BÀI TẬP Bài 1: Cho các dữ kiện sau: Năng lượng kJ.mol¯1 thăng hoa của Na 108,68 ion hóa thứ nhất của Na 495,80 liên kết của F2 155,00 Năng lượng liên kết của Cl2 mạng lưới NaF mạng lưới NaCl kJ.mol¯1 242,60 922,88 767,00 Nhiệt hình thành của NaF rắn : -573,60 kJ.mol-1 Nhiệt hình thành của NaCl rắn: -401,28 kJ.mol-1 Tính ái lực electron của F và Cl ; so sánh các kết quả thu được và giải thích. Bài 2: Năng lượng liên kết có thể được tính dựa vào biến thiên entanpi của quá trình chuyển các nguyên tử tự do thành phân tử (tính cho 1 mol). Đại lượng này thường gọi là sinh nhiệt nguyên tử. Năng lượng liên kết của các liên kết có trong một chất được định nghĩa là biến thiên entanpi của quá trình biến đổi một số Avogadro phân tử của chất đã cho thành các nguyên tử tự do. Như vậy, năng lượng liên kết ngược dấu với sinh nhiệt nguyên tử. Ở điều kiện tiêu chuẩn, cho biến thiên entanpi của phản ứng phân li các phân tử H2, Br2, của sự thăng hoa than chì (Ctc) như sau: H2(k) → 2H(k) ΔH1 = 432,2 kJ/mol Br2(l) → 2Br(h) ΔH2 = 190 kJ/mol Ctc(r) → C(k) ΔH3 = 710,6 kJ/mol. và biến thiên entanpi hình thành của CH4 và CH3Br lần lượt là: = -74,8 kJ/mol; Tính năng lượng liên kết C-Br trong CH3Br. = -35,6 kJ/mol. Bài 3: Công đoạn đầu tiên của quá trình sản xuất silic có độ tinh khiết cao phục vụ cho công nghệ bán dẫn được thực hiện bằng phản ứng: SiO2 (r) + 2C (r) Si (r) + 2CO (k) (1) 1. Không cần tính toán, chỉ dựa vào sự hiểu biết về hàm entropi, hãy dự đoán sự thay đổi (tăng hay giảm) entropi của hệ khi xảy ra phản ứng (1). 2. Tính S 0 của quá trình điều chế silic theo phản ứng (1), dựa vào các giá trị entropi chuẩn dưới đây: 0 0 0 0 SSiO = 41,8 J.K -1.mol-1; SC(r) = 5,7 J.K -1.mol-1; SSi(r) = 18,8 J.K -1.mol-1; SCO(k) = 197,6 J.K -1.mol-1. 2 (r) 3. Tính giá trị G0 của phản ứng trên ở 25 oC. Biến thiên entanpi hình thành ở điều (ΔH0f ) của kiện tiêu chuẩn SiO2 và CO có các giá trị: 0 -1 0 -1 ΔH f(SiO2 (r)) = -910,9 kJ.mol ; ΔH f(CO(k)) = -110,5 kJ.mol . 4. Phản ứng (1) sẽ diễn ra ưu thế theo chiều thuận bắt đầu từ nhiệt độ nào? (Coi sự phụ thuộc của ΔS và ΔH vào nhiệt độ là không đáng kể). Bài 3: Một mol khí lí tưởng đơn nguyên tử ở 300K và 15 atm giãn nở tới áp suất 1atm. Sự giãn nở được thực hiện bằng con đường: a) Đẳng nhiệt và thuận nghịch nhiệt động. b) Đẳng nhiệt và không thuận nghịch. c) Đoạn nhiệt và thuận nghịch. d) Đoạn nhiệt bất thuận nghịch. Trong các quá trình bất thuận nghịch, sự giãn nở chống lại áp suất 1atm. Tính Q, W, 𝛥U, 𝛥H, 𝛥Stpcho mỗi trường hợp. Bài 3: Tính S của quá trình hoá hơi 3 mol H2O (l) ở 25oC, 1atm. Cho: Hhh, H2O(l) = 40,656 kJ/mol; , CP H2O l = 75,291 (J/K.mol); CP H2O h = 33,58 (J/molK) Bài 4:: Biết ở -15°C, Phơi (H2O, l) = 1,428 (torr) ở -15°C, Phơi (H2O,r) = 1,215(torr) Hãy tính ΔG của quá trình đông đặc 1 mol H2O(l) thành nước đá ở -15°C và 1atm. Bài 5: Nhiệt hoà tan (Hht) 0,672g phenol trong 135,9g clorofom là -88J và của 1,56g phenol trong 148,69g clorofom là -172J. Tính nhiệt pha loãng đối với dung dịch có nồng độ như dung dịch thứ 2 chứa 1 mol phenol khi pha loãng đến nồng độ của dung dịch thứ nhất bằng clorofom. Bài 6: Trộn cẩn thận 1,0 mol hidro và 0,5 mol oxi ở áp suất 101,3kPa và nhiệt độ 291K trong một xi-lanh làm bằng thép dày và có pittong. Coi O2 và H2 đều là khí lí tưởng trong các điều kiện đang xét. a. Xác định ∆H, ∆S, ∆G đi kèm với quá trình trộn khí trên. b. Những giá trị nào (∆H, ∆S, ∆G) sẽ thay đổi nếu quá trình được tiến hành ở nhiệt độ khác? Nếu thay đổi hãy tính địa lượng đó ở 273K. Bài 7: Tính sự biến thiên entropi và G của sự hình thành 1 mol hỗn hợp khí lí tưởng gồm 20% N2; 50%H2 và 30%NH3 theo thể tích. Biết rằng hỗn hợp khí được tạo thành do sự khuếch tán 3 khí vào nhau bằng cách nối 3 bình đựng 3 khí thông với nhau. Nhiệt độ và áp suất của các khí lúc đầu đều ở đkc (273K, 1atm) Bài 8: Thả một viên nước đá có khối lượng 20 gam ở -25 oC vào 200 ml rượu Vodka-Hà Nội 39,5o (giả thiết chỉ chứa nước và rượu) để ở nhiệt độ 25 oC. Tính biến thiên entropi của quá trình thả viên nước đá vào rượu trên đến khi hệ đạt cân bằng. Coi hệ được xét là cô lập. Cho: R = 8,314 J.mol-1.K-1; khối lượng riêng của nước là 1g.ml-1 và của rượu là 0,8 g.ml-1; nhiệt dung đẳng áp của nước đá là 37,66 J.mol-1.K-1, của nước lỏng là 75,31 J.mol-1.K-1 và của rượu là 113,00 J.mol-1.K-1. Nhiệt nóng chảy của nước đá là 6,009 kJ.mol-1.