SKKN: Xây dựng hệ thống bài tập về nhiệt động học cho học sinh ở bậc THPT
I. MỞ ĐẦU
Trong quá trình giảng dạy ở trường phổ thông nhiệm vụ phát triển tư duy cho
học sinh là nhiệm vụ rất quan trọng, đòi hỏi tiến hành đồng bộ ở các môn, trong đó
Hóa học là môn khoa học thực nghiệm đề cập đến nhiều vấn đề của khoa học, sẽ góp
phần rèn luyện tư duy cho học sinh ở mọi góc độ đặc biệt là qua phần bài tập hóa
học. Bài tập hóa học không những có tác dụng rèn luyện kỹ năng vận dụng, đào sâu
và mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động, phong phú mà còn thông qua đó
để ôn tập, rèn luyện một số kỹ năng cần thiết về hóa học, rèn luyện tính tích cực, tự
lực, trí thông minh sáng tạo cho học sinh, giúp học sinh hứng thú trong học tập. Qua
bài tập hóa học giáo viên kiểm tra, đánh giá việc nắm vững kiến thức và kỹ năng hóa
học của học sinh.
Để giáo viên bồi dưỡng học sinh khá, giỏi ở trường chuyên dự thi học sinh
giỏi cấp Tỉnh và cấp Quốc gia được tốt thì nhu cầu cấp thiết là cần có một hệ thông
câu hỏi và bài tập cho tất cả các chuyên đề như : cấu tạo chất, nhiệt hoá học, động
hoá học, cân bằng hoá học,
Vì vậy , trong quá trình giảng dạy đội tuyển học sinh giỏi Tỉnh và Quốc gia
tôi đã sưu tầm và tập hợp lại một số câu hỏi và bài tập theo một số chuyên đề , trong
đó có phần dùng để luyện tập cho học sinh phần “Nhiệt hoá học”
II. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
Xây dựng hệ thống câu hỏi và bài tập phần “Nhiệt hoá học”dùng cho học sinh
lớp chuyên Hoá học ở bậc THPT giúp học trò học tốt hơn và chuẩn bị tốt hơn cho
các kỳ thi học sinh giỏi Hóa học cả về lý thuyết – bài tập – phương pháp giải, góp
phần nâng cao chất lượng giảng dạy và học tập môn Hóa học.
III. NỘI DUNG
A- CƠ SỞ LÍ THUYẾT :
Trước khi đưa ra hệ thống bài tập cho học trò luyện tập thì giáo viên cần phải
yêu cầu học trò nhớ lại một số khái niệm và nội dung lí thuyết cơ bản của phần
Nhiệt hoá học như sau:
1) KHÍ LÍ TƯỞNG:
- 1 -

* Quy ước:
Hệ nhận năng lượng của môi trường ⇒ năng lượng mang dấu +
Hệ nhường năng lượng cho môi trường ⇒ năng lượng mang dấu -
3) BIẾN ĐỔI THUẬN NGHỊCH:
Nếu hệ chuyển từ trạng thái cân bằng này sang trạng thái cân bằng khác một cách vô
cùng
chậm qua liên tiếp các trạng thái cân bằng thì sự biến đổi này được gọi là thuận
nghịch. Đây là sự biến đổi lí tưởng không có trong thực tế.
4) SỰ BIẾN ĐỔI BẤT THUẬN NGHỊCH: là sự biến đổi được tiến hành với vận
tốc đáng kể. Những phản ứng trong thực tế đều là biến đổi bất thuận nghịch.
5) HÀM TRẠNG THÁI: là hàm mà giá trị của nó chỉ phụ thuộc vào các thông số
trạng thái của hệ, không phụ thuộc vào những sự biến đổi trước đó.
Ví dụ: P.V = hàm trạng thái
P
1
.V
1
= n.RT
1
; P
2
.V
2
= n.R.T
2
6) CÔNG (W) VÀ NHIỆT (Q)
- Là 2 hình thức trao đổi năng lượng.
- 2 -
SKKN: Xây dựng hệ thống bài tập về nhiệt động học cho học sinh ở bậc THPT
- W, Q không phải là hàm trạng thái vì giá trị của chúng phụ thuộc vào cách biến

∫
2
1
= - P
kq
. ∆V = - P
kq
.(V
2
- V
1
)
* Nếu sự biến đổi là thuận nghịch: Giảm P
n
những lượng vô cùng bé để thể tích khí
tăng những lượng vô cùng bé. Khi đó P
n
mỗi lúc thực tế = P ở bên trong xi lanh = P
k
P
n
= P
k
= n.RT/V
⇒ W
TN
= -
dVP
n
.

