›
›

Bài giảng Hóa lý - Chương 7: Áp dụng hai nguyên lý nhiệt dộng vào quá trình phản ứng hóa học

Download
HÓ A LÝ 1  
Dr. Ngo Thanh An  
Nội dung  
1. Định luật Hess  
2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến H  
3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến G  
4. Ảnh hưởng của áp suất đến G  
5. Xét chiều và giới hạn của quá trình phản ứng  
hóa học  
6. Thế hó a học  
2
1. Định luật Hess  
Q4  
Q5  
Q3  
Q
1
2
Q1  
Q2  
GermaiHenri Hess  
1802 1850)  
Q = Q1 + Q2 = Q3 + Q4 + Q5  
Trong moät quaù trình ñaúng aùp hay ñaúng tích,  
nhieät quaù trình chæ phuï thuoäc vaøo traïng thaùi  
ñaàu vaø traïng thaùi cuoái maø khoâng phuï thuoäc vaøo  
caùc traïng thaùi trung gian.  
3
1. Định luật Hess  
Từ nguyên lý thứ nhất:  
• Quá trình đẳng tích: QV =U  
• Quá trình đẳng áp: Qp =H  
Do U, H là hàm trạng thái nên giá trị không phụ  
thuộc vào đường đi  
ĐL Hess là hệ quả của nguyên lý  
thứ nhất  
4
1. Định luật Hess  
Quan hệ U và H của quá trình phản ứng  
Heä ngöng tuï: (loûng hay raén)  
(PV) 0 H  U  
5
1. Định luật Hess  
Quan hệ U và H của quá trình phản ứng  
Heä khí lyù töôûng: PV = nRT (PV) = (nRT)  
H =U + (nRT)  
Neáu ñaúng nhieät: H = U + RTn  
n laø bieán thieân soá mol khí trong quaù trình:  
n = n khí cuoái - n khí ñaàu  
6
1. Định luật Hess  
Hệ quả của định luật Hess  
a/
b/ Nhieät phaûn öùng baèng toång nhieät sinh cuûa saûn phaåm  
(cuoái) tröø ñi toång nhieät sinh cuûa caùc chaát tham gia phaûn  
öùng (ñaàu).  
c/ Nhieät phaûn öùng baèng toång nhieät chaùy cuûa chaát tham gia  
phaûn öùng (ñaàu) tröø ñi toång nhieät chaùy cuûa caùc saûn phaåm  
(cuoái)  
1. Định luật Hess  
NHIEÄT SINH cuûa moät chaát laø nhieät phaûn öùng taïo thaønh 1  
mol chaát ñoù töø caùc ñôn chaát ôû daïng beàn vöõng nhaát cuûa chaát  
ñoù ôû ñieàu kieän khaûo saùt.  
HTo  
o
Kyù hieäu  
,ví duï ôû ñieàu kieän chuaån  
.
H298  
NHIEÄT CHAÙY cuûa moät chaát laø nhieät phaûn öùng chaùy 1 mol  
chaát ñoù vôùi oxy ñeå taïo thaønh caùc oxyt cao nhaát cuûa caùc  
nguyeân toá (taïo thaønh chaát ñoù) ôû ñieàu kieän khaûo saùt.  
o
o
Kyù hieäu  
, ôû ñieàu kieän chuaån  
H298(chaùy)  
HT(chaùy)  
(thöôøng cho nhieät chaùy cuûa caùc chaát höõu cô).  
1. Định luật Hess  
Ví duï: C + O2  
→ CO2  
C + O2 → CO  
CO + O2 → CO2  
CxHyOzNt + O2 → CO2 + H2O + NO2  
Nhieät sinh cuûa ñôn chaát (O2, H2, Al …) baèng 0  
Nhieät chaùy cuûa caùc oxyt coù soá oxy hoùa lôùn nhaát (CO2, SO3,…)  
baèng 0.  
1. Định luật Hess  
d/ Nhieät phaûn öùng baèng toång năng lượng liên kết cuûa chaát  
tham gia phaûn öùng (ñaàu) tröø ñi toång năng lượng liên kết  
cuûa caùc saûn phaåm (cuoái)  
Hpư = El.kết(tá c chất) - El.kết(sản phẩm)  
Sổ tay: El.kết (kcal/mol, kJ/mol)  
10  
1. Định luật Hess  
H của quá trình phản ứng (T,P = const)  
Ví duï:  
Tính hieäu öùng nhieät ( H 0 ) cuûa phaûn öùng sau:  
298  
2CO (k) + O2 (k) → 2CO2 (k)  
Liên kết  
E l.ket (kcal/mol)  
C=O  
O=O  
168  
117  
11  
2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu ứng nhiệt  
Quá trì nh đẳng á p:  
H  
T  
 P  
H  
Q  
   
     
= CP  
=
= CP  
   
     
T T  
 P  P  
T 2  
Định luật Kirchhoff  
H = H + C dT  
T 2  
T1  
P
T1  
CP = dCP,D – aCP,A – bCP,B  
12  
2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu ứng nhiệt  
Quá trì nh đẳng tí ch:  
U  
T  
 V  
U  
Q  
   
     
= CV  
=
= CV  
   
     
T T  
 V  V  
T 2  
U = U + C dT  
T 2  
T1  
V
T1  
13  
2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu ứng nhiệt  
Biểu thức gần đúng  
Neáu CP = 0 : HT = const  
➔ hieäu öùng nhieät phaûn öùng khoâng phuï thuoäc  
vaøo nhieät ñoä  
Neáu CP = const:  
2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu ứng nhiệt  
Cho phaûn öùng: N2 + 3 H2 = 2NH3  
Hieäu öùng nhieät cuûa phaûn öùng ôû 25oC: = –22,08 Kcal  
Xaùc ñònh haøm soá moâ taû söï phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä  
cuûa nhieät phaûn öùng ñaúng aùp HT = f(T) vaø tính nhieät  
phaûn öùng ñaúng aùp ôû 1000K.  
Bieát: CP (N2) = 6,65 + 10–3T (calmol–1K-1)  
CP (H2) = 6,85 + 0,28.10–3T (calmol–1K-1)  
CP (NH3) = 5,92 + 8,96.10–3T (calmol–1K-1)  
15  
3. Ảnh hưởng của á p suất đến hiệu ứng nhiệt  
Tự đọc  
16  
4. Xé t chiều phản ứng  
Với quá trì nh thuận nghịch  
dU= TdS – P.dV – A’max  
dH = TdS + V.dP – A’max  
- P  
- S  
H
V
T
F
dG = – SdT + V.dP – A’max  
dF= – SdT – P.dV – A’max  
U
G
17  
4. Xé t chiều phản ứng  
• Hàm G thật ra là một hàm số kết hợp giữa hàm enthalpy (H) và  
hàm entropy (S).  
• Hàm Gibbs này là một hàm trạng thái.  
• Hàm G có đơn vị là năng lượng, nhưng nó không phải là năng  
lượng (vì nó không mang thuộc tính của năng lượng, đó là khả  
năng được bảo toàn).  
• Biến thiên năng lượng Gibbs là công hữu ích cực đại mà một hệ  
có thể thực hiện được đối với môi trường xung quanh trong điều  
kiện đẳng nhiệt và đẳng áp.  
• Đa số các quá trình chuyển pha hoặc chuyển hóa hóa học thường  
xảy ra ở điều kiện đẳng nhiệt, đẳng áp → Hàm Gibbs là hàm số  
hữu dụng nhất trong số các hàm nhiệt động.  
18  
4. Xé t chiều phản ứng  
19  
4. Xé t chiều phản ứng  
• Với Quá Trì nh Thuận Nghịch, sinh cô ng thể tí ch:  
– Nội năng:  
dU= TdS – P.dV  
dH = TdS + V.dP  
– Enthalpy:  
dG = – SdT + V.dP  
dF= – SdT – P.dV  
– Năng lượng Gibbs:  
– Năng lượng Helmholtz:  
20  
Tải về để xem bản đầy đủ
pptx 46 trang Thùy Anh 17500 Free
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Hóa lý - Chương 7: Áp dụng hai nguyên lý nhiệt dộng vào quá trình phản ứng hóa học", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pptxbai_giang_hoa_ly_chuong_7_ap_dung_hai_nguyen_ly_nhiet_dong_v.pptx