lecture01 (791996)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Лекция 1ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА1) Изучает возможность протекания химического процесса2) Определяет условия протекания химического процессаОсновные понятияСИСТЕМА — часть вселенной, выделенная с помощьюреальных или мысленных границ.ВНЕШНЯЯ СРЕДА — все, что находится вне системы.СИСТЕМА + ВНЕШНЯЯ СРЕДА = ВСЕЛЕННАЯКомпоненты — вещества, образующие систему, количествакоторых можно менять независимо друг от друга.Раствор NaClКомпоненты H2O и NaClСостоит из молекул H2O, ионов Na+ и Cl– Гомогенная – состоит из одной фазыГетерогенная – состоит из нескольких фазСИСТЕМАФАЗА — часть системы, которая отделена от другихчастей поверхностью раздела. Внутри фазы свойстваизменяются непрерывно, на поверхности раздела междуфазами — скачком.Открытая - обменивается энергией ивеществом с внешней средойЗакрытая - обменивается энергией, но необменивается веществомИзолированная - не обменивается ниэнергией, ни веществом СВОЙСТВА СИСТЕМЫ• Экстенсивные зависят отразмера системы (m, V)• Интенсивные не зависят отразмера системы (p, Т, ρ, С)энтальпия HСВОЙСТВА СИСТЕМЫ• Экстенсивные зависят отразмера системы (m, V)• Интенсивные не зависят отразмера системы (p, Т, ρ, С)Энтальпия процесса ΔH – тепловой эффект процесса,измеренный при постоянном давлении (рнач.= ркон)Экзотермический процессЭндотермический процессQ > 0, ΔH < 0, ΔU < 0Q < 0, ΔH > 0 , ΔU > 0H2(г.) + I2(к.) = 2HI(г.) – 53,2 кДжΔH° = 53,2 кДж½H2(г.) + ½I2(к.) = HI(г.) – 26,6 кДжΔH° = 26,6 кДж½H2(г.) + ½I2(г.) = HI(г.) + 4,6 кДжΔH° = –4,6кДж4P(бел.) + 5O2(г.) = P4O10(к.) + 2984 кДж ΔH° = –2984 кДж4P(красн.) + 5O2(г.) = P4O10(к.) + 2914 кДж ΔH° = –2914,4кДж1.2.3.Агрегатное состояниеПолиморфная модификацияТепловой эффект или энтальпияЗАКОН ГЕССА1. Энтальпия химического процесса не зависит отего пути, а определяется только начальным иконечным состоянием системы, т.е. состояниемисходных веществ и продуктов реакцииИсходные в-ваC(графит), 2O2(г.), 2H2(г.)Продукты р-цииCO2,(г.), 2H2O(г.)ЗАКОН ГЕССА2.Энтальпияхимическогопроцессаопределяется энтальпиями тех реакций, комбинируякоторые можно получить этот процесс(d) CH4(г.) + 2O2(г.) = CO2(г.) + 2H2O(г.)ΔHa(а) C(графит) + O2(г.) = CO2(г.)(b) H2(г.) + 1/2O2(г.) = H2O(г.)ΔHb(c) C(графит) + 2H2(г.) = CH4(г.)ΔHc(d) = (a) + 2⋅(b) – (c)ΔHd = ΔHa + 2⋅ΔHb – ΔHc∆Hd ?определеныЗАКОН ГЕССА2.Энтальпияхимическогопроцессаопределяется энтальпиями тех реакций, комбинируякоторые можно получить этот процесс(d) CH4(г.) + 2O2(г.) = CO2(г.) + 2H2O(г.)∆Hd ?(а) C(графит) + O2(г.) = CO2(г.)Реакция образованиявеществаCH4(г.) из простых веществ образуется1 моль сложного вещества(b) H2(г.) + 1/2O2(г.) = H2O(г.)(c) C(графит) + 2H2(г.) =(d) = (a) + 2⋅(b) – (c)ΔHd = ΔHa + 2⋅ΔHb – ΔHcСтандартное состояние веществаСтандартное состояние вещества – состояние данноговещества в чистом виде при заданной температуре идавлении 1 атм25oCH2 – г, р = 1 атм150oCH2 – г, р = 1 атмI2 – к, р = 1 атмI2 – ж, р = 1 атмH2O – ж, р = 1 атмH2O – г, р = 1 атмСтандартная энтальпия образования вещества ΔfHo —энтальпия реакции образования 1 моль этого вещества встандартном состоянии из соответствующих простыхвеществ, также взятых в стандартном состоянии. ΔfHo298 — табулированыKBrO3(к.)ΔfHo298 = –376,1 кДж/мольK(к.) + 1/2Br2(ж.) + 3/2O2(г.) = KBrO3(к.)Стандартное состояние веществаСтандартная энтальпия образования ΔfHo простого веществав стандартном состоянии равна нулю.Условились!1.Равной нулю считать энтальпию образования простого вещества встандартном состоянии при 25°С (298К)I2(к.) ΔfHo298 = 0I2(ж.), I2(г.) ΔfHo298 ≠02. Если элемент образует несколько простых веществ равной нулюсчитается стандартная энтальпия образования ΔfHo только одного изних (наиболее распространенного при 298 К (25°С))С(графит) ΔfHo298 = 0 С(алмаз) ΔfHo298 = 1,8 кДж/мольΔfHo298 = 0O3(г.) ΔfHo298 = 142,3 кДж/мольO2(г.)Исключение:P(белый) (не является наиболее распространенной иустойчивой формой фосфора при 298 К) ΔfHo298 = 0ЗАКОН ГЕССАЭнтальпия реакции определяется как разность3.энтальпий образования продуктов реакции и энтальпийобразования исходных веществ (с учетом стехиомет‐рических коэффициентов) ΔrH = Σjпрод.ΔfHпрод.

– Σ iисх.в‐в.ΔfHисх.в‐в.(d) CH4(г.) + 2O2(г.) = CO2(г.) + 2H2O(г.)ΔH°d ?(а) C(графит) + O2(г.) = CO2(г.)ΔfH°(CO2) = –393,5кДж/моль(b) H2(г.) + 1/2O2(г.) = H2O(г.)ΔfH°(H2O) = –241,8 кДж/моль(c) C(графит) + 2H2(г.) = CH4(г.)ΔfH°(CH4) = –74,8 кДж/моль(d) = (a) + 2⋅(b) – (c)ΔH°d = ΔfH°(CO2) + 2⋅ΔfH°(H2O) – ΔfH°(СH4) – 2·ΔfH°(O2) =393 5 + 2( 241 8 ) ( 74 8)0 = 802 3ДСтандартное состояние веществаДля растворенного веществаУсловились!1. Стандартное состояние 1 М идеальный раствор2. Для иона H+(р.) ΔfHo = 0CH3COOH(р.) 'CH3COO–(р.) + H+(р.)Δдис.Ho = ?ΔfHo (CH3COO–(р.)) = –485,65 кДж/мольΔfHo(HCOOH(р.)) = –485,2 кДж/мольΔдис.Ho = ΔfHo(CH3COO–(р.)) + ΔfHo(H+(р.)) – ΔfHo(CH3COOH(р.))= –485,65 + 0 – (–485,2) = –0,45 кДж/мольМОДЕЛЬНАЯ СИСТЕМА – ящик (изолированная система), в котором содержатся 4 молекулы газа (одинаковые и неразличимые).ВАРИАНТЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МОЛЕКУЛ ГАЗАПО ПОЛОВИНКАМ ЯЩИКА (МАКРОСОСТОЯНИЯ)4:03:12:21: 3IIIIIIIV0:4VМакросостояниемназываютсостояниесистемы,котороеМАКРОСОСТОЯНИЕСИСТЕМЫ– числомолекулв можнолевойохарактеризоватьопределенными,реальнонаблюдаемымиполовинке ящика (величина,которую можнонаблюдать)параметрами (Т, р, состав).СПОСОБЫ РЕАЛИЗАЦИИМАКРОСОСТОЯНИЙ (МИКРОСОСТОЯНИЯ)ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ВЕРОЯТНОСТЬ W – число способовW = 1 (микросостояний) , которым реализовано макросостояниеI1II12IIIIVV213132W=14143234W=42434 W=6W=4W(I) + W(II) + W(III) + W(IV) + W(V) = 16Процессы от состояния с низкой термодинамической вероятностью к состоянию с высокой термодинамическойвероятностью являются самопроизвольными.Число шариковРаспределениеРаспределениемодели, NN:0N/2 : N/2416817012192416112870N!n! (N − n)!n - число частиц в одной из половинокW (N , n ) =N - число частиц в системе,ящикаS = k⋅lnW(Дж/К)k — константа Больцмана 1,38⋅10–23 Дж/КЭнтропия — экстенсивная величина (m, V)В самопроизвольных процессах энтропия возрастаетЭнтропия1.

При нагревании системы (p-const).2. При фазовых переходах SТВ < SЖ < SГ.3. При образовании газа или увеличениичисла моль газообразных веществ.4. При растворении твердого вещества.В таблицах So, Дж/(К·моль)Энтропии веществ в ст. состоянии при 298 КВеществоС(алмаз)С(графит)О2(г.)O3(г.)СH4(г.)С2H6(г.)So, Дж/(К·моль)2,45,7205,0238,8186,3229,4Энтропии ионов в 1М растворе при 298 КИонSo, Дж/(моль ⋅К)H+0СН3СOO–87,6PO43––221,4Энтропия химической реакцииΔrS = Σjпрод.Sпрод. — Σiисх.

в-вSисх. в-вРеакция образования H2OгH2(г.) + ½O2(г.) = H2O(г.)So, Дж/К⋅моль 130,6205188,7>0ΔfSo = 188,7 – 130,6 – ½⋅205 = –44,4 Дж/К⋅моль < 0Растворение NaCl:NaCl(к.)So, Дж/К⋅моль72,1= Na+(р.) + Cl–(р.)58,956,5Δдис.So = So(Cl–(р.)) + So(Na+(р.)) – So(NaCl(р.)) == 56,5 + 58,9 – 72,1 = 43,3 Дж/К⋅моль.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций