Bài giảng Hóa học - Chương 1: Một số kiến thức về phản ứng hóa học (Nhiệt động học và chiều phản ứng)

Bài giảng cung cấp cho người học các kiến thức: Kiến thức về phản ứng hóa học, nhiệt động học và chiều phản ứng, điều kiện xảy ra phản ứng hóa học, công thức tổng quát cho phản ứng,... Hi vọng đây sẽ là một tài liệu hữu ích dành cho các bạn sinh viên đang theo học môn dùng làm tài liệu học tập và nghiên cứu. Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung tài liệu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hóa học - Chương 1: Một số kiến thức về phản ứng hóa học (Nhiệt động học và chiều phản ứng) CHƯƠNG I MỘT SỐ KIẾN THỨC VỀ PHẢN ỨNG HÓA HỌC NHIỆT ĐỘNG HỌC VÀ CHIỀU PHẢN ỨNG1. Điều kiện xảy ra phản ứng hóa học2. Mối liên hệ giữa ΔG của phản ứng hóa học với các đại lượng nhiệt động khác 2.1. Công thức tổng quát cho mọi phản ứng 2.2. Công thức tổng quát cho mọi phản ứng ở điều kiện chuẩn 2.3. Công thức tính ΔG cho phản ứng oxi hóa-khử xảy ra trong dung dịch nước1. Mối liên hệ giữa các đại lượng nhiệt động của phản ứng hóa học với nhiệt độ 3.1. Công thức ΔG phụ thuộc vào nhiệt độ 3.2. Công thức hằng số cân bằng K phụ thuộc vào nhiệt độ 3.3. Sự phụ thuộc của entanpi phản ứng ΔH vào nhiệt độ 3.4. Sự phụ thuộc của entropy phản ứng ΔS vào nhiệt độ1. Mối liên hệ giữa chiều của phản ứng hóa học với năng lượng liên kết 4.1. Sự liên hệ giữa ΔH của phản ứng với năng lượng liên kết 4.2. Sự liên hệ giữa ΔS của phản ứng vào năng lượng liên kết1. Thuyết axit-bazo 1 Department of Inorganic Chemistry - HUT Điều kiện xảy ra phản ứng hóa học 700 oC Cgr + O2 (k)  CO2 (k) o G298 394.38 kJ / molNhiệt động hóa học: phản ứng hóa học xảy ra theo chiều giảm thế đẳng áp của quá trình ΔG < 0Số liệu tính ΔG của phản ứng hóa học có tương đối đầy đủ trong các Handbook  có thểtính toán về mặt lý thuyết khả năng xảy ra của phản ứng.Động hóa học: tốc độ phản ứng hóa học xảy ra phải đủ lớn v >> 0Tốc độ phản ứng hóa học = f(nhiệt độ, xúc tác, nồng độ, dung môi …) nên khó có thể dựđoán tốc độ của phản ứng (trừ một số phản ứng xảy ra nhanh ở nhiệt độ phòng như phảnứng giữa trugn hòa axit-bazo, phản ứng tạo kết tủa trong dung dịch chất điện ly …).Do đó tốc độ của phản ứng hóa học phải xác định bằng thực nghiệm.Năng lượng hoạt hóa càng nhỏ thì tốc độ phản ứng càng lớn, nhưng số liệu của năng lượnghoạt hóa của phản ứng công bố trong các Handbook có rất hạn chế. 2 Mối liên hệ giữa ΔG của phản ứng hóa học với các đại lượng nhiệt động khácCông thức tổng quát cho mọi phản ứng G H T S Gsp , s Gtg , s J sp tg G RT ln K K – hằng số cân bằng của phản ứng Π – tính giống như K nhưng lấy ở điều kiện bắt đầu phản ứng R – hằng số khí lý tưởng, R = 8.314 [J/molK] ΔG – biến thiên thế đẳng áp của phản ứng [J] ΔH – entanpi của phản ứng [J] ΔS – biến thiên entropi của phản ứng [J/K] 3 Mối liên hệ giữa ΔG của phản ứng hóa học với các đại lượng nhiệt động khácỞ điều kiện chuẩn: P = 1 atm, C = 1M o o o o o G H T S Gsp , s Gtg , s J sp tg o G RT ln K p Phản ứng thuận nghịch n R = 0.082 latm/molK P – áp suất chung hệ phản ứng khi n P nKp K c ( RT ) Kn n KN P cân bằng [atm] Σni – tổng số mol khí có mặt trong ni phản ứng khi cân bằng i 1 Δn – hiệu số mol khí của sản phẩm và số mol khí của chất tham gia n 0 Kp Kc Kn KN 4 phụ thuộc vào nhiệt độ Kp, Kc – chỉ Mối liên hệ giữa ΔG của phản ứng hóa học với các đại lượng nhiệt động khácCông thức tính ΔG cho phản ứng oxi hóa-khử xảy ra trong dung dịch nước G nFE RT ln Go nFE o RT ln K p K aOXH ne bKH a RT [OXH ] ε OXH / ...