HUI© 2006General Chemistry:Slide 1 of 48
HÓA ĐẠI CƯƠNG
Chapter 6: NHI T NG HÓA H C Ệ ĐỘ Ọ
HUI© 2006General Chemistry:Slide 2 of 48
Nhi t đ ng l c hóa h cệ ộ ự ọ
6.1 Đối tượng nghiên cứu của NĐLH
6.1 Đối tượng nghiên cứu của NĐLH
6.2 Các khái niệm cơ bản
6.2 Các khái niệm cơ bản
6.2 Nguyên lý 1 của nhiệt động học
6.2 Nguyên lý 1 của nhiệt động học
6.4 Định luật Hess
6.4 Định luật Hess
6.5 Nguyên lý thứ 2 của NĐLH và chiều quá
6.5 Nguyên lý thứ 2 của NĐLH và chiều quá
trình HH
trình HH
6.6 Bài tập
6.6 Bài tập
HUI© 2006General Chemistry:Slide 3 of 48
6.1 i t ng nghiên c u c a N LHĐố ượ ứ ủ Đi t ng nghiên c u c a nhi t ng l c h c và nhi t ng l c h c hoá h c là:Đố ượ ứ ủ ệ độ ự ọ ệ độ ự ọ ọ
i t ng nghiên c u c a nhi t ng l c h c và nhi t ng l c h c hoá h c là:Đố ượ ứ ủ ệ độ ự ọ ệ độ ự ọ ọ
•
Nhi t ng l c h c là khoa h c nghiên c u các quy lu t v s bi n hóa t d ng ệ độ ự ọ ọ ứ ậ ề ự ế ừ ạ
Nhi t ng l c h c là khoa h c nghiên c u các quy lu t v s bi n hóa t d ng ệ độ ự ọ ọ ứ ậ ề ự ế ừ ạ
n ng l ng này sang d ng n ng l ng khác và thi t l p các nh lu t c a s ă ượ ạ ă ượ ế ậ đị ậ ủ ự
n ng l ng này sang d ng n ng l ng khác và thi t l p các nh lu t c a s ă ượ ạ ă ượ ế ậ đị ậ ủ ự
bi n i ó. C s c a nhi t ng l c h c là là 2 nguyên lý nhi t ng l c h cế đổ đ ơ ở ủ ệ độ ự ọ ệ độ ự ọ

Hệ đoạn nhiệt là hệ không trao đổi chất và nhiệt
nhưng có thể trao đổi công với MT ngoài.
V
2
V
1
HUI© 2006General Chemistry:Slide 7 of 48
4. H đ ng th và h d th , pha, h cân b ngệ ồ ể ệ ị ể ệ ằ
•
H ng th là h có các tính ch t lý hoá h c gi ng nhau m i i m c a h ngh a là không ệ đồ ể ệ ấ ọ ố ở ọ đ ể ủ ệ ĩ
H ng th là h có các tính ch t lý hoá h c gi ng nhau m i i m c a h ngh a là không ệ đồ ể ệ ấ ọ ố ở ọ đ ể ủ ệ ĩ
có s phân chia h thành nh ng ph n có tính ch t hoá lý khác nhauự ệ ữ ầ ấ
có s phân chia h thành nh ng ph n có tính ch t hoá lý khác nhauự ệ ữ ầ ấ
•H d th là h có b m t phân chia thành nh ng ph n có tính ch t hoá lý khác nhauệ ị ể ệ ề ặ ữ ầ ấ
H d th là h có b m t phân chia thành nh ng ph n có tính ch t hoá lý khác nhauệ ị ể ệ ề ặ ữ ầ ấ
•
Pha là ph n ng th c a h , có thành ph n, c u t o và tính ch t nh t nh. H ng th là ầ đồ ể ủ ệ ầ ấ ạ ấ ấ đị ệ đồ ể
Pha là ph n ng th c a h , có thành ph n, c u t o và tính ch t nh t nh. H ng th là ầ đồ ể ủ ệ ầ ấ ạ ấ ấ đị ệ đồ ể
h 1 pha, h d th là h nhi u phaệ ệ ị ể ệ ề
h 1 pha, h d th là h nhi u phaệ ệ ị ể ệ ề
•
H cân b ng là h có nhi t , áp su t, thành ph n gi ng nhau m i i m c a h và không ệ ằ ệ ệ độ ấ ầ ố ở ọ đ ể ủ ệ
H cân b ng là h có nhi t , áp su t, thành ph n gi ng nhau m i i m c a h và không ệ ằ ệ ệ độ ấ ầ ố ở ọ đ ể ủ ệ
thay i theo th i gianđổ ờ
thay i theo th i gianđổ ờ
HUI© 2006General Chemistry:Slide 8 of 48
6.2.2 Tr ng thái c a h và thông s ( tham s ) ạ ủ ệ ố ố

