15 Билет

Закон Гесса утверждает, что если какое-либо превращение может быть осуществлено несколькими разными путями, то результирующее изменение энтальпии одинаково для любого пути. термохимическое уравнение - уравнение реакции, содержащее сведения о тепловом эффекте. Так как тепловой эффект зависит от агрегатного состояния, аллотропных и полиморфных модификаций, эти сведения также указываются в термохимическом уравнении. Пример термохимического уравнения:

С_{(графит)} + О_{2 (г)} = СО_{2 (г)}Н = -393,5 кДж

Формулировка закона

Тепловой эффект реакции не зависит от промежуточных стадий и определяется только начальным и конечным состоянием системы

Тепловой эффект реакции равен алгебраической сумме теплот образования продуктов реакции минус алгебраическая сумма теплот образования исходных веществ.

Термохимические законы: Одним из важнейших законов природы является закон сохранения энергии (первое начало термодинамики). Энергия не возникает из ничего и не исчезает, она может лишь переходить из одного вида в другой, поэтому в изолированной системе запас энергии постоянен, независимо от протекающих в ней процессов.

Каждая система обладает определенным запасом внутренней энергии, которая является функцией состояния системы, так как она не зависит только от состояния системы и не зависит от того, каким путем это состояние достигнуто.

Изменение внутренней энергии (ΔU) равно разности между количеством теплоты, полученной при протекании какого-либо процесса (Q), и количеством произведенной при этом работы (A):

ΔU=Q-A.

Первый закон термохимии. Тепловой эффект прямой реакции равен по абсолютному значению и противоположен по знаку тепловому эффекту обратной реакции. Или, осуществив в системе какой-либо химический процесс, а затем – ему противоположный, мы возвращаем систему в первоначальное состояние с той же внутренней энергией, какую она имела.

Второй термохимический закон (закон Гесса). Тепловой эффект химической реакции не зависит от пути ее протекания и определяется только начальным и конечным состоянием системы.

Следствия закона Гесса

Следствие 1. Тепловой эффект разложения какого-либо соединения равен, но противоположен по знаку тепловому эффекту образования этого соединения.

Н_{разложения} = -Н_{образования}

Следствие 2. Если две реакции имеют одинаковое начальное состояние и разные конечные, то разность их тепловых эффектов равна тепловому эффекту перехода из одного конечного состояния в другое.

Н₁₂ = Н₂-Н₁

Следствие 3. Если две реакции из различных начальных состояний приходят к одному конечному, то разность их тепловых эффектов равна тепловому эффекту перехода из одного начальное состояние в другое.

Н₁₂ = Н₁-Н₂

Следствие 4. Тепловой эффект реакции равен алгебраической сумме теплот образования продуктов реакции минус алгебраическая сумма теплот образования исходных веществ.

16 Билет

Мерой неупорядоченного состояния системы служит термодинамическая функция, получившая название энтропии.

Состояние системы можно характеризовать микросостояниями составляющих ее частиц, т. е. их мгновенными координатами и скоростями различных видов движения в различных направлениях. Число микросостояний системы называется термодинамической вероятностью системы W. Так как число частиц в системе огромно (например, в 1 моль имеется 6,02-1023 частиц), то термодинамическая вероятность системы выражается огромными числами. Величина, равная klnW = S, где к- постоянная Больцмана, а S - энтропия системы. Энтропия, отнесенная к одному молю вещества, имеет единицу величины Дж/(моль×К). Энтропия вещества в стандартном состоянии называется стандартной энтропией вещества S°.

В отличие от других термодинамических функций, можно определить не только изменение энтропии, но и ее абсолютное значение. Это вытекает из высказанного в 1911 г. М Планком постулата, согласно которому «при абсолютном нуле энтропия идеального кристалла равна нулю». Этот постулат получил название третьего закона термодинамики.

По мере повышения температуры растет скорость различных движений частиц, т. е. число их микросостояний и, соответственно, термодинамическая вероятность и энтропия вещества.

При переходе вещества из твердого состояния в жидкое значительно увеличивается неупорядоченность, а следовательно, и энтропия вещества .Особенно резко растет неупорядоченность вещества при его переходе из жидкого состояния в газообразное (S°кип). Энтропия увеличивается при переходе вещества из кристаллического состояния в аморфное. Энтропия простых веществ является периодической функцией порядкового номера элемента. Увеличение числа атомов в молекуле и усложнение молекулы приводит к увеличению энтропии.

Изменение энтропии системы в результате протекания химической реакции (DrS°) (энтропия реакции) равно сумме энтропии продуктов реакции за вычетом суммы энтропии исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов