Luận văn tốt nghiệp
LỜI MỞ ĐẦU
Sự hiểu biết về cấu trúc, năng lượng và cơ chế phản ứng để lý giải các quy
luật diễn biến của một quá trình hóa học là nhiệm vụ hàng đầu của bộ môn Hóa lý. Nói
cách khác, nắm chắc các kiến thức Hóa lý giúp các nhà khoa học hiểu sâu sắc hơn bản
chất của quá trình hóa học.
Bài tập Hóa lý đóng vai trò quan trọng trong việc dạy và học hóa lý nói
riêng và Hóa học nói chung. Muốn hiểu được cơ sở lý thuyết hóa học không thể không
tinh thông việc giải các bài tập Hóa lý. Mặt khác, kiến thức giữa các phần, các chương
cũng có mối liên hệ mật thiết với nhau. Chính vì vậy mà số lượng bài tập về bộ môn
Hóa lý rất đa dạng và phong phú. Bên cạnh đó, các bài tập này còn nằm ở nhiều tài
liệu, ở nhiều dạng khác nhau, chưa được phân loại rõ ràng. Vì vậy với mục đích giúp
cho giáo viên cũng như học sinh, sinh viên nâng cao khả năng tiếp thu và có được tài
liệu với cái nhìn khái quát hơn về bộ môn này, tôi chọn đề tài “Hệ thống hóa bài tập
phần Hóa lý phục vụ bồi dưỡng học sinh giỏi ở trường trung học phổ thông”, với
những nhiệm vụ chính sau:
- Hệ thống hóa cơ sở lý thuyết cơ bản của bộ môn Hóa lý.
- Phân loại các dạng bài tập phần Hóa lý phục vụ bồi dưỡng học sinh giỏi ở
trường trung học phổ thông.
Mặt khác, vì còn nhiều hạn chế về trình độ, thời gian nên bài luận văn này
chắc không thể tránh khỏi những sai sót ngoái ý muốn. Tôi rất mong nhận được sự góp
ý, chỉ bảo của các thầy cô và bạn đọc để hoàn thiện hơn ở những nghiên cứu tiếp theo.
SVTH: Phạm Thị Thanh Truyền 1
Luận văn tốt nghiệp
MỤC LỤC

Trang
LỜI MỞ ĐẦU………………………… ………………………………………….1
MỤC LỤC………………………………………………………………………….2
Phần A: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÓM TẮT…………………………………… 7
Chương I: CẤU TẠO CHẤT………………………………………………….….7

II/ Nguyên lý thứ hai của nhiệt động lực học và các thế nhiệt động……… 16
1. Entropi và sự tính Entropi trong một số quá trình………………………… 16
2. Thế nhiệt động G và F…………………………………………………… 18
III/ Cân bằng hóa học………………………………………………………….18
1. Định luật tác dụng khối lượng…………………………………………… 18
2. Phương trình đẳng nhiệt của phản ứng hóa học…………………………….19
3. Sự chuyển dịch cân bằng hoá học. Nguyên lí Le Chatelier (Lơ Satơliê)… 20
4. Cân bằng pha……………………………………………………………… 21
IV/ Dung dịch………………………………………………………………… 22
1. Nồng độ phần trăm khối lượng…………………………………………… 22
2. Nồng độ mol……………………………………………………………… 22
SVTH: Phạm Thị Thanh Truyền 2
Luận văn tốt nghiệp
3. Nồng độ đương lượng gam…………………………………………………22
4. Nồng độ molan…………………………………………………………… 22
5. Nồng độ phần mol………………………………………………………… 22
6. Độ tan……………………………………………………………………….22
7. Áp suất thẩm thấu………………………………………………………… 23
8. Định luật Raoult I………………………………………………………… 23
9. Độ tăng điểm sôi của dung dịch………………………………………….…23
10. Độ hạ băng điểm của dung dịch………………………………………… 23
11. Định luật Raoult II……………………………………………………… 24
12. Độ điện ly………………………………………………………………….24
13. Hằng số điện ly…………………………………………………………….24
14. Hằng số ion hóa của axít – bazơ……………………………………… ….24
15. Cách tính pH của một số dung dịch……………………………………….25
16. Tính chất axít – bazơ của các dung dịch muối…………………………….25
17. Dung dịch đệm…………………………………………………………….26
18. Tích số tan……………………………………………………………… 26
19. Qui tắc tích số tan………………………………………………………….26

