87275

Химическая термодинамика

Лекция

Химия и фармакология

Тепловой эффект реакции Q кДж количество энергии выделяемое или поглощаемое системой в ходе реакции при проведении ее в условиях постоянной температуры и постоянного давления отнесенные к взаимодействию такого числа молей вещества которое указано в уравнении реакции.

Русский

2015-04-18

134.27 KB

6 чел.

  1.  Что изучает химическая термодинамика?

Термодинамика изучает:

1. Тепловые эффекты химических и физико-химических процессов.

2. определяет возможности происхождения химических процессов.

3. Определяет предел протекания химической реакции (условие равновесия химической реакции).

  1.  Дайте определение понятию «химическая система».

Химическая система – совокупность химических веществ, находящихся во взаимодействии и

мысленно или фактически обособленно от окружающей среды.

  1.  Перечислите типы химических систем, дайте их характеристику.

Типы химической системы:

  1.  открытые – обмениваются с окружающей средой веществом и энергией;
  2.  закрытые – обмениваются только энергией наиболее частый объект химической термодинамики;
  3.  изолированные – не обмениваются ни веществом, ни энергией и сохраняют постоянный объем.

  1.  Какие типы термодинамических процессов могут протекать в химических системах? Дайте их характеристику.

Типы термодинамических процессов:

  1.  обратимые(равновесный) - проходит через непрерывную последовательность равновесных состояний (или когда при изменении в окружающей среде процесс меняется).
  2.  необратимые(неравновесный) - называется процесс, который нельзя провести в противоположном направлении через все те же самые промежуточные состояния
  3.  самопроизвольные – это процесс который может осуществляться в системе без воздействия со стороны окружающей среды

  1.  Какие параметры влияют на термодинамическое состояние системы?

температура, давление, объём системы, электрическая поляризация, намагниченность

  1.  Сформулируйте 1 закон термодинамики. Дайте определение понятиям «теплота», «работа», «внутренняя энергия».

Первый закон термодинамики – Энергия не создается и не уничтожается.  В любой изолированной системе общее количество энергии постоянно .

Внутренняя энергия (U) — энергия системы, зависящая от ее внутреннего состояния.

Работа - Форма передачи энергии от одного тела к другому, связанная с изменением внешних параметров

Теплота (Q) - форма передачи энергии от одного тела к другому, НЕ связанная с изменением внешних параметров

  1.  Какие виды работ чаще всего совершаются в химических системах?

  1.  Дайте определение энтальпии. В чем она измеряется?

Энтальпия  H (кДж/моль) - это термодинамическая функция, характеризующая теплосодержание системы при постоянном давлении.

  1.  Что такое тепловой эффект реакции? Дайте определение экзо- и эндотермической реакции.

Тепловой  эффект  реакции  (Q,  кДж)  –  количество энергии, выделяемое или поглощаемое системой в ходе реакции  при  проведении  ее  в  условиях  постоянной температуры  и  постоянного  давления,  отнесенные  к взаимодействию такого числа молей вещества, которое указано в уравнении реакции.

Химические  реакции,  протекающие  с  выделением теплоты  в  окружающую  среду,  называются экзотермическими.  

Химические  реакции,  протекающие  с  поглощением теплоты  из  окружающей  среды, называются эндотермическими.

  1.  Что такое термохимическое уравнение? Перечислите особенности записи термохимических уравнений.

Термохимическое уравнение – уравнение, в котором указывается тепловой эффект реакции. В правой части уравнения указывается значение . При этом для удобства могут использоваться дробные стехиометрические коэффициенты.

½ Cl2 +1/2 H2 =  HCl,  92,3 кДж

  1.  Сформулируйте закон Гесса и следствие из закона Гесса.

закон  Гесса:  тепловой  эффект  химической реакции  не  зависит  от  того,  протекает  ли  реакция в  одну  или  несколько  стадий,  а зависит  только  от  начального  и  конечного состояния реагирующих веществ.  Следствие  1.  Сумма  энтальпий  двух  или  более промежуточных  стадий  при  переходе  от  исходного состояния  к  конечному  состоянию  равна  энтальпии реакции,  которая непосредственно  ведет  от  исходного  к  конечному состоянию.

Следствие  2.  Тепловой  эффект  реакции  (изменение энтальпии)  равен  разности  между  суммой  энтальпий образования  продуктов  реакции  и  суммой  энтальпий образования  реагентов  с учетом  стехиометрических количеств всех веществ и их агрегатных состояний.

  1.  Что такое стандартная энтальпия образования вещества?

Стандартные энтальпии (стандартные теплоты) образования вещества  (кДж/моль) – это тепловой эффект реакции образования 1 моля вещества из простых веществ при стандартных условиях, взятый с обратным знаком.

  1.  Что такое энтропия? В чем она измеряется? От каких факторов она зависит?

Энтропия (S) – термодинамическая функция состояния, которая служит мерой беспорядка (неупорядоченности) системы. Возможность протекания эндотермических процессов обусловлена изменением энтропии, ибо в изолированных системах энтропия самопроизвольно протекающего процесса увеличивается ΔS > 0 (второй закон термодинамики).

