(k) + I2(k)⇌ 2HI (k) 1. Khi hỗn hợp gồm 32,9 gam I2 và 0,82 gam H2 đƣợc đốt nóng và đ ạt cân bằng ở 410 oC thì trong hỗn hợp cân bằng có chứa 1,8 g I2. Xác định hằng số cân bằng của phản ứng.

2. Hỗn hợp gồm 1mol H2 và 1mol I2 đƣợc đốt nóng trong bình phản ứng có thể tích 50 lít đến nhiệt độ 410 oC. Xác định: - Áp suất tổng trong bình phản ứng.

- Áp suất riêng của I2 và HI trong hỗn hợp cân bằng - Nếu đƣa tiếp vào hỗn hợp cân bằng 1 mol H2 . Xác định số mol I2 còn chƣa phản ứng. Đáp án: 1. KC = 29,45 2. P = 2,24 atm; P I2 = 0,301; PHI = 1,636

40

nI2 =0,1 mol Bài 7: Khi đốt nóng hơi nƣớc dƣới áp suất 1atm, ngƣời ta giả thiết rằng hơi nƣớc bị phân hủy thành hiđro và oxi và cả ba khí đều là lí tƣởng.

Tính giá trị của hằng số cân bằng Kp ở 1000K và 1750K biết rằng phần mol của hiđro lúc cân bằng tƣơng ứng bằng 1,62.10 -4 và 5,86.10 -4 Giả thiết rằng biến thiên entanpi của phản ứng không phụ thuộc vao nhiệt độ trong khoảng từ 1000K đến 1750K, tính ∆Ho. Đáp án: ∆H = 37421,57 J/mol = 37,42 kJ/mol Bài 8: 2,0 mol hydro đƣợc đun nóng trong điều kiện đẳng tích. Khí đƣợc nén lại từ áp suất 150kPa ở 0,0 oC đến áp suất gấp 2 lần áp suất ban đầu. Nhiệt dung mol đ ẳng tích của hydro là C V = 20,50J/mol.K. 1. Tính nhiệt độ sau khi nén.

2. Tính sự thay đổi entropy của qúa trình này.

3. Tính nhiệt dung mol đẳng áp của qúa trình này. Đáp án: 1. T = 273 o C 2. ∆S = 28,42 J/K 3. Cp = 28,814 J/molK 3.2.Đề xuất bài tập động hóa học [4], [7], [15] Bài 1:BP (bo photphua) là chất chống ăn mòn rất có giá trị, đƣợc điều chế: BBr3 + PBr3 + 3H2 → BP + 6HBr Tốc độ hình thành BP phụ thuộc vào nồng độ của các chất phản ứng ở 850 0C cho ở bảng sau: [BBr3] (mol.L-1 )

[PBr3 ] (mol.L-1)

[H2 ] (mol.L-1 )

v (mol.L-1.s-1)

1,50.10 -6

6,00.10 -6

0,06

1,52.10 -8

3,00.10 -6

6,00.10 -6

0,06

3,04.10 -8

6,00.10 -6

6,00.10 -6

0,06

6,08.10 -8

1,50.10 -6

1,50.10 -6

0,06

0,38.10 -8

1,50.10 -6

3,00.10 -6

0,06

0,76.10 -8

41

1,50.10 -6

6,00.10 -6

0,03

1,52.10 -8

1,50.10 -6

6,00.10 -6

0.06

7,10.10 -8 (9100C)

1. Xác đinh bậc phản ứng hình thành BP và viết biểu thức tốc độ phản ứng.

2. Tính hằng số tốc độ ở 850 oC và 910 oC. 3. Tính năng lƣợng hoạt hóa của phản ứng.

Phân tích: 1. Ta có biểu thức tốc độ phản ứng: v = k[BBr 3]x[PBr3 ]y[H2]z Từ các số liệu trên (1,50.10 -6)x(6,00.10 -6)y (0,06)z 1,52.10 -8 1 1 =  = x=1 x y z (3,00.10 -6) (6,00.10 -6) (0,06) 3,04.10 -8 2 x 2 (1,50.10 -6)x(6,00.10 -6)y (0,06)z 1,52.10 -8 y z= -6 x -6 y -8 4 =4y=1 (1,50.10 ) (1,50.10 ) (0,06) 0,38.10 (1,50.10 -6)x(6,00.10 -6)y (0,06)z 1,52.10 -8 z z= -6 x -6 y -8 2 =1z=0 (1,50.10 ) (6,00.10 ) (0,03) 1,52.10 Vậy bậc của phản ứng là 2.

