Tài liệu Skkn hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học

HiÖu øng nhiÖt cña ph¶n øng hãa häc Trường THPT Chuyên Võ Nguyên Giáp Mẫu 1B CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc HIỆU ỨNG NHIỆT CỦA PHẢN ỨNG HÓA HỌC Họ và tên: LƯU VŨ DIỀM HẰNG Chức vụ: Giáo viên Đơn vị công tác: Trường THPT Chuyên Võ Nguyên Giáp Quảng Bình, tháng 11 năm 2018 Lu Vò DiÔm H»ng 1 HiÖu øng nhiÖt cña ph¶n øng hãa häc Trường THPT Chuyên Võ Nguyên Giáp Mẫu 1A CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM 1. PHẦN MỞ- Hạnh ĐẦU phúc Độc lập - Tự do 1.1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Nhiệt động hóa học là môn nghiên cứu năng lượng và chuyển hóa năng lượng mà trước hết là nhiệt và mối quan hệ chuyển hóa giữa nhiệt với công và các dạng năng lượng khác. Nhiệt động hóa học ứng dụng các định luật của nhiệt động học để khảo sát các quá trình hóa lý khác nhau như: Tính toán nhiệt cho các quá trình, xác định khả năng, hướng và mức độ xảy ra của các phản ứng hóa học…Nắm vững các kiến thức về nhiệt động hóa học là rất cần thiết và quan trọng. Trong quá trình dạy và học môn Hóa học, khi nắm vững lý thuyết về nhiệt động HIỆU ỨNG NHIỆT CỦA PHẢN ỨNG ra còn phản ứng kia lại không, tại sao có phản ứng lại tỏa nhiệt nhưng có những phản HÓA HỌC hóa học các em sẽ dễ dàng hơn trong việc giải thích được tại sao phản ứng này lại xảy ứng lại thu nhiệt…. Thông qua việc nắm kiến thức về nhiệt phản ứng học sinh rèn luyện tính tích cực, trí thông minh, tự lập, sáng tạo, bồi dưỡng hứng thú trong học tập môn Hóa học để cho môn học không còn khô khan và cứng nhắc nữa. Xuất phát từ suy nghĩ muốn giúp học sinh không gặp phải khó khăn và nhanh chóng tìm được niềm đam mê, hứng thú với môn hóa trong quá trình học tập. Chính vì vậy tôi chọn đề tài: “HIỆU ỨNG NHIỆT CỦA PHẢN ỨNG HÓA HỌC” 1.2. MỤC ĐỊCH CHỌN ĐỀ TÀI - Các hóa học luôn kèm theo sự biến đổi về năng lượng (chủ yếu dưới dạng nhiệt) cho nên việc nghiên cứu hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học sẽ có một ý nghĩa nhất định đối với hóa học. - Xác định khả năng, hướng và mức độ xảy ra của các phản ứng hóa học. - Giúp học sinh tính toán được nhiệt của phản ứng qua đó xác định phản ứng đó là thu hay tỏa nhiệt. 1.3. NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI Tìm hiểu về : Quảng Bình, tháng 11 năm 2018 - Hiệu ứng nhiệt của các quá trình hóa học và phương trình nhiệt hoá học. - Định luật Hess và các hệ quả, ứng dụng của định luật Hess. - Sự phụ thuộc của hiệu ứng vào nhiệt độ. Lu Vò DiÔm H»ng 2 Trường THPT Chuyên Võ Nguyên Giáp HiÖu øng nhiÖt cña ph¶n øng hãa häc - Làm một số dạng bài tập liên quan đến nhiệt hóa học 2. PHẦN NỘI DUNG I. CƠ SỞ LÍ THUYẾT CỦA PHƯƠNG PHÁP 1.1. Hiệu ứng nhiệt phản ứng. Hiệu ứng nhiệt của quá trình hóa học là nhiêt lượng tỏa ra hay hấp thụ trong các quá trình hóa học dùng để thay đổi nội năng hay entanpi của hệ.[1] Trong các quá trình hoá học phát nhiệt làm cho nội năng U và entanpy H của hệ giảm xuống tức là ΔU < 0 và ΔH < 0. ngược lại trong các quá trình thu nhiệt thì ΔU > 0 và ΔH > 0. Trong những phản ứng mà chất rắn và chất lỏng tham gia sự biến đổi thể tích là không đáng kể và nếu quá trình thực hiện ở áp suất bé có thể coi pΔU có giá trị rất nhỏ khi đó ΔH ≈ ΔU. Nếu các phản ứng có chất khí tham gia thì giá trị ΔH và ΔU sẽ khác nhau. Trong trường hợp khí tham gia là lý tưởng: PV = nRT pΔV = Δn. RT n: là biến thiên số mol khí trong phản ứng ở nhiệt độ tuyệt đối T. R là hằng số khí R = 8,312at.lit / mol. độ ΔH = ΔU + ΔnRT Khi Δn = 0 thì ΔH = ΔU Δn ≠ 0 thì ΔH ≠ ΔU [1] 2.2. Phương trình nhiệt hóa học. Phương trình nhiệt hoá học là phương trình phản ứng hoá học bình thường có ghi kèm hiệu ứng nhiệt và trạng thái tập hợp của các chất tham gia và thu được sau phản ứng. Đa số các phản ứng xảy ra ở áp suất không thay đổi nên ta xét chủ yếu biến thiên ΔH. [1] Ví dụ: C( r) +O2 (k)  CO2 (k) ΔH =-395.41 kJ Kim cương (tinh thể) C( r) +O2 (k)  CO2 (k) ΔH =-393.51 kJ Graphit (than chì ) Khi viết phương trình nhiệt hóa học ta cần lưu ý :  Hệ số của phương trình: Lu Vò DiÔm H»ng 3 Trường THPT Chuyên Võ Nguyên Giáp HiÖu øng nhiÖt cña ph¶n øng hãa häc H2(k) +1/2O2(k)  H2O(l) ΔH =-285.84kJ 2H2(k) +O2(k)  2H2O(l) ΔH =-571.68 kJ  Cần nêu áp suất và nhiệt độ tại đó xác định giá trị entanpi. Thông thường áp suất 1 atm được ghi bằng chỉ số trên 0, nhiệt độ 25oC được ghi bằng chỉ số dưới 298 (K) của kí hiệu ΔH: H2(k) +1/2O2(k)  H2O(l) ΔH0298 =-285.84 kJ Áp suất 1 atm, nhiệt độ 298 0 K là áp suất tiêu chuẩn và nhiệt độ tiêu chuẩn nhiệt động lực học. Có thể áp dụng định luật Hess để xác định lí thuyết hiệu ứng nhiệt phản ứng. Về bản chất, định luật là hệ quả của nguyên lý thứ nhất nhiệt động lực học áp dụng cho quá trình hóa học. [2] Ta quy ước: Quá trình thu nhiệt ΔH>0 Quá trình tỏa nhiệt ΔH<0 Hiệu ứng nhiệt ΔH của 1 phản ứng ở áp suất không đổi và một nhiệt độ xác định bằng tổng entanpy của các sản phẩm phản ứng trừ đi tổng entanpi của các chất tham gia phản ứng: ΔH = ΣΔHSPpư - ΣΔHchất đầu pư 2.3. Các loại nhiệt thường gặp.  Nhiệt tạo thành. Nhiệt tạo thành (còn gọi là sinh nhiệt ) của một hợp chất là hiệu ứng nhiệt của phản ứng tạo thành 1 mol chất đó từ các đơn chất ứng bền vững ở điều kiện đã cho. Nhiệt tạo thành thường được đo trong điều kiện đảng áp và quy về 25 0C, 1atm. Khi đó ta có nhiệt tạo thành tiêu chuẩn, tức entanpi tạo thành mol tiêu chuẩn và kí hiệu là ΔH0tt Chỉ có thể đo trực tiếp được nhiệt tạo thành trong 1 số ít trường hợp như HCl, CO2, H2O…còn lại phải tính bằng phương pháp gián tiếp. Quy tắc tính nhiệt tạo thành: “Entanpi của một phản ứng hóa học bằng tổng entanpi sinh của các sản phẩm trừ entanpi sinh của các chất phản ứng” Ví dụ: Xét phản ứng CH2 = CH2 (k) +H2O (l) CH3CH2OH (l) 0 H 298 H S0( CH 3CH 2OH , L )  [ H S0( CH 2 CH 2 , K )  H S0( H 2O , L ) ] = -277,6 – (52,2 – 285,6) = -44,2 kJ/ mol. Lu Vò DiÔm H»ng 4 HiÖu øng nhiÖt cña ph¶n øng hãa häc Trường THPT Chuyên Võ Nguyên Giáp - Entanpi sinh nguyên tử: Khi 1 mol hợp chất được tạo ra từ các nguyên tử thì độ biến thiên entanpi của quá trình này gọi là entanpi sinh nguyên tử. - Entanpi sinh của chất tan: Là hiệu ứng nhiệt của quá trình hình thành 1 mol chất ở trạng thái tan từ các đơn chất ở trạng thái bền vững nhất trong các điều kiện đã cho về nhiệt độ và áp suất. Ví dụ: 1.Tính entanpi hòa tan của 1 mol HCl(k) trong 200 mol nước ở 250C 2. Tính H 298 của phản ứng HCl trong 100 mol H2O + NaOH trong 100 mol H2O  NaCl trong 200 mol H2O + H2O(l) Giải: 1. HCl ( K )  200molH 2 O  HCl trong 200 mol H2O = -166,51 +92,2 = - 74,31 kJ/ mol 2. H 298 H s , 298( NaCltrong 200mol )  H s , 298( H 2Ol )  H s , 298( NaOHtrong100)  H s , 298( HCltrong 200mol ) = - 406,76 – 285,6 + 166,16 + 469 = -57,19 kJ - Entanpi sinh của ion trong dung dịch nước là quá trình biến thiên entanpi của phản ứng hình thành 1 mol ion bị hidrat hóa từ các đơn chất.  Ví dụ: Entanpi sinh của Cl aq H s0, 298 ½ H2 (k) +1/2 Cl2 (k)  HCl k = -92,2 kJ (1)   HCl k + aq  H aq + Cl aq 0 H 298 = - 75,13kJ (2)  ½ H2 (k) +aq  H aq +e H s0, 298  (1) + (2) - (3) ½ Cl2 (k) +aq +e  Cl aq = 0 (3) H s0, 298 = -167, 33 kJ Ví dụ: Nhiệt tạo thành của khí CO2 là hiệu ứng nhiệt của phản ứng: C(gr) + O2 = CO2(k) ΔH = -393,5 kJ/mol Hiệu ứng nhiệt của phản ứng kết hợp giữa H2 và O2 tạo thành nước: 2H2(k) + O2(k) = 2H2O(l) ΔH = -571,66 kJ/mol Nhiệt tạo thành của nước lỏng từ các đơn chất là: -571,66 : 2 = -285,83 kJ  Nhiệt cháy. Nhiệt cháy (còn gọi là thiêu nhiệt): Là hiệu ứng nhiệt của phản ứng dốt cháy 1 mol chất bằng khí oxi (O2) để tạo thành sản phẩm cháy ở áp suất không đổi. Sản phẩm cháy của các nguyên tố C, H, N, S, Cl được chấp nhận tương ứng là CO 2(k), H2O(l), N2(k), SO2(k) và HCl(k.) Quy tắc tính nhiệt cháy: “Hiệu ứng nhiệt của 1 phản ứng hóa học bằng tổng các entanpi cháy của các chất phản ứng trừ đi tổng entanpi cháy của các sản phẩm” Lu Vò DiÔm H»ng 5 Trường THPT Chuyên Võ Nguyên Giáp HiÖu øng nhiÖt cña ph¶n øng hãa häc Người ta dùng entanpi cháy để xác định entanpi sinh của 1 hợp chất hữu cơ và hiệu ứng nhiệt của các phản ứng hữu cơ vì các đại lượng này khó xác định bằng thực nghiệm. Ví dụ: C2H6 + 7/2 O2  2CO2 +3H2O ΔH=-372.82 kcal  Ta có ΔHdc=-372.82 kcal * Nhiệt chuyển pha Quá trình chuyển pha là quá trình trong đó một chất chuyển từ trạng thái tập hợp này sang trạng thái tập hợp khác. Quá trình chuyển pha có thể là thăng hoa, bay hơi, nóng chảy, biến đổi đa hình, chuyển từ trạng thái vô định hình sang trạng thái tinh thể. Hiệu ứng nhiệt kèm theo quá trình chuyển pha là nhiệt chuyển pha. * Năng lượng liên kết Năng lượng của một liên kết định vị là năng lượng được giải phóng khi liên kết hóa học được hình thành từ các nguyên tử cô lập. “Hiệu ứng nhiệt của một phản ứng hóa học bằng tổng các năng lượng liên kết của các phẩn tử sản phẩm trừ đi tổng các năng lượng liên kết của các chất phản ứng” * Năng lượng mạng lưới tinh thể ion Trong điều kiện bình thường, các hợp chất ion có cấu trúc tinh thể. Trong mạng lưới tinh thể ion không có ranh giới giữa các phân tử. Mỗi tinh thể được coi như 1 phân tử. Do đó đối với loại hợp chất này, người ta ít dùng năng lượng liên kết mà dùng năng lượng mạng lưới tinh thể. “Là năng lượng được giải phóng khi 1 mol chất tinh thể được hình thành từ các ion ở thể khí” Không thể đo trực tiếp năng lượng mạng lưới tinh thể bằng phương pháp tính nhiệt hóa học. Phương pháp tính năng lượng mạng lưới tinh thể ion dựa vào các dữ kiện thực nghiệm về năng lượng của các quá trình khác do H.Born và F.Haber đề xuất nên phương pháp này còn gọi là phương pháp chu trình Born – Haber. 2.4. Sự phụ thuộc của hiệu ứng nhiệt vào nhiệt độ và áp suất Phương trình này được thiết lập từ định luật Hess tức là hiệu ứng nhiệt không phụ thuộc vào đường đi chỉ phụ thuộc và trạng thái đầu và cuối. Lu Vò DiÔm H»ng 6 Trường THPT Chuyên Võ Nguyên Giáp HiÖu øng nhiÖt cña ph¶n øng hãa häc Xét phương trình: aA +bB + ....  gG + dD +.... thực hiện ở áp suất không đổi. Ở nhiệt độ T1 hiệu ứng nhiệt phản ứng là H T . Chuyển chất phản ứng lên nhiệt độ T2, 1 thực hiện phản ứng tạo sản phẩm, hiệu ứng nhiệt của phản ứng là H T 2 , sau đó chuyển sản phẩm phản ứng về nhiệt độ T1 H (mA  nB)T2  T2  ( pC  qD)T2 (mA  nB )T1  HT 1  ( pC  qD)T1 T2 Chuyển chất phản ứng từ T1  T2: H1  C p (chất phản ứng)dT T1 T1 T2 Chuyển chất phản ứng từ T2  T1: H 2  C p (chất sản phẩm)dT =T2 C p (chất sản T1 phẩm) dT Theo định luật Hess: H T H1  H 2  H T 1 H T2 H T1  H1  H 2 H T1 + 2 T2 T2 C p (chất phản ứng)dT - C T1 p (chất sản phẩm) T1 dT T2 Đặt C T2 p (chất phản ứng)dT - T1 C T1 T2 p (chất sản phẩm) dT = C p dT T1 T2 H T2 H T1  CP dT T1 Từ phương trình Kirchhoff thấy sự phụ thuộc hiệu ứng nhiệt của phản ứng vào nhiệt độ là do sự khác nhau giữa nhiệt dung mol phân tử đẳng áp của chất sản phẩm và chất phản ứng quyết định. 2.5. Định luật Hess và các hệ quả, ứng dụng của định luật Hess. 2.5.1. Định luật Hess (1812-1850). Năm 1840 G.I.Hess đã phát minh ra định luật căn bản của nhiệt động hóa học. Khái niệm: Hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và trạng thái cuối chứ không phụ thuộc vào các giai đoạn trung gian.[1] Nội dung: “Nếu có nhiều cách để chuyển chất ban đầu thành những sản phẩm giống nhau thì hiệu ứng nhiệt tổng cộng theo cách nào cũng như nhau ’’ Lu Vò DiÔm H»ng 7 Trường THPT Chuyên Võ Nguyên Giáp HiÖu øng nhiÖt cña ph¶n øng hãa häc Nói cách khác: Hiệu ứng nhiệt của quá trình hóa học chỉ phụ thuộc vào bản chất và trạng thái của các chất đầu và sản phẩm chứ không phụ thuộc vào đường đi Ví dụ: Có rất nhiều cách để chuyển 1 mol Na, 0,5 mol H 2, 0,5 mol O2, thành một mol NaOH và hiệu ứng nhiệt tổng cộng của cách nào cũng bằng: -102.0 kcal Cách 1: Na(r) + 1/2O2(k)  1/2Na2O2(r) H1= - 60,3 kcal 1/2H2O(l) H2 =-34,1 kcal 1/2H2(k) + 1/4O2(k)  1/2Na2O2 1/2H2O(l)  + Tổng cộng: Na(r) + 1/2O2(k) NaOH(r) + 1/4O2(k) + 1/2H2(k) H3 = -7,6kcal NaOH(r) H = ?? Thì ta có: H = -60,3 - 34,1 - -7,6 =-102,0 kcal Cách 2: H2(k) + 1/2O2(k)  H2O(l) Na (r) + H2O(l) Tổng cộng: Na(r) H1=-68,3 kcal  NaOH + + 1/2H2(k) 1/2H2 + H2=-33,7kcal 1/2O2(k) NaOH (r) H=?? Ta có: H=-68,3-33,7=-102,0kcal Chú ý: Entanpi một chất được tính với một mol chất đó. Biến thiên entanpi tính được từ entanpi của các chất ở diều kiện chuẩn được gọi là biến thiên entanpi chuẩn và được kí hiệu là H0 hoặc khi chú ý cả nhiệt độ nữa thì được kí hiệu là H0298. + Đối với các khí, trạng thái chuẩn là trạng thái khí lí tưởng ở áp suất 1 atm. + Đối với các chất rắn và các chất lỏng, trạng thái chuẩn là trạng thái của chất tinh khiết. + Nhiệt độ thường được lấy là 250C = 2980K 2.5.2. Hệ quả của định luật Hess.  Hiệu ứng nhiệt của một phản ứng bằng tổng nhiệt tạo thành của các sản phẩm trừ tổng nhiệt tạo thành của các chất ban đầu (có kể cả hệ số ) H=Htt (sản phẩm) - Htt (tác chất) Ví dụ: CaCO3(r) CaO(r) +CO2 (k) H = ? Giải H = Htt(CaO) + Htt(CO2 ) - Htt (CaCO3) = -151,9 - 91,4 + 288,5 = 42,5 kcal => Nung vôi là quá trình thu nhiệt Lu Vò DiÔm H»ng 8 Trường THPT Chuyên Võ Nguyên Giáp HiÖu øng nhiÖt cña ph¶n øng hãa häc Hiệu ứng nhiệt phản ứng bằng tổng nhiệt đốt cháy các chất đầu trừ đi tổng nhiệt đốt cháy của các chất sản phẩm (có kể cả hệ số ) H =Hđc (tác chất ) - Hđc (sản phẩm ) Vd: CH3COOH(l)+C2H5OH(l)CH3COOC2H5 + H2O H = ? H = Hđc(CH3COOH) + Hđc(C2H5OH) -Hđc(CH3COOC2H5) = -208,2 - 326,7 + 545,9 = 11 kcal  Hiệu ứng nhiệt của quá trình thuận và hiệu ứng nhiệt của quá trình nghịch bằng nhau về trị số và ngược dấu nhau. Htt = - Hng 2.5.3. Ứng dụng của định luật Hess.  Tìm hiểu hiệu ứng nhiệt của một số phản ứng không thể xác định bằng thực nghiệm. Ví dụ: C(r) + 1/2O2(k) CO(k) Biết rằng: C(r) + O2(k)  CO2 (k) CO (k) + 1/2 O2(k)  H= -94,1 kcal CO2(k) H = -67,7 kcal Giải: Theo định luật Hess ta có: H - H2 = H1 Vậy H1=-94,1+67,7 = -26,4 kcal.  Tìm nhiệt tạo thành của một chất Ví dụ: tìm nhiệt tạo thành của rượu etylic từ các dữ kiện: C2H5OH(l) + 3O2(k) CO2 (k) + 0 -94 kcal H2O(l) H = -327 kcal -63,8 kcal Htt = ? Giải: Áp dụng hệ quả 1 của định luật Hess ta có: H = 2 x (-94) + 3 x (-68,3) - Htt (C2H5OH) = -327 kcal Rút ra: Htt (C2H5OH) = 2 x (-94) + 3 x (-68,3) – (-327) = - 65,9 kcal  Định năng lượng liên kết H=Hlk (tác chất) - Hlk (sản phẩm) Vd: Định năng lượng trung bình của các liên kết O-H trong phân tử nước, biết rằng năng lượng liên kết H-H và O-O tương ứng lần lượt là 435,9 và 498 kJ Giải: H2(k) + O2(k)  H2O(k) H = -483,68 kJ ==> - 483,68 = 2(+435,9) + 498,7 - 4×Hlk(O-H ) Lu Vò DiÔm H»ng 9 Trường THPT Chuyên Võ Nguyên Giáp HiÖu øng nhiÖt cña ph¶n øng hãa häc ==>Hlk(O-H ) = ¼(2×435,9 + 498,7 + 483,68 ) = 463,545 kJ  Xác định năng lượng mạng lưới của tinh thể Năng lượng mang ion là năng lượng tạo thành mạng tinh thể hợp chất từ các ion của trạng thái khí. Ví dụ: Năng lượng mang ion của tinh thể NaCl chính là hiệu ứng nhiệt của phản ứng: Na+ + Cl- NaCl (r)  H = ? Từ các dữ kiện sau, ta có thể tính được năng lượng mạng ion của tinh thể NaCl: Nhiệt thăng hoa của Na: Na(r) = Na(k) H1 = 20,64 kcal Năng lượng liên kết của Cl2: ½ Cl2(k) = Cl(k) H2 = ½ ×58 kcal Ái lực electron của Clo: Cl(k) - e- = Cl- (k) H3 = -83,17kcal Năng lượng ion hóa Na: Na(k) - e- = Na+(k) H4 = +119,98 kcal Năng lượng mạng ion: Na+(k) + Cl-(k) =NaCl (r) H0 = ? Hiệu ứng nhiệt của phản ứng: Na (r) + ½ Cl2 (k)  NaCl (r) H = -98,23 kcal Theo định luật Hess ta có: H1 + H2 + 20,64 + ½ ×58 + H3 + H0 = H (-83,17) + 119,98 + H0 =-98,23 Từ đó ta có năng lượng mạng tinh thể ion muối ăn: H0 = -184,68 kcal II. MỘT SỐ BÀI TẬP LIÊN QUAN Bài tập 1 (đề thi đề nghị môn hóa lớp 10 trường THPT Chuyên Lê Hồng Phong – thành phố Hồ Chí Minh): Thí nghiệm đo nhiệt lượng có thể được dùng để xác định nhiệt tạo thành tiêu chuẩn của MgO a. Viết phương trình phản ứng tạo thành MgO với sự biến thiên entanpi của phản 0 ứng là H f b. Để xác định nhiệt lượng hấp thu bởi nhiệt lượng kế, cho 49,6 ml dung dịch HCl 1,01M phản ứng với 50,1 ml dung dịch NaOH 0,998M. Nhiệt độ dung dịch tăng 6,40. Xác định khả năng hấp thụ nhiệt của nhiệt lượng kế biết nhiệt dung riêng của dung dịch là 4,025 J / g .0 C và nhiệt trung hòa là 55,9 kJ/mol nước. c. Khi cho 0,221 gam Mg vào dụng cụ đo nhiệt lượng như trong thí nghiệm trên chứa 49,9 ml dung dịch HCl 1,01M và 48,7ml nước thấy nhiệt độ tăng 9,67 0 C . Viết phương trình phản ứng đã xảy ra và tính H theo số mol Mg phản ứng. Cho nhiệt Lu Vò DiÔm H»ng 10 HiÖu øng nhiÖt cña ph¶n øng hãa häc dung riêng của dung dịch là 3,862 J / g .0 C Trường THPT Chuyên Võ Nguyên Giáp và hằng số nhiệt lượng kế được lấy từ câu b. d. Khi 0,576g MgO phản ứng với dung dịch gồm 49,9 ml dung dịch HCl 1,01M và 48,7ml nước được đựng trong nhiệt lượng kế như trên thấy nhiệt lượng kế như trên thấy nhiệt độ tăng 4,720 C . Viết phương trình phản ứng và tính H theo số mol Mg phản ứng.những giả thiết khác lấy từ câu c. e. Sử dụng những kết quả trên tính nhiệt tạo thành tiêu chuẩn của MgO biết nhiệt 0 tạo thành tiêu chuẩn của H 2O( l ) là H f  285,8kJ / mol Hướng dẫn giải: a. Phương trình phản ứng: Mg ( r )  1 / 2O2 (k )  MgO(r ) b. nHCl= 0,0501 mol > nNaOH = 0,05 mol nên sau phản ứng NaOH hết. Phương trình phản ứng: HCl( dd )  NaOH ( dd )  NaCl( dd )  H 2O( l ) H  55,9kJ / mol Nhiệt tỏa ra trong thí nghiệm: 0,05. (-55,9) = -2,795kJ Lượng nhiệt trên bị hấp thụ bởi dung dịch và nhiệt lượng kế. Tổng thể tích dung dịch là 99,7ml. Nếu d = 1g/ml thì mdd = 99,7g. Lượng nhiệt do dung dịch hấp thụ bởi nhiệt lượng kế: 2795 – 2568 = 227J Khả năng hấp thụ nhiệt của nhiệt lượng kế: 227 : 6,4 = 35,5J. 0C c. Phương trình phản ứng: Mg  2 H   Mg 2   H 2 Tổng khối lượng của hệ: 99,6 + 0,221 = 99,821g. Nhiệt sinh ra của phản ứng hấp thụ bởi dung dịch và nhiệt lượng kế Nhiệt hấp thụ bởi dung dịch: 99,821x 3,862 x 9,67 = 3728J. Nhiệt hấp thụ bởi nhiệt lượng kế: 35,5 x9,67 = 343J Tổng nhiệt lượng của phản ứng: 3728 + 343 = 4071J Số mol Mg: 0,00909 mol Nhiệt của phản ứng tính theo số mol Mg phản ứng là: - 4071 : 0,00909 = 4,479.105J/mol. d. Phương trình phản ứng: MgO + 2H+  Mg2++ H2O Tổng khối lượng của hệ: 99,6 + 0,576 = 101,676g Nhiệt sinh ra của phản ứng hấp thụ bởi dung dịch và nhiệt lượng kế Nhiệt hấp thụ bởi dung dịch: 101,676 x 3,862 x 4,72 = 1853J. Nhiệt hấp thụ bởi nhiệt lượng kế: 35,5 x 4,72 = 168J. Lu Vò DiÔm H»ng 11 Trường THPT Chuyên Võ Nguyên Giáp HiÖu øng nhiÖt cña ph¶n øng hãa häc Tổng nhiệt lượng của phản ứng: 1853 + 168 = 2021 J Số mol MgO: 0,0143 mol Nhiệt của phản ứng tính theo số mol Mg phản ứng là: - 2021 : 0,0143 = 1,143.105J/mol e. Phương trình nhiệt của các phản ứng: MgO + 2H+  Mg2++ H2O H 141,3kJ / mol Mg  2 H   Mg 2   H 2 H  447,9kJ / mol H 2  1 / 2O2  H 2O H  285,8kJ / mol Suy ra: Mg  1 / 2O2  MgO H  592,4kJ / mol Bài tập 2 (đề thi đề nghị môn hóa lớp 10 trường THPT Chuyên Thăng Long – Lâm Đồng): Năng lượng liên kết của N – N bằng 163kJ/mol, của N  N bằng 945 kJ/ mol. Từ 4 nguyên tử N có thể tạo ra 1 phân tử N 4 tứ diện đều hoặc 2 phân tử N 2 thông thường. Trường hợp nào thuận lợi hơn? Hãy giải thích? iEi  Giải: Xét dấu nhiệt của phản ứng: H  i  jEj j Xét cụ thể với nitơ: Phản ứng: 4 N  N 4 H1 4 E N  E N 4 0  6 x163  978kJ Phản ứng: 4 N  2 N 2 H 2 4 E N  2 E N 2 0  2 x945  1890kJ Ta thấy: H 2  H1 . Vậy phản ứng 4 N  2 N 2 xảy ra thuận lợi hơn phản ứng 4N  N4 . Bài tập 3 (trường THPT Chuyên Lê Hồng Phong 2009): Một hỗn hợp gồm COCl2 (khí) và Al2O3 (rắn) tác dụng theo phương trình 3COCl2 (k )  Al2O3 (r )  3CO2 (k )  2 AlCl3 (r ) H10  55,56kcal Tính nhiệt tạo thành của AlCl3 (r) biết H 20  26,89kcal CO(k )  Cl2 (k )  COCl2 (k ) 2 Al ( r )  3 O2 ( k )  Al2O3 2 H 30  399,09kcal C graphit  O2 ( k )  CO2 (k ) H 40  94,05kcal C graphit  1 / 2O2 (k )  CO (k ) H 50  26,41kcal 0 Theo phương trình ta có: H ttAl O  399,09 Kcal / mol 2 Lu Vò DiÔm H»ng 3 12 Trường THPT Chuyên Võ Nguyên Giáp HiÖu øng nhiÖt cña ph¶n øng hãa häc 0 H ttCO  94,05 Kcal / mol 2 0 0 H 20 H ttCOCl  H ttCO 2 0 H ttCOCl  (  26,41)  26,89 Kcal 2 0  H ttCOCl  53,3Kcal / mol 2 0 0 0 0 0 Vậy: H1 (3xH ttCO  2 xH ttAlCl )  (3xH ttCOCl  H ttAl O 3 ) 2  3 2 2  0  3 x( 94,05)  2 xH ttAlCl   3 x( 53,3)  ( 399,09)  55,56 3 0  H ttAlCl 166,2kcal / mol 3 Bài tập 4 (Trường THPT Huỳnh Thúc Kháng – Quảng Nam - 2009): Tính nhiệt hình thành 1 mol AlCl3 biết Al2O3( r )  3COCl2  3CO2 ( k )  2 AlCl3 H1  232,24kJ CO( k )  Cl2 ( k )  COCl2 ( k ) 2 Al ( r )  3 O2 ( k )  Al2O3 2 H 2  112,4kJ H 3  1668,2kJ Nhiệt hình thành của CO là -110,4kJ/mol Nhiệt hình thành của CO2 là -393,13kJ/mol Hướng dẫn giải: ta có các quá trình sau: Al2O3( r )  3COCl2 ( r )  3CO2 ( k )  2 AlCl3( r ) H1 3CO( k )  3Cl2 ( k )  3COCl2 ( k ) 3H 2 2 Al( r )  3 / 2O2 ( k )  Al2O3( r ) H 3 3C  3 / 2O2( k )  3CO( k ) 3H 4 3CO2 ( k )  3C  3O2 ( k ) 3 x (  H 5 )  2 Al( r )  3Cl2 ( k )  2 AlCl3( r ) 2H x 2H x H1  3H 2  H 3  3H 4  3( H 5 ) = -232,24 +3(-112,2) +(-1668,2) +3(-110,4) +3 .393,13 = -1389,45kJ Nhiệt hình thành của AlCl3 là 694,725kJ/mol. Bài tập 4 (Trường THPT Chuyên Nguyễn Bỉnh Khiêm – Quảng Nam): Cho phản ứng sau Cn H 2 n  2  3n  1 O2 ( k )  nCO2  (n  1) H 2O 2 Cho kJ/mol: C gr  Ck H1 717 H 2 ( k )  1 / 2O2 ( k )  H 2O(l ) H 2  285,8 Lu Vò DiÔm H»ng 13 Trường THPT Chuyên Võ Nguyên Giáp HiÖu øng nhiÖt cña ph¶n øng hãa häc C gr  O2 ( k )  CO2( k ) H 3  393,5 EH – H = 432, EC – C = 347, EC – H = 411. Tính entanpi của phản ứng cháy? Giải: Xét phản ứng sau: Cn H 2 n  2  nC( k )  (2n  2) H ( k ) H 4 (n  1).EC  C  (2n  2) EC  H (n  1).347  (2n  2).411 1169n  475 Mặt khác: nC( k )  nC( gr ) ( n  1) H 2 ( k )   nH1  717 n n 1 O2 ( k )  (n  1) H 2O 2 (n  1) H 2  285,8(n  1) nC( gr )  nO2 ( k )  nCO2 ( k ) nH 3  393,5n Cn H 2 n  2  nC( k )  (2n  2) H ( k ) H 4 1169n  475 ( 2n  2) H  ( n  1) H 2 ( k ) H 5  432( n  1) Như vậy: H  nH1  ( 282,8( n  1))  nH 3  H 4  H 5 = -717n – 285,8(n+1) – 393,5n +1169n +475 – 432(n+1) = - 659,3n – 242,8 Bài tập 5 (Trường THPT Chuyên Nguyễn Đình Chiểu – Đồng Tháp): Tính nhiệt của phản ứng sau: CH 4( k )  4Cl2( k )  CCl4 ( k )  4 HCl( k ) Biết các giá trị năng lượng liên kết: Liên kết C – Cl H – Cl C–H Cl – Cl Năng lượng liên kết 326,3kJ 430,9kJ 414,2kJ 242,6kJ Giải: ta có: H pu  Elk ,tg   Elk ,tt = 4 (EC- H +ECl – Cl – EC – Cl – EH - Cl) = 4 (414,2 +242,6 – 326,3 – 430,9) = -401,6 kJ. Bài 6 (Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 11 năm 2013 – 2014 tỉnh Quảng Bình) Cho phản ứng: C2H6 (k) + 3,5O2 (k)    2CO2 (k) + 3H2O (l) (1) Dựa vào 2 bảng số liệu sau: Chất ΔHs0 (kJ.mol-1) Liên kết Elk (kJ.mol-1) C2H6 (k) - 84,7 O2 (k) 0 CO2 (k) - 394 C-H C-C O=O C=O 413,82 326,04 493,24 702,24 Nhiệt hóa hơi của nước là 44 kJ.mol-1 hãy tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng (1) theo 2 cách. H2O (l) - 285,8 H-O 459,80 0 0 0 0 Hướng dẫn giải: ΔH0p­ = 2 ΔHs(CO + 3 ΔHs(H – ΔHs(C – 3,5 ΔHs(O 2 ,k) 2O,l) 2 H6 ,k) 2 ,k) ΔH0p­ = 2(–394) + 3(–285,8) – (–84,7) – 3,5.0 = –1560,7 (kJ) Mặt khác: ΔH0p­ = 6EC-H + EC-C + 3,5EO=O – 4EC=O – 6 EO-H – 3 ΔH hh Lu Vò DiÔm H»ng 14 Trường THPT Chuyên Võ Nguyên Giáp HiÖu øng nhiÖt cña ph¶n øng hãa häc ΔH0p­ = 6(413,82) + 326,04 + 3,5(493,24) – 4(702,24) – 6(459,8) – 3(44) = –1164,46 (kJ) Bài 7: (Đề thi chọn HSG duyên hải và Bắc Bộ 2013 – 2014) Cho các dữ kiện sau: Năng lượng thăng hoa của Na ion hóa thứ nhất của Na liên kết của F2 Nhiệt hình thành của NaF rắn : kJ.mol¯1 Năng lượng 108,68 liên kết của Cl2 495,80 mạng lưới NaF 155,00 mạng lưới NaCl -1 -573,60 kJ.mol kJ.mol¯1 242,60 922,88 767,00 Nhiệt hình thành của NaCl rắn: -401,28 kJ.mol-1 Tính ái lực electron của F và Cl ; so sánh các kết quả thu được và giải thích. 2. Biết giá trị nhiê ̣t đô ̣ng của các chất sau ở điều kiê ̣n chuẩn là : Chất Fe O2 FeO Fe2O3 Fe3O4 ΔH0s(kcal.mol-1 0 0 -63,7 -169,5 -266,9 S0 (cal.mol-1.K-1) 6,5 49,0 14,0 20,9 36,2 a. Tính biến thiên năng lượng tự do Gibbs ( ΔG0) của sự tạo thành các oxit sắt từ các đơn chất ở điều kiê ̣n chuẩn. b. Cho biết ơ điều kiên chuân oxit sắt nao bền nhất ? 1. Áp dụng định luật Hess vào chu trình M(r) HHT 1X 2 2(k) + 12 HLK + HTH M(k) X(k) I1 MX(r) HML + AE M+(k) X-(k) + Ta được: AE = ΔHHT - ΔHTH - I1 - ½ ΔHLK + ΔHML (*) Thay số vào (*), AE (F) = -332,70 kJ.mol-1 và AE (Cl) = -360 kJ.mol-1. AE (F) > AE (Cl) dù cho F có độ âm điện lớn hơn Cl nhiều. Có thể giải thích điều này như sau: * Phân tử F2 ít bền hơn phân tử Cl2, do đó ΔHLK (F2) < ΔHpl (Cl2) và dẫn đến AE (F) > AE (Cl). * Cũng có thể giải thích: F và Cl là hai nguyên tố liền nhau trong nhóm VIIA. F ở đầu nhóm. Nguyên tử F có bán kính nhỏ bất thường và cản trở sự xâm nhập của Lu Vò DiÔm H»ng 15 Trường THPT Chuyên Võ Nguyên Giáp HiÖu øng nhiÖt cña ph¶n øng hãa häc electron. 2. a) Sự tạo thành FeO từ các đơn chất Fe và oxit ở đkc: 2Fe+O2 → 2FeO (1) ΔH0= -63700 cal.mol-1 ΔS0= S0FeO – (S0Fe + ½ S0o2 ) = -17 cal.mol-1.K-1 ΔG10 = ΔH0 –T.ΔS0= -58,634 kcal.mol-1 Sự tạo thành Fe2O3 từ các đơn chất Fe và oxi ở đkc: 2Fe + 3/2O2 → Fe2O3 (2) ΔH0=-169500 cal.mol-1 ΔS0= ΔS0Fe2O3- (2S0Fe + 3/2S0O2)= -65,6 cal.mol-1.K-1 ΔG20 = ΔH0 – T.ΔS0 = -149,952 kcal.mol-1 Sự tạo thành Fe3O4 từ các đơn chất Fe và oxi ở đkc: 3Fe + 2O2 → Fe3O4 ΔH0=-266900 cal.mol-1 ΔS0= ΔS0Fe3O4- (3S0Fe + 2S0O2)= -81,3cal.mol-1.K-1 ΔG20 = ΔH0 – T.ΔS0 = -242,6726 kcal.mol-1 b) Xét quá trình: 2/3 Fe3O4 + 1/6 O2 <=> Fe2O3 ΔG30 ΔG30 = ΔG0Fe2O3 – 2/3 ΔG0Fe3O4 = 11,83 kcal.mol-1 Nên phản ứng xảy ra theo chiều nghịch hay ở đkc Fe3O4 bền hơn Fe2O3 Xét quá trình 2FeO + ½ O2 <=> Fe2O3 ΔG40 ΔG40 = ΔG0Fe2O3 – 2 ΔG0FeO= -32,6832 kcal.mol-1 < 0 Nên phản ứng xảy ra theo chiều thuâ ̣n hay ở đkc Fe2O3 bền hơn FeO Vâ ̣y tính bền của các oxit tăng dần theo thứ tự: FeO → Fe2O3 → Fe3O4 Bài 8: Trong quá trình khí hóa than, than chuyển hóa thành hỗn hợp nhiên liệu của cacbon monoxide và hyđrô, được gọi là khí than: H2O (k) + C (r)  CO (k) + H2 (k) a. Hãy tính sự biến đổi entanpi chuẩn của phản ứng này từ những phương trình phản ứng hóa học và sự biến đổi entanpi chuẩn 2C (s) + O2 (g)  2 CO (g) ΔrH = –221.0 kJ mol–1 2H2 (g) + O2 (g)  2 H2O (g) ΔrH = –483.6 kJ mol–1 Khí than được dùng làm nhiên liệu: CO (k) + H2 (k) + O2 (k)  CO2 (k) + H2O (k) b. Với những giả thiết đã cho, hãy tính sự biến đổi entanpi cho sự cháy này C (r) + O2 (k)  CO2 (k) Lu Vò DiÔm H»ng ΔrH = –393.5 kJ mol–1 16 Trường THPT Chuyên Võ Nguyên Giáp HiÖu øng nhiÖt cña ph¶n øng hãa häc Khí than cũng có thể thực hiện quá trình metan hóa : 3H2 (k) + CO (k)  CH4 (k) + H2O (k) c. Dùng các dữ kiện cho thêm, hãy xác định sự biến đổi entanpi chuẩn của phản ΔrH = –802.7 kJ mol–1 ứng metan hóa: CH4 (k) + 2O2 (k)  CO2 (k) + 2 H2O (k) Hướng dẫn: ΔrH = –221.0 kJ mol–1 a. (1) 2C (s) + O2 (g)  2 CO (g) ΔrH = –483.6 kJ mol–1 (2) 2H2 (g) + O2 (g)  2 H2O (g) Phản ứng tổng là ½ (E1 – E2): ΔrH = +131.3 kJ mol–1. b. (3) CO (g) + H2 (g) + O2 (g)  CO2 (g) + H2O (g) ΔrH = –393.5 kJ mol–1 (4) C (s) + O2 (g)  CO2 (g) ΔrH = –524.8 kJ mol–1. E3 = E4 + ½ E2 – ½ E1 c. (5) 3H2 (g) + CO (g)  CH4 (g) + H2O (g) (6) CH4 (g) + 2O2 (g) CO2 (g) + 2 H2O (g) ΔrH = –802.7 kJ mol–1 ΔrH = –205.7 kJ mol–1 E5 = 3E2 – ½ E1 – E6 Bài 9. Hãy tính nhiệt tạo thành chuẩn của As2O3 tinh thể dựa vào các dữ kiện sau: As2O3(r) + AsCl3(r) + 3H2O(l) = As(r) 3H2O (l) + = 2H3AsO4 (aq) H3AsO3 (aq) + 3HCl(aq) 3/2Cl2(k) = AsCl3(r) H 0298 = 31,59 kJ/mol H 0298 =73,55kJ/mol H 0298 = - 298,70 kJ/mol HCl(k) + aq = HCl(aq) H 0298 = - 72,43kJ/mol 1/2H2(k) + 1/2Cl2(k) = HCl(k) H 0298 = - 93,05kJ/mol H2(k) + 2. Cho 3As2O3(r) + 3As2O3(r) + 1/2O2(k) = H2O(l) 3O2(k)= 3As2O5(r) H 0298 = - 285,77kJ/mol H 0298 = - 812,11kJ/mol H 0298 = - 1095,79kJ/mol 2O3(k)= 3As2O5(r) Biết năng lượng phân ly của phân tử oxi là 493,71kJ/mol; năng lượng liên kết OO(tính từ H2O2) là 138,07kJ/mol.Hãy chứng minh rằng phân tử ozon không thể có cấu trúc vòng kín mà phải có cấu tạo góc. Hướng dẫn giải: 1.Nhiệt tạo thành chuẩn của As2O3 được tính từ phản ứng: 2As(r) + 3/2O2(k) = As2O3(r) (*) Phản ứng (*) này được tổ hợp từ các phản ứng đã cho như sau: Lu Vò DiÔm H»ng 17 Trường THPT Chuyên Võ Nguyên Giáp HiÖu øng nhiÖt cña ph¶n øng hãa häc 2H3AsO4 (aq) = As2O3(r) + H10 = - 31,59 kJ/mol 3H2O (l) 2x │AsCl3(r) + 3H2O(l) = H3AsO3 (aq) + 3HCl(aq) (2) H 02 = 2 x73,55kJ/mol 2 x│As(r) + 3/2Cl2(k) = AsCl3(r) (3) 6 x│HCl(aq) = HCl(k) + aq H 04 = 6 x 72,43kJ/mol (4) H 50 = 6 x 93,05kJ/mol 6 x │ HCl(k) = 1/2H2(k) + 1/2Cl2(k) (5) 3 x │H2(k) + 1/2O2(k) H 30 = 2 x (-298,70) kJ/mol = H2O(l) (6) H 06 = 3 x (-285,77)kJ/mol 0 Do đó: H As2O3 = H10 + H 02 + H 30 + H 04 + H 50 + H 06 = -346,32 kJ/mol 2.– Nếu O3 có cấu tạo vòng 3 cạnh, khép kín thì khi nguyên tử hóa O3 phải phá vỡ 3 liên kết đơn O-O, lượng nhiệt cần cung cấp là: 3 x 138,07 = 414,21 kJ/mol - Nếu O3 có cấu tạo góc thì khi nguyên tử hóa O3 phải phá vỡ 1 liên kết đơn và 1 liên kết đôi, lượng nhiệt cần cung cấp là: 493,71 + 138,07 = 632,78 kJ/mol - Trong khi đó nếu tính theo các giá trị đã cho ở đề bài, ta có: Quá trình 3 O2 = 3 O3 có ΔH = -812,11 – (- 1095,79) = 283,68 kJ/mol 3.H Ta lại có sơ đồ: pli ,O2 3O 2     6O ΔH 2.H pli ,O 3 2O3 Từ đó: 3. H pli,O2 = ΔH + 2. H pli,O3 nên H pli,O3 = 598,725 kJ/mol Kết quả này gần với kết quả tính được khi giả sử ozon có cấu tạo góc. Do vậy, cấu tạo góc phù hợp hơn về mặt năng lượng so với cấu tạo vòng. Bài 10: 1. Trong 1 nhiệt lượng kế chứa 1,792 lít (đktc) hỗn hợp CH4, CO và O2. Bật tia lửa điện để đốt hoàn toàn CH4 và CO, lượng nhiệt toả ra lúc đó là 13,638 KJ. Nếu thêm tiếp 1 lượng dư hiđro vào nhiệt lượng kế rồi lại đốt tiếp thì lượng nhiệt thoát ra thêm 9,672 kJ. Cho biết nhiệt tạo thành của CH4, CO, CO2, H2O tương ứng bằng 74,8 ; 110,5 ; 393,5 ; 241,8 (kJ.mol-1). Hãy tính % thể tích mỗi khí trong hỗn hợp đầu. 2. Hợp chất Q có PTK = 122,0 chứa các nguyên tố C, H, O. Dùng lượng O 2 dư để đốt cháy hết một mẩu rắn Q nặng 0,6 gam trong một nhiệt lượng kế ban đầu chứa 710,0 gam nước tại 25oC. Sau phản ứng nhiệt độ lên tới 27,25oC và có 1,5144 gam CO2(k) và 0,2656 gam H2O(l) tạo ra. Lu Vò DiÔm H»ng 18 Trường THPT Chuyên Võ Nguyên Giáp HiÖu øng nhiÖt cña ph¶n øng hãa häc a) Hãy xác định công thức phân tử và viết PTHH cho phản ứng đốt cháy Q với trạng thái vật chất đúng. Cho: Sinh nhiệt chuẩn của CO 2(k) và H2O(l) ở 25oC tương ứng là 393,51 kJ.mol1 và 285,83 kJ.mol1. Nhiệt dung riêng của H2O(l) là 75,312 J.mol1.K1 và biến thiên nội năng của phản ứng trên (Uo) là 3079 kJ.mol1. b) Hãy tính nhiệt dung của nhiệt lượng kế đó (không kể nước) c) Tính Sinh nhiệt chuẩn (H ott ) của Q. Hướng dẫn giải : số mol hỗn hợp = 0,08 1. Phản ứng cháy: CH4 + 2O2  CO2 + 2H2O H1 =  802,3 kJ/mol CO + 1/2O2  CO2 H2 =  283,0 kJ/mol H2 + 1/2O2  H2O H3 =  241,8 kJ/mol Đặt số mol CH4 là x và CO là y. Lượng nhiệt toả ra từ lần cháy đầu: Lượng O2 dư tính theo H2 =  (0,08  x  y)  (2x+ 802,3x + 283,0y = 13,638 (I) 9,672 1  = 0,02 mol 241,8 2 y ) = 0,02 2 hay x+ y =0,02 2 (II) Kết hợp (I) với (II) cho: x = 0,01 chiếm 12,5% và y = 0,02 chiếm 25%; còn O2  62,5% 2. a) Số mol C = 1,5144 0,2656 0,1575 2 = 0,0295 và O = = 0,0344 ; H = = 0,00984 44 18 16 C : H : O = 0,0344 : 0,0295 : 0,00984 = 7 : 6 : 2 Với PTK = 122,0  công thức phân tử của Q là C7H6O2. PTHH cho phản ứng đốt cháy Q với trạng thái vật chất đúng C7H6O2 (r) + b) n(Q) = 15 O2 (k)  7CO2 (k) + 3H2O (l) 2 0,6 = 4,919103 mol 122,0 qV = nUo = 4,919103(3079) = 15,14 kJ Tổng nhiệt dung =   15, 14 qV = = 6,730 kJ.K1 hay 6730 J.K1. 27, 25  25 T Nhiệt dung của H2O = 710 75,312 = 2971 J.K1. 18 Vậy nhiệt dung của nhiệt lượng kế = 6730 – 2971 = 3759 J.K1. c) Theo PT cháy: n(k) = 7  Lu Vò DiÔm H»ng 15 = 0,5 mol 2 19 Trường THPT Chuyên Võ Nguyên Giáp HiÖu øng nhiÖt cña ph¶n øng hãa häc Ho cháy = Uo + n(k)RT = 3079 + (0,5)(8,314298103) = 3080 kJ.mol1. Do Ho cháy = 7H ott (CO2(k)) + 3H ott (H2O(l))  H ott (Q(r)) nên H ott (Q(r)) = 7(393,51) + 3(285,83)  (3080) =  532 kJ.mol1. 3 O2  CO2 (k) + 2H2O (h) 2 Bài 11. Cho phản ứng: CH3OH (h) + và các số liệu sau: S o298 =  93,615 J.K1 H o298 C op,­298 CO2 (k) 393,51 1 (kJ.mol ) H2O (h)  241,83 O2 (k)  CH3OH (h)  201,17 37,129 33,572 29,372 49,371 (J.K1.mol1) Tính Ho và Go của phản ứng ở 227oC, cho rằng các dữ kiện trên không đổi trong nhiệt độ xét. Hướng dẫn giải : * H o298 = H o298 (CO2) + H o298 (H2O)  H o298 (CH3OH) = ( 393,51) + (241,83) 2  (201,17) = 676 kJ C op = 37,129 + 33,5722  29,3721,5  49,371 = 10,844 J.K1 500 * o H 500 = H o298 * (500K) +  C o p dT =  676000 + 10,844 (500  298) =  673809,5 J 298 CH3OH (h) + 3 500 O2  S CO2 (k) + 2H2O (h) 2 S 1o (298K) S o2 CH3OH (h) + S 3o S o4 3 298 O2  S CO2 (k) + 2H2O (h) 2 o Theo định luật Hees: S 500 = S o298 + S 1o + S o2 + S 3o + S o4 298 mà S 1o =  C op (CH3OH) 500 298 S o2 3 dT =  C op (O2 ) = 2 T 500 500 còn S 3o dT = T o =  C p (CO2 ) 298 Lu Vò DiÔm H»ng dT T 500 500 o  C p (CH3OH) 298 3 o  2 C p (O2 ) 298 dT T dT T (ngược chiều) (ngược chiều) 500 và S o4 = o  2C p (H 2O) 298 dT T (xuôi chiều) 20