энтропия зависит от:

  1. агрегатного состояния вещества. Энтропия увеличивается при переходе от твердого к жидкому и особенно к газообразному состоянию (вода, лед, пар).
  2. изотопного состава (H2O и D2O).
  3. молекулярной массы однотипных соединений (CH4, C2H6, н-C4H10).
  4. строения молекулы (н-C4H10, изо-C4H10).
  5. кристаллической структуры (аллотропии) – алмаз, графит.

  1.  Сформулируйте 2 и 3 законы термодинамики.

2-й закон термодинамики: Второй закон термодинамики исключает возможность создания вечного двигателя второго рода. Имеется несколько различных, но в тоже время эквивалентных формулировок этого закона. 1 - Постулат Клаузиуса. Процесс, при котором не происходит других изменений, кроме передачи теплоты от горячего тела к холодному, является необратимым, то есть теплота не может перейти от холодного тела к горячему без каких либо других изменений в системе. Это явление называют рассеиванием или дисперсией энергии. 2 - Постулат Кельвина. Процесс, при котором работа переходит в теплоту без каких либо других изменений в системе, является необратимым, то есть невозможно превратить в работу всю теплоту, взятую от источника с однородной температурой, не проводя других изменений в системе.

3-й закон термодинамики: Теорема Нернста: Энтропия любой системы при абсолютном нуле температуры всегда может быть принята равной нулю

  1.  Как рассчитывается изменение энтропии в процессе химической реакции?

Изменение энтропии в процессе химической реакции определяется аналогично закону Гесса и равно разности сумм энтропий продуктов реакции и исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов i:

Для расчета используются стандартные энтропии веществ  (Дж/моль·K), которые определены для многих соединений и являются справочными величинами.

  1.  Дайте определение энергии Гиббса. Для чего используется эта величина?

Функция состояния, которая является разностью двух функций состояния: энтальпии и энтропии, умноженной на температуру, которая, в свою очередь, подпадает под определение функции состояния.  G (кДж/моль)

При постоянной температуре, (ΔТ = 0),  ΔG = ΔH – TΔS  — уравнение Гиббса

 Энергия Гиббса – критерий самопроизвольности протекания химического процесса. Энтальпийный фактор Стремление к объединению, порядку

Энтропийный фактор Стремление к разъединению, беспорядку

  1.  Какими факторами определяется самопроизвольность протекания реакции?


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

7347. Разработка технологического процесса изготовления колеса зубчатого 200 KB
  Разработка технологического процесса изготовления колеса зубчатого. Общий раздел. Характеристика детали. Конструкторский технологический анализ детали выполнен по рабочему чертежу детали. Наименование детали - колесо зубчатое. Коле...
7348. Возникновение письменности, появление документа 145 KB
  Возникновение письменности, появление документа 1. Возникновение письменности 1.1 Основные этапы развития письма Письмо прошло длинный путь развития, который охватывает период в несколько тысяч лет. Представляя собой дополнительно к звуковому ...
7349. Сетевая организация и интернет-коммуникация 590 KB
  Сетевая организация и интернет-коммуникация Сетевое предприятие: культура, институты и организации информациональной экономики Введение Как и все исторически отчетливые формы производства, информациональная экономика характеризуется своей специфичес...
7350. Магнетизм как релятивистский эффект 91 KB
  Тема: Магнетизм как релятивистский эффект Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в магнитном поле...
7351. Доказательство. Основы теории спора 172.5 KB
  Доказательство. Основы теории спора В предыдущих разделах Вы рассмотрели и, надеюсь, освоили основные формы, в которых осуществляется наше мышление. Это очень важно. Но, увы, оказывается, что для правильной организации живого процесса интеллектуальн...
7352. Эффект Холла. Магнитный поток 122.5 KB
  Тема: Эффект Холла. Магнитный поток. Эффект Холла (холловская разность потенциалов) Магнитогидродинамический генератор Контур с током в магнитном поле Магнитный поток. Теорема Остроградского-Гаусса для ма...
7353. Явление электромагнитной индукции 115 KB
  Тема: Явление электромагнитной индукции. Явление электромагнитной индукции (опыты Фарадея). Правило Ленца. Закон электромагнитной индукции. Поток сцепленный с контуром. Индуктивность. Индуктивность соленоида. Явление самоиндукции...
7354. Магнитное поле в веществе. Закон полного тока для магнитного поля в веществе 130 KB
  Тема: Магнитное поле в веществе. Закон полного тока для магнитного поля в веществе. Магнитное поле в веществе. Макро- и микротоки Магнитные моменты атомов. Типы магнетиков Намагниченность ...
7355. Ферромагнетики. Энергия магнитного поля 136.5 KB
  Тема: Ферромагнетики. Энергия магнитного поля Ферромагнетики. Опыты Столетова. Основная кривая намагничивания Кривая намагничивания ферромагнетика в переменном магнитном поле Магнитный гистерезис. Точка Кюри Доменная структура ферр...