CHÀO
CÁC
EM
LỚP
10
ENTROPY VÀ BIẾN THIÊN NĂNG LƯỢNG TỰ DO GIBBS
BÀI
4
VẬN DỤNG
TÌM TÒI
4
HÌNH
THÀNH
KIẾN THỨC
2
LUYỆN
TẬP
3
KHỞI
ĐỘNG
1
CÁC HOẠT ĐỘNG
KHỞI
ĐỘNG
Các tổ lần lượt mở
nút chai đựng nước
hoa, giấm, sáp
thơm, cồn đã chuẩn
bị. trả lời các câu
hỏi sau:
Câu
2
Lấy ví dụ về hiện tượng trên
xảy ra trong tự nhiên ?
Hiện tượng gì xảy ra sau khi
mở nút chai chứa các chất trên?
Nguyên
nhân
của
hiện
tượng
đó?
Câu
1
Khi mở nút chai chứa
các chất trên sẽ có mùi
thơm tỏa ra (nước hoa,
sáp thơm), mùi giấm,
mùi cồn.
Nguyên
nhân:
do
các
phân
tử
của
thành
phần nước hoa, giấm,
sáp thơm, cồn khuếch
tán vào không khí.
Quá trình trên là quá trình tự
xảy
ra.
Quá
trình
ngược
lại
KHÔNG tự xảy ra được
Video mô phỏng sự khuếch tán các phân tử
khí vào không khí
Một số ví dụ về hiện tượng trên xảy ra
trong tự nhiên ?
Một số ví dụ về hiện tượng trên xảy ra
trong tự nhiên ?
Nước đá tan chảy
Lốp xe bị xì
Bóng bay bị xì
Kem tan
Các phản ứng hóa học cũng có phản ứng tự xảy
ra và có phản ứng KHÔNG tự xảy ra.
Các quá trình trong tự nhiên có xu hướng xảy ra
theo chiều tăng độ mất trật tự (hỗn loạn) của các
tiểu phân trong hệ, gọi đó là quá trình tăng
entropy.
Chúng ta sẽ tìm hiểu về entropy cũng như các
ảnh hưởng của nó đến chiều hướng diễn biến của
phản ứng hóa học.
HÌNH THÀNH KIẾN THỨC
BÀI 4 - ENTROPY VÀ BIẾN THIÊN
NĂNG LƯỢNG TỰ DO GIBBS
TIẾT 1 - ENTROPY
TIẾT 2 - BIẾN THIÊN ENTROPY
TRONG PHẢN ỨNG HÓA HỌC
Cả lớp chia
thành 4 nhóm
PHT số 1
Câu 1: Hình A, B, C mô tả sự sắp xếp của các phân tử nước ở 3
trạng thái khác nhau. Hãy sắp xếp các hình trên theo mức độ tăng
dần của độ “mất trật tự” của hệ. Gắn 3 trạng thái tương ứng của
nước vào 3 hình trên.
Câu 2: Mức độ “mất trật tự” của các phân tử nước phụ thuộc vào
các yếu tố gì? Giải thích?
Hình A
Hình B
Hình C
Nước (rắn)
Hình A
Nước (lỏng)
Hình B
Nước (hơi/ khí)
Hình C
Câu 1: Độ mất trật tự tăng dần: Rắn < Lỏng < Khí
NHIỆT ĐỘ
Khi tăng nhiệt độ, các phân tử chuyển
động hỗn loạn hơn làm mức độ mất trật tự
của hệ tăng lên làm entropy của hệ tăng.
0
1
THỂ (TRẠNG THÁI)
Khi chuyển trạng thái từ rắn sang lỏng và
khí làm liên kết giữa các hạt càng yếu, dao
động của các hạt càng mạnh dẫn đến độ mất
trật tự càng cao làm entropy của hệ tăng lên.
0
2
Câu 2: Mức độ “mất trật tự” của các phân tử nước phụ thuộc vào
Để đánh giá mức độ mất trật tự
của hệ, người ta sử dụng đại
lượng entropy (kí hiệu S).
- Entropy (S) là đại lượng đặc trưng cho độ mất trật tự của các tiểu phân
(phân tử, nguyên tử, ion) trong một hệ ở một trạng thái và điều kiện xác
định → Entropy càng lớn hệ càng mất trật tự.
- Khi cùng một chất, entropy tăng khi tăng nhiệt độ hoặc khi chuyển từ thể
rắn, lỏng sang khí.
- Đơn vị của entropy: thường J/mol.K
- Entropy chuẩn (298
o
K, 1 bar = 0,99atm) kí hiệu S
I. ENTROPY (S)
BÀI 4 - ENTROPY VÀ BIẾN THIÊN NĂNG
LƯỢNG TỰ DO GIBBS
o
298
PHT số 2
Câu 1. Cho phản ứng tổng quát: aA + bB → cC + dD.
( Với A, B, C, D: các chất; a, b,c, d: chỉ số cân bằng của các chất trên phương trình)
Nghiên cứu mục 2 trang 28 sách chuyên đề (SCĐ), xây dựng công thức tính biến thiên
entropy cho phản ứng tổng quát trên ở điều kiện bất kì S và điều kiện chuẩn ?
Câu 2. Lấy giá trị entropy chuẩn của các chất tương ứng từ bảng 4.1 trang 29 SCĐ,
hãy tính cho các quá trình sau
a.H
2
O
(l)
→ H
2
O
(g)
(1)
b.2H
2 (g)
+ O
2(g)
→ 2H
2
O
(g)
(2)
c.C
(grafit,s)
+ O
2 (g)
→ CO
2 (g)
(3)
Câu 3. Hãy giải thích tại sao của (1) lại dương, của (2) lại âm, của (3) lại lớn hơn 0
không đáng kể? Em kết luận gì từ hiện tượng trên?
Phản ứng tổng quát:
aA + bB → cC + dD
Biến thiên entropy ở điều kiện bất kì:
= [c.S
C
+ d.S
D
] – [a.S
A
+ b.S
B
]
Δ
r
S
Biến thiên entropy ở điều kiện chuẩn:
= [c.S + d.S ] – [a.S
+ b.S
]
Δ
r
S
o
298
o
298, C
o
298, D
o
298, A
o
298,B
Câu 1
II. BIẾN THIÊN ENTROPY TRONG PHẢN ỨNG
HÓA HỌC
Chất
Chất
Chất
H
2
(g)
130,60
H
2
O
(l)
69,94
CO
2
(g)
213,70
O
2
(g)
205,03
H
2
O (g)
188,72
C
(graphite, s)
5,69
Chất
Chất
Chất
H
2
(g)
130,60
H
2
O
(l)
69,94
CO
2
(g)
213,70
O
2
(g)
205,03
H
2
O (g)
188,72
C
(graphite, s)
5,69
Bảng giá trị entropy chuẩn (J/mol.K)
a. H
2
O
(l)
→ H
2
O
(g )
(1)
b. 2H
2 (g)
+ O
2(g)
→ 2H
2
O
(g)
(2)
= 188,72 - 69,94
Δ
r
S
o
298
= 118,78 J/K
c. C
(grafit,s)
+ O
2 (g)
→ CO
2 (g)
(3)
= 2.188,72 - ( 2.130,60 + 205,03)
Δ
r
S
o
298
= -88,79 J/K
= 213,70 - ( 205,03+5,69)
Δ
r
S
o
298
= 2,98 J/K
VD
Câu
2
a. H
2
O
(l)
→ H
2
O
(g )
(1)
b. 2H
2 (g)
+ O
2(g)
→ 2H
2
O
(g)
(2)
= 118,78 J/K
Δ
r
S
o
298
> 0 ; do tăng số phân tử khí → làm tăng sự hỗn loạn trong hệ
→ tăng entropy
c. C
(grafit,s)
+ O
2 (g)
→ CO
2 (g)
(3)
= -88,79 J/K
Δ
r
S
o
298
= 2,98 J/K
Δ
r
S
o
298
Δ
r
S
o
298
< 0 ; do giảm số phân tử khí → làm giảm sự hỗn loạn trong hệ
→ giảm entropy
Δ
r
S
o
298
≈
0 ; do số phân tử khí trước và sau phản ứng bằng nhau →
mức độ hỗn loạn của các phân tử tăng không đáng kể → entropy
tăng không đáng kể.