Thông s c ng ố ườ độ
: Không ph thu c vào l ng ch t : nh nhi t , t kh i, áp su t…ụ ộ ượ ấ ư ệ độ ỉ ố ấ
: Không ph thu c vào l ng ch t : nh nhi t , t kh i, áp su t…ụ ộ ượ ấ ư ệ độ ỉ ố ấ+ Thông s khuy ch (dung ):ố ế độ độ
+ Thông s khuy ch (dung ):ố ế độ độ
là nh ng thông s ph thu c vào l ng ch t kh i l ng, ữ ố ụ ộ ượ ấ ố ượ
là nh ng thông s ph thu c vào l ng ch t kh i l ng, ữ ố ụ ộ ượ ấ ố ượ
s mol, th tích…ố ể
s mol, th tích…ố ể
HUI© 2006General Chemistry:Slide 9 of 48
•
Tr ng thái cân b ng:ạ ằ
Tr ng thái cân b ng:ạ ằ
là là tr ng thái t ng ng v i h cân b ng ( Khi các thông s tr ng thái ạ ươ ứ ớ ệ ằ ố ạ
là là tr ng thái t ng ng v i h cân b ng ( Khi các thông s tr ng thái ạ ươ ứ ớ ệ ằ ố ạ
gi ng nhau m i i m và không i theo th i gian)ố ở ọ đ ể đổ ờ
gi ng nhau m i i m và không i theo th i gian)ố ở ọ đ ể đổ ờ
•
Hàm tr ng tháiạ
Hàm tr ng tháiạ
: i l ng nhi t ng c g i là hàm tr ng thái n u bi n thiên c a i đạ ượ ệ độ đượ ọ ạ ế ế ủ đạ
: i l ng nhi t ng c g i là hàm tr ng thái n u bi n thiên c a i đạ ượ ệ độ đượ ọ ạ ế ế ủ đạ
l ng ó ch ph thu c và tr ng thái u và tr ng thái cu i c a h , không ph thu c vào cách ượ đ ỉ ụ ộ ạ đầ ạ ố ủ ệ ụ ộ
l ng ó ch ph thu c và tr ng thái u và tr ng thái cu i c a h , không ph thu c vào cách ượ đ ỉ ụ ộ ạ đầ ạ ố ủ ệ ụ ộ
ti n hànhế
ti n hànhế
, th tích không ở ể
, th tích không ở ể
i g i là quá trình đổ ọ
i g i là quá trình đổ ọ
ng tíchđẳ
ng tíchđẳ
và nhi t không i g i là quá trình ở ệ độ đổ ọ
và nhi t không i g i là quá trình ở ệ độ đổ ọ
ng nhi t…đẳ ệ
ng nhi t…đẳ ệ
•
Quá trình thu n ngh chậ ị
Quá trình thu n ngh chậ ị
: là quá trình bi n i t tr ng thái này qua tr ng thái khác ( t 1ế đổ ừ ạ ạ ừ
: là quá trình bi n i t tr ng thái này qua tr ng thái khác ( t 1ế đổ ừ ạ ạ ừ
2) →
2) →
c g i là thu n ngh ch n u nh có th bi n i theo chi u ng c l i ( t 2đượ ọ ậ ị ế ư ể ế đổ ề ượ ạ ừ
c g i là thu n ngh ch n u nh có th bi n i theo chi u ng c l i ( t 2đượ ọ ậ ị ế ư ể ế đổ ề ượ ạ ừ
1)→
1)→
i qua đ
i qua đ
úng m i tr ng thái trung gian nh chi u thu n sao cho khi h tr v tr ng thái ban u đ ọ ạ ư ề ậ ệ ở ề ạ đầ
úng m i tr ng thái trung gian nh chi u thu n sao cho khi h tr v tr ng thái ban u đ ọ ạ ư ề ậ ệ ở ề ạ đầ
thì không còn t n t i m t bi n i nào trong chính h c ng nh môi tr ngồ ạ ộ ế đổ ệ ũ ư ườ
thì không còn t n t i m t bi n i nào trong chính h c ng nh môi tr ngồ ạ ộ ế đổ ệ ũ ư ườ
•
Quá trình không thu n ngh chậ ị
Quá trình không thu n ngh chậ ị

+ D ng truy n công là d ng truy n n ng l ng có h ng, c truy n t h th c hi n ạ ề ạ ề ă ượ ướ đượ ề ừ ệ ự ệ
công sang h nh n công ệ ậ
công sang h nh n công ệ ậ
HUI© 2006General Chemistry:Slide 12 of 48
Caùc daïng naêng löôïng
Hệ thống
Hệ thống
V= hằng số, ΔU=Q
v
P= hằng số, ΔU=Q
p
+ P ΔV
HUI© 2006General Chemistry:Slide 13 of 48
Năng lượng, nhiệt và công
•
Công là thước đo sự chuyển động có trật tự, có hướng của các tiểu phân trong hệ. Hệ nhận
Công là thước đo sự chuyển động có trật tự, có hướng của các tiểu phân trong hệ. Hệ nhận
công: A < 0. Hệ sinh công: A > 0.
công: A < 0. Hệ sinh công: A > 0.
•A = P
A = P
ngoài
ngoài
(V
(V
2
2

i n n ng: là E chuy n ng c a các ti u phân tích i nĐ ệ ă ể độ ủ ể đ ệ
•
Nhi t n ng: n ng l ng có liên quan n s chuy n ng h n lo n c a các ệ ă ă ượ đế ự ể độ ỗ ạ ủ
Nhi t n ng: n ng l ng có liên quan n s chuy n ng h n lo n c a các ệ ă ă ượ đế ự ể độ ỗ ạ ủ
ti u phânể
ti u phânể
•
Hoá n ng là n ng l ng g n li n v i s bi n i ch tă ă ượ ắ ề ớ ự ế đổ ấ
Hoá n ng là n ng l ng g n li n v i s bi n i ch tă ă ượ ắ ề ớ ự ế đổ ấ
HUI© 2006General Chemistry:Slide 15 of 48
N ng l ng toàn ph n c a m t h g mă ượ ầ ủ ộ ệ ồ
N ng l ng toàn ph n c a m t h g mă ượ ầ ủ ộ ệ ồ
•
ng n ng c a toàn b hĐộ ă ủ ộ ệ
ng n ng c a toàn b hĐộ ă ủ ộ ệ
•
Th n ng do v trí c a h trong tr ng l c ngoàiế ă ị ủ ệ ườ ự
Th n ng do v trí c a h trong tr ng l c ngoàiế ă ị ủ ệ ườ ựT ng ng n ng và th n ng g i là c n ngổ độ ă ế ă ọ ơ ă
T ng ng n ng và th n ng g i là c n ngổ độ ă ế ă ọ ơ ă
•
N i n ng U là n ng l ng d tr bên trong h g m ng n ng c a các phân t , ộ ă ă ượ ự ữ ệ ồ độ ă ủ ử
N i n ng U là n ng l ng d tr bên trong h g m ng n ng c a các phân t , ộ ă ă ượ ự ữ ệ ồ độ ă ủ ử
l c hút y c a các ti u phân mang i n, n ng l ng c a các liên k t hoá h c, ự đẩ ủ ể đ ệ ă ượ ủ ế ọ
l c hút y c a các ti u phân mang i n, n ng l ng c a các liên k t hoá h c, ự đẩ ủ ể đ ệ ă ượ ủ ế ọ
n ng l ng h t nhână ượ ạ
n ng l ng h t nhână ượ ạ
•

P
Q
khi
HUI© 2006General Chemistry:Slide 17 of 48
6.3.2 Các đại lượng nhiệt động: Nội năng, entanpi
và nhiệt dung
1. Nội năng U và nhiệt đ ng tíchẳ
Ví dụ
Tức V
1
= V
2
⇒ A = 0 Do đó: Qv = ∆U
V
Vậy sự tăng hay giảm nội năng của hệ đúng bằng nhiệt
lượng hệ thu vào hay tỏa ra.
HUI© 2006General Chemistry:Slide 18 of 48
2. Entanpi và Nhiệt đẳng áp
Tức P
ngoài
= P
khí
= P trong đó A
p
= P(V
2
– V
1
) va ø Q
P

ΔH = ΣΔH
SP
- ΣΔH
TC

Vậy: Lượng nhiệt thu vào (hay tỏa ra) đúng bằng sự tăng (hay giảm)
entanpi của hệ
HUI© 2006General Chemistry:Slide 19 of 48
Entanpi của phản ứng
Entanpi của phản ứng
1. Entanpi tỷ lệ với hệ số hợp thức pt
CH
4
(g) + 2O
2
(g) → CO
2
(g) + 2H
2
O(g) ∆H = -802 kJ
2CH
4
(g) + 4O
2
(g) → 2CO
2
(g) + 4H
2
O(g) ∆H = -1604 kJ
2. Khi đổi chiều phản ứng thì dấu của entanpi đổi ∆H:

Quan hệ giữa Q
p
và Q
v
của chất khí
Do H= U + PV
ΔH = (ΔU + PΔV) mà PV = nRT nên PΔV = ΔnRT
Đối với qt đẳng tích QV = ΔU
Đối với qt đẳng áp Qp = ∆H
Vậy Q
P
= Q
V
+ ΔnRT
Trong đó: ∆n = ∑ n
SP
- ∑ n
CĐ
Trong qúa trình chất khí ta có:
ΔH = ΔU + ΔnRT
HUI© 2006General Chemistry:Slide 21 of 48
Qui ước dấu
Qui ước:
Q < 0 : Hệ tỏa
nhiệt,
Q > 0 : Hệ thu
nhiệt
A < 0 : Hệ nhận
công, A > 0 : Hệ
sinh công

+ V i h khơng có ch t khí Cớ ệ ấ
+ V i h khơng có ch t khí Cớ ệ ấ
p
p
= C
= C
v
v
+ H khí lý t ng (1mol): Cệ ưở
+ H khí lý t ng (1mol): Cệ ưở
p
p
= C
= C
v
v
+R
+R
+ Đối với hệ có 1mol và n mol thì nhiệt dung riêng trung bình là:
+ Đối với hệ có 1mol và n mol thì nhiệt dung riêng trung bình là:
QTCn
T
Q
TT
Q
C
=∆
∆
=
−

v
v
(T
(T
2
2
-T
-T
1
1
)
)
•
ng áp Đẳ
ng áp Đẳ
Công Ap = -P(V
Công Ap = -P(V
2
2
-V
-V
1
1
) = - nR(T
) = - nR(T
2
2
-T
-T
1

1
)
)
•
ng Đẳ
ng Đẳ
nhi t: ệ
nhi t: ệ
•
Công A
Công A
T
T
do thể tích khí lý tưởng tỉ lệ nghòch với áp suất nên
do thể tích khí lý tưởng tỉ lệ nghòch với áp suất nên
•
A
A
T
T
=- nRTln (V
=- nRTln (V
2
2
/V
/V
1
1
)= nRTln (P
)= nRTln (P

T
T
= nRTln(V
= nRTln(V
2
2
/V
/V
1
1
) = nRTln (P
) = nRTln (P
1
1
/P
/P
2
2
)
)
HUI© 2006General Chemistry:Slide 25 of 48
- ∆H = Q
P
Q
hệ
= -Q
mt
-
Môi trường xung quanh là nước và trong nhiệt lượng
kế