Bài giảng Hóa đại cương: Chương 3 - ĐH Nông Lâm TP.HCM

Bài giảng Hóa đại cương - Chương 3: Nhiệt động hóa học. Chương này gồm có những nội dung chính sau: Các khái niệm cơ bản, nguyên lý 1 của nhiệt động lực học và hiệu ứng nhiệt của quá trình hóa học, nguyên lý thứ 2 của nhiệt động lực học và chiều quá trình hóa học. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hóa đại cương: Chương 3 - ĐH Nông Lâm TP.HCM CHƯƠNG 3:NHIỆT ĐỘNG HÓA HỌC 1 Nội dung1. Các khái niệm cơ bản2. Nguyên lý 1 của NĐLH và hiệu ứng nhiệt của quá trình HH3. Nguyên lý thứ 2 của NĐLH và chiều quá trình HH 21. Các khái niệm cơ bản 3 Đối tượng nghiên cứu Nhiệt động lực học là khoa học nghiên cứu các quyluật về sự biến hóa từ dạng năng lượng này sang dạngnăng lượng khác. Cơ sở của nhiệt động lực học là 2nguyên lý nhiệt động lực học Nhiệt động lực học hóa học là khoa học nghiên cứucác quy luật về sự biến đổi qua lại giữa hóa năng và cácdạng năng lượng khác trong các quá trình hóa học. 4 Hệ (nhiệt động ) là phần (trong phạm vi hóa học) đangđược khảo sát về phương diện trao đổi năng lượng và vậtchất.Phần còn lại ở xung quanh là môi trường ngoài đối vớihệ. Hệ hở Hệ kín Hệ cô lập 5 Hệ đồng thể là hệ có các tính chất lý hoá học giống nhau ở mọi điểm của hệ nghĩa là không có sự phân chia hệ thành những phần có tính chất hoá lý khác nhau Hệ dị thể là hệ có bề mặt phân chia thành những phần có tính chất hoá lý khác nhau Hệ cân bằng là hệ có nhiệt độ, áp suất, thành phần giống nhau ở mọi điểm của hệ và không thay đổi theo thời gian 6 Trạng thái của hệ là toàn bộ các tính chất lý, hoá của hệ. Thông số trạng thái: Trạng thái của hệ được xác định bằng các thông số nhiệt động là: nhiệt độ T, áp suất P, thể tích V, nồng độ C… Hàm trạng thái là đại lượng nhiệt động có giá trị chỉ phụ thuộc vào các thông số trạng thái của hệ mà không phụ thuộc vào cách biến đổi của hệ 7 Quá trình là sự biến đổi xảy ra ở trong hệ gắn liền với sự thay đổi ít nhất 1 thông số trạng thái Quá trình xảy ra ở áp suất không đổi (P= hằng số) gọi là quá trình đẳng áp ở thể tích không đổi gọi là quá trình đẳng tích ở nhiệt độ không đổi gọi là quá trình đẳng nhiệt… Quá trình thuận nghịch Quá trình không thuận nghịch 8 Nhiệt & Công NhiệtNhiệt lượng Q cần dùng để đem m (g) hóa chất từ lênmột khoảng nhiệt độ từ T1 đến T2 Q = m C (T2 - T1 )C: nhiệt dung riêng 9 CôngCông thay đổi thể tích A = Pngoài ΔV (ΔV = V2 – V1 ) V1 V2 10 Quy ước về dấu Nếu hệ tỏa nhiệt Q0 Nếu hệ nhận công A0 11 2. Nguyên lý 1 NĐLH &Hiệu ứng nhiệt của các quá trình hóa học 12 Nguyên lý 1 NĐLH Q2 , A2 U2U1 Q1 , A1 1 2 ΔU = Q - A Q3 , A3 Trong ñoù: ΔU = U2 – U1 laø bieán thieân noäi naêng cuûa heä. 13Nhiệt đẳng tích & Nhiệt đẳng ápNguyên lý 1 U  Q  A  Q  Pngoài V Nếu quá trình là đẳng tích ΔV = 0 A=0 U  Qv 14 Nếu quá trình là đẳng áp Pngoài = Pkhí = P U  Q  A  Q  U  A QP  U 2  U1   P(V2  V1 ) QP  (U 2  PV2 )  U1  PV1  Đặt H = U + PV : hàm năng lượng entalpi QP  H 2  H1  H 15 Hiệu ứng nhiệt của các quá trình hoá học (Nhiệt hóa học)a. Nhieät taïo thaønh (sinh nhieät) cuûa moät hôïp chaát laø hieäuöùng nhieät cuûa phaûn öùng taïo thaønh 1 mol chaát ñoù töø caùcñôn chaát öùng vôùi traïng thaùi töï do beàn vöõng nhaát trongnhöõng ñieàu kieän ñaõ cho veà aùp suaát vaø nhieät ñoäVí duï: C (r) than chì + O2 (k) CO2(k) ΔH0tt (CO2,k) = - 393,51 kJ/mol (ΔH0f)Nhieät taïo thaønh chuaån cuûa ñôn chaát baèng 0: H0298 = 0. 16b. Nhieät phaân huûy cuûa moät hôïp chaát laø hieäu öùngnhieät cuûa phaûn öùng phaân huûy 1 mol chaát ñoù thaønhcaùc ñôn chaát.Ví duï: H2O (l) → H2 (k) + 1/2O2 (k) ΔH0ph (H2O,l) = + 285,84 kJ/mol 17c. Nhieät ñoát chaùy laø hieäu öùng nhieät cuûa phaûn öùngñoát chaùy 1 mol chaát baèng oxy ñeå taïo thaønh saûn phaåmchaùy ôû aùp suaát khoâng ñoåi.Ví duï: CH4 (k) + 2O2 (k) = CO2 (k) + H2O (l) ΔH0đc (CH4,k) = - 212,7 kcal/mol ...