26. Первое начало термодинамики. Внутренняя энергия и энтальпия.

Первое начало термодинамики: теплота, сообщенная термодинамической системе, идет на увеличение внутренней энергии системы и на совершение системой работы.

Внутренняя энергия- термодинамическая функция состояния системы.

Энтальпия- функция состояния системы. H=U+pV. Если взять систему, которая занимает некоторый объем и находится под некоторым давлением, то полная энергия этой системы будет суммой двух энергий: внутренней и энергии, связанной с взаимодействием системы со средой. Всю энергию системы можно превратить в тепло. Таким образом, энтальпия есть теплосодержание системы. (дж/моль)

27. Тепловой эффект химической реакции. Энтальпия образования вещества.

ТЭХР- количество теплоты, которое выделяется или поглощается в ходе реакции при выполнении: 1) процесс протекает необратимо при постоянном объеме и давлении 2) в системе не совершается никаких работ , кроме работы расширения 3) продукты реакции имеют ту же температуру, что и исходные вещества.

Тепловой эффект химической реакции или изменение энтальпии системы вследствие протекания химической реакции — отнесенное к изменению химической переменной количество теплоты, полученное системой, в которой прошла химическая реакция и продукты реакции приняли температуру реагентов.

Чтобы тепловой эффект являлся величиной, зависящей только от характера протекающей химической реакции, необходимо соблюдение следующих условий:

• Реакция должна протекать либо при постоянном объёме Q_v(изохорный процесс), либо при постоянном давлении Q_p(изобарный процесс).

• В системе не совершается никакой работы, кроме возможной при P = const работы расширения.

Если реакцию проводят при стандартных условиях при Т = 298,15 К = 25 ˚С и Р = 1 атм = 101325 Па, тепловой эффект называют стандартным тепловым эффектом реакции или стандартной энтальпией реакции ΔH_r^O. В термохимии стандартный тепловой эффект реакции рассчитывают с помощью стандартных энтальпий образования.

Стандартная энтальпия образования обозначается ΔH_f^O. Здесь индекс f означает formation (образование). Стандартная энтальпия принимается равной 0.

28. Температурная зависимость энтальпии.

29. Энтропия. Второе начало термодинамики.

Энтропия- термодинамическая функция, характеризующая меру неупорядоченности термодинамической системы, то есть неоднородность расположения и движения ее частиц Введено Клазеусомв 19 век). Количественная характеристика степени упорядоченности системы ( чем более упорядочена система, тем меньше вариантов микросостояний, которыми может быть реализовано ее состояние. S= k*lnw (k-константа Больцмана, Wвероятность состояния ситемы). (дж/моль*к)

Второе начало термодинамики утверждает, что в изолированной системе самопроизвольно протекают процессы с увеличением энтропии, которые прекращаются при достижении ее максимального значения, соответствующего состоянию термодинамического равновесия.

30. Направление протекания химического процесса. Энергия Гиббса.

Энергия Гиббса-часть энергии системы, которая может быть отдана ею в изобарно-изотерическом процессе в виде теплоты или работы без разрушения самой системы (дельта)G=(дельта)H-T*(дельта)S (дж)

31. Температурная зависимость величины Энергии Гиббса.

32. Концентрационная зависимость энергии Гиббса. Активность и фугитивность.

33. Термодинамические расчеты теплового эффекта химической реакции.

34. Оценка термодинамической возможности протекания химической реакции.

Для типичных условий протекания химической реакции (Т= сonst, P=const) термодинамическая возможность протекания реакции определяется знаком изменения значения энергии Гиббса. Реакция протекает, если G <0 . Реакция не протекает если G>0 (в желтой методичке страница 28-29. Там дополнительная информация).

5. Кинетика химических реакций.

35. Скорость элементарной реакции. Закон действующих масс. Уравнение Аррениуса.

Под скоростью элементарной химической реакции подразумевается число элементарных актов, совершающихся в единицу времени в единице реакционного объема или на единице реакционной поверхности( для гомогенных реакций изменение молярных концентраций реагирующих веществ).

Закон действующих масс- скорость элементарной химической реакции пропорциональная произведению концентраций реагирующих веществ в степенях равных стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции. (Гульдберг и Вааге)

Уравне́ние Арре́ниуса устанавливает зависимость константы скорости химической реакции от температуры .

36. Константа скорости элементарной реакции. Энергия активации.

Энергия активации- минимальная пороговая энергия, которой должны обладать встретившиеся частицы, для того чтобы произошла химическая реакция

Константа скорости- коэффициент пропорциональности в кинетическом уравнении химической реакции, выражающем зависимость скорости реакции от концентрации какого-либо из компонентов реакционной смеси.

37. Сложные реакции. Кинетический порядок реакции. Зависимость скорости реакции от температуры.

Сложные реакции- реакции, протекающие через ряд последовательных стадий, каждая из которых представляет собой моно-, би- или тримолекулярную элементарную реакцию.

КПР-сумма показателей степеней кинетического уравнения реакции ( V=k*C_a^x*C^y_b)

Из уравнения Аррениуса. (+ Вант-Гофф установил, что при увеличении температуры на 10 скорость химической реакции возрастает примерно в 2-4 раза)

38. Формальная кинетика. Кинетические уравнения химической реакции.

39. Изменение концентрации реагирующих веществ во времени. Кинетика первого и второго порядка.

40. Цепной механизм химической реакции.

Исходные вещества превращаются в продукты реакции в результате протекания ряда регулярно повторяющихся элементарных реакций с участием свободных радикалов ( атомы, имеющие неспаренные электроны) и атомов. При протекании элементарного акта свободные радикалы взаимодействуют с молекулами реагентов с образованием продуктов реакции и новых радикалов.

Зарождение цепи: в цепи появляется активная частица-радикал. Развитие цепи: происходит большое количество элементарных повторяющихся актов (разветвленная (более чем одна активная частица)и неразветвленная). Обрыв цепи: исчезновение активных частиц.