Luận văn tốt nghiệp
1. Bài tập có lời giải…………………………………………… ……………49
a. Bài tập về đồng vị………………………………………………… … 49
b. Bài tập về phản ứng hạt nhân………………………………………… 50
c. Bài tập về năng lượng liên kết hạt nhân và năng lượng phản ứng hạt
nhân………………………………………………………………………………… 52
d. Bài tập về chu kì bán hủy và xác định tuổi cổ vật………… ………….54
2. Bài tập tự giải…………………………………… ……………………… 57
II/ Bài tập về số hạt proton, nơtron, electron và cấu hình electron ……….61
1. Bài tập có lời giải………………………………………………………… 61
2. Bài tập tự giải……………………………………………………………….65
III/ Bài tập áp dụng cơ học lượng tử vào cấu tạo nguyên tử…………… …68
1. Bài tập có lời giải………………………………………………… ………68
a. Bài tập về 4 số lượng tử………………………………………… …….68
b. Bài tập về quang phổ nguyên tử, năng lượng electron và hằng số chắn
Slater………………………………… …………………………………………… 71
2. Bài tập tự giải……………………………………………………………….77
Chương II: NHIỆT ĐỘNG LỰC HÓA HỌC….… …………………… … 80
I/ Nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học và nhiệt hóa học………….….80
1. Bài tập về công, nhiệt, nội năng…………………… ……………….…… 80
a. Bài tập có lời giải…………………………………………… ……… 80
b. Bài tập tương tự không có lời giải…………………………………… 82
2. Bài tập về định luật Hess và hệ quả……………………………………… 82
a. Bài tập có lời giải……………………………………… …………… 82
b. Bài tập tương tự không có lời giải………………………………………88
3. Dựa vào năng lượng liên kết……………………………………… …… 89
a. Bài tập có lời giải………………………………………… ………… 89
b. Bài tập tương tự không có lời giải…………………………………… 91
4. Sự phụ thuộc của hiệu ứng nhiệt vào nhiệt độ. Phương trình
Kirchhoff… 92

4. Phân số mol…………………………………………………… ……… 132
5. Nồng độ đương lượng gam……………………………………………… 132
6. Pha trộn dung dịch……………………………………………… ………132
7. Độ tan…………………………………………………… ………………133
8. Áp suất thẩm thấu………………………………………………… …….133
9. Áp suất hơi bão hòa của dung dịch……………………………………… 133
10. Nhiệt độ sôi của dung dịch…………………………………… ……… 134
11. Nhiệt độ đông đặc của dung dịch…………………………………… ….134
12. Chất điện ly…………………………………………… ……………… 135
13. Độ điện ly và hằng số điện ly…………………………………… …… 135
14. Dung dịch chất điện ly mạnh………………………………………… 136
15. Lý thuyết proton về axít và bazơ………………………… …………… 136
16. Tích số ion của nước……………………………………………… … 136
17. Độ mạnh cặp axít – bazơ liên hợp…………………………………… 137
18. Độ mạnh của axít và bazơ………………………………… ………… 137
19. Phản ứng trung hòa……………………………………… …………… 137
20. Tính chất axít – bazơ…………………………………………………… 137
21. Hỗn hợp đệm…………………………………………………………… 138
22. Chất điện ly ít tan…………………………………………… …………139
23. Tích số tan……………………………………………… …………… 139
24. Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch………………………………… 140
Chương III: ĐỘNG HÓA HỌC …………… …………………………… 140
I/ Xác định hằng số k, bậc phản ứng và chu kì bán hủy, năng lượng hoạt
hóa 140
1. Bài tập có lời giải……………………………………………… ……… 140
2. Bài tập tương tự không có lời giải……………………………………… 143
II/ Xác định % chất bị phân hủy 148
1. Bài tập có lời giải………………………………………………… …… 148
2. Bài tập tương tự không có lời giải………………………………… ……148
III/ Chứng minh phản ứng diễn ra theo bậc nào dựa vào t, C hay t, p và xác

Luận văn tốt nghiệp
Phần A: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÓM TẮT
Chương I: CẤU TẠO CHẤT
I/ Đại cương về hạt nhân nguyên tử:
1. Các đại lượng liên quan đến hạt nhân và lớp vỏ nguyên tử:
–Hạt nhân được cấu tạo bởi proton
1
1
p
và nơtron
1
0
n
.
–Sự chuyển hóa qua lại giữa proton và nơtron:

1 1 0
1 0 1
1 1 0
0 1 1
p n e v
n p e v
+
−
+ +
+ +
€
€

v


at nhâ
( )
p n h n
m Zm A Z m m
 
∆ = + − −
 
C - tốc độ ánh sáng trong chân không.
Hệ thức tương đối của Einstein:
o
v
2
2
m
m
v
1
c
=
−
trong đó: m
v
- khối lượng của hạt khi chuyển động (khối lượng động);
m
o
- khối lượng của hạt khi đứng yên (khối lượng nghỉ);
v - tốc độ chuyển động của hạt.
3. Năng lượng riêng của hạt nhân:
r

