Задачи для самостоятельного решения. 2.1. Термодинамика как наука

Занятие № 2 ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА. ТЕРМОХИМИЯ

Содержание темы

2.1. Термодинамика как наука. Основные понятия термодинамики: система, фаза, параметры состояния, уравнение состояния, функции состояния.

Внутренняя энергия системы. Первое начало термодинамики. Превращения энергии и работы в изохорно-изотермических и изобарно-изотермических процессах. Энергетические характеристики химических реакций. Экзо- и эндотермические реакции.

Энтальпия. Энтальпия образования вещества. Стандартные состояния веществ и термодинамических функций. Термохимические уравнения. Закон Лавуазье-Лапласа. Закон Гесса и следствия из него. Расчеты тепловых эффектов химических реакций. Принцип Бертло-Томпсона.

2.2. Второе начало термодинамики. Понятие энтропии. Уравнение Больцмана. Факторы, влияющие на энтропию. Изменение энтропии при фазовых и химических превращениях. Третье начало термодинамики.

Свободная энергия Гиббса. Критерий самопроизвольного протекания процессов. Направление самопроизвольного протекания процессов в изолированных и изобарно-изотермических системах (роль энтальпийного и энтропийного факторов, роль температуры).

Контрольные вопросы и задания для самоподготовки

1. Какие вопросы решает химическая термодинамика?

2. Что называется термодинамической системой? Как классифицируются системы? Приведите примеры различных систем. Что такое «фаза»?

3. Что такое параметры состояния? Какие термодинамические процессы называются изобарными, изохорными, изотермическими?

4. Какие величины называются термодинамическими функциями состояния?

5. Что называется внутренней энергией системы? Сформулируйте I начало термодинамики.

6. Что называется тепловым эффектом процесса? Приведите основные свойства величин, входящих в I закон термодинамики.

7. Что называется энтальпией? Что является мерой ее изменения?

8. Сформулируйте закон Гесса и следствия из него.

9. Какие процессы могут сопровождаться тепловыми эффектами? Какие химические реакции называются экзо-, эндотермическими? Приведите примеры.

10. Какие из приведенных веществ более устойчивы и почему: CH₄, C₂H₄, C₆H₆? (ΔН_обр(СН₄) = –75 кДж/моль; ΔН_обр(С₂Н₄) = +52 кДж/моль; ΔН_обр(С₆Н₆) = +83 кДж/моль)

11. Что называется стандартной теплотой (энтальпией) образования? Какие свойства можно охарактеризовать, зная эту величину? Какие условия принято называть стандартными?

 

12. Понятие энтропии. Второе начало термодинамики.

13. Как меняется энтропия при различных процессах?

14. Энтропийный и энтальпийный факторы процессов. Энергия Гиббса.

15. Каково условие самопроизвольного протекания процессов?

16. В каких единицах измеряются внутренняя энергия, энтальпия, энтропия, энергия Гиббса?

Задачи для самостоятельного решения

Стр.66 -79; №№ 283, 285, 286, 288, 293, 303, 308, 309, 311, 315.