đại cương về lí thuyết của các
quá trình hoá học
I- Nhiệt động lực học hoá học
I.1. Nguyên lí I- Nhiệt hoá học
1.1- Nguyên lí I ( Định luật bảo toàn năng lượng )
Năng lượng không tự nhiên sinh ra, không tự nhiên mất đi mà chỉ biến đổi từ dạng này sang dạng khác.
Biểu thức: U = Q – A ( 1 )

U hàm nội năng;
U là biến thiên nội năng của hệ trong một quá trình biến đổi
U là hàm trạng thái ( chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và trạng thái cuối không phụ thuộc vào cách thực hiện phản ứng)
Q là nhiệt kèm theo quá trình trên
A là công kèm theo quá tình trên mà hệ trải qua
- Quá trình xảy ra đẳng áp: P = const
A = P. V ( A thường là công giãn nở )
( 1 ) ( U = Q – P. V
( Q = U + P. V = ( U2 + P.V2) - (U1 + P. V1 ) (2)
Đặt H = U + P.V
H được gọi là hàm entapi ( hiệu ứng nhiệt đẳng áp ). U là hàm trạng thái.
Do đó H là hàm trạng thái
(2) ( Q = H = H2 - H1 = Hsp - Hcđ U + P. V ( 3 )
1.2- Nhiệt hoá học
a) Định luật Hess : Nhiệt của phản ứng hoá học chỉ phụ thuộc vào bản chất và trạng thái của các chất đầu và cuối, không phụ thuộc vào cách tiến hành phản ứng, nghĩa là không phụ thuộc vào số lượng và đặc trưng của các giai đoạn trung gian.
b) Từ nguyên lí I : U, H là các hàm trạng thái nên U, H không phụ thuộc vào cách tiến hành quá trình mà chỉ phụ thuộc vào trạng thái chất đầu và chất cuối ( Nội dung nguyên lí I là nội dung của định luật Hess
c) Dấu của H
Hệ toả nhiệt H < 0
Hệ thu nhiệt H > 0
VD: H2(k) + 1/2O2(k) = H2O(k) ; H = -57,8 (kcal/mol) ( phản ứng thu nhiệt
d) Hệ quả:
- Nếu phản ứng thuận có hiệu ứng nhiệt H thì phản ứng nghịch có hiệu ứng nhiệt là H
- Hiệu ứng nhiệt của một chu trình bằng không
VD1: Hãy xác định nhiệt của quá trình oxi hoá C(r) thành CO(k), biết thực nghiệm thu được
C(r) + O2(k) = CO2(k) H1 = -393,365 (kJ/mol)
CO(k) + 1/2 O2(k) = CO2(k) H2 = - 282,7189 (kJ/mol)
Giải: Thiết lập chu trình phản ứng dựa theo nội dung của định luật Hess


C(r) COk
H1
H2
CO2 k
Từ chu trình ta có các mối liên hệ:
Cr + O2 k = CO2 k ; H1
CO2 k = COk + 1/2O2 k ; H2
________________________________
C(r) + 1/2 O2(k) = CO(k) ; Hx = H1 H2 = - 110,4176 (kJ)
Bài tập:
Bài 1: Xác định H của phản ứng: S (r) + 3/2O2(k) = SO3(k) ; H1 = ?
Biết : S(r) + O2(k) = SO2(k) ; H2 = - 297 (kcal/mol)
SO2(k) + 1/2O2(k) =