b. Bài tập tự giải

- Đối với trường hợp c:

278

283 6 6 6 6( ) ( )c C H l C H r0 G S dT S dT ∆ = − + + −  

283 278

Trong trường hợp này cũng vì lí do S(C6H6,l) > S(C6H6,r) mà ∆ Gc < 0. Như vậy, đối với quá trình thứ ba benzen ở trạng thái lỏng bền hơn.

Bài 6: Tính biến thiên thế đẳng áp khi nén đẳng nhiệt 10m3 oxi từ 1,013.105 đến 10,13.105 Pa tại 180C. Chấp nhận oxi là khí lý tưởng. (Trích trong sách Bài tập hóa lý cơ sở của Lâm Ngọc Thiềm)

Giải: Số mol oxi bị nén: n = (P.V)/(R.T) = (1,013.105.10)/(8,314.291) = 418,7 mol dGT = V.dP = R.T.dP/P  ∆ GT = R.T.ln (P2/P1) (1mol) Đối với 418,7 mol thì: ∆ GT = 418,7.8,314.291.ln (10,13.105/1,013.105) = 2332,5 J

Bài 7: Biến thiên thế đẳng áp chuẩn của phản ứng ở 250C H2 + Cl2 = 2HCl(k)

bằng -190348,84 J. Xác định biến thiên thế đẳng áp tạo 250C đối với phản ứng: H2 (2 atm) + Cl2 (1 atm) = 2HCl (0,1 atm) (Trích trong sách Bài tập hóa lý cơ sở của Lâm Ngọc Thiềm)

Giải: Xuất phát từ biểu thức vi phân của thế đẳng áp: dG = V.dP – S.dT Ta có đối với quá trình đẳng nhiệt: dGT = V.dP Đối với 1mol khí lý tưởng: V = R.T/P do đó: dGT = R.T.ln P

2

2 . . lnT dG R T d P =    ∆ G2 - ∆ G1 = R.T.(ln P2 – ln P1)

1

1 Nếu trạng thái (1) là trạng thái chuẩn thì từ phương tình trên ta có: ∆ GT = ∆ G0 T + R.T.(ln P – ln P0) = -190348,84 + 8,314.298.(2.ln 0,1 – ln 1 – ln 2) = -203475,803 J b. Bài tập tự giải: Bài 1: Tính ∆ G0 373 của phản ứng: CH4 + H2O(k) = CO + 3H2. Biết: Nhiệt hình thành chuẩn ∆ H0 ht 298 của CH4, H2O(k) và CO lần lượt bằng -74,8; -241,8 và -110,5 kJ/mol. Entropi chuẩn của CH4, H2O(k) và CO lần lượt bằng 186,2; 188,7 và 197,6 J/K.mol (Trong tính toán giả thiết rằng ∆ H0 và ∆ S0 không phụ thuộc T). a. Từ giá trị ∆ G0 tìm được có thể kết luận gì về khả năng tự diễn biến của phản ứng ở 373K. b. Tại nhiệt độ nào thì phản ứng đã cho tự xảy ra ở điều kiện chuẩn. (Trích trong sách Bài tập hóa học đại cương của Lâm Ngọc Thiềm) Đáp số: a. ∆ G0 = 1,26.105 J/mol; b. T > 961K Bài 2: Tính ∆ G0 của sự đông đặc ở -50C đối với nước lỏng chậm đông, biết rằng ∆ S0 của quá trình này bằng 21,3 J/K.mol và ∆ H0 = -5,8 kJ/mol tại nhiệt độ -50C. Từ kết quả tìm được, hãy cho biết về việc có hay không trạng thái cân bằng giữa nước lỏng và nước đá -50C. (Trích trong sách Bài tập hóa học đại cương của Lâm Ngọc Thiềm)

