Презентации 2 Еремин

Основные понятия

Химическая реакция

Уравнение реакции. Химическая переменная

Энергетическая кривая химической реакции

Переходное состояние

Первый закон термодинамики

Внутренняя энергия, теплота, работа

Оператор химической реакции

Теплота химической реакции. Энтальпия

Закон Гесса

Стандартное состояние

Теплота (энтальпия) образования вещества

Энергия (энтальпия) связи

Основные формулы

dU = Q W

U = Q W

Типовые задачи

1.Стандартные энтальпии образования жидкой и газообразной воды при 298 К равны –285.8 и –241.8 кДж моль-1 соответственно. Рассчитайте энтальпию испарения воды при этой температуре.

2.При растворении в воде 1 моль CaCl2 выделяется 72.7 кДж теплоты, а при растворении 1 моль CaCl2 6Н2О поглощается 18.0 кДж теплоты. Определите тепловой эффект образования кристаллогидрата CaCl2 6Н2О из безводной соли.

3.Определите энтальпию образования XeF4 из простых веществ, если известно, что энергия связи Xe F в этом соединении равна 130 кДж/моль, а энергия связи в молекуле F2 равна 158 кДж/моль.

4.При полном сгорании некоторого количества дисульфида железа (II) выделилось 832 кДж теплоты. Рассчитайте массу образовавшегося при этом оксида железа (III). Энтальпии

образования FeS2, Fe2O3 и SO2 равны –174, –824 и –297

кДж/моль, соответственно.

Литература

1.Еремин, Борщевский. Общая и неорганическая химия. –

Глава 18.

2.Глинка. Общая химия. – Глава 6.

3.Еремин. Теоретическая и математическая химия. – Глава 3. § 1.

План лекции

1.Второй закон термодинамики. Энтропия и ее свойства.

2.Третий закон термодинамики. Абсолютная энтропия.

3.Второй закон в применении к химическим процессам. Энергия Гиббса, энтальпийный и энтропийный факторы.

4.Обратимые реакции. Химическое равновесие – определение и общие свойства.

5.Константа равновесия и ее связь с термодинамическими функциями. Принцип Ле Шателье.

6.Справочные термодинамические данные об индивидуальных веществах и химических реакциях.

Второй закон термодинамики

Это возможно? – Нет.

Совсем невозможно? – Ну, вряд ли когда-нибудь.

Диалог о втором законе

Существует экстенсивная функция состояния

термодинамической системы – энтропия (S).

В адиабатически изолированной системе при

обратимых процессах эта функция остается неизменной, а при необратимых – увеличивается:

dSU,V 0

При равновесии энтропия максимальна: dSU,V = 0, d 2S < 0

Определения энтропии

k = R / NA = 1.38 10 23 Дж/К

Если все состояния равновероятны: pi = 1/W

Энтропия и информация

Если вероятность события равна p, то

утверждение, что оно произошло, содержит

I = log2 p

бит информации

Пусть в системе имеется W равновероятных состояний.

1. Если неизвестно, в каком из них находится система, то

S = Smax = k lnW , I = Imin = 0

2. Если известно, что система находится в каком-то

конкретном состоянии, то

S = Smin = k ln1 = 0, I = Imax = log2 W

Энтропия и информация. 2

В промежуточных случаях

или, с точностью до выбора единиц измерения

S I = const

Чем больше энтропия системы, тем меньше о ней информации. Напротив, любые процессы упорядочения и образования новых структур приводят к появлению информации и уменьшению энтропии и поэтому не

могут быть самопроизвольными.