
- •1. Предмет физической химии и ее значение. Основные разделы. Роль выдающихся ученых в развитии физической химии. Прикладное значение физической и коллоидной химии
- •Разделы:
- •Роль выдающихся ученых в развитии физической химии
- •Прикладное значение физической и коллоидной химии
- •2. Агрегатные состояния вещества, их различия с точки зрения кинетической энергии частиц. Плазменное состояние вещества
- •3. Газообразное состояние вещества. Модель идеального газа. Газовые законы. Уравнение Клапейрона - Менделеева. Универсальная газовая постоянная, её физический смысл.
- •4. Газовые законы. Их графическое выражение.
- •5. Реальные газы. Причины отклонения в поведении реальных газов от законов идеальных газов. Уравнение состояния реального газа Ван-дер-Ваальса. Изотерма реального газа.
- •6. Критическое состояние и критические параметры вещества. Газовые смеси. Состав смеси по массовым, объемным и молярным долям. Парциальное давление. Закон Дальтона.
- •8. Твердое состояние вещества. Кристаллическое и аморфное состояние. Основные типы кристаллических решеток
- •9. Предмет термодинамики и его значение для изучения химических процессов. Основные термодинамические понятия: система, процесс, функция состояния.
- •10. Первое начало термодинамики и его математическое выражение. Значение первого начала термодинамики. Термохимия.
- •11. Теплоемкость веществ. Молярная, удельная и объемная теплоемкость. Зависимость теплоемкости от температуры и давления. Связь между различными видами теплоемкости.
- •12. Работа расширения газа при изобарическом, изохорическом, изотермическом и адиабатическом процессах.
- •13. Тепловые эффекты химических превращений. Факторы, влияющие на тепловой эффект. Закон Кирхгофа. Связь между тепловыми эффектами при постоянном давлении и постоянном объеме.
- •Следствия из закона Гесса
- •Стандартная энтальпия образования
- •15. Второе начало термодинамики. Его значение и формулировки. Математическое выражение. Энтропия как характеристическая функция состояния системы.
- •Формулировки
- •16. Энергия Гиббса. Направление химических процессов. Расчет изменения энергии Гиббса по справочным данным.
- •17. Обратимые и необратимые реакции. Состояние химического равновесия. Различные способы выражения констант равновесия. Связь между ними.
- •18. Обратимые и необратимые реакции. Состояние химического равновесия. Связь между Кр и Кс. Максимальная работа обратимого процесса.
- •19. Факторы, влияющие на положение равновесия. Связь константы равновесия с энергией Гиббса. Принцип Ле Шателье, его практическое применение.
- •37. Электрохимическая коррозия металлов. Способы защиты от нее.
- •38. Основные понятия химической кинетики.
- •56. Состав, получение, классификация полимеров. Механические свойства полимеров. Взаимодействие полимеров с растворителями.
- •57. Растворы высокомолекулярных соединений. Их классификация. Свойства разбавленных растворов. Применение полимеров.
Следствия из закона Гесса
Тепловой эффект прямой реакции равен по величине и противоположен по знаку тепловому эффекту обратной реакции (законЛавуазье — Лапласа).
Тепловой эффект химической реакции равен разности сумм теплот образования (ΔHf) продуктов реакции и исходных веществ, умноженных на стехиометрические коэффициенты (ν):
Тепловой эффект химической реакции равен разности сумм теплот сгорания (ΔHc) исходных веществ и продуктов реакции, умноженных на стехиометрические коэффициенты (ν):
. Для расчёта теплоты процесса, протекающего при иных условиях, необходимо использовать и другие законы термохимии, например, закон Кирхгофа, описывающий зависимость теплового эффекта реакции от температуры.
Если начальное и конечное состояния химической реакции (реакций) совпадают, то ее (их) тепловой эффект равен нулю.
Стандартная энтальпия образования
Под стандартной теплотой образования понимают тепловой эффект реакции образования одного моля вещества из простых веществ, его составляющих, находящихся в устойчивых стандартных состояниях.
Например, стандартная энтальпия образования 1 моль метана из углерода и водорода равна тепловому эффекту реакции:
С(тв) + 2H2(г) = CH4(г) + 76 кДж/моль.
Энтальпия образования простых веществ принимается равной нулю, причем нулевое значение энтальпии образования относится к агрегатному состоянию, устойчивому при T = 298 K.
Стандартная энтальпия сгорания — ΔHгоро, тепловой эффект реакции сгорания одного моля вещества в кислороде до образования оксидов в высшей степени окисления. Теплота сгорания негорючих веществ принимается равной нулю.
Стандартная энтальпия растворения — ΔHраство, тепловой эффект процесса растворения 1 моля вещества в бесконечно большом количестве растворителя. Складывается из теплоты разрушения кристаллической решетки и теплоты гидратации (или теплоты сольватации для неводных растворов), выделяющейся в результате взаимодействия молекул растворителя с молекулами или ионами растворяемого вещества с образованием соединений переменного состава — гидратов (сольватов). Разрушение кристаллической решетки, как правило, эндотермический процесс — ΔHреш > 0, а гидратация ионов — экзотермический, ΔHгидр < 0. В зависимости от соотношения значений ΔHреш и ΔHгидр энтальпия растворения может иметь как положительное, так и отрицательное значение. Так растворение кристаллического гидроксида калия сопровождается выделением тепла:
ΔHраствKOHо = ΔHрешо + ΔHгидрК+о + ΔHгидрOH−о = −59 КДж/моль
Под энтальпией гидратации — ΔHгидр, понимается теплота, которая выделяется при переходе 1 моля ионов из вакуума в раствор.
Стандартная энтальпия нейтрализации — ΔHнейтро энтальпия реакции взаимодействия сильных кислот и оснований с образованием 1 моля воды при стандартных условиях:
HCl + NaOH = NaCl + H2O
H+ + OH− = H2O, ΔHнейтр° = −55,9 кДж/моль
Стандартная энтальпия нейтрализации для концентрированных растворов сильных электролитов зависит от концентрации ионов, вследствие изменения значения ΔHгидратации° ионов при разбавлении.
Значение:Теплоты реакций являются мерой изменения свойств системы, и знание их может иметь большое значение при определении условий протекания тех или иных реакций.