- U
1
= W + Q
- Đối với sự biến đổi vô cùng nhỏ: dU = δ
W
+ δ
Q

(δ: Chỉ những hàm không phải là hàm trạng thái)
- Thường gặp công được thực hiện chỉ do sự biến đổi thể tích nên: δ
W
= -P.dV
- 3 -
SKKN: Xây dựng hệ thống bài tập về nhiệt động học cho học sinh ở bậc THPT
⇒ dU = δ
Q
= P .dV ⇒
∫
dU
= Q -
dVP.
2
1
∫
↔ ∆U = Q -
dVP.
2
1
∫
* Nhiệt đẳng tích: Nếu hệ biến đổi ở V = const → dV = 0

⇒ Q
P
= (U
2
+ P.V
2
) - (U
1
+ P .V
1
)
Đặt U + P.V = H = entanpi = hàm trạng thái
⇒ Q
P
= H
2
- H
1
= ∆H = sự biến thiên entanpi của hệ.
* Nhiệt phản ứng:
Xét 1 hệ kín trong đó có phản ứng: aA + bB → cC + dD
Nhiệt phản ứng của phản ứng này là nhiệt lượng trao đổi với môi trường khi a mol A
phản ứng với b mol B tạo ra c mol C và d mol D ở T = const.
- Nếu phản ứng được thực hiện ở P = const thì nhiệt phản ứng được gọi là nhiệt phản
ứng đẳng áp Q
P
= ∆H
- Nếu phản ứng được thực hiện ở V = const thì nhiệt phản ứng được gọi là nhiệt
phản ứng đẳng tích Q
V

P
. T
∆
∆
* Nhiệt dung mol đẳng áp (C
P
) là nhiệt lượng cần cung cấp để làm 1 mol chất nóng
thêm 1
o
trong điều kiện đẳng áp (mà trong quá trình không có sự biến đổi trạng thái).
* Tương tự với C
V
: ∆H =
∫
2
1
.
T
T
P
dTC
; ∆U =
∫
2
1
.
T
T
T
dTC

T
U
∆
∆
+
T
VP
∆
∆.
= C
V
+ R
Q, W: Không phải là hàm trạng thái
Q
V
=
∆
U; Q
P
=
∆
H
⇒
Q
V
, Q
P
là hàm trạng thái
⇒
chỉ phụ thuộc vào trạng thái

1
A + n
2
B n
3
C + n
4
D
T
1
H
1
Theo định luật Hess: ∆H
2
= ∆H
a
+ ∆H
1
+ ∆H
b
Mà:
∆H
a
=
∫
+
2
1
) (
21

DC

⇒ ∆H
2
= ∆H
1
+
∫
+−+
2
1
)].() [(
2143
T
T
PPPP
dTCnCnCnCn
BADC
= ∆H
1
+
∫
∆
2
1
.
T
T
P
dTC

là nhiệt dung mol đẳng áp ở điều kiện chuẩn (1atm).
- Trong khoảng hẹp của nhiệt độ có thể coi ∆C
o
P
= const
Thì: ∆H
2
= ∆H
1
+ ∆C
P
.(T
2
-T
1
)
- 5 -
SKKN: Xây dựng hệ thống bài tập về nhiệt động học cho học sinh ở bậc THPT
∆H
o
T
= ∆H
o
298
+ ∆C
o
P
(T - 298)
11) ENTROPI (S)
- Trong sự biến đổi thuận nghịch vô cùng nhỏ ở T = const hệ trao đổi với môi trường

(∆S
TN
= ∆S
BTN
)
12) NGUYÊN LÍ II CỦA NHIỆT ĐỘNG HỌC:
dS ≥
T
Q
δ
- Trong hệ cô lập δQ = 0. nên:
+ dS = 0: trong hệ cô lập entropi của hệ không đổi nếu xảy ra quá trình thuận nghịch.
+ dS > 0 : trong hệ cô lập, quá trình tự xảy ra (BTN) theo chiều tăng entropi của hệ
và tăng cho tới khi đạt giá trị max thì hệ sẽ đạt trạng thái cân bằng.
* Entropi là thước đo độ hỗn độn của hệ: Độ hỗn độn của 1 hệ hay 1 chất càng lớn
khi hệ hay chất đó gồm những hạt và sự dao động của các hạt càng mạnh (khi liên
kết giữa các hạt càng yếu).
VD: S < S < S
S < S < S
H
2
(k)
O
2
(k) O
3
(k)
H
2
O(r)

2
ở t
o
= const. Vì nội năng của khí
lí tưởng chỉ phụ thuộc nhiệt độ nên trong sự biến đổi này:
∆U = Q
TN
+ W
TN
= Q
BTN
+ W
BTN
= 0
⇒ Q
TN
= - W
TN
= nRT. ln
1
2
V
V
( = -(- P. ∆V) =
dV
V
nRT
.
2
1

TN
T
Q
δ
Với δQ = δQ
P
= dH = n.C
P
.dT
∆S =
T
dT
Cn
T
T
P

2
1
∫
* Trong khoảng nhiệt độ hẹp, coi C
P
= const ⇒ ∆S = n.C
P
.ln
1
2
T
T
- Quá trình: V = const ⇒ ∆S = n .C

i
S
⇒ S
T
=
T
dT
Cn
T
L
n
T
dT
Cn
T
L
n
T
dT
Cn
T
T
hP
S
S
T
T
lP
nc
nc

(sp) - ΣS
0
298
(t/g)
+ Vì S của chất khí >> chất rắn, lỏng nên nếu số mol khí sản phẩm (sp) > số mol
khí tham gia thì ∆S > 0 và ngược lại. Còn trong trường hợp số mol khí ở 2 vế
bằng nhau hoặc phản ứng không có chất khí thì ∆S có giá trị nhỏ.
18) THẾ NHIỆT ĐỘNG
∆Scô lập = ∆S hệ + ∆S mt ≥ 0
a)Thế đẳng áp G:
Xét hệ xảy ra sự biến đổi ở P, T đều không đổi trong quá trình này môi trường nhận
của hệ một nhiệt lượng ∆H
mt
do hệ toả ra → ∆H
mt
= - ∆H
hệ
= - ∆H
→ ∆S
mt
= -
T
H∆
+ Điều kiện tự diễn biến của hệ:
→ ∆S
cô lập
= ∆S
hệ
-
T

P
C
.dT → QP = ∆H = n.
dTC
T
T
P
.
2
1
∫

- Nội năng: dU = δQ + δW → ∆U = ∆H – P. ∆V = ∆H – n.R. ∆T
- Entropi: dS ≥
T
Q
TN
δ
→ ∆S ≥
∫
2
1
T
Q
TN
δ
⇒ ∆S
TN
=
T

T
* Quá trình đẳng tích:
- Công: δW
V
= - P.dV = 0 → W
V
= 0
- Nhiệt: δQ
V
= dU
V
= n.
V
C
.dT ⇒ Q
V
= ∆U
V
=
dTnC
T
T
V

2
1
∫
Nếu
V
C

V
ln
2
1
∫
⇒ ∆S ≥ n.
V
C
.ln
1
2
T
T
(
V
C
= const)
- Entanpi: H = U + PV  dH = dU + P.dV + V.dP = dU + V.dP (dV
= 0)
⇒ ∆H = ∆U + V . ∆P
* Quá trình đẳng nhiệt:
- Công: δW
T
= - PdV = -
dV
V
nRT
.
- 9 -
SKKN: Xây dựng hệ thống bài tập về nhiệt động học cho học sinh ở bậc THPT

= Q
T
+ W
T
= 0 ⇒ Q
T
= - W
T
= nRT ln
1
2
V
V
- Nội năng: ∆U
T
= 0
- Entanpi: ∆H
T
= ∆U
T
+ ∆(PV)
T
= ∆U
T
+ nR. ∆T = 0
- Entropi: ∆S
TN
=
nc
ncTN

