„A KÉMIAI TERMODINAMIKA, KÉMIAI KINETIKA ÉS EGYENSÚLY ALAPJAI”

A kémiai termodinamika alapjai

1 . Mit vizsgál a kémiai termodinamika:

1) a kémiai átalakulások sebessége és ezen átalakulások mechanizmusai;

2) a fizikai és kémiai folyamatok energetikai jellemzői és a kémiai rendszerek hasznos munkavégzésre való képessége;

3) a kémiai egyensúly eltolásának feltételei;

4) a katalizátorok hatása a biokémiai folyamatok sebességére.

2. A nyílt rendszer olyan rendszer, amely:

3. A zárt rendszer olyan rendszer, amely:

1) nem cserél sem anyagot, sem energiát a környezettel;

2) anyagot és energiát egyaránt cserél a környezettel;

3) energiát cserél a környezettel, de nem cserél anyagot;

4) anyagot cserél a környezettel, de energiát nem.

4. Az elszigetelt rendszer olyan rendszer, amely:

1) nem cserél sem anyagot, sem energiát a környezettel;

2) anyagot és energiát egyaránt cserél a környezettel;

3) energiát cserél a környezettel, de nem cserél anyagot;

4) anyagot cserél a környezettel, de energiát nem.

5. Milyen típusú termodinamikai rendszerekhez tartozik a termosztátba helyezett, lezárt ampullában elhelyezett oldat?

1) izolált;

2) nyitott;

3) zárt;

4) álló helyzetben.

6. Milyen típusú termodinamikai rendszerekhez tartozik a lezárt ampullában lévő oldat?

1) izolált;

2) nyitott;

3) zárt;

4) álló helyzetben.

7. Milyen típusú termodinamikai rendszerekhez tartozik egy élő sejt?

1) nyitott;

2) zárt;

3) izolált;

4) egyensúly.

8 . Egy termodinamikai rendszer mely paramétereit nevezzük extenzívnek?

1) amelynek nagysága nem függ a rendszerben lévő részecskék számától;

3) amelynek értéke a rendszer aggregáltsági állapotától függ;

9. Egy termodinamikai rendszer mely paramétereit nevezzük intenzívnek?

!) amelynek nagysága nem függ a rendszerben lévő részecskék számától;

2) amelynek nagysága a rendszerben lévő részecskék számától függ;

3) amelynek értéke az aggregáció állapotától függ;

4) amelynek nagysága az időtől függ.

10 . A termodinamikai rendszer állapotfüggvényei olyan mennyiségek, amelyek:

1) csak a rendszer kezdeti és végső állapotától függenek;

2) függ a folyamat útjától;

3) csak a rendszer kezdeti állapotától függenek;

4) csak a rendszer végső állapotától függenek.

11 . Milyen mennyiségek függvényei a rendszer állapotának: a) belső energia; b) munka; c) melegség; d) entalpia; d) entrópia.

3) minden mennyiség;

4) a, b, c, d.

12 . Az alábbi tulajdonságok közül melyek az intenzívek: a) sűrűség; b) nyomás; c) tömeg; d) hőmérséklet; e) entalpia; e) hangerő?

3) b, c, d, f;

13. Az alábbi tulajdonságok közül melyek kiterjedtek: a) sűrűség; b) nyomás; c) tömeg; d) hőmérséklet; e) entalpia; e) hangerő?

3) b, c, d, f;

14 . A rendszer és a környezet közötti energiacsere milyen formáit veszi figyelembe a termodinamika: a) hő; b) munka; c) vegyi anyag; d) elektromos; e) mechanikus; f) nukleáris és napenergia?

2) c, d, e, f;

3) a, c, d, e, f;

4) a, c, d, e.

15. Az állandó hőmérsékleten lezajló folyamatokat nevezzük:

1) izobár;

2) izoterm;

3) izokorikus;

4) adiabatikus.

16 . Az állandó térfogatú folyamatokat nevezzük:

1) izobár;

2) izoterm;

3) izokorikus;

4) adiabatikus.

17 . Az állandó nyomáson végbemenő folyamatokat nevezzük:

1) izobár;

2) izoterm;

3) izokorikus;

4) adiabatikus.

18 . Egy rendszer belső energiája: 1) a rendszer teljes energiatartaléka, kivéve a helyzetének potenciális energiáját és a rendszer egészének kinetikus energiáját;

2) a rendszer teljes energiatartaléka;

3) a rendszer teljes energiatartaléka, kivéve a helyzetének potenciális energiáját;

4) a rendszer részecskéinek elrendeződésének rendezetlenségét jellemző mennyiség.

19 . Milyen törvény tükrözi a munka, a hő és a rendszer belső energiája közötti kapcsolatot?

1) a termodinamika második főtétele;

2) Hess törvénye;

3) a termodinamika első főtétele;

4) van't Hoff törvénye.

20 . A termodinamika első főtétele a következő összefüggéseket tükrözi:

1) munka, hő és belső energia;

2) Gibbs-szabadenergia, a rendszer entalpiája és entrópiája;

3) a rendszer működése és hője;

4) munka és belső energia.

21 . Melyik egyenlet a termodinamika első főtételének matematikai kifejezése izolált rendszerekre?

l)AU=0 2)AU=Q-p-AV 3)AG=AH-TAS

22 . Melyik egyenlet matematikai kifejezése a termodinamika első főtételének zárt rendszerekre?

1) AU=0; 2) AU=Q-p-AV;

3) AG = AH - T*AS;

23 . Egy elszigetelt rendszer belső energiája állandó vagy változó mennyiség?

1) állandó;

2) változó.

24 . Izolált rendszerben a hidrogén égésének reakciója folyékony víz képződésével megy végbe. Változik-e a rendszer belső energiája és entalpiája?

1) a belső energia nem változik, az entalpia megváltozik;

2) a belső energia megváltozik, az entalpia nem változik;

3) a belső energia nem változik, az entalpia nem változik;

4) a belső energia megváltozik, az entalpia megváltozik.

25 . Milyen feltételek mellett egyenlő a belső energia változása a rendszer által a környezettől kapott hővel?

1) állandó térfogaton;

3) állandó nyomáson;

4) semmilyen körülmények között.

26 . Az állandó térfogatú reakció hőhatását változásnak nevezzük:

1) entalpia;

2) belső energia;

3) entrópia;

4) Gibbs szabad energia.

27 . A reakció entalpiája:

28. Azokat a kémiai folyamatokat, amelyek során a rendszer entalpiája csökken, és hő szabadul fel a külső környezetbe:

1) endoterm;

2) exoterm;

3) exergonikus;

4) endergonikus.

29 . Milyen feltételek mellett egyenlő az entalpia változása a rendszer által a környezettől kapott hővel?

1) állandó térfogaton;

2) állandó hőmérsékleten;

3) állandó nyomáson;

4) semmilyen körülmények között.

30 . Az állandó nyomáson végbemenő reakció hőhatását változásnak nevezzük:

1) belső energia;

2) az előző definíciók egyike sem helytálló;

3) entalpia;

4) entrópia.

31. Milyen folyamatokat nevezünk endotermnek?

32 . Milyen folyamatokat nevezünk exotermnek?

1) amelyre AN negatív;

2) amelyre AG negatív;

3) amelyre AN pozitív;

4) amelyre AG pozitív.

33 . Adja meg a Hess-törvény megfogalmazását:

1) a reakció termikus hatása csak a rendszer kezdeti és végső állapotától függ, és nem függ a reakció útjától;

2) a rendszer által állandó térfogat mellett elnyelt hő egyenlő a rendszer belső energiájának változásával;

3) a rendszer által állandó nyomáson elnyelt hő egyenlő a rendszer entalpiájának változásával;

4) a reakció termikus hatása nem a rendszer kezdeti és végső állapotától, hanem a reakció útjától függ.

34. Milyen törvény támasztja alá az élelmiszerek kalóriatartalmát?

1) van' Hoff;

3) Sechenov;

35. Mely anyagok oxidálásakor a test körülményei között több energia szabadul fel?

1) fehérjék;

3) szénhidrátok;

4) szénhidrátok és fehérjék.

36 . A spontán folyamat olyan folyamat, amely:

1) katalizátor nélkül hajtják végre;

2) hőleadás kíséri;

3) külső energiafogyasztás nélkül hajtják végre;

4) gyorsan halad.