Biểu thức tốc độ phản ứng: v = k[BBr 3 ][PBr3] 2. k850 = k910 =

v BBr3 [PBr3 ] v BBr3 [PBr3 ]

=

=

1,52.10 -8 -6

1,50.10 .6,00.10 7,10.10 -8 -6

1,50.10 .6,00.10

-1 2 -1 -6 =1688,89 (L .s .mol )

-1 2 -1 -6 =7888,89(L .s .mol )

3. Phƣơng trình Arrhenius có dạng: lgk=lgA‒

Ea 2,303RT

Ta có: lgk1 =lgA‒ lgk2 =lgA‒ Trừ (1) cho (2) ta đƣợc: lgk1 ‒lgk2 =‒

Ea

1

‒

1

2,303R T1 T2 42

Ea 2,303RT1 Ea 2,303RT2

(1) (2)

Ea =‒2,303Rlg

k1 k2

:

1

‒

1

T1 T2

=165237,33 J/mol 2-

Bài 2:Phản ứng của KI với ion pesunfat (S2 O8 )tạo thành I2 và ion sunfat. Khảo sát động học phản ứng này ở 25 0C thì nhận đƣợc kết quả sự phụ thuộc giữa tốc độ đầu v0 vào nồng độ đầu chất phản ứng C0. Kết quả đƣợc trình bày ở bảng dƣới: Co(I-), mmol/L

Co((S2 O8 ), mmol/L

vo mol/(L.s)

0,05

0,1

1,15.10 -8

0,1

0,1

2,3.10 -8

0,1

0,3

6,9. 10 -8

2-

1. Viết phƣơng trình phản ứng xảy ra khi cho ion pesunfat phản ứng với KI (chấp nhận phƣơng trình ion thu gọn).

2. Xác định bậc riêng phần của mỗi chất, viết biểu thức động học và tính hằng số tốc độ phản ứng ở 25 0C. 3. Theo các kết quả tra cứu thì năng lƣợng hoạt hóa của phản ứng vào khoảng 55kJ/mol. Tính nhiệt độ cần thiết để tăng vận tốc phản ứng lên 10 lần (oC) nếu cho rằng nồng độ các chất đƣợc giữ không đổi.

4. Tính thời gian cần thiết (giờ) để giảm nồng độ chất phản ứng đi 20 lần nếu nồng độ đầu của mỗi chất đều là 1.0 mmol/L ở 25 0C. Phân tích: 2-

2-

2. v = k.[I- ]x[S2 O8 ]y Ta có: 2,3.10-8 1,15.10

-8

=

0,1 x .0.1 y x

0.05 .0,1

y

2=2xx=1

6,9.10-8 0,1x .0.3y y -8 = 0.1 x .0,1 y 3=3 y=1 2,3.10 2-

Vậy biểu thức vận tốc: v = k.[I- ][S2 O8 ] Hằng số tốc độ phản ứng: k=

2-

2I- + S2 O8 →2SO4 + I2

1.

v

1,15.10-8

= =2,3 L/mol.s -6 I- [S2 O28 ] 0,05.0,1.10 43

3. Tốc độ phản ứng tăng do sự thay đổi hằng số tốc độ. Áp dụng phƣơng trình Arrhenius thì: ln ln

k25

=

kT

Ea

10.k25 −

TT 1

55000 1

=

1 298

1

-

8,314 TT 298

=

8,314.ln0,1 55000

=-3,48.10 -4 +

TT

1

-

R TT T25

k25

1

1

1 298

=ln0,1

=-3,48.10-4

=3,01.10-3

T = 332,23K ≈ 59,23 oC 4. Với phản ứng bậc 2 có nồng độ các chất bằng nhau, áp dụng biểu thức: 1

-

1

C C0

=kt

1 0,05.10

-3 -

1 1.10 -3

=2,3tt=8260,8 s

Bài 3: Các quá trình trao đổi chất trong cơ thể động vật có thể sản sinh ra các chất độc -

hại, thí dụ O2 . Nhờ tác dụng xúc tác của một số enzim (E) mà các chất này bị phân -

hủy, thí dụ: 2 O2 + 2 H+

E

O2 + H2O2 ()

Ngƣời ta đã nghiên cứu phản ứng () ở 25o C với xúc tác E là xúc tác supeoxidemutaza (SOD). Các thí nghiệm đƣợc tiến hành trong dung dịch đệm có pH bằng 9,1. Nồng độ đầu của SOD ở mọi thí nghiệm đều bằng 0,200.10 6 mol.L1. Tốc -

độ đầu Vo của phản ứng ở những nồng độ đầu khác nhau của O2 đƣợc ghi ở bảng dƣới đây: C0(O2 ) mol.L-1

1,34.10 -5

6,7.10 -5

2,01.10 -4

v0 mol.L-1.s-1

6,70.10 -3

3,35.10 -2

10,05.10-2

-

1. Thiết lập phƣơng trình động học của phản ứng () ở điều kiện thí nghiệm đã cho.

2. Tính hằng số tốc độ phản ứng.

3. Có thể chấp nhận cơ chế sau đây cho phản ứng () đƣợc không: - k1

E - + O2

E + O2 E

- k2

+ O2

2-

E + O2

(1) (2) 44

2-

O2 + 2 H+

k3

H2O2

(3)

E là phần tử trung gian ho ạt động.

Phân tích: 1) v=k[H+ ]α [O2 ]β ; Vì [H+ ] là một hằng số nên v=k[O2 ]β -

-

6,70.10 -3 = k (1,34.10 -5 )β 3,35.10 -2 = k (6,70.10 -5 )β 10,05.10-2 = k (2,01.10 -4)β 6,70.10 -3 3,35.10

-2

1,34.10 -5

=

3,35.10 -2 10,05.10-2 6,70.10 -3 10,05.10-2

6,70.10

β

-5

6,70.10-5

=

→0,2=(0,2)β → β=1 β

=

1

β

→ = 3 3

2,01.10-4 1,34.10-5

1

β

2,01.10-4

→

1 15

=

→ β=1 1

β

15

→β=1

-

Vậy v = k[O2 ] 2) k=

k=

k=

6,70.10-3 1,34.10-5 3,35.10-2 6,70.10-5

=500,00s-1 =500,00s-1

10,05.10 -2 2,01.10 -4

=500,00s-1

ktb = 500,00 s-1 3. Phản ứng (3) diễn ra rất nhanh vì H2 O2 là axit rất yếu. Phản ứng (2) cũng nhanh hơn phản ứng (1) vì E- là tiểu phân trung gian rất hoạt động.

-

Nhƣ vậy v = k1 [E][O2 ] Mặt khác do nồng độ E- cố định nên nồng độ E cũng cố định và ta có: -

V = k[O2 ] với k = k1 [E]

45

Cơ chế đã cho phù hợp với phƣơng trình động học tìm đƣợc bằng thực nghiệm và có thể chấp nhận đƣợc.

Bài 4: Sự phân hủy axeton điễn ra theo phản ứng: CH3COCH3 → C2 H4 + H2 + CO (1) Theo thời gian phản ứng, áp suất chung của hệ đo đƣợc là: t (phút)

0

7,5

14

20,1

P (mmHg)

300

415

497,4

560,3

1. Hãy chứng tỏ phản ứng là phản ứng bậc 1 và tính hằng số tốc độ của phản ứng này.

2. Tính thời gian nửa phản ứng của phản ứng.

Phân tích: 1. Hằng số tốc độ của phản ứng bậc 1 đƣợc xác định bằng hệ thức: 1 a k= ln (*) t a‒ x Để chứng minh phản ứng (1) là phản ứng bậc 1, ta thế các dữ kiện vào phƣơng trình (*) để tính k của phản ứng (1), nếu các hằng số thu đƣợc là hằng định thì phản ứng là bậc 1. Vì áp suất tỉ lệ với nồng độ chất nên phƣơng trình động học có thể biểu diễn theo áp suất riêng phần.

