Trong tự nhiên, các quá trình tự diễn biến xảy ra theo xu hướng: làm

Trong tự nhiên, các quá trình tự diễn biến xảy ra theo xu hướng: làm giảm năng lượng hóa học - enthalpy (\(\Delta H < 0\)) và làm tăng độ mất trật tự của hệ - entropy (\(\Delta S > 0\)). Khi xét đến quá trình hóa học có tự xảy ra hay không phải xét đồng thời cả biến thiên enthalpy và biến thiên entropy, thông qua biến thiên năng lượng Gibbs (\(\Delta G\)) (ở nhiệt độ và áp suất không đổi): \({\Delta _r}G_T^o = {\Delta _r}H_T^o - T.{\Delta _r}S_T^o\).

Trong đó:

\({\Delta _r}H_T^o\,(kJ/mol)\) là biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng ở nhiệt độ T, bằng tổng nhiệt tạo thành chuẩn của các chất sản phẩm trừ đi tổng nhiệt tạo thành của các chất tham gia. Phản ứng tỏa nhiệt thì \({\Delta _r}H^\circ \) có giá trị âm còn phản ứng thu nhiệt thì \({\Delta _r}H^\circ \) có giá trị dương.

\({\Delta _r}S_T^o\,(J/mol.K)\) là biến thiên entropy chuẩn của phản ứng ở nhiệt độ T, bằng tổng entropy chuẩn của các chất sản phẩm trừ đi tổng entropy của các chất tham gia;

\(T\) là nhiệt độ tại đó xảy ra phản ứng (theo thang Kelvin);

\({\Delta _r}G_T^o\) là biến thiên năng lượng tự do Gibbs chuẩn của phản ứng ở nhiệt độ \(T\).

Dựa vào \({\Delta _r}G_T^o\) có thể dự đoán hoặc giải thích được chiều hướng của một phản ứng hóa học ở nhiệt độ \(T\):

\({\Delta _r}G_T^o < 0\) phản ứng sẽ tự xảy ra, giá trị \({\Delta _r}G_T^o\) càng âm, phản ứng càng dễ xảy ra;

\({\Delta _r}G_T^o = 0\) phản ứng đạt trạng thái cân bằng;

\({\Delta _r}G_T^o > 0\) phản ứng không tự xảy ra.

Trả lời cho các câu 1, 2, 3, 4, 5, 6 dưới đây:

Câu hỏi số 1:

Thông hiểu

lớn hơn nhỏ hơn

Kéo thả cụm từ thích hợp vào chỗ trống

Để một phản ứng không tự xảy ra ở mọi nhiệt độ thì biến thiên enthalpy của phản ứng đó0 và biến thiên entropy của phản ứng đó0.

Đáp án đúng là: lớn hơn; nhỏ hơn

Xem lời giải

Câu hỏi:768200

Phương pháp giải

Biến đổi biểu thức \({\Delta _r}G_T^o = {\Delta _r}H_T^o - T.{\Delta _r}S_T^o\) để rút ra giá trị của biến thiên enthalpy và biến thiên entropy của phản ứng so với 0.

Giải chi tiết

- Để một phản ứng không tự xảy ra ở mọi nhiệt độ thì giá trị biến thiên năng lượng tự do Gibbs của phản ứng luôn luôn lớn hơn 0 ở mọi nhiệt độ.

\( \Rightarrow {\Delta _r}H_T^o - T.{\Delta _r}S_T^o > 0\,\forall \,T\)

Mà nhiệt độ của phản ứng luôn luôn lớn hơn \(0K\) (không có nhiệt độ 0K)

Vậy để biểu thức trên luôn lớn hơn 0 ở mọi nhiệt độ thì \({\Delta _r}H_T^o > 0\) và \({\Delta _r}S_T^o < 0\).

⇒ Để một phản ứng không tự xảy ra ở mọi nhiệt độ thì biến thiên enthalpy của phản ứng đó lớn hơn 0 và biến thiên entropy của phản ứng đó nhỏ hơn 0.

Đáp án cần chọn là: lớn hơn; nhỏ hơn

Câu hỏi số 2:

Thông hiểu

Các nhận định sau là đúng hay sai?

	Đúng	Sai
a) Phản ứng tỏa nhiệt luôn có khả năng tự xảy ra.\(\)
b) Có thể kết luận ngay là phản ứng không tự xảy ra khi \({\Delta _r}G_T^o\) của phản ứng dương tại điều kiện đang xét.
c) Có thể căn cứ vào hiệu ứng nhiệt để dự đoán khả năng tự phát của phản ứng ở nhiệt độ thường.
d) Ở ≈ 1000K, khả năng tự phát của phản ứng hóa học chủ yếu chỉ phụ thuộc vào giá trị biến thiên enthalpy.

Đáp án đúng là: S; Đ; S; S

Xem lời giải

Câu hỏi:768202

Phương pháp giải

Biến đổi biểu thức \({\Delta _r}G_T^o = {\Delta _r}H_T^o - T.{\Delta _r}S_T^o\) để rút ra giá trị của biến thiên enthalpy và biến thiên entropy của phản ứng tại các điều kiện ứng với từng nhận định.

Giải chi tiết

- Nhận định (1): Sai. Nếu biến thiên enthalpy nhỏ hơn 0 nhưng nhỏ hơn tích \[T.{\Delta _r}S_T^o\] thì giá trị biến thiên năng lượng Gibbs sẽ lớn hơn 0 và phản ứng không tự xảy ra.\(\)

- Nhận định (2): Đúng.

- Nhận định (3): Sai. Khả năng tự phát của phản ứng hóa học phụ thuộc vào nhiệt độ và biến thiên entropy của phản ứng hóa học, xác định bởi giá trị biến thiên năng lượng tự do Gibbs chứ không phải chỉ dựa vào hiệu ứng nhiệt.

- Nhận định (4): Sai. Ở nhiệt độ cao (như ≈ 1000K), thành phần \[T.{\Delta _r}S_T^o\] trở nên đáng kể so với \({\Delta _r}H_T^o\,\). Điều này có nghĩa là cả biến thiên enthalpy (\({\Delta _r}H_T^o\,\)) và biến thiên entropy (\({\Delta _r}S_T^o\)) đều ảnh hưởng đến khả năng tự phát của phản ứng.

Đáp án cần chọn là: S; Đ; S; S

Câu hỏi số 3:

Thông hiểu

Nhận định nào dưới đây là chính xác?

Phản ứng thu nhiệt mạnh

A. Không thể xảy ra tự phát ở mọi nhiệt độ nếu biến thiên entropy của phản ứng dương.

B. Có thể xảy ra tự phát ở nhiệt độ thấp.

C. Có thể xảy ra tự phát ở nhiệt độ cao nếu biến thiên entropy của phản ứng âm.

D. Có thể xảy ra tự phát ở nhiệt độ cao nếu biến thiên entropy của nó dương.

Đáp án đúng là: D

Xem lời giải

Câu hỏi:768203

Phương pháp giải

- Phản ứng thu nhiệt mạnh: \({\Delta _r}H_T^o > 0\) (biến thiên enthalpy dương).

- Điều kiện tự phát: \({\Delta _r}G_T^o < 0\) (biến thiên năng lượng tự do Gibbs âm).

- Công thức Gibbs: \({\Delta _r}G_T^o = {\Delta _r}H_T^o - T.{\Delta _r}S_T^o\). Phản ứng thu nhiệt mạnh là phản ứng có biến thiên enthalpy nhỏ hơn 0 và rất âm.

Giải chi tiết

Để phản ứng thu nhiệt mạnh xảy ra tự phát (\({\Delta _r}G_T^o < 0\)), ta cần \(T.{\Delta _r}S_T^o > {\Delta _r}H_T^o\), nghĩa là, nhiệt độ (\(T\)) phải đủ cao và biến thiên entropy (\({\Delta _r}S_T^o\)) phải dương (tăng độ hỗn loạn).

Đáp án cần chọn là: D

Câu hỏi số 4:

Thông hiểu

Chọn các đáp án đúng

Một phản ứng có thể tự xảy ra khi

\(\Delta H < 0\) (rất âm), \(\Delta S < 0\) , nhiệt độ thường.

\(\Delta H < 0\), \(\Delta S > 0\).

\(\Delta H > 0\) (rất lớn), \(\Delta S > 0\), nhiệt độ thường.

\(\Delta H > 0\), \(\Delta S > 0\), nhiệt độ cao.

Đáp án đúng là: A; C; D

Xem lời giải

Câu hỏi:768204

Phương pháp giải

- Điều kiện tự phát: \({\Delta _r}G_T^o < 0\) (biến thiên năng lượng tự do Gibbs âm).

- Công thức Gibbs: \({\Delta _r}G_T^o = {\Delta _r}H_T^o - T.{\Delta _r}S_T^o\). Phản ứng thu nhiệt mạnh là phản ứng có biến thiên enthalpy nhỏ hơn 0 và rất âm.

Giải chi tiết

Các điều kiện kết hợp với nhau để biến thiên năng lượng tự do Gibbs có thể nhỏ hơn 0 là:

+ \(\Delta H < 0\) (rất âm), \(\Delta S < 0\) , nhiệt độ thường

+ \(\Delta H < 0\), \(\Delta S > 0\).

