Cơ sở lý thuyết hóa học

âu 3: Hệ có U = 0 là hệ A. cô lập B. kín C. hở D. đoạn nhiệt Câu 4: Hệ gồm các khí lý tưởng thực hiện 1 biến đổi có dU = 0. Vậy biến đổi đó là A.đẳng áp B.đẳng tích C.đoạn nhiệt D.đẳng nhiệt 42 Câu 5: Có một số hệ sau 1. Chậu chất lỏng cùng với hơi của nó 2. Chất khí đựng trong bình cầu được nút kín 3. Chất khí đựng trong xilanh có vỏ cách nhiệt 4. Một anpum hàn kín được đặt cách ly hoàn toàn với môi trường bên ngoài Hệ kín là hệ A.2 B. 3 C.4 D.1 Câu 6: Khi khử Fe2O3 bằng Al xảy ra phản ứng Fe2O3 + 2Al = Al2O3 + 2Fe - Tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng biết rằng dưới áp suất 1atm và 250C cứ khử được 47,87g Fe2O3 thì thoát ra 254,08kJ. ĐS: – 849,29kJ 43 Câu 7: Cho phản ứng FeO(r) + CO(k)  Fe(r) + CO2(k) Phản ứng này có ∆n bằng A. 1 – 1 = 0 B. 2 – 2 = 0 C. >0 D. <0 Câu 8: H2(K) + 1/2O2(K) = H2O(K) Ở 298K và 1atm thì QP = - 241,6kJ. ∆U = ? Câu 9: So sánh hiệu ứng nhiệt đẳng tích và hiệu ứng nhiệt đẳng áp của các phản ứng sau: 1. N2(k) + 3H2(k) → 2NH3(k) 2. Cgr + CO2(k) → 2CO(k) 3. CaCO3(r) → CaO(r) + CO2(k) 4. Fe2O3(r) + 3CO(k) → 2Fe(r) + 3CO2(k) 44 Câu 10: Một hệ thực hiện một quá trình như sau: m1(g) nước ở T1, P được đun nóng đến T2, P sau đó được làm nguội về T1, P. Vậy hệ thực hiện biến đổi A. Kín B. hở C. đoạn nhiệt D. đẳng tích Câu 11: Cho các thông số sau:P, T, V, độ nhớt, khối lượng. Vậy các thông số cường độ là A. P, T, độ nhớt B. P, T, khối lượng C. P, T, V D. độ nhớt, T, khối lượng Câu 12: Cho các thông số sau:P, T, V, độ nhớt, khối lượng. Vậy các thông số dung độ là A. V, độ nhớt B. P, khối lượng C. P, T D. V, khối lượng Câu 13: Cho công A, nhiệt đẳng tích QV, entanpi H. Hàm quá trình là A. A và QV B. A C. QV D. H và QV 45 Câu 14: Hàm f(x) là hàm trạng thái khi giá trị của nó A. Phụ thuộc vào trạng thái trung gian của hệ B. Phụ thuộc vào cách biến đổi của hệ C. Không phụ thuộc vào cách biến đổi của hệ D. Không phụ thuộc vào các thông số trạng thái của hệ Câu 15: Cho các phản ứng sau; 1. CO(k) + O2(k)  CO2(k) 2. 2Cgr + O2(k)  2CO(k) 3. CH4(k) +2O2(k)  CO2(k) + 2H2O(l) 4. Cgr + O2(k)  CO2(k) Những phản ứng có H < U là A. 1 và 2 B. 3 và 4 C. 2 và 3 D. 1 và 3 46 3. Định luật Hess và các hệ quả 3.1. Định luật Hess - Nội dung: “Hiệu ứng nhiệt của một phản ứng hoá học ở điều kiện đẳng áp hoặc đẳng tích chỉ phụ thuộc vào bản chất và trạng thái của các chất phản ứng và sản phẩm phản ứng chứ không phụ thuộc vào cách tiến triển của quá trình, nghĩa là không phụ thuộc vào số lượng và đặc trưng của các giai đoạn trung gian” - Điều kiện áp dụng: + Phản ứng thực hiện ở điều kiện đẳng tích hoặc đẳng áp +Phản ứng không thực hiện công nào khác ngoài công cơ học + Phản ứng là bất thuận nghịch 47 - Ví dụ: Phản ứng tạo thành CO2 từ C và O2 có thể thực hiện qua giai đoạn trung gian tạo thành CO. ∆H1 = ∆H2 + ∆H3 ∆H1 ∆H2 ∆H3 CO(k) + 1/2O2(k) CO2(k)Cgr + O2(k) 48 ∆H1 = ∆H2 + ∆H3 = ∆H4 + ∆H5 + ∆H6 T.G.1 ∆H1 ∆H4 A + B C + D ∆H2 T.G.3T.G.2 ∆H3 ∆H5 ∆H6 49 chất phản ứng ∆H1 ∆H3 ∆H2 chất sản phẩm VD1: PU aA + bB = cC + dD thực hiện PU theo 2 cách -Thực hiện phản ứng ở nhiệt độ T1 rồi đưa tất cả sp đến nhiệt độ T2. H. ứng nhiệt của quá trình này là H1. - Đưa các chất tham gia từ nhiệt độ T1 đến nhiệt độ T2 rồi thực hiện phản ứng ở nhiệt độ T2. Hiệu ứng nhiệt của quá trình này là H2 . Vậy A. H1 > H2 B. H1 < H2 C. H1 = H2 D. không xác định 50 3.2. Các hệ quả a.Hệ quả 1 Hiệu ứng nhiệt của phản ứng thuận (∆HT) = Hiệu ứng nhiệt của phản ứng nghịch (∆HN) nhưng ngược dấu: ∆HT = -∆HN b. Hệ quả 2 - Hệ quả 2 liên quan tới khái niệm nhiệt sinh hay nhiệt tạo thành. - Khái niệm nhiệt sinh + Nhiệt sinh hay nhiệt tạo thành của một chất là nhiệt lượng thoát ra hay thu vào khi tạo thành 1 mol của chất đó từ các đơn chất bền vững ở điều kiện đó. - Nếu đo dưới áp suất 1 atm và nhiệt độ T thì được gọi là nhiệt sinh chuẩn hay entanpi tạo thành chuẩn và ký hiệu ∆H0T,S 51 - Đơn vị: kJ/mol hoặc cal/mol VD1: ∆H0298 ghi trong các phản ứng sau, cái nào là ∆H0298,s MgO(r) + CO2(k) = MgCO3(r) ∆H0298 = a(kJ) 2H2(k) + O2(k) = 2H2O(l) ∆H0298 = b(kJ) H2(k) + 1/2O2(k) = H2O(l) ∆H0298 = c(kJ) Vậy nhiệt sinh của một đơn chất bền ở điều kiện chuẩn = 0. 52 Nội dung hệ quả 2: hiệu ứng nhiệt bằng tổng nhiệt sinh của các chất cuối trừ đi tổng nhiệt sinh của các chất đầu Nếu phản ứng aA + bB = fF + dD ở T, P = const H = fHT,s(F) + d HT,s(D) - aHT,s(A) - bHT,s(B) Chứng minh: SGK VD2: Tính H của phản ứng C2H4(K) + H2(K) → C2H6(K) ở 298K biết nhiệt sinh của các chất như sau: C2H4(K) : + 52,30(kJ/mol) C2H6(K): -84,68 (kJ/mol) - Phân biệt điều kiện chuẩn và điều kiện tiêu chuẩn?   stgssp HHH ,, 53 VD3: Cho pu: CH3OH(h) + 3/2O2(k)  CO2(k) + 2H2O(h) và 0298,S của các chất CH3OH, CO2, H2O ở 298K lần lượt là – 201,17; -393,51; - 241,83 (kJ/mol). Vậy hiệu ứng nhiệt của phản ứng là A. -676kJ B. 676kJ C. -434,17kJ D. 434,17kJ VD4: Cho các phản ứng xảy ra ở điều kiện chuẩn 2P + 3Cl2 = 2PCl3 H = x(kJ) PCl3 + Cl2 = PCl5 H = y(kJ). Vậy nhiệt sinh chuẩn của PCl5 là A. x + y B. 2y + x C. 1/2x + y D. 2x + y VD5: Biết 0298,S của N2O và CO2 tương ứng là 81,5 và – 393,51(kJ/mol). Nếu có 8,8g N2O tgia phản ứng C + 2N2O CO2 + 2N2 thì lượng nhiệt giải phóng là A. – 55,65kJ B. – 47,5kJ C. 55,65kJ D. -556,5kJ 54 c. Hệ quả 3 - Khái niệm nhiệt cháy: + Nhiệt cháy hay thiêu nhiệt là lượng nhiệt thoát ra khi đốt cháy hoàn toàn một mol chất đó thành các oxit cao nhất, bền ở điều kiện đó. Nếu đo ở 1atm và nhiệt độ T thì nhiệt cháy là nhiệt cháy chuẩn ∆H0T,c VD6: ∆H0298 ghi trong các phản ứng sau, giá trị nào là ∆H0298,c Cgr + 1/2O2(k) = CO(k) ∆H0298 = a (kJ) 2H2(k) + O2(k) = 2H2O(l) ∆H0298 = b(kJ) Cgr + O2(k) = CO2(k) ∆H0298 = c(kJ) 55 VD7: trong các chất sau chất nào có nhiệt cháy: CO, H2, CO2, SO2, SO3, NH3 - Nội dung hệ quả 3: “Hiệu ứng nhiệt của phản ứng bằng tổng nhiệt cháy của các chất tham gia trừ đi tổng nhiệt cháy của các chất tạo thành” aA + bB = fF + dD ở T, P = const H = aHT,c(A)+ bHT,c(B) - fHT,c(F) - dHT,c(D) VD8: Cho biết ∆H0298,c của Cgr, H2, C4H6O4(r) lần lượt là: - 393,51; - 285,84; -1487KJ/mol. Coi các khí trong phản ứng là lý tưởng. Vậy phản ứng 4Cgr + 3H2(k) + 2O2(k) = C4H6O(r) có giá trị ∆H0298 là A. – 944,6kJ B. – 956kJ C. 944,56kJ D. 956kJ   cspctg HHH ,, 56 VD9:Nhiệt cháy chuẩn của C2H5OH, H2 và Cgr lần lượt là a, b, c (kJ/mol) thì nhiệt sinh chuẩn của C2H5OH là A. 3a + 2c – a B. a + b + c C. 2c + 3b – a D. c – a –b 3.3. Năng lượng liên kết và nhiệt phản ứng a. Năng lượng liên kết - Năng lượng liên kết cộng hóa trị là năng lượng thoát ra khi tạo thành một liên kết cộng hóa trị từ hai nguyên tử tự do có trạng thái hơi. Đơn vị kJ/mol. - Liên kết hình thành Ak + Bk  ABk - Thực hiện ở áp suất không đổi thì năng lượng liên kết A - B chính là sự biến đổi entanpi của phản ứng trên. Ví dụ: Hk + Hk = H - H H0 = E = -866,31 kJ/mol 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168