Gọi P 0 là áp suất đầu của axeton và y là áp suất riêng phần của C2H4 ở thời điểm t, ta có P H2 =P CO =PC2H4 = y và P axeton = P 0 – y. Nhƣ vậy áp suất chung của hệ là: P = P 0 ‒ y + 3y= P 0 + 2y → y =

P - P0 2

và p0 ‒ y =

3P 0 - P 2

Áp dụng hệ thức (*): k=

2,303

k1 = k2 = k3 =

t

lg

2,303 7,5 2,303 14 2,303 20,1

Po P0 ‒ y

lg lg lg

=

2,303 t

2.300 3.300 ‒ 415

lg

2P o 3P o ‒ P

ta có:

=0,0283 (phút-1 )

2.300 3.300 ‒ 497,4 2.300 3.300 ‒ 560,3

=0,0285 (phút-1 ) =0,0283 (phút-1 )

k1 ≈ k2 ≈ k3 . Vậy phản ứng phân hủy axeton là phản ứng bậc 1.

Hằng số tốc độ trung bình của phản ứng (1) là:

46

k=

0,0283+0,0285+0,0283

=0,0284 (phút-1 )

3 2. Thời gian nửa phản ứng của phản ứng (2) là: t1/2 =

ln2 k

=

ln2 0,0284

=24,41 phút

*Bài tập tự giải Bài 1:Cho phản ứng pha khí sau: A2(k) + 2B(k)→ 2AB(k) Phản ứng đƣợc tăng tốc bởi xúc tác C. Tốc độ chung của phản ứng tăng tuyến tính khi tăng nồng độ xúc tác. Khảo sát ở 355K với [C] = 0,015 mol.L-1 cho kết quả ở bảng sau: Thí nghiệm

[A2 ] (mol.L-1)

[B] (mol.L-1)

Tốc độ đầu (mol.L-1.s-1 )

1

0,05

0,15

4,05.10 -8

2

0,05

0,05

1,35.10 -8

3

0,5

0,05

4,27.10 -8

1. Cho biết biểu thức tốc độ phản ứng?

2. Tính giá trị hằng số tốc độ kphản ứng ở 355 K. Ghi rõ thứ nguyên.

3. Một cơ chế đề nghị cho phản ứng trên nhƣ sau: A2(k)⇌ 2A(k)

k1Cân bằng nhanh

A(k) + B(k) + C(k) → ABC(k) k2 ABC(k) → AB(k) + C(k)

Chậm K3

Cơ chế đề nghị có phù hợp với biểu thức tốc độ phản ứng đã đƣa ra hay không?

4. Chứng minh rằng cơ chế đề nghị phù hợp với tốc độ phản ứng phù hợp với biểu thức tốc độ đƣợc xác định từ thực nghiệm. Đáp án: 1. v = ktổng[A2]1/2 [B] 2. k = 1,208.10 -6 (L1/2 .mol1/2 .s-1) 3.Phù hợp 4.Tốc độ tiêu thụ B:v= k2 .

k1 k-1

1

C [A]2 [B]

Bài 2: Phản ứng sau đƣợc khảo sát ở 25oC trong dung dịch benzen có chứa piridin 0,1M: 47

CH3OH + (C6H5 )3CCl → CH3OC(C6H5)3 + HCl A

B

C

Quan sát tập hợp đƣợc các số liệu sau: Nồng độ đầu

Thí nghiệm

∆t

Nồng độ cuối

[A]o

[B]o

[C]o

Phút

M

(1)

0,05

0,10

0,0000

25,0

0,0025

(2)

0,05

0,20

0,0000

10,0

0,0020

(3)

0,10

0,20

0,0000

6,5

0,0052

1.Luật nào của tốc độ phản ứng phù hợp với các số liệu trên 2. Hãy biểu diễn giá trị trung bình của hằng số tốc độ theo giây và đơn vị nồng độ mol. Đáp án: 1. v = k [A] 2[B] 2. k tb = 6,67.10 -3l2mol-2s-1 Bài 3: 1. Nghiên cứu về động học của một phản ứng dẫn đến những thông tin quan trọng chi tiết của một phản ứng hóa học. Sau đây sẽ xem xét sự hình thành NO và phản ứng của nó với oxy. Sự hình thành NO xảy ra theo phản ứng sau: 2NOCl(k) → 2NO(k) + Cl2(k) Hằng số tốc độ phản ứng cho ở bảng: T(K)

k (l.mol-1.s-1)

350

3,5.10 -8

500

8,5.10 -3

Hằng số khí R = 8,314 J.mol -1.K-1 Áp dụng phƣơng trình Arrhenius tính năng lƣợng hoạt hóa của phản ứng.

2. Phản ứng NO và H 2 xảy ra theo phƣơng trình: 2NO (k) + 2H2(k) →N2(k) + 2 H2 O (k) Đối với phản ứng này ngƣời ta đề nghị cơ chế nhƣ sau: 2NO ⇌ N2 O2 N2O2 + H2

k1

N2O + H2 O

Kcb (chậm) 48

(nhanh) (2)

(1)

N2O + H2

k2

N2 + H2O

(nhanh)

(3)

Dựa vào cơ chế hãy viết biểu thức tốc độ phản ứng. Thực nghiệm đã chứng minh rằng: v = k[N2O2 ][H2 ]. Đáp án: 1. Ea = 120,3 kJ.mol-1 2. v = Kcb.k1 [NO]2 [H2 ].

Bài 4:Ion peroxodisunfat có thể oxy hóa tất cả các ion halogenua (trừ ion florua) để tạo thành halogen phân tử. Tốc độ đầu (vo) của phản ứng tọa thành iot phụ thuộc vào nồng độ đầu của phản ứng sau ở 25o C: 2-

2-

S2 O8 + 2I- → 2SO4 + I2 (1) Ta có bảng sau: Co(S2 O8 )(mol.l-1)

Co(I- ) (mol.l-1)

vo (10 -8.mol.l-1 .s-1)

0,0025

0,025

2,4

0,005

0,025

4,8

0,005

0,0125

2,4

2-

1. Xác định bậc chung và bậc riêng phần của từng ion trong phản ứng (1).Viết biểu thức tốc độ phản ứng (1).

2. Tính hằng số tốc độ phản ứng (1).

3. Năng lƣợng hoạt hóa của phản ứng đã cho là Ea = 50 kJ.mol-1 . Xác định nhiệt độ (oC) mà ở đó hằng số tốc độ phản ứng tăng 20 lần. Đáp án: 1. v = k[S 2O82-][I- ] 2. k = 3,84.10 -4 3. T = 77 oC Bài 5: -

1. Cho phản ứng: BrO3 (aq) + 5 Br- aq) + 6H+(aq) → 3Br2(aq) + 3 H2O(l) Tốc độ của phản ứng có thể đo đƣợc dựa vào sự phụ thuộc nồng độ đầu của các chất phản ứng. Kết quả của thí nghiệm đƣợc cho ở bảng sau:

49

Nồng độ các chất đầu (mol/l)

Thí

vo

nghiệm

BrO-3

Br-

H+

(mol/l.s)

1

0,05

0,05

0,05

6,2.10 -4

2

0,10

0,05

0,05

1,24.10 -3

3

0,05

0,15

0,05

1,86.10 -3

4

0,1

0,05

0,075

2,79.10 -3

Viết biểu thức tốc độ phản ứng.

2. Hằng số tốc độ của phản ứng: C2H5 Br (g) → C2H4 (g) + HBr (g) có giá trị k = 6.10 -6s-1 ở 550K. Năng lƣợng hoạt hóa của phản ứng là Ea = 205,5 kJ/mol. Tính nhiệt độ mà ở đó tốc độ của phản ứng tăng gấp năm lần. Đáp án: -

1. v = k[BrO3 ][Br- ][H+]2 2.T = 570,4K Bài 6:Sự phân hủy H2O2 trong dung dịch nƣớc là phản ứng bậc 1. Để tìm giá trị trung bình của hằng số tốc độ phản ứng, ngƣời ta đem chuẩn độ cùng một thể tích dung dịch H2O2 ở các thời điểm khác nhau bằng dung dịch KMnO4 thì thu đƣợc kết quả sau: t (phút)

0

12

24

36

Thể tích KMnO4 (ml)

18,7

9,63

4,94

2,55

Xác định hằng số tốc độ k của phản ứng phân hủy H2O2. Đáp án: k=0,0554 phút -1 Bài 7:Một phản ứng xảy ra theo phƣơng trình: X(k) → Y(k) (1). Khi nồng độ đầu [X]0 = 0,15 mol.L-1 thì tốc độ đầu của phản ứng v0 ở 25 0C là 6,15.10 -4 mol.L-1.ph-1 ; Định luật tốc độ của phản ứng có dạng v = k[X], trong đó k là hằng số tốc độ phản ứng.

1. Tìm biểu thức liên hệ lgv (logarit của tốc độ phản ứng) với thời gian phản ứng t và tính các hệ số trong biểu thức này cho trƣờng hợp của phản ứng (1).

2. Tính thời gian phản ứng một nửa trong các điều kiện nói trên. Đáp án: 1.lgv = -3,21-1,78t 2. t = 169,06 phút

50

Bài 8: Hiđroasenua AsH3 là một chất khí, khi nóng bị phân hủy theo phản ứng bậc một thành đihiđro và asen. Để nghiên cứu phản ứng này ngƣời ta cho khí hiđroasenua vào một bình chân không, thể tích không đổi, ở nhiệt độ thích hợp xác định. Khi đó áp suất trên áp kế là P 0 = 500 mmHg. Sau 180 phút, áp kế chỉ 650 mmHg. 1) Tính hằng số tốc độ phản ứng khi thời gian biểu thị bằng phút.

2) Sau bao lâu thì một nửa lƣợng ban đầu của AsH3 bị phân hủy? Khi đó áp suất chung của hỗn hợp khí trong bình là bao nhiêu?

3) Thực tế sau 3 giờ, áp kế chỉ là 875 mmHg. Giả thiết rằng tại nhiệt độ này, H2 chƣa bị phân li thành hidro nguyên tử mà chỉ có As rắn bị hóa thành hơi ở dạng phân tử Asn. Xác định n. Đáp án: 1. 5,091.10 -3 phút-1 2. 2 giờ 15 phút 9 giây; P1/2 = 625 mmHg 3. n = 4 Bài 9:Có hai phản ứng bậc nhất nối tiếp nhau: A

k1

B

k2

C; nồng độ của B có giá trị

cực đại ở thời điểm τ tính theo phƣơng trình ln tmax =

k2 k1

k2 -k1

1. Tỉ số k2/k1 phải nhƣ thế nào để τ bằng nửa chu kì chuyển hóa chất A. 2. Nồng độ chất B đạt giá trị cực đại sau 90 giây, còn nồng độ chất A giảm đi 2 lần sau 150 giây. Xác định k1 và k2. Đáp án: 1. k 2/k1=2 2. k 1=4,62.10 -3 s-1; k2=0,022 s -1 Bài 10:Để có thế phân hủy các phân tử H2 O2 với một tốc độ phản ứng đáng kể, ngƣời ta cần các nhiệt độ cao và một chất xúc tác, ví dụ nhƣ các ion iodua trong dung dịch trung tính.

Bảng dƣới đây ghi lại các số liệu thu đƣợc qua thực nghiệm về tốc độ thoát oxy từ dung dịch H2O2. Để đạt mục đích đó, ngƣời ta trộn lẫn dung dịch H2 O2 3% (30 gam H2O2 /1L dung dịch), dung dịch KI (C= 0,1 mol.L-1) với nƣớc.

51

Thí nghiệm

dd H2 O2 (ml)

dd KI (ml)

H2 O (ml)

v(O2)* ml/phút

1

25

50

75

6,5

2

50

50

50

13

3

100

50

0

26

4

50

25

75

6.5

5

50

100

0

26

*: Tại 298K và 1,013.10 5Pa 1. Xác định bậc phản ứng đối với H2O2 và đối với chất xúc tác.

2. Hãy viết phƣơng trình tỉ lƣợng đối với phản ứng. Và hãy viết biểu thức tốc độ phản ứng.

3. Tính nồng độ H2 O2 (mol.L-1 ) khi bắt đầu thí nghiệm. Đáp án: 1. Phản ứng bậc 1 đối với H2O2; Phản ứng bậc 1 đối vối chất xúc tác.

2. v=k[H2O2][I-] 3. Co = 0,294 mol/L

52

C.KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kế t luâ ̣n Trên đây là hệ thống và đề xuất bài tập dùng bồi dƣỡng đội tuyển dự thi Olympic sinh viên Hóa học toàn quốc (phần nhiệt động hóa học – động hóa học).

Tƣ̀ nhƣ̃ng mu ̣c đích và nhiê ̣m vu ̣ ban đầ u đă ̣t ra , đề tài đã hoàn thành đƣợc : - Đã hê ̣ thố ng đƣơ ̣c kiế n thƣ́c phầ n cơ sở lý thuyế t

2 phầ n : Lý thuyết v ề nhiệt

động hóa học, động hóa học làm tài liê ̣u bổ ić h cho viê ̣c b ồi dƣỡng đội tuyển dự thi Olympic sinh viên Hóa học toàn quốc.

- Biên soa ̣n đƣơ ̣c hê ̣ thố ng câu hỏi gắ n sát với nô ̣i dung lý thuyế t tâ ̣p phong phú , đa da ̣ng và thƣờng gă ̣p trong các kỳ thi

, hê ̣ thố ng bài

. Các câu hỏi và bài tậ p đƣơ ̣c

sắ p xế p theo mƣ́c đô ̣ khó tăng dầ n , mỗi da ̣ng đề u có bài tâ ̣p mẫu ở phầ n bài tâ ̣p , bài tập đề xuất .

2. Kiế n nghi ̣ Qua quá trình nghiên cƣ́u đề tài , em có một số kiến nghị sau : - Cầ n ta ̣o điề u kiê ̣n để phát huy đƣơ ̣c tí nh tić h cƣ̣c , tƣ̣ giác trong ho ̣c tâ ̣p của sinh viên, giáo viên chỉ giữ vai trò là ngƣời đ ịnh hƣớng cho sinh viên .

- Viê ̣c biên soa ̣n các kiế n thƣ́c hóa ho ̣c theo hƣớng chuyên đề se ̃ ta ̣o điề u kiê ̣n tố t cho giáo viên và sinh viên trong hoạt động dạy học . Ngƣời da ̣y se ̃ có cái nhìn toàn diê ̣n và bao quát kiến thức hơn , nhƣ̃ng nô ̣i dung mới và khó đƣơ ̣c truyề n thu ̣ nhe ̣ nhàng - Giáo viên cần thƣờng xuyên bồi dƣỡng kiến thức chuyên môn

.

, kỹ năng giảng

dạy và tra o đổ i kinh nghiê ̣m với đồ ng nghiê ̣p .

- Trong trƣờng đa ̣i ho ̣c nên có nhiề u sách v

ề các bài tập từng chuyên đề hơn để

giảng viên và sinh viên tiện nghiên cứu .

3. Hƣớng phát triể n của đề tài Tƣ̀ các kế t quả thu đƣơ ̣c trong đề tài chún

g tôi se ̃ phát triể n đề tài theo hƣớng

sau: - Bổ sung kiế n thƣ́c lý thuyế t , câu hỏi và bài tâ ̣p phầ n nhiệt đô ̣ng hóa ho ̣c .

- Tiế p tu ̣c biên soa ̣n và sƣu tầ m thêm các câu hỏ i

, làm phong phú hơn hệ thống

bài tập .

- Trao đổ i và xin ý kiến đánh giá của các thầy cô trực tiếp giảng dạy môn hóa ở trƣờng Đ ại học Quảng Bình để hoàn thiê ̣n đề tài hơn .

