Chọn phương án đúng: (1) Có thể kết luận ngay là phản ứng không tự xảy ra khi DG của phản ứng dương tại điều kiện đang xét. (2) Có thể căn cứ vào hiệu ứng nhiệt để dự đoán khả năng tự phát của phản ứng ở nhiệt độ thường. (3) Ở > 1000K, khả năng tự phát của phản ứng hóa học không phụ thuộc vào giá trị biến thiên enthanpy của phản ứng đó. (4) Nhiệt tạo thành tiêu chuẩn của một chất hóa học là một đại lượng không đổi ở giá trị nhiệt độ xác định.

Chọn câu đúng. Phản ứng thu nhiệt mạnh:

Lời giải:

Đáp án đúng: D

Phản ứng thu nhiệt mạnh có ΔH > 0. Để phản ứng xảy ra tự phát (ΔG < 0), ta có công thức ΔG = ΔH - TΔS. Do ΔH > 0, để ΔG < 0 thì TΔS phải đủ lớn và lớn hơn ΔH. Điều này xảy ra khi nhiệt độ T cao và ΔS > 0. Vậy phản ứng thu nhiệt mạnh có thể xảy ra tự phát ở nhiệt độ cao nếu biến thiên entropi của nó dương.

Câu 24:

Chọn phương án đúng: Phản ứng 3O2(k) ® 2O3(k) ở điều kiện tiêu chuẩn có ΔH0 = 284,4 kJ, ΔS0 = -139,8 J/K. Biết rằng biến thiên entanpi và biến thiên entropi của phản ứng ít biến đổi theo nhiệt độ. Vậy phát biểu nào dưới đây là phù hợp với quá trình phản ứng:

Lời giải:

Đáp án đúng: A

Phản ứng tự phát xảy ra khi ΔG < 0. Ta có ΔG = ΔH - TΔS.

Trong trường hợp này, ΔH > 0 (phản ứng thu nhiệt) và ΔS < 0 (entropi giảm).

Do đó, ΔG = ΔH - TΔS luôn dương ở mọi nhiệt độ (vì -TΔS sẽ dương). Vì vậy, phản ứng không thể xảy ra tự phát ở bất kỳ nhiệt độ nào.

Vậy đáp án đúng là A.

Câu 25:

Chọn câu phù hợp nhất. Cho phản ứng 2Mg (r) + CO2 (k) = 2MgO (r) + Cgraphit. Phản ứng này có hiệu ứng nhiệt tiêu chuẩn ΔH0 = -822,7 kJ , ΔS0 = -219,35J/K. Về phương diện nhiệt động hóa học, phản ứng trên có thể:

Lời giải:

Đáp án đúng: A

Phản ứng xảy ra tự phát khi ΔG < 0. Ta có ΔG = ΔH - TΔS.

Trong trường hợp này, ΔH⁰ = -822,7 kJ < 0 và ΔS⁰ = -219,35 J/K < 0.

Vậy ΔG = ΔH - TΔS = -822,7 - T(-0,21935) = -822,7 + 0,21935T. Để ΔG < 0, ta cần -822,7 + 0,21935T < 0, suy ra T < 822,7 / 0,21935 ≈ 3750 K.

Vì vậy, phản ứng xảy ra tự phát ở nhiệt độ thấp.

Câu 26:

Chọn câu trả lời đúng. Một phản ứng ở điều kiện đang xét có ΔG < 0 thì:

Lời giải:

Đáp án đúng: B

ΔG (biến thiên năng lượng Gibbs) là một tiêu chí quan trọng để đánh giá tính tự diễn biến của một phản ứng hóa học ở điều kiện nhiệt độ và áp suất không đổi. Nếu ΔG < 0, phản ứng có khả năng xảy ra tự phát, tức là không cần cung cấp năng lượng từ bên ngoài để phản ứng diễn ra. Tuy nhiên, điều này không đảm bảo rằng phản ứng sẽ *chắc chắn* xảy ra trong thực tế, vì tốc độ phản ứng còn phụ thuộc vào các yếu tố khác như năng lượng hoạt hóa. Vì vậy, đáp án B phù hợp nhất. Đáp án A không chính xác vì thực tế phản ứng có thể không xảy ra do các yếu tố động học (ví dụ, năng lượng hoạt hóa cao). Đáp án C sai vì ΔG = 0 mới là trạng thái cân bằng. Đáp án D sai vì ΔG < 0 cho thấy phản ứng có khả năng xảy ra.

Câu 27:

Chọn đáp án đúng và đầy đủ nhất: Một phản ứng có ΔG298 > 0. Những biện pháp nào khi áp dụng có thể làm phản ứng xảy ra được: (1) Dùng xúc tác; (2) Thay đổi nhiệt độ; (3) Tăng nồng độ tác chất; (4) Nghiền nhỏ các tác chất rắn.

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Phản ứng có ΔG298 > 0 là phản ứng không tự xảy ra ở điều kiện tiêu chuẩn. Để phản ứng có thể xảy ra, cần tác động để ΔG < 0.
(1) Xúc tác: Xúc tác làm giảm năng lượng hoạt hóa, tăng tốc độ phản ứng nhưng không ảnh hưởng đến biến thiên năng lượng tự do Gibbs (ΔG), do đó không làm phản ứng xảy ra được.
(2) Thay đổi nhiệt độ: ΔG = ΔH - TΔS. Thay đổi nhiệt độ (T) có thể làm thay đổi dấu của ΔG nếu ΔH và ΔS có dấu khác nhau.
(3) Tăng nồng độ tác chất: Thay đổi nồng độ tác chất ảnh hưởng đến thế hóa học và do đó ảnh hưởng đến ΔG theo phương trình đẳng nhiệt Van't Hoff. Việc tăng nồng độ tác chất có thể làm ΔG < 0.
(4) Nghiền nhỏ các tác chất rắn: Nghiền nhỏ chất rắn làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc, tăng tốc độ phản ứng, nhưng không ảnh hưởng đến biến thiên năng lượng tự do Gibbs (ΔG), do đó không làm phản ứng xảy ra được.

Vậy, các biện pháp có thể làm phản ứng xảy ra là thay đổi nhiệt độ và tăng nồng độ tác chất.

Câu 28:

Chọn phương án đúng: Ở một điều kiện xác định, phản ứng A → B thu nhiệt mạnh có thể tiến hành đến cùng. Có thể rút ra các kết luận sau: (1) ΔS_pư > 0 và nhiệt độ tiến hành phản ứng phải đủ cao. (2) Phản ứng B → A ở cùng điều kiện có ΔG_pư > 0. (3) Phản ứng B → A có thể tiến hành ở nhiệt độ thấp và có ΔS_pư < 0.

Lời giải: