BÀI TẬP NHIỆT ĐỘNG HÓA HỌC-2
Câu 1. Phản ứng nhị hợp NO
2
: 2NO
2

(k)
→ N
2
O
4

(k)
Biết ∆H
0
S
(kcal/mol) : 8,091 2,309
S
0
(cal.mol
–1
.K
–1
) : 57,2 72,2
– Tính biến thiên năng lượng tự do của pư ở 0
0
C và 100
0
C. Cho biết chiều tự diễn biến tại những nhiệt độ đó.
– Xđ ở nhiệt độ nào thì ∆G = 0 ? Xác định chiều của phản ứng ở nhiệt độ cao hơn và thấp hơn nhiệt độ đó.
Giả thiết ∆H và S của các chất thay đổi theo nhiệt độ không đáng kể.

2(k
+ 2H
2
O(k)
2. Giả thiết
H∆
và
S∆
không phụ thuộc vào nhiệt độ, tính hằng số cân bằng của phản ứng ở 698
0
K.
3. Muốn tăng hiệu suất phản ứng oxi hóa HCl thì nên tiến hành phản ứng ở những điều kiện nào?
Caâu 3: Tại 25
o
C,
o
G∆
tạo thành các chất như sau: (theo kJ.mol
-1
)
H
2
O(k) CO
2
(k) CO(k) H
2
O(l)
-228,374 -394,007 -137,133 -236,964
a. Tính K
p

2
3
4
2NH
3
+ 3N
2
O
⇔
4N
2
+ 3H
2
O
N
2
O + 3H
2

⇔
N
2
H
4
+ H
2
O
2NH
3
+ ½ O

) = 240 J/mol. K S
0
298
(H
2
O) = 66,6 J/mol. K
S
0
298
(N
2
) = 191 J/mol. K S
0
298
(O
2
) = 205 J/mol. K
a) Tính entanpi tạo thành của
∆
H
0
298
của N
2
H
4
, N
2
O và NH
3

( ∆H
o
) của ( HI ) khí = + 6,2Kcal/mol
a./ Sắp xếp theo thứ tự tính bền tăng dần của các đơn chất hợp chất : O
3
, CO
2
,NH
3
,và HI giải thích ?.
b./ Tính năng lượng liên kết E
N-N
,biết E
H-H
= 104Kcal/mol và E
N-H
= 93 Kcal/mol
2./Cho phản ứng : H
2
O ( k ) + CO ( k ) ⇄ H
2
( k ) + CO
2
( k )
Tính
∆
H
o
298oK
và

2
O + 3H
2
 N
2
H
4
+ H
2
O H
2
= -317KJ/mol
2NH
3
+ 0,5O
2
 N
2
H
4
+ H
2
O H
3
= -143KJ/mol H
2
+ 0,5O
2
 H
2

O
2(l)
là :-187,8kJ/ mol.
Câu 8 : Butadien – 1,3 ở trạng thái khí trong điều kiện 25
0
C và 100 kPa.
a) Tính Nhiệt tạo thành chuẩn của nó ở 25
0
C khi biết: ∆H
0
ở 298 K theo kJ.mol
−
1
:
∆H
0
đốt cháy C
4
H
6
= − 2552,73 ; ∆H
0
sinh H
2
O (l) = − 285,83;
∆H
0
sinh CO
2
(k) = − 393,51; ∆H

g/ℓ.
a/ Tính tích số tan của Mg(OH)
2
ở 2 nhiệt độ trên.
b/ Tính các đại lượng ∆H
0
, ∆G
0
và ∆S
0
của phản ứng hòa tan, giả sử ∆H
0
, ∆S
0
không thay đổi theo nhiệt
độ. Biết R = 8,314 J.mol.k
-1
.
Câu 11:
1. a/ Khi trung hòa 1mol axit mạnh bằng 1 mol bazơ mạnh trong dd loãng , nhiệt tỏa ra
∆
H=-57,32kJ .
Entanpi tạo thành nước lỏng là -285,81kJ/mol; Entanpi tạo thành H
+
=0. Hãy xác định Entanpi tạo thành OH
-
(aq)
b/ Khi trung hòa 1mol HCN bằng kiềm mạnh , thấy giải phóng ra 12,13kJ nhiệt. Tính
∆
H của phản ứng

1) Chứng minh rằng:
c
c
G RTln
K
π
∆ =
Với
d e
D E
c
a b
A B
C .C
C .C
π =
và K
c
là hằng số cân bằng của phản ứng.
2) với phản ứng:
0
425 C
2(k) 2(k) (k) C
H I 2HI K 50
→
+ =
¬ 
Hỏi các hỗn hợp có thành phần sau đây sẽ phản ứng theo chiều nào?
2 2
2 2

+ → ∆ =
+ → ∆ =−
+ → + ∆ =−
GIẢI
1) Theo đề bài, ta có
0
c
G G RTln (1)∆ = ∆ + π
Khi hệ đạt tới cân bằng thì
0
C
G 0 G RTln∆ = ⇒ ∆ = − π
Lúc đó
c
π
trở thành K
c
nên
0
C
G RTlnK∆ = −

Vậy thay
0
G∆
vào (1) ta có:
c
c c
c
G RTlnK RTln RTln (0,25ñ)

K
π
>1
⇔
c c
K thì G 0π > ∆ >
: phản ứng xảy ra theo chiều nghịch;
nếu
c
c
K
π
=1
⇔
c c
K thì G 0π = ∆ =
: phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng.
Từ a)
2
c
(10)
10 50 neân G 0
2,5.4
⇒ π = = < ∆ <
phản ứng xảy ra theo chiều thuận
Từ b)
2
c
(5)
156,25 50 neân G 0

kJ mol
− +
∆Η = ∆Η − ∆Η − ∆Η = − − + = −

b/ Phản ứng trung hòa HCN bằng kiềm mạnh :
(1) HCN
(dd)
+ OH
-
→ H
2
O
(l)
+ CN
-
(aq)

∆
H
1
= -12,13 kJ
(2) H
+
(aq)

+ OH
-
(aq)
→ H
2

log
2,303
3,8.10 1 1
log
1,3.10 2,303. 673 773
0,47.2,303.8.314
4,68.10
1,932.10
K
K R T T
R
J
−
−
−
 
∆Η
= − −
 ÷
 
∆Η
 
= −
 ÷
 
⇒ ∆Η = − = −

b/ N
2(K)
+ 3H

sss
R
===
+
+
−
- Ở 18
0
C hay 291k :
11
3
3
s
3
10.495,1
58
10.9
k
mol/
58
10.9

1
−
−
−
=






=
= s
b/ Từ ∆G
0
= ∆H
0
– T. ∆S
0
và ∆G
0
= - RT ℓnk
s
vì ∆H
0
, ∆S
0
không thay đổi theo nhiệt độ, nên :
1-0
1-
11
9
0
s
s
21
21
0
12

ln
T-T
.TT
.H
T
1
T
1
R
H
k
k
n
RT
H
RT
H
nknk
S
RT
H
RT
G
nk
S
RT
H
RT
G
nk


∆
−−
∆
−=−⇒
∆
+
∆
−=
∆
−=
∆
+
∆
−=
∆
−=
−
−
R
l
R
R



Muốn tính ∆G
0
phải tính tích số tan k
s


−−=








−
∆
−=
Từ
11
s
11-
s
10.41,2k4781,0
1,495.10
k
n
−
=⇒=
Từ ∆G
0
= - RTℓnks
1-1-0
-110
kJ.mol 5737,60J.mol7,573.60G

H
6
+ 5,5 O
2
→ 4CO
2
+ 3H
2
O
∆H
0
(cháyC
4
H
6
) = 4∆H
0
(sinhCO
2
) + 3∆H
0
(sinh H
2
O) − ∆H
0
(sinhC
4
H
6
)

1
.
GIẢI
a/ Phương trình cần tìm:
N
2
+ 2H
2
 N
2
H
4
-Xếp các phản ứng
4N
2
+ 3H
2
O 2NH
3
+ 3N
2
O -H
1
3N
2
O + 3.3H
2
 3.N
2
H

2
H
4
H
H= -H
1
+3H
3
+H
3
-H
4
= 1011-3.317-143+286
=203KJ.
- Nhiệt tạo thành N
2
H
4
:
H
N2H4
= 203/4 = 50,75KJ.mol
-1
b/
N
2
O + 3H
2
 N
2

2
 N
2
H
4
+ H
2
O H
3
H
3
=H
N2H4
+ H
H2O
– 2.H
NH3
=> H
NH3
=(H
N2H4
+ H
H2O
– H
3
)/2
H
NH3
=(50,75-286+143)/2
=-46,125KJ.mol