5. Sự phóng xạ và phản ứng hạt nhân:
a. Các kiểu phóng xạ:
a.1) Phóng xạ kiểu α : là quá trình phóng xạ xảy ra khi hạt nhân nguyên
tử phóng ra hạt nhân nguyên tử Heli
4 2
2
He
+
. Khi đó phần còn lại có số khối giảm đi 4
đơn vị và số hiệu nguyên tử giảm đi 2 đơn vị.
Ví dụ:
226 222 4
88 86 2
Ra Ra He→ +
a.2) Phóng xạ kiểu β : là quá trình phóng xạ xảy ra khi hạt nhân nguyên
tử phóng ra hạt electron. Khi đó số khối của hạt nhân vẫn không đổi nhưng số hiệu
nguyên tử tăng 1 đơn vị.
Thực chất trong kiểu phóng xạ này một nơtron chuyển thành 1 proton và 1
electron, sau đó hạt nhân phóng ra 1 electron.
Ví dụ:
63 63 0
28 29 1
Ni Cu e
−
→ +
a.3) Phóng xạ kiểu γ : là quá trình phát ra năng lượng điện từ (tương tự
như năng lượng ánh sáng) từ hạt nhân của một nguyên tử. Không có các hạt được phát
ra trong quá trình phóng xạ kiểu γ, và vì vậy phóng xạ kiểu γ không gây ra sự thay đổi
trong nguyên tử.
b. Định luật chuyển dịch phóng xạ Fajans – Soddy:

2 4 6 0
He Be C n+ → +
c.2) Phản ứng phân hạch:
Ví dụ: nguyên tắc hoạt động của lò phản ứng hạt nhân, bom nguyên tử
1 235
0 92
n U X Y 3n+ → + +
c.3) Phản ứng nhiệt hạch:
Ví dụ:
2 2 4
1 1 2
H H He+ →
6. Động học quá trình phóng xạ:
–Tốc độ phân hủy (hay phân rã) phóng xạ là số nguyên tử bị phân hủy trong
1 đơn vị thời gian.
–Chu kì bán hủy của những hạt nhân phóng xạ là thời gian để phân hủy
được một nữa số nguyên tử ban đầu (hay một nữa lượng ban đầu).

1/2
ln2 0,693
t
k k
= =
–
dm dN
v km hay v kN
dt dt
= = − = =
(k là hằng số phóng xạ)
SVTH: Phạm Thị Thanh Truyền 8

Sóng (giao thoa, nhiễu xạ)
λ
Ánh sáng Hệ thức
Hạt (hiệu ứng quang điện) m De Broglie
- Hệ thức bất định Heisenberg:
. p ,
x
x∆ ∆ ≥ h
trong các công thức trên:
h - hằng số Planck;
h
2
=
π
h
- hằng số Planck rút gọn;
v - tần số dao động của electron;
v
o
- ngưỡng quang điện;
m - khối lượng electron;
v - tốc độ chuyển động của electron.
x
x, p∆ ∆
- độ bất định về tọa độ và xung lượng theo trục x.
Do hệ hạt vi mô có thuộc tính khác hẳn hệ vĩ mô nên người ta phải dùng
hàm sóng
(q,t)Ψ
để mô tả trạng thái chuyển động của chúng.
(q,t)Ψ

SVTH: Phạm Thị Thanh Truyền 9
Luận văn tốt nghiệp
Toán tử Laplace:
2 2 2
2
2 2 2
x y z
∂ ∂ ∂
∇ = + +
∂ ∂ ∂
Năng lượng hạt (electron) trong hộp thế một chiều được tính theo hệ thức:

2
2
2
; : 1, 2, 3, 4,
8
n
h
E n n
mL
=
L: chiều dài của hộp thế.
III/ Nguyên tử một electron:
1. Đối với nguyên tử hyđro (nguyên tử đơn giản nhất), lý thuyết đã chứng
minh:
4
2 9
2 2 2 2
13,6

= −
 ÷
λ
 
%
: mức năng lượng thấp (t), cao (c) tương ứng.
2. Với ion giống hyđro:
A (Z 1)
Z
X
− +

2
n
2
2
H
2 2
t c
Z
E 136 , eV;
h
1 1
v=Z R
n n
= −
 
−
 ÷
 ÷

trong trường tĩnh điện thực hoặc hiệu dụng.
Nếu kể cả spin thì trạng trái electron trong nguyên tử hoàn toàn được xác
định bằng 4 số lượng tử n, l, m
l
, m
s
.
5. Một số dạng AO:

Ψ
100

≡
1s hay AO - 1s có dạng
Ψ
200

≡
2s hay AO - 2s hình cầu
Ψ
210

≡
2p
z
hay AO – 2p

có ba dạng
Ψ
211

lượng
2 4
2
2 2
mZ e
E k
2n
−
=
h
2 4
2
2 2
mZ e
E k
2n
−
=
h
n 1, 2, 3,
…, n
- kích thước.
- năng lượng.
SVTH: Phạm Thị Thanh Truyền 11
Luận văn tốt nghiệp
Momen
động
lượng
orbital
l

động
lượng hình
chiếu spin
m s
s
M m
=
h
m s
s
M m
=
h
m
s
±
1/2 Spin e.
IV/ Nguyên tử nhiều electron:
1. Cấu hình electron và cách biểu diễn nó:
n 1 2 3 4
Lớp K L M N
l 0 0 1 0 1 2 0 1 2
Phân lớp s s p s p d s p d f
Số e max/l
Phân lớp
2(2l + 1)
*) 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14
Số e max/l
lớp 2n
2

:

:

:
Thực ra sự sắp xếp các AO tuân theo quy tắc Klechkowski nên trên các lớp
(chẳng hạn lớp M và N) và có sự chèn vào nhau giữa các phân mức năng lượng.
- Quy định về lớp electron:
n 1 2 3 4 –
lớp K L M N –
- Quy định về phân lớp electron:
l 0 1 2 3 –
phân lớp s p d f –
- Các electron được phân bố trên các phân lớp theo các nguyên lý và các
quy tắc sau:
Nguyên lý Pauli: Trên một AO chỉ có thể có nhiều nhất là 2 electron được
ghép đôi đối song với nhau.
SVTH: Phạm Thị Thanh Truyền 12
Luận văn tốt nghiệp
Nguyên lý vững bền: Trong nguyên tử, các electron sẽ chiếm cứ lần lượt các
phân mức có năng lượng từ thấp đến cao. Nguyên lý này được minh họa bằng sơ đồ
Klenchkowski.

Quy tắc Hund: Trên cùng một phân lớp, các electron sẽ được phân bố sao
cho tổng spin là cực đại (số electron độc thân là nhiều nhất).
2. Phương pháp xác định R(r) theo Slater:
o
a.*n/r.*z
1*n
e.r.N)r(R

(n – 2), (n – 3)
Các electron j
gây ảnh hưởng
trên lớp (n – 1)
Các electron i
trên lớp n
xem xét
Các electron j
gây ảnh hưởng
trên lớp (n + 1)
s, p
*
d r
Giá
trị
b
i
1,00
1,00
1,00
0,85
1,00
1,00
0,35
1,00
1,00
0
0,35
1,00
0

+ A
U
2
- U
1
= Q
P
- P ∆V
U
2
-U
1
= Q
P
- PV
2
+ PV
1
Q
P
= (U
2
+ PV
2
) – (U
1
+ PV
1
) (*)
Đặt: H = U + PV (2) ; H gọi là entanpy

Từ (2’) : ∆H = ∆U + P ∆V = ∆U + ∆nRT
Q
P
= Q
V
+ ∆nRT (5)
∆n: biến thiên số mol khí trong quá trình phản ứng.
T: nhiệt độ tuyệt đối (K).
R: hằng số khí với R = 8,314 J/mol. K
= 1,987 cal/mol.K
= 0,082 l.atm/mol.K
- Đối với phản ứng xảy ra ở pha rắn, lỏng : ∆n = 0 nên Q
P
= Q
V

- Đối với phản ứng xảy ra ở pha khí: Q
P
= Q
V
+ ∆nRT
3. Các trạng thái chuẩn:
- Trạng thái chuẩn ở nhiệt độ T của chất khí là trạng thái của khí đó được
coi là khí lý tưởng ở nhiệt độ T và áp suất chuẩn 1 atm.
- Trạng thái chuẩn ở nhiệt độ T của chất lỏng hoặc tinh thể là trạng thái của
chất đó ở nhiệt độ T và áp suất chuẩn 1 atm.
- Điều kiện chuẩn của phản ứng: 25
o
C (298 K), 1 atm.
∆H được tính ở điều kiện chuẩn cho 1 mol chất kí hiệu là: ∆H

+ ∆H
4
+ ∆H
5
a.2) Các hệ quả của định luật Hess:
* Hệ quả 1:
Hiệu ứng nhiệt của phản ứng thuận bằng hiệu ứng nhiệt của phản ứng
nghịch nhưng ngược dấu
∆H
thuận
= - ∆H
nghịch
(6)
* Hệ quả 2:
Hiệu ứng nhiệt của một phản ứng bằng tổng sinh nhiệt của sản phẩm trừ
tổng sinh nhiệt của chất đầu.
Sinh nhiệt hay nhiệt tạo thành của một chất là lượng nhiệt thoát ra hay thu
vào khi tạo thành 1 mol chất đó từ các đơn chất bền ở điều kiện đó.
Sinh nhiệt chuẩn của một chất ở nhiệt độ T, 1 atm kí hiệu là ∆H
o
T,s
.
Ở điều kiện chuẩn kí hiệu là ∆H
o
298,s
.
∆H
phản ứng
= Σ ∆H
s(sản phẩm)

i : chất ban đầu; j :chất sản phẩm.
υ
i
, υj: số liên kết.
E : năng lượng phá vỡ liên kết ( E > 0 ).
5. Sự phụ thuộc của hiệu ứng nhiệt vào nhiệt độ. Phương trình Kirchhoff:
a. Nhiệt dung và sự phụ thuộc của hiệu ứng nhiệt vào nhiệt độ:
Nhiệt dung (C) là lượng nhiệt cần để nâng nhiệt độ của chất lên 1 độ.
Nhiệt dung của 1g chất gọi là nhiệt dung riêng.
Nhiệt dung của 1mol chất gọi là nhiệt dung mol.
C = δQ /dT
SVTH: Phạm Thị Thanh Truyền 15
X
A
Y
B C
∆H
1
∆H
2
∆H
∆H
3
∆H
4
∆H
5
Luận văn tốt nghiệp
* Ở điều kiện đẳng áp ta có nhiệt dung đẳng áp C
P

V
+ R (11)
b. Phương trình Kirchhoff:
b.1) Trường hợp đẳng áp:
Xét phương trình phản ứng: aA + bB → cC + dD
Ta có: ∆H
phản ứng
= Σ ∆H
s(sản phẩm)
– Σ ∆H
s(chất đầu)
= c H
C
+ dH
D
– (aH
A
+ bH
B
)
Lấy đạo hàm của ∆H theo T:
d∆H/dT = c(dH
C
/dT) + d (dH
D
/dT) – [a(dH
A
/dT) + b(H
B
/dT)]

dT
∆H
T2
= ∆H
T1
+
∫
2
1
T
T
∆C
P
dT (12)
Nếu ∆C
P
không phụ thuộc vào nhiệt độ thì:
∆H
T2
= ∆H
T1
+ ∆C
P
(T
2
– T
1
)
b.2) Trường hợp đẳng tích:
Xét tương tự trường hợp trên với dU = C

1. Entropi và sự tính Entropi trong một số quá trình:
Nguyên lý II đã thiết lập được rằng đối với quá trình thuận nghịch nhiệt
động tỷ số giữa lượng nhiệt vô cùng nhỏ và nhiệt độ tuyệt đối là một vi phân toàn phần
đúng của một hàm số nào đó, hàm Entropi S:
TN
Q
dS
T
δ
 
=
 ÷
 
(1)
Vì Entropi là một hàm trạng thái nên đối với quá trình thuận nghịch đi từ
trạng thái 1 đến trạng thái 2, biến thiên Entropin ∆S sẽ bằng:
2
2 1
1
TN
Q
S S S
T
δ
 
∆ = − =
 ÷
 
∫
(2)

δ
 
>
 ÷
 
(4)
Nếu quá trình không thuận nghịch là đẳng nhiệt thì:
KTN
Q
S
T
 
∆ >
 ÷
 
(5)
Nếu quá trình không thuận nghịch là đoạn nhiệt
0Q
δ
=
thì:
dS>0,
0S∆ >
(6)
Một cách tổng quát biểu thức toán của nguyên lý II là:
Q
dS
T
δ
≥

1
).
Về ý nghĩa vật lý, entropi S đặc trưng cho tính hỗn loạn của hệ nhiệt động.
S∆
trong một số quá trình:
* P = const
2
1
ln
T
p p
T
S C d T∆ =
∫
Với C
p
là hằng số:
2
1
ln
p p
T
S C
T
∆ =
(9)
* V = const
2
1
ln

1 1
ln ln
p
P T
S R C
P T
∆ = − +
(C
p
=const) (12)
2. Thế nhiệt động G và F:
Từ nguyên lý II với sự xuất hiện hàm entropi S, ta đã biết rằng trong hệ cô
lập chỉ những quá trình nào làm tăng entropi (
S
∆
>0) mới có thể tự xảy ra.
SVTH: Phạm Thị Thanh Truyền 17
Luận văn tốt nghiệp
Đối với những quá trình xảy ra không trong điều kiện cô lập, thì có những
hàm số khác với những biến số tương ứng. Đó là những hàm số G và F với các biến số
tương ứng là P, T và V, T. Các hàm số G và F này là các thế nhiệt động và được định
nghĩa như sau:
G = H – TS, F = U – TS.
Thế nhiệt động G còn được gọi là năng lượng tự do Gibbs (Gip-Xơ), F còn
được gọi là năng lượng tự do Helmholtz (Hem-Hon-Xơ). G và F đều được gọi là năng
lượng tự do vì đó là phần năng lượng tự do chuyển thành công.
Từ các biểu thức định nghĩa đối với G và F ta có:
Đối với G ở T, P = const; dG = dH – TdS
Hay đối với quá trình hữu hạn:
G H T S

Đối với phản ứng hóa học diễn ra ở điều kiện chuẩn thì:
∆
G
0
=
∆
∑
G
0
ht.sản phẩm
-
∆
∑
G
0
ht.chất đầu
(15)
Ở đây,
0
ht
G∆
là biến thiên năng lượng tự do chuẩn của sự hình thành hợp
chất từ các đơn chất. Đối với đơn chất
0
ht
G∆
= 0.
III/ Cân bằng hóa học:
1. Định luật tác dụng khối lượng:
Định luật tác dụng khối lượng là biểu thức toán học về những điều kiện cụ

ν ν
A A
P .P
K =
P .P
Giữa P
i
và nồng độ C
i
có mối liên hệ P
i
= C
i
RT. Thay vào phương trình K
P
ta được:
SVTH: Phạm Thị Thanh Truyền 18
Luận văn tốt nghiệp
( ) ( )
1 2
1
1 2
1 2
Δn
P C
1 2 1 2
ν ' ν '
B B2
C
ν ν

1 2
Δn
P X
ν ' ν '
B B2
X
ν ν
A A
K = K .P
x .x
K =
x .x
x
i
là phần mol các khí lúc cân bằng
K
x
ngoài phụ thuộc vào nhiệt độ còn phụ thuộc vào áp suất.
Sự phụ thuộc giữa 3 đại lượng K
p
, K
c
, k
x
:
Δn Δn
P C X
K = K .(RT) = K .P
b. Đối với những phản ứng dị thể có sự tham gia của chất khí:
aA

2. Phương trình đẳng nhiệt của phản ứng hóa học:
- Ta có thể tính biến thiên thế đẳng áp theo phương trình đẳng nhiệt Van’t
Hoff:

1 2
1
i i
1 2
1 2
ν ' ν '
B B2
ν ν
i P i
ν ν
A A
P .P
ΔG = RT lnπP - lnK ; πP =
P .P
 
 
 ÷
 
 ÷
 
- Nếu phản ứng xảy ra trong điều kiện đẳng tích thì biến thiên thế đẳng tích
có thể tính theo phương trình:
i
ν
i C
ΔF = RT lnπC - lnK

2
không lớn, nếu giá trị hiêụ ứng nhiệt
∆
H của phản ứng hoá học được chấp nhận không đổi thì phép tích phân cho kết quả sau:
SVTH: Phạm Thị Thanh Truyền 19
Luận văn tốt nghiệp
2
1 1 2
K
ΔH 1 1
ln =
K R T T
T
T
 
−
 ÷
 
Nếu biết hiệu ứng nhiệt của phản ứng và hằng số cân bằng ở một nhiệt độ
bất kì thì ta có thể tính được hằng số cân bằng ở những nhiệt độ khác.
3. Sự chuyển dịch cân bằng hoá học. Nguyên lí L e C hatelier (Lơ Satơliê) :
a. Khái niệm về sự chuyển dịch cân bằng hoá học. Nguyên lí L e
Chatelier:
- Như đã thấy ở trên, một hệ cân bằng được đặc trưng bởi các giá trị hoàn
toàn xác định của các thông số như nhiệt độ, áp suất, nồng độ các chất v.v Nếu như
bằng một cách nào đó người ta làm thay đổi một trong các yếu tố này thì trạng thái của
hệ bị thay đổi, các thông số của hệ sẽ nhận những giá trị mới và do đó, hệ chuyển sang
một trạng thái mới. Thế nhưng, khi tác động bên ngoài ấy bị loại bỏ thì hệ lại quay trở
lại trạng thái ban đầu. Hiện tượng trên được gọi là sự chuyển dịch cân bằng hoá học.
- Mọi sự chuyển dịch cân bằng hoá học đều tuân theo một nguyên lí chung

ΔG
= 0. Nếu tăng nồng độ chất phản ứng ([A] hoặc [B]), biểu
thức sau dấu logarit sẽ giảm,
ΔG
trở nên âm, hệ không còn ở trạng thái cân bằng nữa.
Phản ứng theo chiều từ trái sang phải tiếp tục xảy ra cho tới khi
ΔG
= 0. Sự tăng nồng
độ của các chất sản phẩm C và D sẽ gây nên kết quả ngược lại.
Như vậy:
- Khi tăng nồng độ của các chất phản ứng cân bằng sẽ chuyển dịch từ trái
sang phải và ngược lại
- Khi tăng nồng độ của các chất sản phẩm phản ứng cân bằng sẽ chuyển
dịch từ phải sang trái.
c. Ảnh hưởng của nhiệt độ:
Từ phương trình: ∆G
0
= ∆H
O
- T∆S
O
= -RTlnK
Suy ra: lnK = - ∆H
0
/RT + ∆S
0
/R
Nếu xem ∆H
o
và ∆s

P .P
K =
P .P
d
C D
a b
A B
Vì P
i
= x
i
P nên có thể viết:
c
P
.x
K =
.x
d
C D
a b
A B
x
x
.P
(c + d) – (a + b)
= K
x
.P
∆n
∆n = (c + d ) – (a + b) = biến thiên số mol khí trong hệ phản ứng. Giả sử hệ

∆n
= 0. Trạng thái cân bằng của hệ không thay đổi. Nói
cách khác, sự thay đổi áp suất chung của cả hệ không làm dịch chuyển cân bằng.
- Khi ∆n > 0, nghĩa là số phân tử khí ở vế phải của phương trình phản ứng
lớn hơn ở phía trái. Khi áp suất chung P của cả hệ tăng lên, giá trị của P
∆n
tăng lên,
biến thiên thế đẳng áp
ΔG
của hệ trở thành dương. Phản ứng sẽ xảy ra theo chiều từ
phải sang trái. Nói cách khác, cân bằng chuyển dịch về phía có số phân tử khí ít hơn.
- Khi ∆n < 0, nghĩa là số phân tử khí ở phía trái của phương trình phản ứng
lớn hơn ở phía phải. Khi áp suất chung P của cả hệ tăng lên, giá trị P
∆n
giảm xuống,
biến thiên thế đẳng áp
ΔG
của hệ trở thành âm. Phản ứng sẽ xảy ra theo chiều từ trái
sang phải. Nói cách khác, cân bằng chuyển dịch về phía có số phân tử khí ít hơn.
Như vậy, khi tăng áp suất chung của cả hệ, cân bằng sẽ chuyển dịch về phía
có số phân tử khí ít hơn để chống lại sự tăng của áp suất. Và ngược lại, khi giảm áp
suất chung của cả hệ, cân bằng sẽ chuyển dịch về phía có số phân tử nhiều hơn.
4. Cân bằng pha:
a. Quy tắc pha Gibbs:
Đây là một định luật quan trọng nhất của cân bằng hóa học trong hệ dị thể
mà trước hết là cân bằng pha. Quy tắc pha được phát biểu như sau:
Bậc tự do V của một hệ cân bằng, bằng số cấu tử V trừ đi số pha P cộng 2:
V = C – P + 2
Bậc tự do V cho biết số các thông số có thể thay đổi một cách tùy ý (dĩ
nhiên trong một giới hạn xác định) mà không xâm phạm vào cân bằng pha của một hệ

⇔
L thì
∆
H là nhiệt nóng chảy).
- T là nhiệt độ chuyển pha.
-
∆
V là biến thiên thể tích trong sự chuyển pha.
Đối với sự bay hơi của chất lỏng hay sự thăng hoa của chất rắn, thì phương
trình (*) có dạng gần đúng như sau:
ln ons
H
P c t
RT
∆
= − +
(**)
Xét cân bằng pha ở trạng thái P
1
, T
1
và P
2
, T
2
thì (**) có dạng:
2
1 1 2
1 1
ln