53

- Tiế n hành thƣ̣c nghiê ̣m sƣ pha ̣m và sƣ̉ du ̣ng số liê ̣u thố ng kê toán ho ̣c để đánh giá các kết quả thực nghiê ̣m ban đầ u của đề tài .

Do thời gian không nhiề u cũng nhƣ triǹ h đô ̣ ha ̣n chế của bản thân và các điề u kiê ̣n thƣ̣c tế không cho phé p , sƣ̣ thiế u sót là không thể tránh khỏi

. Kính mong nhận

đƣơ ̣c sƣ̣ đóng gó p của quý thầ y cô đ ể khóa luận đƣợc hoàn thiệ n hơn. Em hi vo ̣ng rằ ng kế t quả thu đƣơ ̣c tƣ̀ khóa luâ ̣n se ̃ là tài liê ̣u bổ ić h cho công tá

c giảng da ̣y môn hó a

dùng chobồi dƣỡng đội tuyển dự thi Olympic sinh viên Hóa học toàn quốc (phần nhiệt động hóa học – động hóa học).

54

TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] RB. BUCAT, Cơ sở hóa học, ngƣời dịch Hoàng Minh Châu,NXB giáo dục.

[2] Nguyễn Đình Chi, Cơ sở lí thuyết hóa học, NXB giáo dục.

[3] Nguyễn Đình Chi, Hóa học đại cương, NXB giáo dục Việt Nam. [4] Nguyễn Văn Duệ - Trần Hiệp Hải – Lâm Ngọc Thiềm – Nguyễn Thị Thu, Bài tập hóa lí, NXB giáo dục Việt Nam. [5]. Trầ n Thi Đa ̣ ̀ - Đặng Trần Phách , Cơ sở lý thuyế t các phản ứng hóa học, NXB Giáo dục 2007.

[6] Vũ Đăng Độ, Cơ sở lí thuyết các quá trình hóa học, NXB giáo dục.

[7] Vũ Đăng Độ (chủ biên), Bài tập cơ sở lí thuyết các quá trình hóa học, NXB giáo dục Việt Nam. [8] Nguyễn Hạnh, Cơ sở lí thuyết hóa học – Phần II – Nhiệt động hóa học – Động hóa học – Điện hóa học.

[9] Nguyễn Đình Huệ, Giáo trình hóa lí – tập 1- Cơ sở nhiệt động lực học, NXB giáo dục Việt Nam. [10] Trần Văn Nhân (chủ biên), Hóa lí tập 1 – Nhiệt động học, NXB giáo dục Việt Nam. [11] Trần Văn Nhân (chủ biên), Hóa lí tập 3 – Động hóa học, NXB giáo dục Việt Nam. [12] Dƣơng Đình Quân, xây dựng hệ thống câu hỏi và bài tập phần “Cơ sở lý thuyết các phản ứng hóa học” dùng cho học sinh lớp chuyên ở bậc trung học phổ thông, Khóa luận tốt nghiệp Đại học sƣ phạm Hóa học, Đại học Quảng Bình, Đồng Hới, Việt Nam. [13] PGS. TS Lê Mậu Quyền, Cơ sở lí thuyết hóa học – Phần bài tập, NXB Khoa học kỹ thuật.

[14] Trầ n Thi Thanh , Biên soạn chuyên đề đánh giá chiề u diễn biế n của hó a học vô cơ ̣ dùng bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học ở trường trung học phổ thông, Luâ ̣n văn tha ̣c sỹ KHGD – ĐH Vinh 2012.

[15]. Lâm Ngọc Thiềm – Trần Hiệp Hải – Nguyễn Thị Thu, Bài tập hóa lý cơ sở, NXB Khoa học kỹ thuật.

[16] Bùi Trọng Tuân, Nhiệt học, NXB ĐHSP 2005.

55

Giáo viên hƣớng dẫn

Nguyễn Đức Vƣợng

Phản biện 1

Phản biện 2

Trần Đức Sỹ

Nguyễn Đức Minh

56