4
phản ứng toả ra 346 kJ. Vậy nhiệt lượng toả ra khi đốt cháy 1m
3
khí N
2
H
4
(đktc)
là:
GIẢI
a./ Vì sinh nhiệt càng âm tức năng lượng càng tỏa nhiệt ra nhiều thì hợp chất càng bền . Do đó thứ tự độ bền
tăng dần là : O
3
< HI < NH
3
< CO
2

b./ Xét phản ứng N
2
+ 3H
2
⇄ 2NH
3
thì ∆H

Pư = 2 11,04Kcal
Ta có : E
N-N
+ 3 x E

2
O -
∆
H
o
CO
= -94,05 - ( -57,79 ) - ( - 26,41 ) = -9,85Kcal
b) Tính
∆
E
o

298oK

Ta có
∆
H
o
=
∆
E
o
+ RT
∆
n với
∆
n = 2 - 2 = 0
Vậy
∆
H

⇔
N
2
H
4
∆
H
0
298
= 50,8kJ / mol
* Từ 2 : 0 +
∆
H
0
298
(N
2
O) – 50,8 + 286 = 317

→
∆
H
0
298
(N
2
O) = 81,88kJ / mol
* Từ 3: 50,8 – 286 -2.
∆
H

0
298
= -2.286 -50,8 = -623 kJ
∆
S
0
298
= 191 + 2.66,6 – 205 – 240 = 121 J/K
∆
G
0
298
=
∆
H
0
298
+ T.
∆
S
0
298
= -623 + 298.121 = -587kJ
3
3
2
4( )
2( ) 2( )
2
4( )

N H
H O k H O k
H H H H
kJ
∆ = ∆ − ∆ + ∆
= − − − +
= −
1000.( 346)
15.44,43
22,4
kJ
−
=
K =
103237
298.314,8
587000
10== ee
d)
∆
H =
∆
U + p.
∆
v =
∆
U +
∆
nRT
∆

H O h
P atm→ =
(ở 25
o
C)
c/ Vì ở điều kiện T; V = const  áp suất riêng phần tỷ lệ với số mol mỗi khí nên có thể tính áp suất riêng phần
theo phản ứng:

( ) 2 ( )k l
CO H O+
(dư)
2( ) 2( )k k
H CO→ +
Ban đầu: 1 1 1 (atm)
Cân bằng: 1 – x 1 + x 1 + x
2 2
2
[P ].[P ]
(1 )
3,49
[P ] 1
H CO
p
CO
x
K
x
+
= = =
−

H
∆
Phản ứng
=
kJHH
HClOH
42,11442
0
)(
0
)(
2
−=∆−∆

0
S
∆
Phản

ứng
=
2 2 2
0 0 0 0
(Cl ) (H O) (HCl) (O )
2S 2S (4S S ) 128,63(J/ K)
+ − + = −

000
. STHG
∆−∆=∆

CO H O H CO+ → +
2( ) 2( ) ( ) 2 ( )
298
k k k l
o o o o o
pu H CO CO H O
G G G G G∆ = ∆ + ∆ −∆ − ∆
= 0 + (-394,007) + 137,133 + 236,964 = -19,91 kJ.mol
-1

Áp dụng phương trình đẳng nhiệt Van Hoff, ta có:
ln .2,303.lg
o
T p p
G RT K RT K∆ = − = −
3
19,91.10
2,303. 2,303.8,314.298
10 10 3,49
o
T
G
RT
p
K
∆
−
− −
⇒ = = =
b/ Để xét

p
K
−
−
∆
−
−
⇒ = = =
2 2
[ ]=[ ] 1 1,579 ( )
H CO
P P x atm= + =
3. Dựa vào các số liệu bài toán, suy ra
Muốn tăng hiệu suất oxi hóa HCl cần:
-
Hạ nhiệt độ.
-
Tăng áp suất
-
Tăng nồng độ O
2
Giải
Ở điều kiện chuẩn (1 atm và 25
0
C) :
∆H
0
pư
= ∆
2 4

= ∆H
0
pư
– T∆S
0
pư
để tính ∆G ở các nhiệt độ khác nhau. (Vì ∆H
0
và ∆S
0
biến thiên không đáng
kể theo nhiệt độ, nên có thể sử dụng để tính ∆G ở các nhiệt độ khác nhau theo công thức nêu ra.)
a) Ở 0
0
C, tức 273K :
∆G
0
273
= –13873 + 42,2.273 = –2352 (cal/mol) . ……………………………….
∆G
0
273
< 0, vậy ở nhiệt độ này phản ứng diễn ra theo chiều thuận………………………
b) Ở 100
0
C, tức 373K :
∆G
0
373
= –13873 + 42,2.373 = +1868 (cal/mol) > 0 …………………………