là số mol chất tan có trong 1lít dung dịch. (đơn vị: mol/l)
M
n
C
V
=
Trong đó:
- C
M
là nồng độ mol. (mol/l)
- n là số mol chất tan. (mol)
- V là thể tích dung dịch. (l)
3. Nồng độ đương lượng gam: C
N
là số đương lượng gam chất tan có trong 1
lít dung dịch. (đơn vị: đlg/l)
4. Nồng độ molan: m
i
là số mol chất tan i có trong 1 kg dung môi. (đơn vị
mol/kg)
5. Nồng độ p hần mol : X
i
là tỉ số giữa số mol của cấu tử i chia cho tổng số mol
chất có trong dung dịch.
i
i
i
n
X
n

trên dung dịch bằng phần mol chất tan”.
0
0
A
A A B
B
o
A A B
p p np
X
p p n n
− ∆
= = =
+
Trong đó:
-
0
A
p
: là áp suất hơi của dung môi nguyên chất.
- p
A
: là áp suất hơi của dung môi.
- n
B
: số mol chất tan.
- n
A
: số mol dung môi.
- X

T∆
: là độ tăng điểm sôi của dung dịch.
- K
s
: hằng số nghiệm sôi; với:
( )
2
0
,
ons
1000
s
s
h A
R T
K c t
λ
= =
.
- m
B
: nồng độ molan của chất tan.
10. Độ hạ băng điểm của dung dịch:
b
T∆
= K
b
. m
B
Trong đó:

A A B
p p np
X K m
p p n n
− ∆
= = = =
+
SVTH: Phạm Thị Thanh Truyền 23
Luận văn tốt nghiệp
Trong đó:
- K
a
: hằng số nghiệm áp; với:
ons
1000
A
a
M
K c t= =
.
12. Độ điện ly: là đại lượng đặc trưng cho mức độ điện ly của một chất. Nó là tỉ
số giữa nồng độ chất đã điện ly với nồng độ hòa tan.
0
100%x
λ
α
λ
=
Trong đó:
-

C
α
=
14. Hằng số ion hóa của axít – bazơ:
a. Hằng số ion hóa của axít:
Chọn nước làm dung môi:
A + H
2
O
⇔
B + H
3
O
+
Áp dụng định luật tác dụng khối lượng với giả thuyết dung dịch axít là dung
dịch loãng:
[ ]
[ ] [ ]
3
2
H O B
K
A H O
+
 
 
=
=>
[ ]
[ ]

Chỉ số axit: pK
a
= - lg K
a
b. Hằng số ion hóa của bazơ :
B + H
2
O
⇔
A + OH
-
Hằng số bazơ:
[ ]
[ ]
b
OH A
K
B
−
 
 
=
Chỉ số bazơ: pK
b
= - lg K
b
c. Mối liên hệ giữa hằng số axít và hằng số bazơ của một cặp axít – bazơ
liên hợp:
[ ]
[ ]

-
] = K
W
=> pK
a
+ pK
b
= pK
W
= 14
K
W
: tích số ion của nước.
- Chỉ số hidro (Độ pH): pH = - lg[H
3
O
+
]
- Chỉ số hidroxyl ( Độ pOH): pOH = - lg[OH
-
]
15. Cách tính pH của một số dung dịch:
a. Với dung dịch axít mạnh HA, nồng độ đầu C
A
không quá nhỏ (C
A
»
10
-7
):

O → OH
-
+ HB
+
[OH
-
] = C
B
;

pOH = pC
B
pH = 14 - pC
B
c. Với dung dịch axít yếu HA, nồng độ đầu C
A
không quá nhỏ (C
A
» 10
-

7
). Bỏ qua quá trình ion hóa của nước, ta có :
HA + H
2
O
⇔
A
-
+ H

 
Giải phương trình trên ta tính được nồng độ ion hidroni.
Trường hợp [H
3
O
+
] « C
o
: [H
3
O
+
] ≈
Co x Ka
pH = ½( pK
a
+ pC
o
)
d. Với dung dịch axít yếu B, nồng độ đầu C
o
không quá nhỏ (C
o
» 10
-7
).
Bỏ qua quá trình ion hóa của nước, ta có:
B + H
2
O

Trường hợp [OH
-
] « C
o
: [OH
-
] ≈
Co x Ka
pH = 14 - ½( pK
b
+ pC
o
)
16. Tính chất axít – bazơ của các dung dịch muối:
- Dung dịch muối cation bazơ mạnh – anion axít mạnh là dung dịch trung
tính.
- Dung dịch muối cation bazơ mạnh – anion axít yếu có tính kềm.
- Dung dịch muối cation bazơ yếu– anion axít mạnh là dung dịch có tính
axít.
17. Dung dịch đệm:
Tính pH của dung dịch đệm:
SVTH: Phạm Thị Thanh Truyền 25