Đáp số: ∆ G0 = -92 J/mol Bài 3: Xét quá trình nóng chảy của nước đá ở 00C và 1atm ta có các dữ kiện sau đây: ∆ Hnc(H2O, 00C, 1atm) = 6,008 kJ/mol Cp(H2O, r) = 37,238 J/K.mol Cp(H2O, l) = 75,312 J/K.mol Hãy xác định biến thiên entanpi ∆ H, biến thiên entropi ∆ S và biến thiên hàm Gipxo ∆ G của hệ trong quá trình trên nhưng xảy ra đẳng áp tại 1 atm và -100C. (Trích trong sách Bài tập hóa lý của Trần Hiệp Hải) Đáp số: ∆ H263K = 5,627 kJ/mol; ∆ S263K = 20,543 J/K.mol; ∆ G263K = 222 J/mol Bài 4: Tại nhiệt độ -50C và áp suất hơi bão hòa trên benzen rắn bằng 17,1 mmHg và áp suất hơi bão hòa trên benzen lỏng chậm đông bằng 19,8 mmHg. Tính biến thiên hàm Gipxo ∆ G của trong quá trình hóa rắn 1mol benzen lỏng chậm đông tại nhiệt độ đã cho ở trên. Hơi benzen được chấp nhận là khí lý tưởng. (Trích trong sách Bài tập hóa lý của Trần Hiệp Hải) Đáp số: ∆ G = -326,77 J/mol Bài 5: Entropi của nito, oxi và oxit nito ở nhiệt độ 250C và áp suất 1atm lần lượt bằng 191,54 J/K.mol; 205,27 J/K.mol và 210,62 J/K.mol. Hãy xác định biến thiên hàm Gipxo ∆ G ở nhiệt độ 2000C và áp suất 1atm đối với phản ứng: 1/2N2 + 1/2O2 = NO Biết rằng ở áp suất đã cho ∆ G298 = 86,441 kJ/mol. Chấp nhận rằng tốc độ thay đổi của ∆ G theo T trong khoảng nhiệt độ từ 298K đến 473K là không đáng kể. (Trích trong sách Bài tập hóa lý của Trần Hiệp Hải) Đáp số: 84,303 kJ/mol

Bài 6: Ở nhiệt độ 250C entropi của lưu huỳnh rombic bằng 31,882 J/K.ntg và entropi của lưu huỳnh đơn tà bằng 32,552 J/K.ntg. Thiêt nhiệt của chúng tương ứng bằng -296,813 kJ/mol và -297,148 kJ/mol. Hãy xác định ∆ G và ∆ F trong quá trình: Srombic  Sđơn tà. Trong tính toán cho phép bỏ qua sự khác nhau giữa tỉ khối của 2 dạng lưu huỳnh nói trên. Từ kết quả thu được có thể kết luận trong điều kiện đã cho giữa 2 dạng lưu huỳnh nói trên, dạng nào bền hơn? (Trích trong sách Bài tập hóa lý của Trần Hiệp Hải) Đáp số: ∆ G298 ≈ ∆ F298 = 135,2 J/mol; ∆ G298 > 0, vậy ở 250C Srombic bền hơn.

Bài 7: Nhiệt nóng chảy của nước đá ở 00C bằng 333,46 J/g. Tỉ nhiệt của nước đá và nước lỏng lần lượt bằng 2,008 J/K.g và 4,184 J/K.g. Tính ∆ G khi làm đông đặc 1mol nước ở nhiệt độ -50C. (Trích trong sách Bài tập hóa lý của Trần Hiệp Hải) Đáp số: 5,473 J/mol

Bài 8: Ở 250C entropi của 1 nguyên tử gam than chì bằng 5,44 J/K.ntg và của kim cương bằng 2,51 J/K.ntg. Biến thiên entanpi đốt cháy của kim cương lớn hơn biến thiên entanpi đốt than chì là 418,4 J/ntg. Tính ∆ G của quá trình:

Cthan chì  Ckim cương (Trích trong sách Bài tập hóa lý của Trần Hiệp Hải) Đáp số: 454,382 J/ntg

Bài 9: Cho 1mol nước đá ở 00C và 1atm chuyển đẳng áp thành hơi nước ở 1000C. Biết rằng nhiệt nóng chảy của nước đá ở 00C và 1atm là ∆ Hnc = 334,72 J/g; nhiệt hóa hơi của nước lỏng ở 1000C và 1atm là ∆ Hhh = 2238,44 J/g; nhiệt dung đẳng áp của