Δ
r
S
o
298
VD
Câu 3
CHÚ
Ý
- Các phản ứng hóa học mà
+ Làm tăng số mol (số phân tử) khí có ΔS>0
+ Làm giảm số mol (số phân tử) khí có ΔS<0
+ Không làm thay đổi số mol (số phân tử) khí hoặc phản ứng
không có chất khí sẽ có ΔS nhỏ
- Quá trình hòa tan, bay hơi có ΔS>0
- Quá trình ngưng tụ, hóa rắn, kết tinh từ dung dịch có ΔS<0
CHÚ Ý
LUYỆN TẬP
Câu 1:
Câu 2. (Bài 1/32-SCĐ)
Câu 3: Dãy nào sau đây được sắp xếp theo chiều tăng giá trị entropy chuẩn?
A. CO
2 (s)
< CO
2
(l)
< CO
2 (g)
B. CO
2 (g)
< CO
2 (l)
< CO
2 (s)
C. CO
2 (s)
< CO
2 (g)
< CO
2 (l)
D. CO
2 (g)
< CO
2 (s)
< CO
2 (l)
Câu 4: Phản ứng nào dưới đây xảy ra kèm theo sự giảm entropy?
A. Ag
+
(aq)
+ Cl
-
(aq)
→ AgBr
(s)
B. N
2
O
4
(g)
→ 2NO
2
(g)
C. C
(s)
+ CO
2
(g)
→ 2CO
(g)
D. 2HCl
(aq)
+ Fe
(s)
→ FeCl
2 (aq)
+ H
2
(g)
Câu 5. Bài 2/32 - SCĐ
Câu 6. Tính cho các phản ứng sau
a.SO
2
(g) + ½ O
2
(g) → SO
3
(g) (1)
b.SO
3
(g) → SO
2
(g) + ½ O
2
(g) (2)
So sánh giá trị của (2) với (1). Giải thích?
Bromine lỏng bay hơi Iodine rắn thăng hoa
Các em thảo luận và
trả lời câu hỏi trong
phiếu học tập số 3
Các em thảo luận và
trả lời câu hỏi trong
phiếu học tập số 3
PHT số 3
Quá trình bay hơi của bromine, thăng hoa của iodine làm tăng hay giảm entropy? Giải thích?
January : Add the summary here
February : Add the summary here
March : Add the summary here
April : Add the summary here
May : Add the summary here
Jun : Add the summary here
July: Add the summary here
August : Add the summary here
September : Add the summary here
October : Add the summary here
November : Add the summary here
December : Add the summary here
Year Planner
Entrop
y
- Quá trình bay hơi của
bromine: Chuyển trạng
thái từ lỏng sang hơi làm
tăng sự mất trật tự của các
phân tử nên làm tăng
entropy.
- Quá trình thăng hoa của
iodine: Chuyển trạng thái
từ rắn sang hơi làm tăng
sự mất trật tự của các
phân tử nên làm tăng
entropy.
Câu 1
Khi hòa tan propanol vào
nước, entropy tăng cao hơn
vì các phân tử bị pha trộn
Trộn chất lỏng hoặc chất rắn hòa tan vào
dung môi thường làm tăng entropy
Câu 2:
Quá trình trộn
nước và propanol
làm tăng sự hỗn
loạn của các phân
tử trong dung
dịch nên làm tăng
entropy của hệ.
Dãy nào sau đây được sắp xếp theo
chiều tăng giá trị entropy chuẩn?
Câu
3
A
CO
2 (s)
< CO
2
(l)
< CO
2 (g)
B. CO
2 (g)
< CO
2 (l)
< CO
2 (s)
B
C
D
CO
2 (g)
< CO
2 (l)
< CO
2 (s)
CO
2 (s)
< CO
2 (g)
< CO
2 (l)
CO
2 (g)
< CO
2 (s)
< CO
2 (l)
Vì S
rắn
< S
lỏng
< S
khí
nên đáp án đúng là:
A
Ag
+
(aq)
+ Cl
-
(aq)
→ AgBr
(s)
A
N
2
O
4
(g)
→ 2NO
2
(g)
B
C
(s)
+ CO
2
(g)
→ 2CO
(g)
C
2HCl
(aq)
+ Fe
(s)
→FeCl
2 (aq)
+ H
2
(g)
D
ΔS < 0, do phản ứng tạo thành
chất rắn.
Ag
+
(aq)
+ Cl
-
(aq)
→ AgBr
(s)
ΔS > 0, do số mol chất khí
tăng.
N
2
O
4
(g)
→ 2NO
2
(g)
ΔS > 0, do số mol chất khí
tăng.
C
(s)
+ CO
2
(g)
→ 2CO
(g)
ΔS > 0, do ban đầu không có chất
khí, sau pư tạo thành chất khí.
2HCl
(aq)
+ Fe
(s)
→FeCl
2 (aq)
+ H
2
(g)
Câu 4: Phản ứng nào dưới đây xảy
ra kèm theo sự giảm entropy?
STE
P
STE
P
STE
P
D
STE
P
A
B
C
0
4
Câu 5: Dự đoán phản ứng nào có ΔS >0; ΔS < 0 ΔS
≈
0 ? Giải thích
C
(s)
+ CO
2
(g)
→ 2CO
(g)
CO
(g)
+ O
2
(g)
→ CO
2
(g)
H
2 (g)
+ Cl
2
(g)
→ 2HCl
(g)
S
(r)
+ O
2
(g)
→ SO
2
(g)
ΔS > 0 do tăng số phân tử khí
ΔS < 0 do giảm số phân tử khí
ΔS ≈ 0 do số phân tử khí không đổi
ΔS ≈ 0 do số phân tử khí không đổi
1
2
STE
P
ΔS > 0 do tăng số phân tử khí
E
Zn
(r)
+ 2HCl
(aq)
→ ZnCl
2
(aq)
+ H
2 (g)
E
Câu 6. Tính cho các phản ứng sau, so sánh giá trị của (2) với (1). Giải thích?
a.SO
2
(g) + ½ O
2
(g) → SO
3
(g) (1)
b.SO
3
(g) → SO
2
(g) + ½ O
2
(g) (2)
Chất
Chất
Chất
SO
2
(g)
248,10
SO
3
(g)
256,66
O
2
(g)
205,03
Chất
Chất
Chất
SO
2
(g)
248,10
SO
3
(g)
256,66
O
2
(g)
205,03
Bảng giá trị entropy
chuẩn (J/mol.K)
= 256,66 - ( 1/2.205,03 + 248,10)
Δ
r
S
o
298
= -93,955 J/K
= ( 1/2.205,03 + 248,10) - 256,66
Δ
r
S
o
298
= 93,955 J/K
Giá trị tuyệt đối của phản ứng (2) bằng của phản ứng (1) nhưng ngược
dấu.
Nguyên nhân: Phản ứng (2) xảy ra làm số phân tử khí tăng, làm tăng sự hỗn
loạn trong hệ nên làm entropy tăng lên.
Δ
r
S
o
298
VẬN DỤNG
NaCl tan trong nước NaCl nóng chảy
Quá trình NaCl tan
trong nước, NaCl
nóng chảy làm tăng
hay giảm entropy?
Giải thích?
Học bài cũ
Đọc trước nội dung 3 SCĐ
DẶN DÒ
Bromine lỏng bay hơi và Iodine rắn thăng hoa
Phản ứng tổng quát: aA + bB → cC + dD
Biến thiên entropy ở điều kiện bất kì:
= [c.S
C
+ d.S
D
] – [a.S
A
+ b.S
B
]
Δ
r
S
Biến thiên entropy ở điều kiện chuẩn:
= [c.S + d.S ] – [a.S
+ b.S
]
Δ
r
S
o
298
o
298, C
o
298, D
o
298, A
o
298,B
II. BIẾN THIÊN ENTROPY TRONG PHẢN ỨNG HÓA HỌC
BÀI 4 - ENTROPY VÀ BIẾN THIÊN NĂNG
LƯỢNG TỰ DO GIBBS
