Тема 3. Энергетика химических процессов.

Термодинамика позволяет ответить на вопрос о возможности прохождения данной реакции в конкретных условиях. В связи с этим Вам необходимо получить представление о тепловом эффекте химических реакций, эндо- и экзотермических процессах, термодинамических функциях состояния систем – энтальпии, энтропии, энергии Гиббса. Рассмотрите, каким образом значения энтальпийного и энтропийного факторов определяют величину энергии Гиббса и возможность самопроизвольного протекания процесса. Изучите формулировки первого и второго законов термодинамики, закона Гесса и следствия из него.

Литература: [1,116-136]; [2,98-101, 123-131]; [3,195-231]; [4,170-186];[11, 16-21].

Вопросы для самопроверки:

1. Какие термодинамические функции существуют, и в чем физический смысл каждой из них?

2. Что понимают под тепловым эффектом реакции и как его определяют? По какому признаку различают эндо- и экзотермические реакции и процессы?

3. Что изучает термохимия? Какие уравнения называются термохимическими?

4. В чем заключается сущность первого закона термодинамики, каково его математическое выражение и применение к изобарным и изохорным процессам?

5. Какова сущность и математическое выражение второго закона термодинамики?

6. Сформулируйте закон Гесса и следствия из него. Каково практическое значение этого закона?

7. Каким образом энтальпийный и энтропийный факторы определяют величину свободной энергии системы? При каких значениях ∆G возможно самопроизвольное протекание процессов химических и физико-химических процессов?

Тема 4. Химическая кинетика, катализ и химическое равновесие.

Химическая кинетика устанавливает закономерности протекания химических реакций во времени, изучает взаимосвязь между скоростью реакции и условиями ее протекания. В связи с этим необходимо знать основные факторы, влияющие на скорость химической реакции (природа реагирующих веществ, температура, концентрация реагентов, давление, присутствие катализатора). Получите представление о теории активированных комплексов, энергии активации и влиянии на нее катализатора. Рассмотрите, какое состояние системы называют химическим равновесием и какими способами можно смещать равновесие в обратимых реакциях. Ознакомьтесь с принципом Ле-Шателье и примерами его практического использования. Эти факторы определяют и достижение равновеся в реакционной системе. Обратите внимание на практическое применение правила Вант-Гоффа и принципа Ле-Шателье (на примерах связанных с будущ. спец)

Литература:[1,143-148]; 167-183;195-201]; [2, 102-107; 112-114;116-120]; [3, 167-171; 238-261]; [4, 186-200; 204-210]; [5]; [6]; [11, 21-26].

Вопросы для самопроверки:

1. Какие реакции называют обратимыми и необратимыми?

2. Какие системы и протекающие в них реакции являются гомогенными, а какие – гетерогенными?

3. Что понимают под скоростью химической реакции? От каких факторов зависит скорость гомогенных и гетерогенных реакций?

4. Сформулируйте закон действующих масс, напишите его математическое выражение. Каков физический смысл константы скорости реакции и от каких факторов она зависит?

5. Какова сущность и физический смысл энергии активации?

6. Как и почему температура влияет на скорость реакции? Сформулируйте правило Вант-Гоффа и напишите его математическое выражение. Что представляет собой температурный коэффициент скорости реакции и какие численные значения он может принимать?

7. В каких случаях изменение давления влияет на скорость химической реакции? Как это влияние связано с законом действцующих масс?

8. Что представляет собой явление катализа, какие вещества называют катализаторами? Какие существуют разновидности катализаторов? Каким образом катализаторы изменяют скорость химической реакции?

9. Какое состояние системы называют состоянием химического равновесия? Изменением каких факторов можно вызвать смещение химического равновесия, и как это объяснить с точки зрения их влияния на скорости прямой и обратной реакций?

10. Какова сущность принципа Ле-Шателье, в чем заключается его практическое значение?

11. Что представляет собой константа химического равновесия? Каков ее физический смысл константы химического равновесия и от каких факторов она зависит?