- •Федеральное агентство по образованию
- •Введение
- •Тема 1 атомный уровень организации вещества
- •Атом это микросистема, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов, движущихся в поле ядра.
- •Модели атомов
- •Итак, атом это микросистема, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов, движущихся в поле ядра.
- •1.2. Взаимодействия в атомах
- •1.3. Свойства атомов
- •1.4. Периодический закон д.И. Менделеева. Квантовые законы
- •18 Элементов
- •Краткий итог темы
- •Вопросы для проверки знаний
- •Упражнения
- •Тема 2 молекулярный уровень организации вещества. Кристаллы с ионной и металлической связью
- •2.1. Модели молекул. Ковалентная химическая
- •2.2. Гибридизация, - и -связи
- •2.3. Донорно-акцепторная связь
- •2.4. Ионная связь
- •Электроотрицательность атомов, по Полингу
- •2.5. Металлическая связь
- •2.6. Квантовые правила образования химических
- •Краткий итог темы
- •Термины для запоминания
- •Вопросы для проверки знаний
- •Упражнения
- •Тема 3 твердые вещества, жидкости и газы
- •3.1. Модели кристаллических и аморфных веществ
- •Аморфные тела
- •Жидкие кристаллы
- •3.2. Жидкости и газы
- •Решение
- •3.3. Взаимодействия в макросистемах
- •Краткий итог темы
- •Термины для запоминания
- •Вопросы для проверки знаний
- •Упражнения
- •Тема 4 термодинамические свойства макросистем законы термодинамики
- •4.1. Закон термического равновесия
- •4.2. Первый закон термодинамики
- •Решение
- •4.3. Свойства термодинамической системы
- •Решение
- •4.4. Применение первого закона термодинамики
- •Энергии связей некоторых двух- и трехатомных молекул
- •Решение
- •Решение
- •4.5. Второй закон термодинамики
- •Стандартные энтальпии образования и абсолютные энтропии некоторых веществ
- •4.6. Термодинамический взгляд на химическое равновесие. Химический потенциал индивидуального соединения
- •Краткий итог темы
- •Термины для запоминания
- •Вопросы для проверки знаний
- •Упражнения
- •Тема 5 скорость и механизм химических реакций
- •5.1. Кинетика химических процессов
- •Простые реакции
- •Краткий итог темы
- •Термины для запоминания
- •Вопросы для проверки знаний
- •Упражнения
- •Энтальпии образования и абсолютные значения энтропии некоторых простых и сложных веществ
- •Список рекомендуемой литературы Основная
- •Дополнительная
- •Содержание
- •Тема 5. Скорость и механизм химической реакции………………….115
Вопросы для проверки знаний
В чем различие между химической и термохимической реакциями?
Приведите примеры экзотермической и эндотермической реакций.
В чем различие между энтальпией реакции и энтальпией образования вещества?
Что подразумевается под внутренней энергией системы?
Объясните, почему и теплота и работа относятся к процессу, а внутренняя энергия к состоянию системы?
Что, на ваш взгляд, является причиной самопроизвольного химического процесса и почему?
Согласны ли вы с утверждением, что если горячее и холодное тела вступают в контакт, то одинаковыми становятся не только температуры тел, но и внутренние энергии тел?
Что подразумевается под температурой тела?
Каким образом можно использовать энергии связей для расчета энтальпии химической реакции?
Согласны ли вы с утверждением, что передача энергии в форме тепла от горячего тела к холодному не противоречит первому закону термодинамики?
Как вы думаете, противоречит ли работа домашнего холодильника, в котором морозильная камера отдает энергию (еще больше охлаждаясь) задней горячей стенке, расположенной снаружи, второму закону термодинамики?
Согласуется ли со вторым законом термодинамики тот факт, что при росте из желудя дуба происходит наращивание количества вещества и, соответственно, концентрирование энергии в химических соединениях дерева?
Упражнения
В табл.4 приведены термодинамические данные для графита и алмаза. Докажите, что реакция С(алмаз) С(графит) термодинамически разрешена.
Воспользуйтесь термодинамическими данными и установите, возможна ли самопроизвольная реакция СаО(кр.) + Н2О(ж)Са(ОН)2(кр.).
Воспользуйтесь термодинамическими данными и установите, возможна ли самопроизвольная реакция Са(ОН)2(кр.) + СО2(г)СаСО3(кр.) + Н2О(ж).
Воспользуйтесь термодинамическими данными и докажите, что плавление льда и испарение жидкой воды сопровождаются возрастанием энтропии вещества.
Тема 5 скорость и механизм химических реакций
В предыдущей главе мы рассматривали законы, которые позволяют ответить на важные для химии вопросы: разрешена ли данная реакция с позиции второго закона термодинамики? сколько энергии выделяется или поглощается в результате химической реакции в соответствии с первым законом термодинамики?
Указанных выше ответов недостаточно, чтобы быть уверенным в реальном осуществлении процесса. Если реакция термодинамически разрешена, то возникает следующий вопрос: как быстро протекает химическая реакция? В термодинамике на этот вопрос нет ответа, она не рассматривает развитие процессов во времени. На этот вопрос дает ответ химическая кинетика, которая изучает скорость и механизм химических процессов.
Химическая реакция должна быть разрешена не только термодинамически, но и кинетически. Под последним условием подразумевается скорость процесса. Может оказаться, что скорость реакции в условиях проведения эксперимента практически равна нулю. В этом случае бессмысленно ожидать реализации процесса. Приходится изменять условия проведения реакции, например повышать температуру, вводить катализатор, изменять концентрации реагентов, фазовое состояние или давление.