1
dV
V
nRT
V
V
∫
2
1
Nếu C
V
= const → ∆S = n.
1
2
ln
T
T
C
V
+ nRT ln
1
2
V
V
Vì T = const →∆S = nRT ln
1
2
V
V
= nRT.ln

BTN
= -P
ng
.(V
2
– V
1
) = n.C
V
. ∆T
* PT Poisson: (Dùng cho quá trình thuận nghịch)
T .
1−
γ
V
= const
P.V
γ
= const

V
P
C
C
=
γ
* W
BTN
= -P
2

1
)
- 10 -
SKKN: Xây dựng hệ thống bài tập về nhiệt động học cho học sinh ở bậc THPT
T
1
. V
1
1
−
γ
= T
2
. V
1
2
−
γ
→ T
2
= T
1
.(
2
1
V
V
)
γ
-1






∂
∆∂
T
P
G
- ∆V
Với phản ứng oxi hoá khử có thể diễn ra trong pin điện: ∆G = - nEF
dT
Gd∆
= - nF.
dT
dE
= - ∆S ⇒ ∆S = nF.
dT
dE
⇒∆H = ∆G + T. ∆S = nF( T.
dT
dE
- E)
19) Ý NGHĨA VẬT LÍ CỦA ∆G:
G = H – TS = U + PV – TS
⇒ dG = dU + P.dV + V.dP – T.dS – SdT = (δW + δQ) + PdV + VdP – T.dS – SdT
Vì δW = δW’ + (-PdV)
δQ ≤ T.dS → dG ≤ δW’ + VdP – SdT
Dấu “ =” ứng với quá trình thuận nghịch và công lớn nhất.







∂
∆∂
= - ∆S
⇒ ∆G = ∆H – T. ∆S = ∆H + T.
P
T
G






∂
∆∂
- 11 -
SKKN: Xây dựng hệ thống bài tập về nhiệt động học cho học sinh ở bậc THPT
⇒ T.
P
T
G




H
T
T
G
P
∆
−=
∂






∆
∂
→
dT
T
H
T
G
d
T
T
T
G
T
G
T

2
12
∫
∆
−=
∆
−=
∆
Nếu coi ∆H
o
không phụ thuộc vào nhiệt độ thì:






−∆−
∆
=
∆
298
11
298
298
T
H
G
T
G

1
P
P
PT
P
P
PT
dPVGGdPVdG
- Với chất rắn, lỏng → coi V = const khi P biến thiên (trừ miền áp suất lớn) thì:
( ) ( )
)(
12
12
PPVGG
PTPT
−+=
- Với chất khí lí tưởng → V =
P
nRT

⇒
( ) ( )
1
2
ln.
12
P
P
nRTGG
PTPT

B
.RTlnx
B
c) Quá trình chuyển pha thuận nghịch (tại nhiệt độ chuyển pha): ∆G
cf
= 0
d) Quá trình chuyển pha thuận nghịch ở T ≠ T
cf
Nguyên tắc: áp dụng chu trình nhiệt động. Vì G là hàm trạng thái nên ∆G chỉ phụ
thuộc trạng thái đầu, trạng thái cuối, không phụ thuộc vào quá trình biến thiên.
e) ∆G của phản ứng hoá học: ∆G
o
pư
= Σ∆G
o
S(sản phẩm)
- Σ∆G
o
S(tham gia)
- 12 -
SKKN: Xây dựng hệ thống bài tập về nhiệt động học cho học sinh ở bậc THPT
B - HỆ THỐNG CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP PHẦN “NHIỆT HÓA HỌC” :
Bài 1:
Cho 100 g N
2
ở 0
o
C, 1atm. Tính Q, W, ∆U, ∆H trong các biến đổi sau đây
được tiến hành thuận nghịch nhiệt động:
a) Nung nóng đẳng tích tới P = 1,5atm.

-1).T
1
.n = (29,1 - 8,314).(
)1
1
5,1
−
.273,15 = 14194,04(J)
b) V
o
=
)(804,22.
28
100
l=
⇒ V= 2V
o
= 160 (l)
W = -P. ∆V = -1(160 – 80) = -80 (l.at) = -80 .101,33 = -8106,4(J)
Q
P
= ∆H =
P
C
.n .∆T =






2
V
V
W = -
28
100
.8,314 .273,15.ln
80
200
= -7431,67(J)
∆U = Q + W = 0 ⇒ Q = -W = 7431,67(J)
d) Q = 0 (S = const)
Theo PT poisson: T
1
. V
1
1
−
γ
= T
2
. V
1
2
−
γ
- 13 -
SKKN: Xây dựng hệ thống bài tập về nhiệt động học cho học sinh ở bậc THPT
→ T
2

C
(T
2
–T
1
) =
28
100
(29,1-8,314).(189,33 -273,15) = 6222,4(J)
∆H = n
P
C
.∆T =
28
100
.29,1(189,33 – 273,15) = - 8711,3(J)
Bài 2:
Tính
o
S
H
298,
∆
của Cl
-
(aq)
. Biết:
(a):
2
1

= -75,13(kJ)
(c):
2
1
H
2
+ aq → H
+
(aq)
+ e
o
S
H
298,
∆
= 0
Giải:
Lấy (a) + (b) – (c) :
2
1
Cl
2
+ e + aq = Cl
-
(aq)

o
S
H
298,

-
(aq)
NO
(k)
H
2
O
(l)
o
S
H
298,
∆
(kJ/mol) -87,86 - 47,7 -206,57 90,25 -285,6
Giải:
Phương trình ion của phản ứng:
3Fe
2+
(aq)
+ 4H
+
(aq)
+ NO
3
-
(aq)
→ 3Fe
3+
(aq)
+ NO

)–3.
o
S
H
298,
∆
(Fe
2+
,aq
)-
o
S
H
298,
∆
(NO
3
-
,
aq
)
= 3.(-47,7) + 90,25 + 2.(-285,6) + 3.87,6 + 206,57 = -153,9(kJ)
Bài 4:
1) So sánh ∆H, ∆U của các phản ứng: C
n
H
2n
+ H
2
→ C

)
= ∆H
(
α
)
- ∆n.RT = - 2799 – 6.8,314.10
-3
.500 = -2824(kJ)
∆U
(
β
)
= ∆H
(
β
)
- ∆n.RT = - 2805,1 – 6.8,314.10
-3
.500 = -2830 (kJ)
o
H
α
∆
= 6.
o
COS
H
)(
2
∆

2
∆
-
o
S
H
)(
β
∆
⇒
o
S
H
)(
α
∆
-
o
S
H
)(
β
∆
=
o
H
β
∆
-
o

∆
và
o
kimcuongS
H
)(
∆
và dự
đoán hoạt tính hoá học của chúng từ các dự kiện sau:
(a): C
than chì
+ O
2(k)
→ CO
2(k)

o
H
298
∆
= -393,14(kJ)
(b): C
kim cương
+ O
2(k)
→ CO
2(k)

o
H

5(r)

o
H
298
∆
= -1090,98(kJ)
2) Từ kết quả trên và các dữ kiện sau:
∆H
(O –O)
tính từ O
2
= - 493,24kJ/mol; ∆H
(O –O)
tính từ H
2
O
2
= - 137,94kJ/mol
Chứng minh rằng: Không thể gán cho O
3
cấu trúc vòng kín.
Giải:
1)- Entanpi sinh của các đơn chất bền ở điều kiện chuẩn = 0
- 15 -
SKKN: Xây dựng hệ thống bài tập về nhiệt động học cho học sinh ở bậc THPT
- Đối với những nguyên tố có nhiều dạng thù hình thì khi chuyển từ dạng này sang
dạng khác bao giờ cũng kèm theo 1 hiệu ứng nhiệt. Hiệu ứng nhiệt của quá trình
hình thành đơn chất (dạng thù hình kém bền) từ dạng thù hình bền ở điều kiện nhất
định được coi là nhiệt sinh của đơn chất trong những điều kiện đó.

