Sáng kiến kinh nghiệm Luyện tập về Nhiệt hóa học

Tính sự biến thiên entropi khi trộn lẫn 200g nước ở 15oC với 400g nước ở 60oC. Biết rằng hệ là cô lập và nhiệt dung mol của nước lỏng là 75,3 J/mol.K
Giải:
Gọi T là nhiệt độ của hệ sau khi pha trộn.
Do Q thu = Q toả nên:
. (T – 288) = .(333 – T)
 T – 288 = 2.333 – 2T ị T = = 318(K)
DS hệ = DS1 + DS2 = + 
 = .75,3 ln+ .75,3 ln = 5,78 (J/K) > 0
ị Quá trình san bằng nhiệt độ này tự xảy ra.
Bài 19: 
Tính sự biến thiên entropi và DG của sự hình thành 1 mol hỗn hợp khí lí tưởng gồm 20% N2; 50%H2 và 30%NH3 theo thể tích. Biết rằng hỗn hợp khí được tạo thành do sự khuếch tán 3 khí vào nhau bằng cách nối 3 bình đựng 3 khí thông với nhau. Nhiệt độ và áp suất của các khí lúc đầu đều ở đkc (273K, 1atm).
Giải:
Vì khí lí tưởng khuếch tán vào nhau nên quá trình là đẳng nhiệt.
Gọi thể tích của 1 mol hỗn hợp khí là V ị thể tích mỗi khí ban đầu (ở cùng điều kiện) là = 0,2V; = 0,3V; = 0,5V.
Do %V = %n ị = 0,2 mol; = 0,5 mol; = 0,3mol.
- Sự biến thiên entropi được tính theo CT: DS = nRln
= 0,2 .8,314.ln= 2,676J/K
= 0,5.8,314.ln= 2,881J/K
= 0,3.8,314.ln= 3,003J/K
ị DS = + + = 8,56(J/K)
* Quá trình khuếch tán khí lí tưởng là đẳng nhiệt nên DH = 0
ị DG 273 = DH – T. DS = -273.8,56 = -2336,88(J)
Bài 20: Trong các phản ứng sau, những phản ứng nào có DS > 0; DS < 0 và DS ạ 0 ít.
C(r) + CO2(k) đ 2CO(k) (1)
CO(k) + O2(k) đ CO2(k) (2)
H2(k) + Cl2(k) đ 2HCl(k) (3)
S(r) + O2(k) đ SO2(k) (4)
Giải:
Phản ứng (1) có Dn khí = 2 -1 = 1 > 0 đ DS > 0
Phản ứng (2) có Dn khí = 1 -1- < 0 đ DS <0
Phản ứng (3), (4) có Dn khí = 0 đ DS ạ 0 ít.
Bài 21: Cho biết pư: 
 C2H5OH C2H4(k) H2O(h)
 168,6 68,12 - 228,59
 282,0 219,45 188,72
a) Hỏi điều kiện chuẩn của phản ứng này là điều kiện như thế nào?
b) ở điều kiện chuẩn và 25oC phản ứng đi theo chiều nào?
c) Tính của phản ứng. Phản ứng toả nhiệt hay thu nhiệt?
Giải:
a) Điều kiện chuẩn: = = = 1atm và phản ứng được thực hiện ở to, P không đổi.
b)
c) 
Bài 22: Một mol khí lí tưởng đơn nguyên tử ở 300K và 15atm giãn nở tới áp suất 1atm. Sự giãn nở được thực hiện bằng con đường:
a) Đẳng nhệit và thuận nghịch nhiệt động.
b) Đẳng nhiệt và không thuận nghịch.
c) Đoạn nhiệt và thuận nghịch.
d) Đoạn nhiệt bất thuận nghịch.
Trong các quá trình bất thuận nghịch, sự giãn nở chống lại áp suất 1atm. Tính Q, W, DU, DH, DStp cho mỗi trường hợp.
Giải:
a) T = const đ DU = 0 ; DH = 0
WTN = - = - nRTln = -nRTln
WTN = -1(mol).8,314 (J.mol-1K-1) .ln.300(K) = -6754,42(J)
Q = -W = 6754,42(J)
Quá trình giãn nở thuận nghịch: DStp = DSmt + DShệ = 0
b) T = const đ DU = 0 ; DH = 0
WBTN = -Png(V2 - V1) = -P2(-) = nRT(- 1) = 1. 8,314.300.( - 1)= -2327,92(J)
đQBTN = -W = 2327,92(J)
DStp = DSmt + DShệ
DShệ(BTN) = DShệ(TN) = = + = nRln = nRln
 = 1.8,314 .ln = 22,515(J/K)
DSmt = = - = = -7,76(J/K) ị DStp = 22,515 - 7,76 = 14,755 (J/K)
(ị Quá trình giãn nở này tự xảy ra)
c) Đoạn nhiệt ị Q = 0
Đoạn nhiệt thuận nghịch ị Theo Poisson T.Vg- 1 = const
Mà V = ị T.= const đ Tg .P1-g = const
Với khí lí tưởng đơn nguyên tử thì CV = R; CP = R
ịDU = W = nCV(T2 - T1) = 1. .8,314.(101,55 - 300) = -2474,87(J)
DH = nCP(T2 - T1) = 1. .8,314 .(101,55 - 300)= - 4124,78(J)
DSTN = = 0
d) Đoạn nhiệt ị Q = 0
Đoạn nhiệt, không thuận nghịch ị không áp dụng được PT poisson
DU = W ô nCV. DT = -Png. DV
ô n. .R(T2 - T1) = -P2(-)
ô (T2 - 300) = -( T2 - .T1)
ô T2 - 450 = -T2 + .300
đ V2 = = = 15,416(l) 
V1 = = 1,64(l)
ị DU = W = 1. .8,314.(188- 300) = -1396,752(J)
DStp = DShệ = = + = + 
 = nCVln + nRln = 1. .8,314.ln+ 1. 8,314 .ln = 12,801(J/K) > 0
Bài 23: Tính của phản ứng: CH4(k) + H2O (k) đ CO(k) + 3H2(k)
Biết: CH4(k) H2O (k) CO(k) H2(k)
(kJ/mol) - 74,8 - 241,8 -110,5 0
(J/molK) 186,2 188,7 197,6 130,684
a) Từ giá trị DG0 tìm được có thể kết luận gì về khả năng tự diễn biến của khả năng phản ứng ở 373oK?
b) Tại nhiệt độ nào thì phản ứng đã cho tự xảy ra ở điều kiện chuẩn?
(Coi DH0, DS0 không phụ thuộc T)
Giải:
 = 3.0 + 1(-110,5) -(-74,8) -(-241,8) = 206,1(kJ)
 = 3.(130,684) + 197,6 - 188,7 - 186,2 = 214,752 (J/K)
Do DH0, DS0 không phụ thuộc vào T nên:
ị = DH0 - T. DS0 = 206,1 = 373.214,752.10-3 =125,9975(kJ) > 0
ị ở đkc và T = 373K ị Phản ứng không thể tự diễn biến.
b) Để phản ứng tự diễn biến ở nhiệt độ T(K) thì: < 0 ô DH0 - T. DS0 < 0
ô T > = = 959,71(K)
Bài 24: 
 Entanpi tự do chuẩn của phản ứng tạo thành H2O từ các đơn chất phụ thuộc vào T theo phương trình sau: = -240000 + 6,95T + 12,9TlgT (J/mol)
Tính DG0, DS0 và DH0 của phản ứng tạo thành H2O ở 2000K
Giải:
 = -240000 + 6,95.2000 + 129.2000lg2000= -140933,426(J/mol)
dG = VdP - SdT ị = -S
ị= -= 6,95 + 12,5.lgT + 12,9T.= 6,95 + 12,9lgT + 
= 6,95 + 12,9lg2000 + = 55,1357(J/molK)
ị= ị + T. = -140933,426 + 2000. 55,1357 = -30662,054 (J/mol)
Bài 25: 
 Một Học sinh khi làm bài tường trình thí nghiệm đo nhiệt độ đốt cháy một hợp chất hữu cơ cho rằng: DH = DU + P. DV. Sự đốt cháy trong bom nhiệt lượng kế làm cho DV = 0, do đó DH = DU. Kết luận này sai ở đâu?
Giải:
H = U + P.V đ DH = DU + D(PV) = DU + P. DV + V. DP
Hay DH = DU + D(nRT)
Trong bom nhiệt lượng kế thì: DV = 0 nên: DH = DU + V. DP = DU + D(nRT)
Bài 26: Hãy chỉ ra những mệnh đề sai:
a) Đối với 1 hệ kín, quá trình giãn nở khí là đoạn nhiệt ị hệ là cô lập đ Q = 0; ị DS = 0.
b) Một hệ bất kỳ có thể tự diễn biến tới trạng thái có entanpi thấp hơn (DH 0). Hay hệ có thể diễn biến theo chiều giảm entanpi tự do (DG < 0).
c) = - T. 
Với phản ứng hoá học ở T = const. Nếu > 0 đ Phản ứng tự diễn biến theo chiều nghịch.
 = 0 : Phản ứng ở trạng thái cân bằng.
< 0 : Phản ứng tự xảy ra theo chiều thuận.
Giải:
a) Sai . Do DS = 0 chỉ khi quá trình biến đổi thuận nghịch.
Còn với quá trình biến đổi bất thuận nghịch thì DS > ô DS > 0.
b) Sai . Do mệnh đề này chỉ đúng trong điều kiện T, P = const.
Còn với quá trình biến đổi mà V, T = const thì phải xét DF.
c) Sai. Do với quá trình hoá học thì phải xét giá trị:
DG = DG0 + RTlnQ chứ không phải dựa vào DG0.
(Tuy nhiên, có thể coi rằng << 0 thì quá trình có thể xảy ra được cả ở điều kiện chuẩn và điều kiện thực. Khi << 0 thì về nguyên tắc chỉ có quá trình ngược lại mới xảy ra, không thể xác định được chính xác giới hạn của mà theo đó quá trình xảy ra theo chiều này hay chiều khác. Một cách gần đúng có thể coi rằng các giới hạn này khoảng chừng ± 40 kJ/mol).
Bài 27: 
 Một khí lí tưởng có CV = 3R không phụ thuộc T được giãn nở đoạn nhiệt trong chân không tới thể tích gấp đôi. Học sinh A lí luận rằng đối với quá trình đoạn nhiệt thì với g = do đó T2 = 
Học sinh B cho rằng: DU = Q + A = 0 + 0 = n.CV. DT đ DT = 0 đ T2 = T1
Học sinh nào nói đúng? Hãy chỉ ra lỗi sai của Học sinh kia.
Giải:
- Học sinh B nói đúng.
- Học sinh A nói sai : Vì quá trình giãn nở trong chân không là quá trình bất thuận nghịch nên không sử dụng được phương trình poisson.
Bài 28: 
 Tính chất nhiệt động của một số phân tử và ion ở trạng thái tiêu chuẩn tại 25oC như sau:
 C3H8(k) O2(k) CO2(k) H2O(l) (aq) OH-(aq)
(kJ/mol) -101,85 0 - 393,51 - 285,83 - 677,14 - 229,99
S0(J/molK) 269,91 205,138 213,74 69,91 - 56,9 - 10,75
Xét quá trình oxi hoá hoàn toàn 1 mol C3H8(k) với O2(k) tạo thành theo 2 cách :
a) Bất thuận nghịch
b) Thuận nghịch (trong 1 tế bào điện hoá)
1) Tính DH0, DU0, DS0, DG0 của phản ứng trong mỗi cách nói trên?
2) Tính nhiệt, công thể tích, công phi thể tích (tức là công hữu ích) mà hệ trao đổi với môi trường trong mỗi cách?
3) Tính DS của môi trường và DS tổng cộng của vũ trụ khi tiến hành quá trình theo mỗi cách.
4) Một mô hình tế bào điện hoá khác làm việc dựa trên phản ứng oxi hoá C3H8(k) bởi O2(k) khi có mặt dung dịch KOH 5M với điện cực Pt. Các loại phân tử và ion (trừ KOH) đều ở trạng thái tiêu chuẩn. Hãy viết các nửa phản ứng ở catot và anot và phản ứng tổng cộng trong tế bào điện hoá. Nếu từ tế bào điện hoá đó, ở 25oC, ta thu được dòng điện 100mA. Hãy tính công suất cực đại có thể đạt được.
Giải:
 C3H8(k) + 5O2(k) đ 3CO2(k) + 4H2O(l)
1) Do các hàm H, U, S, G là hàm trạng thái nên dù tiến hành theo cách nào thì các giá trị DU, DH, DS, DG cũng như nhau với cùng trạng thái đầu và cuối. Vậy:
= 3+ 4. - - 5. 
 = -3. 393,51 - 285,83 .4 + 103,85 = -2220 (kJ)
 = 213,74. 3 + 4.69,91 - 269,91 - 5. 205,138 = -374,74 (J/K)
= DH0 - T. DS0 = -2220 + 298,15 .374,74.10-3 = -2108,27 (kJ)
DU0 = DH0 - D(PV) = DH0 - DnRT = -2220 - (-3).8,314.298,15.10-3 = -2212,56(kJ)
2) a) Quá trình bất thuận nghịch:
- Nhiệt mà hệ trao đổi với môi trường là QBTN = DH0 = -2220 (kJ)
- Wtt = - = -P. DV = -Dn(k) .RT
 = 3. 8,3145.298,15 = 7436,9(J)
- W’ = 0
b) Quá trình thuận nghịch:
- QTN = T. DS = 298,15 (-374,74) = - 111728,731(J)
- W’max = DG = -2108,27(kJ) < 0 : Hệ sinh công
- Wtt = - Dn(k) .RT = 7436,9(J) > 0: hệ nhận công
3) a) Quá trình bất thuận nghịch:
DSmt = = - = -= -= 7445, 916 (J/K)
ị DS vũ trụ = DSmt + DS hệ = 7445,916 - 374,74 = 7071,176(J/K)
b) Quá trình thuận nghịch:
DSmt = = -= 
ị DS vũ trụ = DSmt + DS hệ = 0
4) Các nửa phản ứng:
Anot: C3H8 + 26OH- đ 3 + 17H2O + 20e
Catot: O2 + 2H2O + 4e đ 4OH-
Phản ứng tổng cộng:
C3H8(k) + 5O2(k) + 6OH-(aq) đ 3 + 7H2O(l)
ị Sơ đồ pin:
(-) Pt, C3H8(1atm)/KOH(5M), K2CO3(1M)/ O2(1atm), Pt (+)
 = 3(-677,14) + 7.(-285,83) + 103,85 - 5.0 - 6(-229,99) = -2548,44(KJ)
= 3.(-56,9) + 7.69,91 - 269,91 - 5.205,138- 6(-10,74) = -912,43(KJ)
= = T. = -2548,44 + 298,15.912,43.10-3 = - 2276,399(KJ)
ị = -= = 1,18(V)
đ E = E0 - = 1,18 - lg(5)-6 = 1,19(V)
đ P = E .I = 1,19 .0,1 = 0,119(W)
Bài 29: 
 Tính biến thiên entropi khi chuyển 418,4J nhiệt từ vật có t0 = 150oC đến vật có t0 = 50oC.
Giải:
Quá trình biến đổi trên là không thuận nghịch được coi như gồm 3 quá trình biến thiên thuận nghịch:
1) Vật ở 150oC truyền nhiệt thuận nghịch ở T = const.
DS1 = = = - 0,989(J/K)
2) Hệ biến thiên đoạn nhiệt từ 150oC đến 50oC
DS2 = 0
3) Vật ở 50oC nhận nhiệt thuận nghịch ở T = const
DS3 = - = = 1,295(J/K)
Do S là hàm trạng thái nên:
DSBTN = DSTN = DS1 + DS2 + DS3 = 0,306(J/K)
Bài 30: 	 Biết ở -15oC, Phơi(H2O, l) = 1,428 (torr)
ở -15oC, Phơi (H2O,r) = 1,215(torr)
Hãy tính DG của quá trình đông đặc 1 mol H2O(l) thành nước đá ở -15oC và 1atm.
Giải:
(1), (3) là quá trình chuyển pha thuận nghịch
đ DG1 = DG3 = 0
đ DG = DG2 = nRTln= 1.8,314. 258,15 ln = -346,687(J)
Bài 31: Có 1 mol O2 nguyên chất ở 25oC, 2atm
 1 mol O2 nguyên chất ở 25oC, 1atm
 1 mol O2 ở 25oC trong không khí trên mặt đất (P = 1atm, O2 chiếm 21% V không khí)
- So sánh giá trị hàm G của 1 mol O2 trong 3 trường hợp trên hơn kém nhau bao nhiêu J?. Từ đó rút ra kết luận: Khả năng phản ứng của O2 trong mỗi trường hợp trên cao hay thấp hơn so với trường hợp khác?
Giải:
* G0 là hàm Gibb của 1 mol O2 ở 1atm
- 1 mol O2, 1atm, 25oC đ 1 mol O2, 2atm, 25oC
 (G0) (G1)
DG1 = G1 - G0 = nRTln = 1. 8,3145 .298,15.ln = 1718,29(J)
ị G1 > G0.
- Gọi G2 là hàm Gibb của 1mol O2 ở 25oC trong không khí (0,21 atm)
1mol O2, 25oC, 1atm đ 1 mol O2, 25oC, 0,21atm
 (G0) (G2)
DG2 = G2 - G0 = 1. 8,3145 .298,15.ln = -3868,8(J)
ị G2 < G0.
Vậy: 
G2(1mol O2, 25oC, 0,21atm) < G0(1 mol O2, 25oC, 1atm) < G1(1 mol H2O, 25oC, 2atm)
- 1 chất có hàm G càng cao thì càng kém bền ị 1 mol O2 ở 25oC, 2atm có khả năng phản ứng cao nhất còn 1 mol O2 nằm trong không khí thì bề nhất có khả năng phản ứng kém nhất.
Bài 32: 
 Nhiệt hoà tan (DHht) 0,672g phenol trong 135,9g clorofom là -88J và của 1,56g phenol trong 148,69g clorofom là -172J.
Tính nhiệt pha loãng đối với dung dịch có nồng độ như dung dịch thứ 2 chứa 1 mol phenol khi pha loãng đến nồng độ của dung dịch thứ nhất bằng clorofom.
Giải:
Bài 33: 
 Nhiệt hoà tan 1 mol KCl trong 200 ml nước dưới áp suất P = 1amt là:
 t0C 21 23
 DH 18,154 17,824 (kJ)
Xác định DH298 và so sánh với giá trị thực nghiệm là 17,578 (kJ)
Giải:
Theo định luật Kirchhoff:
DH294 = DH298 + DCP.(294 - 298) = 18,454 (kJ)
DH286 = DH298 + DCP.(296 - 298) = 17,824(kJ)
Vậy DH298 tính được theo lí thuyết sai khác với giá trị TN là 0,48%.
Bài 34: Tính DS của quá trình hoá hơi 3 mol H2O (l) ở 25oC, 1atm.
Cho: DHhh, H2O(l) = 40,656 kJ/mol; = 75,291 (J/K.mol); = 33,58 (J/molK)
Giải: 
Xét chu trình:
DS1 = = = nCP(l)ln= 3. 75,291.ln = 50,6822(J/K)
DS2 = = = 3. = 326,8605(J/K)
DS3 = = = nCP(h)ln= 3. 33,58.ln = - 22,6044(J/K)
đ DS = DS1 + DS2 + DS3 = 354,9383 (J/K)
Bài 35: 
 a) Tính công trong quá trình đốt cháy 1 mol rượu etylic ở đkc và 25oC.
b) Nếu H2O ở dạng hơi thì công kèm theo quá trình này là bao nhiêu?
Giải:
a) C2H5OH(l) + 3O2 (k) đ 2CO2 (k) + 3H2O (l)
Dn = -1
ị W = -Png . DV = -Png. = R.T = 8,314.29815 = 2478,82 (J)
b) Nếu H2O ở dạng hơi thì: Dn = 2.
ị W = - Dn. RT = -2 .8,314 .298,15 = - 4957,64(J)
Bài 36: 
 Tính DS, DG trong quá trình giãn không thuận nghịch 2 mol khí lí tưởng từ 4lít đến 20 lít ở 54oC.
Giải:
Vì S, G là các hàm trạng thái nên DS, DG không phụ thuộc vào quá trình biến thiên là thuận nghịch hay bất thuận nghịch mà chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và trạng thái cuối. Vì vậy:
DS = nRln= 2. 8,314.ln= 26,76 (J/K)
T = const đ DH = 0; DU = 0
đDG = DH - T. DS = 0 -(273,15 + 54) .26,76 = - 8755,1 (J)
Bài 37: 
 Một bình có thể tích V = 5(l) được ngăn làm 2 phần bằng nhau. Phần 1 chứa N2 ở 298K và áp suất 2atm, phần 2 ở 298K và áp suất 1atm. Tính DG, DH, DS của quá trình trộn lẫn 2 khí khi người ta bỏ vách ngăn đi.
Giải:
ở T = 298K ; Vbđ (N2) = Vbđ(O2) = (l)
DS = DS(N2) + DS(O2) = .Rln+ Rln = Rln+ Rln
 = = 0,0174(l.at/K) = 0,0174 .101,325 = 1,763 (J/K)
- Quá trình đẳng nhiệt đ DH = 0
ị DG = DH - T. DS = - 298 .1,763 = - 525,374 (J)
Bài 38: 
Cho các dữ liệu sau đây ở 298K
Chất (kJ/molK) S0(J/molK) V(m3/mol)
Cthan chì 0,00 5,696 5,31.106
Ckim cương 1,90 2,427 3,416.10-6
1) ở 298K có thể có một phần rất nhỏ kim cương cùng tồn tại với than chì được không?
2) Tính áp suất tối thiểu phải dùng để có thể điều chế được kim cương ở 298K?
Giải
1) 
DHo = DHo than chì - DHo kim cương = 0 - 1,9 = -1,9 (kJ)
DSo = So than chì - Sokim cương = 5,696 - 2,427 = 3,269 (J/K)
ị = DHo - T. DSo = -1900 - 298.3,269 = -2874,162(J)
DGo < 0 (Tuy nhiên DGo không quá âm) 
ị Phản ứng tự xảy ra theo chiều thuận ị không tồn tại một lượng nhỏ kim cương cùng với than chì.
2)
DV = VKC - VTC = 3,416.10-6 - 5,31.10-6 = 1,894.10-6 (m3/mol)
Ta có: dG = VdP - SdT
đ = V đ = DV
ị - = DV(P2 - P1)
Để điều chế được kim cương từ than chì thì: ≤ 0
ô + DV(P2 - P1) ≤ 0 
P2 - P1 ≥ - (Do DV < 0)
đ P2 ≥ P1 - = 1 +
P2 ≥ 14977,65 (atm)
Vậy áp suất tối thiểu phải dùng để điều chế được kim cương từ than chì là 14977,65atm.
15000 atm. ở áp suất cao hơn quá trình chuyển than chì thành kim cương là tự diễn biến, mặc dầu với tốc độ rất chậm. Muốn tăng tốc độ phải tăng nhiệt độ và áp suất, trong thực tế quá trình chuyển than chì thành kim cương được tiến hành khi có xúc tác (Ni + Cr + ) ở nhiệt độ trên 1500oC và P ằ 50000atm.
Bài 39: Phản ứng giữa Zn và dd CuSO4 xảy ra trong ống nghiệm toả ra lượng nhiệt 230,736kJ. Cũng phản ứng trên cho xảy ra trong pin điện thì một phần hoá năng chuyển thành điện năng. Công điện của pin là 210,672kJ. Chứng minh rằng: DU của 2 quá trình không đổi, nhưng nhiệt toả ra thay đổi. Tính DS của phản ứng, DSmt và DStp? Cho T = 300K
Giải:
 Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu
- Khi thực hiện trong ống nghiệm: (Tiến hành bất thuận nghịch) 
VZn ằ VCu ị Wtt = 0 ; W’ = 0
ị DUBTN = QBTN = DH = -230,736kJ
- Khi thực hiện phản ứng trong pin điện (quá trình thuận nghịch)
W’max = - 210,672 (kJ) ị DG = W’max = -210,672(kJ)
DHTN = DHBTN = - 230,736(kJ)
đ QTN = T. DS = DH - DG = -230,736 + 210,672 = -20,064(kJ)
ị DUTN = Q + W’ + P. DV = -20,064 = 210,672 + 0 = -230,736 (kJ) = DUBTN
- DShệ = = -= 66,88(J/K)
DSmtBTN = - = = 769,12(J/K) 
ị DStp(BTN) = 702,24(J/K) 
DSmt(TN) = - = -DShệ ị DStp(TN) = 0
Bài 40: 
 - DGp = W’max
Xét 1 phản ứng thuận nghịch trong pin điện thì DGp = W’max < 0
 - Nhưng một học sinh viết rằng:
Trong mọi quá trình luôn có: DS vũ trụ = DSmt + DS hệ (1)
 	 DHmt = - DH hệ (2)
ị DSmt = = -ị DS vũ trụ = - + DS hệ
ô T. DS vũ trụ = - DH hệ + T. DS hệ = -DG hệ
Với quá trình thuận nghịch thì DS vũ trụ = 0 ị DG hệ = 0 ô DGp = 0
Hãy giải thích mâu thuẫn này.
Giải:
(2) chỉ đúng khi ngoài công giãn nở hệ không thực hiện công nào khác:
DH = DU + P. DV đ DU = DH - P. DV
Q = DU - W = (DH - P. DV) - (-P. DV + W’)
ô Q hệ = DH hệ - W’ = - DH mt
ị Chỉ khi W’ = 0 thì DHmt = - DH hệ
* Trong pin: W’max = DG < 0 nên DHmt ạ DH hệ.
Bài 41: Xét phản ứng: Zn(r) + Cu2+(aq) đ Zn2+(aq) + Cu(r)
diễn ra trong đktc ở 25oC.
a) Tính W, Q, DU, DH, DG, DS của phản ứng ở điều kiện trên.
Biết: Zn2+(aq) Zn(r) Cu(r) Cu2+(aq)
 (kJ/mol) -152,4 0 0 64,39
(J/mol.K) - 106,5 41,6 33,3 - 98,7
b) Xét khả năng tự diễn biến của phản ứng theo 2 cách khác nhau.
c) Nếu thực hiện phản ứng trên 1 cách thuận nghịch trong pin điện thì các kết quả trên có gì thay đổi? Tính Epin?
Giải:
a) = + - = -152,4 - 64,39 = -216,79 (kJ)
 = + - - = -106,5 + 33,3 - 41,6 + 98,7 = -16,1 (J/K)
 = - T. = -216,79 + 298,15 .16,1.10-3= -211,99(kJ)
 DUo = QP = = -216,79 (kJ)
 W = 0; quá trình BTN; W’ = 0
b) * = -211,99 (kJ) << 0 ( ≤ - 40 kJ)
Do rất âm nên phản ứng tự xảy ra không những ở đkc mà còn cả ở các điều kiện khác nữa.
* DSmt = = = = 727,12 (J/K)
ị DS vũ trụ = DS hệ + DSmt = -16,1 + 727,12 = 711,02 (J/K)
Vì DS hệ cô lập = DS vũ trụ = 711,02 (J/K) > 0
ị Quá trình là bất thuận nghịch ô phản ứng tự xảy ra.
c) Khi thực hiện phản ứng trên TN trong pin điện thì các giá trị DH0, DS0, DG0, DU0 không thay đổi do H, S, G, U là các hàm trạng thái nên không phụ thuộc quá trình biến đổi là thuận nghịch hay bất thuận nghịch nhưng các giá trị Q, W thì thay đổi.
Cụ thể: Wtt = 0; W’max = DG0 = -211,99(kJ)
Q = T. DS = 298,15 .(-16,1) = - 4800,215 (J)
ị DSmt = = = 16,1 (J/K)	ị DS vũ trụ = DSmt + DShệ = 0
Epin = - = ằ 1,1(V)
Bài 42: 
 Đối với nguyên tố Đanien ở 15oC người ta xác định được sức điện động E = 1,09337V và hệ số nhiệt độ của sức điện động = 0,000429 V/K. Hãy tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng hoá học?
Giải:
DG = - nEF ị = - nF. = - DS ị DS = nF . 
ị DH = DG + T. DS = nF.(T. - E)
ị DH = 2. 96485 .(298,15.0,000429 - 1,09337) - - 187162,5(J)
Bài 43: Cho phản ứng hoá học: Zn + Cu2+ đ Zn2+ + Cu
xảy ra một cách thuận nghịch đẳng nhiệt, đẳng áp ở 25oC trong nguyên tố Ganvani. 
Sức điện động của nguyên tố đo được là 1,1V và hệ số nhiệt độ của sức điện động là 
= 3,3.10-5 (V/K).
a) Tính hiệu ứng nhiệt Q, biến thiên Gipxơ DG và biến thiên entropi DS của phản ứng hoá học đã cho.
b) Tính Qtn của quá trình?
c) Nếu cũng phản ứng hoá học trên thực hiện ở cùng nhiệt độ và cùng áp suất nhưng trong một bình cầu thường thì các giá trị của DG, DS sẽ là bao nhiêu?
Giải:
a) DG = - nEF = - 2 .1,1 .96485 = - 212267(J)
 DS = - = n.F . = 2 .96485 .3,3 .10-5 = 6,368 (J/K)
 DH = DG + T. DS = 212267 + 298,15 .6,368 = -210368,4(J)
b) Qtn = T . DS = 298,15 .6,368 = 1898,62 (J)
c) Nếu phản ứng hoá học thực hiện ở cùng nhiệt độ, áp suất nhưng trong 1 bình cầu thường tức là thực hiện quá trình một cách bất thuận nghịch thì DG, DS của phản ứng vẫn như ở câu (a). Do G, S là các hàm trạng thái ị giá trị của DG, DS không phụ thuộc vào quá trình biến thiên.
iv- KếT LUậN - kiến nghị :
Trên đây là hệ thống câu hỏi và bài tập phần “Nhiệt hoá học” mà tôi đã áp dụng trong giảng dạy. Nó tương đối phù hợp với yêu cầu và mục đích giảng dạy, bồi dưỡng học sinh khá, giỏi ở trường chuyên chuẩn bị dự thi học sinh giỏi các cấp . Nó có thể dùng làm tài liệu học tập cho học sinh các lớp chuyên Hoá học và tài liệu tham khảo cho các thầy cô giáo trong giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi Hoá học ở bậc THPT góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy và học tập môn Hoá học. 
Tuy nhiên, đây chỉ là một phần rất nhỏ trong chương trình ôn luyện cho học sinh chuẩn bị tham gia vào các kỳ thi học sinh giỏi các cấp. Vì vậy, tôi rất mong các Thầy , Cô đồng nghiệp góp ý kiến cho tôi về chuyên đề này và cùng nhau phát triển sang các chuyên đề khác để học trò chuyên Hoá ngày càng có nhiều tài liệu học tập một cách hệ thống hơn.
**************************************************