Cho các phản ứng:

(1) N2 (k) + O2 (k) ⇌ 2NO (k) DH° > 0

(2) N2 (k) + 3H2 (k) ⇌ 2NH3 (k) DH° < 0

(3) MgCO3 (r) ⇌ MgO (r) + CO2 (k) DH° > 0

Với phản ứng nào ta nên dùng nhiệt độ cao và áp suất thấp để cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.

Hằng số cân bằng KC được tính bằng tỷ lệ nồng độ của các sản phẩm phản ứng trên nồng độ của các chất phản ứng, mỗi nồng độ được nâng lên lũy thừa bằng hệ số của chất đó trong phương trình phản ứng cân bằng. Chất rắn và chất lỏng nguyên chất không xuất hiện trong biểu thức KC.
\(K_C = \frac{[HCl]^2[SO]}{[SCl_2]}\) do H2O ở trạng thái lỏng nguyên chất

Để xác định số cấu tử (C), số pha (P) và số bậc tự do (F) của hệ, ta thực hiện như sau:

- Số cấu tử (C): Số cấu tử độc lập tối thiểu cần thiết để biểu diễn thành phần của tất cả các pha trong hệ. Trong trường hợp này, có 3 chất: CaCO3, CaO và CO2. Tuy nhiên, do có cân bằng CaCO3(r) ⇌ CaO(r) + CO2(k), nên số cấu tử độc lập giảm đi 1. Do đó, C = 3 - 1 = 2.

- Số pha (P): Số pha là số lượng các vùng đồng nhất về mặt hóa học và vật lý, được phân tách rõ ràng. Trong hệ này, CaCO3 và CaO là chất rắn, mỗi chất tạo thành một pha riêng biệt, và CO2 là khí, tạo thành một pha khác. Vậy, số pha P = 3.

- Số bậc tự do (F): Số bậc tự do được tính bằng công thức F = C - P + n, trong đó n là số yếu tố ảnh hưởng (thường là nhiệt độ và áp suất, nên n = 2). Vậy, F = 2 - 3 + 2 = 1.

Vậy, hệ có số cấu tử là 2, số pha là 3, và số bậc tự do là 1.

Để tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng, ta sử dụng công thức:

ΔH = Σ(n_{sản phẩm} * ΔH_{f, sản phẩm}) - Σ(n_{phản ứng} * ΔH_{f, phản ứng})

Trong đó:

• ΔH là hiệu ứng nhiệt của phản ứng
• n_i là số mol của chất i
• ΔH_{f, i} là nhiệt tạo thành tiêu chuẩn của chất i

Áp dụng vào phản ứng:

2NH₃ (k) + 5/2O₂ (k) → 2NO (k) + 3H₂O (k)

Ta có:

ΔH = [2 * ΔH_{f, NO} + 3 * ΔH_{f, H2O}] - [2 * ΔH_{f, NH3} + 5/2 * ΔH_{f, O2}]

Vì nhiệt tạo thành tiêu chuẩn của O₂ ở trạng thái cơ bản bằng 0, nên:

ΔH = [2 * (+90.4) + 3 * (-241.8)] - [2 * (-46.3) + 5/2 * 0]

ΔH = [180.8 - 725.4] - [-92.6 + 0]

ΔH = -544.6 + 92.6

ΔH = -452 kJ

Vậy hiệu ứng nhiệt của phản ứng là -452 kJ.