+ \(\Delta H > 0\), \(\Delta S > 0\), nhiệt độ cao.

Đáp án cần chọn là: A; C; D

Câu hỏi số 5:

Thông hiểu

Điền từ không quá một tiếng và số nguyên thích hợp vào chỗ trống

Biến thiên enthalpy và entropy của phản ứng \(2S{O_2}\left( g \right) + {O_2}\left( g \right) \to 2S{O_3}\left( g \right)\)ở 25^oC lần lượt là \({\Delta _r}{H^o} = - 198{\rm{ }}kJ\)và \({\Delta _r}{S^o} = - 187{\rm{ }}J/K\).

- Khi tăng nhiệt độ, giá trị của \({\Delta _r}{G^o}\) .

- Tại khoảng nhiệt độ lớn hơn K thì phản ứng tự xảy ra.

Đáp án đúng là: tăng; 1059

Xem lời giải

Câu hỏi:768205

Phương pháp giải

Công thức Gibbs: \({\Delta _r}G_T^o = {\Delta _r}H_T^o - T.{\Delta _r}S_T^o\). Phản ứng thu nhiệt mạnh là phản ứng có biến thiên enthalpy nhỏ hơn 0 và rất âm.

Giải chi tiết

- Khi tăng nhiệt độ của phản ứng mà giá trị enthalpy và entropy không đổi thì giá trị của \({\Delta _r}{G^o}\) tăng ( T tăng làm cho \(T.{\Delta _r}{S^o}\) càng âm, \({\Delta _r}H^\circ --T.{\Delta _r}S^\circ \) càng dương).

- Để phản ứng không tự xảy ra được thì

\({\Delta _r}{G^o} > 0 \Rightarrow - 198 - T.( - 187){.10^{ - 3}} > 0 \Rightarrow - 198 + 0,187T > 0 \Rightarrow T > 1059\,(K)\)

Từ/số cần điền: tăng/1059

Đáp án cần điền là: tăng; 1059

Câu hỏi số 6:

Vận dụng

Xét phản ứng sau: \(CaC{O_3}\left( s \right) \to CaO\left( s \right) + C{O_2}\left( g \right)\). Giả sử giá trị enthalpy và entropy của phản ứng không thay đổi theo nhiệt độ. Mối liên hệ giữa \({\Delta _r}G^\circ \)và T (K) của phản ứng trên như sau:

Hãy chọn nhận xét sai

A. Phản ứng trên là phản ứng thu nhiệt và có thể tự xảy ra ở nhiệt độ trên 1110 K.

B. Phản ứng trên không xảy ra ở nhiệt độ phòng nhưng có thể tự xảy ra ở nhiệt độ trên 1110 K.

C. Phản ứng trên là phản ứng thu nhiệt và không tự xảy ra ở nhiệt độ phòng.

D. Phản ứng trên là phản ứng tỏa nhiệt và tự xảy ra ở nhiệt độ phòng.

Đáp án đúng là: D

Xem lời giải

Câu hỏi:768207

Phương pháp giải

Dựa vào biểu đồ và mối quan hệ giữa các đại lượng trong biểu thức tính biến thiên năng lượng Gibbs.

Giải chi tiết

- Nhận định A: Đúng. Trên 1110K thì giá trị \({\Delta _r}{G^o} < 0\) nên trên 1110K thì phản ứng tự xảy ra.

- Nhận định B: Đúng. Tại nhiệt độ phòng là khoảng 25^oC tương đương 298K, \({\Delta _r}{G^o} > 0\) nên phản ứng không tự xảy ra được. Trên 1110K thì giá trị \({\Delta _r}{G^o} < 0\) nên trên 1110K thì phản ứng tự xảy ra.

- Nhận định C: Đúng. Ở nhiệt độ phòng dưới 1000K thì giá trị \({\Delta _r}{G^o}\) được quyết định chủ yếu bởi giá trị \({\Delta _r}{H^o}\) nên biến thiên enthalpy của phản ứng ở nhiệt độ phòng sẽ lớn hơn 0 để \({\Delta _r}{G^o} > 0\), phản ứng là phản ứng thu nhiệt và không tự xảy ra ở nhiệt độ phòng.

- Nhận định D: Sai.

Đáp án cần chọn là: D

Quảng cáo

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K8 Chú ý! Lộ Trình Sun 2026 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi 26+ TN THPT, 90+ ĐGNL HN, 900+ ĐGNL HCM, 70+ ĐGTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com.Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, luyện thi theo 3 giai đoạn: Nền tảng lớp 12, Luyện thi chuyên sâu, Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.