= 1,89 kJ/mol
- Lấy (c) - (d):

2
3
O
2(k)
→O
3(k)

o
OS
H
)(
3
∆
= 139,82 kJ/mol
2) Nếu coi O
3
có cấu trúc vòng kín:
⇒
o
OS
H
)(
3
∆
=
o
Olk

4
H
10

(k)
. Biện luận về kết quả thu được. Cho
biết entanpi thăng hoa của than chì và năng lượng liên kết H- H lần lượt bằng: 710,6
và - 431,65 kJ/mol.
Giải:
* (1) C
than chì
+ 2H
2 (k)
→ CH
4(k)

o
CHS
H
4
,
∆
=-74,8kJ
(2) C
than chì
→ C
(k)

o
th

(-1648,7) = - 412,175
(J/mol).
* (4) 2C
than chì
+ 3H
2
→ C
2
H
6(k)

o
KHCS
H
),(
62
∆
= -84,6 (kJ/mol)
Lấy (4) – [2 .(2) + 3.(3)] ta được:
2C
(k)
+ 6H
(k)
→ C
2
H
6

(k)


, C
4
H
10
đều như nhau thì:
o
HCtungS
H
10
4
,/,
∆
= 3. E
C- C
+ 10.E
C- H
= 3.(- 327,7) + 10( -412,75) = -5110,6 (kJ/mol)
* (5) 4C
(k)
+ 10 H
(k)
→ C
4
H
10

(k)

o
HCtungS

S
H∆
của các đồng phân khác nhau.
Bài 7:
Tính ∆H
o
của các phản ứng sau:
1) Fe
2
O
3(r)
+ 2Al
(r)
→ 2Fe
(r)
+ Al
2
O
3(r)
( 1)
Cho biết
o
OFeS
r
H
)(32
,
∆
= -822,2 kJ/mol;
o

2(k)
+ O
2(k)
→ 2SO
3(k)

o
H
298
∆
= -195,96 kJ
Từ kết quả thu được và khả năng diễn biến thực tế của 2 phản ứng trên có thể rút ra
kết luận gì?
Giải:
1)
o
pu
H
)1(
∆
=
o
OAlS
r
H
)(32
,
∆
-
o

2
1
.195,96 = -394,58 (kJ)
KL: Hai phản ứng (1), (2) đều toả nhiệt mạnh. Song trên thực tế 2 phản ứng đó
không tự xảy ra. Như vậy, chỉ dựa vào ∆H không đủ để khẳng định chiều của 1 quá
trình hoá học (tuy nhiên trong nhiều trường hợp, dự đoán theo tiêu chuẩn này là
đúng).
Bài 8:
1) Tính hiệu ứng nhiệt đẳng tích tiêu chuẩn của các phản ứng sau ở 25
o
C.
a) Fe
2
O
3(r)
+ 3CO
(k)
→ 2Fe
(r)
+ 3CO
2(k)

o
H
298
∆
= 28,17 (kJ)
b) C
than chì
+ O

298
∆
= -195,96 (kJ)
2) Khi cho 32,69g Zn tác dụng với dung dịch H
2
SO
4
loãng dư trong bom nhiệt
lượng kế ở 25
o
C, người ta thấy có thoát ra một nhiệt lượng là 71,48 kJ. Tính hiệu
ứng nhiệt ở nhiệt độ đó. Cho Zn = 65,38
Giải:
1) ∆H = ∆U + ∆n.RT
Do các phản ứng a), b), c) có ∆n = 0 nên ∆U
o
= ∆H
o
Phản ứng d): ∆U
o
= ∆H
o
- ∆n.RT = -195,96 + 1.8,314. 298,15. 10
-3
= -193,5 (kJ)
2) Zn
(r)
+ H
2
SO

H
),,
4
∆
= - 74,8 (kJ/mol);
o
kNHS
H
,,
3
∆
= -46,1kJ/mol;
o
radeninS
H
)(,
∆
= 91,1
kJ/mol
- 18 -
SKKN: Xây dựng hệ thống bài tập về nhiệt động học cho học sinh ở bậc THPT
Và CH
4(k)
+ NH
3(k)
→HCN
(k)
+ 3H
2(k)
∆H


o
kNHS
H
,,
3
∆
= - 46,1kJ/mol
(c) : 5C
gr
+
2
5
H
2(k)
+
2
5
N
2(k)
→ C
5
H
5
N
5(r)

o
radeninS
H

Tính nhiệt thoát ra khi tổng hợp 17kg NH
3
ở 1000K. Biết
o
kNHS
H
),(298,
3
∆
= -46,2
kJ.mol
-1
),(
3
kNHP
C
= 24,7 + 37,48.10
-3
T Jmol
-1
K
-1
),(
2
kNP
C
= 27,8 + 4,184.10
-3
T Jmol
-1

∆
= - 46,2kJ/mol
∆C
P
=
),(
3
kNHP
C
-
2
1
),(
2
kNP
C
-
2
3
),(
2
kHP
C
= - 24,7 + 37,48.10
-3
T -
2
1
[27,8 + 4,184.10
-3

+
dTT)10.541,311,32(
1000
298
3
∫
−
+−
=
o
H
298
∆
+
)
2
10.541,311,32(
2
1000
298
3
T
T
∫
−
+−
= - 46,2.10
3
+31,541 .10
-3

Entanpi thăng hoa của Ba: 192,28 kJ/mol
Năng lượng ion hoá thứ nhất của Ba: 500,76 kJ/mol
Năng lượng ion hoá thứ hai của Ba: 961,40 kJ/mol
ái lực electron của Cl : - 363,66 kJ/mol
2) Hiệu ứng nhiệt của quá trình hoà tan 1 mol BaCl
2
vào ∞ mol H
2
O là:
-10,16kJ/mol.
Nhiệt hiđrat hoá ion Ba
2+
: - 1344 kJ/mol
Nhiệt hiđrat hoá ion Cl
-
: - 363 kJ/mol
Trong các kết quả thu được, kết quả nào đáng tin cậy hơn.
Giải:
Ba
(r)
+ Cl
2(k)
BaCl
2

(tt)
H
th(Ba)
U
ml

, tt)
H
pl(Cl
2
)
o
∆
∆
∆
S(BaCl
2
, tt)
pl(Cl
2
)
∆ ∆∆
o
∆
2) BaCl
2 (tt)
Ba
(aq)
+ 2Cl
(aq)
- U
ml
+

H
2

- 20 -
SKKN: Xây dựng hệ thống bài tập về nhiệt động học cho học sinh ở bậc THPT
Kết quả 1) đáng tin cậy hơn, kết quả tính theo mô hình 2) chỉ là gần đúng do mô
hình này không mô tả hết các quá trình diễn ra trong dung dịch, các ion nhất là
cation ít nhiều còn có tương tác lẫn nhau hoặc tương tác với H
2
O.
Bài 12:
Cho giãn nở 10 lít khí He ở 0
o
C, 10atm đến áp suất là 1atm theo 3 quá trình
sau:
a) Giãn đẳng nhiệt thuận nghịch.
b) Giãn đoạn nhiệt thuận nghịch.
c) Giãn đoạn nhiệt không thuận nghịch.
Cho nhiệt dung đẳng tích của He C
V
=
2
3
R và chập nhận không đổi trong điều kiện
đã cho của bài toán.
Tính thể tích cuối cùng của hệ, nhiệt Q, biến thiên nội năng ∆U và công W trong
mỗi quá trình nói trên?
Giải:
a) T = const ⇒ ∆U = 0; ∆H = 0
∆U = Q + W = 0 ⇒ Q = -W
W = -
∫ ∫
−=

P
→ V
2
=
2
1
P
P
. V
1
=
1
10
. 10 = 100(l)
→ W = -(nRT).ln
2
1
P
P
= -10.10 .ln 10 = 230,259 (l.at)
→ W = 230,259 .101,33 .10
-3
= 23,332 (kJ)
Q = - W = -23,332 (kJ)
b) Q = 0
∆U = W = n.
V
C
. ∆T =
2

γ
- 1
= const
Mà V =
P
nRT
⇒ T.
1−






γ
P
nRT
= const → T
γ
.P
γ
- 1
= const
T
1
.P
1
= T
2
.P

1-

T
2
= T
1
.
= 273,15 .
P
2
P
1
γ
γ
1-
10
1
γ
γ
1-
=
C
P
C
V
C
V
+ R
C
V

= 9148,6(J)
273,16
10 .10
∆
V
2
= = 39,81 (l)
1 .273,15
10.10.108,74
P
2
.T
1
P
1
.V
1.
T
2
~
~
c) Q = 0 ∆U = W
↔ n.
V
C
(T
2
– T
1
) = -P

– T
1
) = -nR.1






−
101
12
TT
↔ T
2
= 0,64T
1
V
2
= = 64(l)
T
1
. 1
10.10.0,64T
1
P
2
.T
1
P

- 22 -
SKKN: Xây dựng hệ thống bài tập về nhiệt động học cho học sinh ở bậc THPT
- Do U là hàm trạng thái nên ∆U = U
2
– U
1
= const, cho dù sự biến đổi được thực
hiện bằng cách nào. Vì vậy ∆U trong 2 trường hợp trên chỉ là một.
- Vì ∆U = Q + W = Q + W’ - P∆V = Q + W’ - ∆n.RT
Do ∆nRT = const; ∆U = const
Nên khi W’ (công có ích) thay đổi thì Q cũng thay đổi
- ∆U = ∆H - ∆nRT = -126,566 +
2
1
. 8,314 .298,15.10
-3
= - 125,327 (kJ)
Bài 14:
Tính công của sự biến đổi đẳng nhiệt thuận nghịch và bất thuận nghịch 42g
khí N
2
ở 300K khi:
a) Giãn nở từ 5atm đến 1atm.
b) Nén từ 1atm đến 5atm.
(Khí được coi là lí tưởng). So sánh các kết quả và rút ra kết luận.
Giải:
a) * W
TN
= -
1

ng
. ∆V = -P
ng
(V
2
– V
1
) = -P
ng








−
1
2
11
V
P
VP
= - P
2
.V
1




−
1
2
2
1
1
11.
P
P
nRT
P
P
P
nRT
= -
28
42
.8,314 .300






−
5
1
1
= -2993,04 (J)





−
12
P
nRT
P
nRT
= -nRT.P
2









−
12
11
PP
= -nRT





- Trong sự biến thiên thuận nghịch thì hệ sinh công lớn hơn trong quá trình biến
thiên bất thuận nghịch.
Bài 15: Phản ứng: C
6
H
6
+
2
15
O
2(k)
→ 6CO
2(k)
+ 3H
2
O
ở 300K có Q
P
– Q
V
= 1245(J). Hỏi C
6
H
6
và H
2
O trong phản ứng ở trạng thái lỏng hay
hơi?
Giải:
Q

hOHP
C
),(
2
= 30,2 + 10
-2
T(J/molK) ;
o
rOHP
C
),(
2
= 35,56(J/molK);
o
lOHP
C
),(
2
= 75,3(J/molK)
Giải:
H
2
O
(r)
H
2
O
(r)
H
2

0
o
C
0
o
C
100
o
C 100
o
C
∆
∆
∆
∆
∆
∆H
o
=
h
o
lPnc
o
rP
LndTCnLndTCnH
373
273
)(
273
223

500
o
C ở P = 1atm. Biết nhiệt nóng chảy của nước ở 273K = 6004J/mol; nhiệt bay
hơi của nước ở 273K = 40660J/mol. Nhiệt dung mol đẳng áp
o
P
C
của nước đá và
nước lỏng lần lượt bằng 35,56 và 75,3J/molK;
o
P
C
của hơi nước là (30,2 + 10
-2
T)
J/molK
- 24 -
SKKN: Xây dựng hệ thống bài tập về nhiệt động học cho học sinh ở bậc THPT
Giải:
H
2
O
(r)
H
2
O
(r)
H
2
O

273K
273K
223K
o
o o
o
o
S
2
S
3
S
4
S
5
∆
∆
∆ ∆
o
o
o
o
= + + + +
S
∆
o
S
1
∆
o

dT
C
hP
h
lP
nc
rP
=0,5.






−+++++
−
)373773(10
373
773
ln.2,30
373
40660
273
373
ln.3,75
273
6004
223
273
ln.56,35

3
288333.2 +
= 318(K)
∆S
hệ
= ∆S
1
+ ∆S
2
=
T
dT
.3,75.
18
200
318
288
∫
+
T
dT
.3,75.
18
400
318
333
∫
=
18
200