Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Учебники 60140.doc
Скачиваний:
7
Добавлен:
01.05.2022
Размер:
1.19 Mб
Скачать

Тема 3. Общие закономерности химических процессов

3.1 Энергетика химических процессов. Химическое сродство

Содержание материала раздела для самостоятельного изучения

Физическая сущность энергетических эффектов химических реакций. Внутренняя энергия и энтальпия. Термохимические законы. Энтальпия образования. Термохимические расчёты.

Понятие об энтропии. Изменение энтропии при химических процессах и фазовых переходах. Энергия Гиббса. Направленность химических процессов.

Литература: [1 – гл.5, §§ 5.1…5.4]; [2 – гл.І,іі §§ 1.1…1.4, 2.1…2.3]; [3 – гл.Vі, §§ 55,56,66…68].

Основные теоретические положения

Термодинамика изучает энергетические эффекты химических реак-

ций, направление их самопроизвольного протекания. Термодинамические свойства системы наиболее часто выражаются такими характеристическими функциями как внутренняя энергия U, энтальпия H, энтропия S и энергия Гиббса G. Как правило, при химических реакциях энергия выделяется или поглощается в виде теплота. Реакция, в ходе которой теплота поглощается, называется эндотермическойH>0). Если в результате реакции тепло выделяется, то реакция называется экзотермической (ΔH< 0). Основной закон термохимии – закон Г.И.Гесса: тепловой эффект реакции не зависит от пути реакции, а зависит от природы и состояния исходных веществ и продуктов реакции. Закон Гесса строго соблюдается для процессов, протекающих в изобарно- и изохорно-изотермических условиях, он позволяет проводить термохимические расчеты химических процессов. Следствие из закона Гесса: тепловой эффект (энтальпия) реакции равен сумме энтальтий образования продуктов реакции за вычетом суммы энтальпий образования исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов.

Тепловой эффект реакции аА + вВ → сС + dD,

протекающей в стандартных условиях, рассчитывается по уравнению

ΔН0реак. =(сΔН0обр.С +dΔН0обр.D) – (аΔН0обр.А + вΔН0обр.В ),

где Δ Н0реак. - тепловой эффект реакции при стандартных условиях;

ΔН0обр. - стандартные энтальпии образования веществ А,В,С,D, участвующих в реакции;

а, в, с, d - стехиометрические коэффициенты.

Стандартной энтальпией образования (ΔН0обр.) называют тепловой эффект образования 1 моль сложного вещества из простых в стандартных условиях.

В термодинамике стандартные условия – температура 298К, давление 104 кПа. Стандартные энтальпии образования приведены в таблице 3.1.1

Процессы, которые протекают без затраты работы из вне, называются самопроизвольными.

В изолированных системах самопроизвольно идут процессы, которые сопровождаются увеличением энтропии (ΔS > 0). Изолированными называются системы, которые с окружающей средой не обмениваются ни энергией, ни веществом. При проведении процесса в стандартных условиях энтропия рассчитывается по уравнению

ΔS0реак. = Σ νS0прод.реак. - Σ ν∙ S0исх.в-в.

Критерием самопроизвольности протекания процесса в неизовированной системе в изобарно- изотермических условиях является энергия Гиббса (G). Изменение энергии Гиббса ( ΔG0 ) в ходе процесса в стандартных условиях рассчитывается по формуле

Δ G0реак.H0реак.T0 ∙Δ S0реак.

Если ΔGреак.< 0, то процесс протекает самопроизвольно;ΔGреак.>0 - самопроизвольно процесс протекать не может; ΔGреак.= 0 – система находится в состоянии термодинамического равновесия.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]