37 . A reakció entrópiája:

1) az izobár-izoterm körülmények között zajló kémiai reakció során felszabaduló vagy elnyelt hőmennyiség;

2) a kémiai reakció során felszabaduló vagy elnyelt hőmennyiség izochor-izoterm körülmények között;

3) a folyamat spontán bekövetkezésének lehetőségét jellemző érték;

4) a részecskék rendszerben való elrendeződésének és mozgásának rendezetlenségi fokát jellemző mennyiség.

38 . Milyen állapotfüggvény jellemzi egy rendszer azon tendenciáját, hogy olyan valószínű állapotot érjen el, amely megfelel a részecskék eloszlásának maximális véletlenszerűségének?

1) entalpia;

2) entrópia;

3) Gibbs-energia;

4) belső energia.

39 . Mi a kapcsolat egy anyag három aggregált állapotának entrópiája között: gáz, folyékony, szilárd?

I) S (g) > S (g) > S (tv); 2) S(szilárd)>S(g)>S(g); 3)S(g)>S(g)>S(TB); 4) az aggregáció állapota nem befolyásolja az entrópiaértéket.

40 . Az alábbi folyamatok közül melyiknek kell a legnagyobb pozitív entrópiájú változást elérnie:

1) CH3OH (s) --> CH,OH (g);

2) CH4OH (s) --> CH3OH (1);

3) CH,OH (g) -> CH4OH (s);

4) CH,OH (l) -> CH3OH (szol).

41 . Válassza ki a helyes állítást: a rendszer entrópiája növekszik, ha:

1) megnövekedett nyomás;

2) átmenet folyékony halmazállapotból szilárd halmazállapotba

3) a hőmérséklet emelkedése;

4) átmenet gáz halmazállapotból folyékony halmazállapotba.

42. Milyen termodinamikai függvény segítségével lehet megjósolni, hogy egy izolált rendszerben spontán bekövetkezik-e a reakció?

1) entalpia;

2) belső energia;

3) entrópia;

4) a rendszer potenciális energiája.

43 . Melyik egyenlet a termodinamika 2. főtételének matematikai kifejezése izolált rendszerekre?

44 . Ha a rendszer reverzibilisen kap egy Q mennyiségű hőt T hőmérsékleten, akkor körülbelül T;

2) növekszik a Q/T összeggel;

3) Q/T-nél nagyobb mértékben nő;

4) Q/T-nél kisebb mértékben nő.

45 . Egy izolált rendszerben egy kémiai reakció spontán megy végbe, és bizonyos mennyiségű termék keletkezik. Hogyan változik egy ilyen rendszer entrópiája?

1) növekszik

2) csökken

3) nem változik

4) eléri a minimális értéket

46 . Jelölje meg, hogy az entrópia változása mely folyamatokban és milyen feltételek mellett lehet egyenlő a folyamat munkájával?

1) izobár körülmények között, állandó P és T mellett;

2) izokhorikus körülmények között, V és T állandónál;

H) az entrópia változása soha nem egyenlő a munkával; 4) izoterm körülmények között, állandó P és 47 . Hogyan változik a TS rendszer kötött energiája fűtéskor és kondenzálódáskor?

1) melegítéssel nő, kondenzáció hatására csökken;

2) fűtés hatására csökken, páralecsapódás hatására nő;

3) nincs változás a T-S-ben;

4) melegítéssel és páralecsapódással nő.

48 . A rendszer mely paramétereit kell állandó értéken tartani, hogy az entrópiaváltozás előjele alapján meg lehessen ítélni a folyamat spontán lefolyásának irányát?

1) nyomás és hőmérséklet;

2) térfogat és hőmérséklet;

3) belső energia és térfogat;

4) csak hőmérséklet.

49 . Egy elszigetelt rendszerben minden spontán folyamat a növekvő rendezetlenség irányába halad. Hogyan változik az entrópia?

1) nem változik;

2) növekszik;

3) csökken;

4) először növekszik, majd csökken.

50 . Az entrópia a Q/T értékkel nő:

1) reverzibilis folyamat;

2) visszafordíthatatlan folyamat;

3) homogén;

4) heterogén.

51 Hogyan változik a rendszer entrópiája az ammóniaszintézis során fellépő előre és fordított reakciók következtében?

3) az entrópia nem változik a reakció során;

4) az entrópia növekszik előre és fordított reakciók esetén.

52 . Milyen egyidejűleg ható tényezők határozzák meg a kémiai folyamatok irányát?

1) entalpia és hőmérséklet;

2) entalpia és entrópia;

3) entrópia és hőmérséklet;

4) a Gibbs-energia és a hőmérséklet változásai.

53. Izobár-izoterm körülmények között a rendszer által végzett maximális munkavégzés:

1) egyenlő a Gibbs-energia csökkenésével;

2) nagyobb Gibbs-energia veszteség;

3) kisebb Gibbs-energia veszteség;

4) egyenlő az entalpia veszteséggel.

54 . Milyen feltételeknek kell teljesülniük ahhoz, hogy a rendszerben a maximális munkavégzés megvalósuljon a Gibbs-energia csökkenése miatt?

1) állandó V és t értéket kell tartani;

2) állandó P és t fenntartása szükséges;

3) állandó AH és AS fenntartása szükséges;

4) állandó P&V fenntartása szükséges

55 . Mi okozza a maximális hasznos munkát egy kémiai reakcióban állandó nyomáson és hőmérsékleten?

1) a Gibbs-energia csökkenése miatt;

3) az entalpia növekedése miatt;

4) az entrópia csökkenése miatt.

56. Minek köszönhető a maximális hasznos munka, amelyet egy élő szervezet végez izobár-izoterm körülmények között?

1) az entalpia elvesztése miatt;

2) az entrópia növekedése miatt;

3) a Gibbs-energia csökkenése miatt;

4) a Gibbs-energia növekedése miatt.

57 . Milyen folyamatokat nevezünk endergonikusnak?

58. Milyen folyamatokat nevezünk exergonikusnak?

2) AG 0; 4) AG > 0.

59. A folyamat spontán jellegét legjobban a következők értékelésével lehet meghatározni:

1) entrópia;

3) entalpia;

2) Gibbs-mentes energia;

4) hőmérséklet.

60 . Milyen termodinamikai függvény segítségével lehet előre jelezni az élő szervezetben bekövetkező spontán folyamatok lehetőségét?

1) entalpia;

3) entrópia;

2) belső energia;

4) Gibbs szabad energia.

61 . A reverzibilis folyamatok esetében a Gibbs-szabadenergia változása...

1) mindig egyenlő nullával;

2) mindig negatív;

3) mindig pozitív;

62 . Irreverzibilis folyamatok esetén a szabadenergia változása:

1) mindig egyenlő nullával;

2) mindig negatív;

3) mindig pozitív;

4) pozitív vagy negatív a körülményektől függően.

63. Izobár-izoterm körülmények között csak olyan folyamatok fordulhatnak elő spontán módon egy rendszerben, aminek következtében a Gibbs-energia:

1) nem változik;

2) növekszik;

3) csökken;

4) eléri a maximális értékét.

64 . Egy bizonyos kémiai reakcióhoz gázfázisban P állandó és TAG > 0 mellett. Milyen irányban megy végbe ez a reakció spontán módon?

D) előrefelé;

2) ilyen körülmények között nem fordulhat elő;

3) ellenkező irányba;

4) egyensúlyi állapotban van.

65 . Mi a jégolvadási folyamat AG előjele 263 K-en?

66 . Az alábbi esetek közül melyikben nem kivitelezhető a reakció semmilyen hőmérsékleten?

1) AH>0; AS>0; 2) AH>0; AH

3)A#4)AH=0;AS=0.

67. Az alábbi esetek közül melyikben lehetséges a reakció bármilyen hőmérsékleten?

1) DN 0; 2) AH 0; AS > 0; 4) AH = 0; AS = 0.

68 . Ha egy

1) [AN] > ;

2) az AN és a TAS tetszőleges arányára; 3) (AH]

4) [AN] = [T-A S].

69 . Mely AH és AS előjel értékeinél csak exoterm folyamatok lehetségesek a rendszerben?

70. Milyen AN és T* AS arányok mellett irányul a kémiai folyamat endoterm reakcióra:

71 . Milyen állandó termodinamikai paraméterek mellett szolgálhat az entalpia változása a spontán folyamat irányának kritériumaként? A DH milyen jele utal ilyen körülmények között spontán folyamatra?

1) S és P állandónál, AN

3) állandó Put, AN

2) 5 állandó és P esetén AN > 0; 4) Vn t állandónál, AH > 0.

72 . Lehetséges-e és milyen esetekben ítélni az entalpia változásának előjele alapján a kémiai reakció során a Ti P1 állandó melletti előfordulásának lehetőségét?

1) lehetséges, ha LA » T-AS;

2) ilyen feltételek mellett ez lehetetlen;

3) lehetséges, ha AN « T-AS;

4) lehetséges, ha AN = T-AS.

73 . A ZN 2 + N 2 -> 2NH 3 reakciót 110°C-on hajtjuk végre, így minden reagens és termék gázfázisban van. Az alábbi értékek közül melyik marad meg a reakció során?

2) entrópia;

3) entalpia;

74 . Az alábbi állítások közül melyik igaz a normál körülmények között végbemenő reakciókra?

1) az endoterm reakciók nem léphetnek fel spontán módon;

2) kellően alacsony hőmérsékleten endoterm reakciók lejátszódhatnak;

3) endoterm reakciók történhetnek magas hőmérsékleten, ha AS > 0;

4) endoterm reakciók történhetnek magas hőmérsékleten, ha AS

75 . Melyek a biokémiai folyamatok jellemzői: a) az energiacsatolás elvének engedelmeskednek; b) általában reverzibilis; c) komplex; d) csak exergonikus (AG

1) a, b, c, d;

2) b, c, d; 3) a, 6, c; 4) c, d.

76 . Az exergonikus reakciók a szervezetben spontán módon jelentkeznek, mivel:

77 . A szervezetben zajló endergon reakciók energiaellátást igényelnek, mivel: 1) AG >0;

78 . Bármely AH 0 peptid hidrolízisekor ez a folyamat spontán megy végbe?

1) lesz, mivel AG > 0;

3) nem fog megtörténni, mivel AG > 0;

2) lesz, mivel AG

4) nem lesz, mivel AG

79 . A tápanyagok kalóriatartalmát energiának nevezzük:

1) 1 g tápanyag szabadul fel a teljes oxidáció során;

2) 1 mól tápanyag szabadul fel a teljes oxidáció során;

3) szükséges 1 g tápanyag teljes oxidációjához;

4) 1 mol tápanyag szükséges a teljes oxidációhoz.

80 . Számos enzim termikus denaturációs folyamatához LA > 0 és AS > 0. Megtörténhet ez a folyamat spontán módon?

1) magas hőmérsékleten képes, mivel \T-AS\ > |BP];

2) alacsony hőmérsékleten is használható, mivel \T-AS\

3) nem, mivel \T-AS\ > |AH];

4) nem, mert \T-AS\

81 . Számos AN fehérje termikus hidratálási folyamatához

1) elég alacsony hőmérsékleten is, mivel |AH| > \T-AS\;

2) kellően alacsony hőmérsékleten is, mivel |АА|

3) magas hőmérsékleten is használható, mivel |AH)

4) semmilyen hőmérsékleten nem.

Program

Paraméterek kémiai reakciók, kémiai egyensúlyi; - kiszámítja a hőhatásokat és a sebességet kémiai reakciók... reakciók; - alapok fizikai és kolloid kémia, kémiai kinetika, elektrokémia, kémiai termodinamikaés termokémia; ...

A végzett hallgató szakmai tevékenységének céljai. Felsőoktatási program elsajátítása eredményeként kialakult diplomás kompetenciák. A felsőoktatási oktatás megvalósítása során az oktatási folyamat tartalmát és szervezetét szabályozó dokumentumok (3)

Előírások

2. modul. Fizika alapismeretek kémiai előfordulási minták kémiai folyamatokat Alapok kémiai termodinamika. Alapok kémiai kinetika. Kémiai egyensúlyi. 3. modul... Alapok oldatok kémiája Általános...

Ezt a kézikönyvet nem vegyész szakos hallgatók önálló munkájukhoz használhatják

Dokumentum

Egyszerű anyagok. Ebben alapján V kémiai termodinamika termikus hatások számítási rendszere készült..., Cr2O3? 2. TÉMA. KÉMIAI KINETIKAÉS KÉMIAI EGYENSÚLYI Mint korábban bemutatásra került, kémiai termodinamika lehetővé teszi az alapvető...

A képzés tudományági kémia irányzatának munkaprogramja

Munkaprogram

4.1.5. Redox folyamatok. Alapok elektrokémia Oxidációs-redukciós folyamatok. ... Az oldatok összetételének kvantitatív kifejezésére szolgáló módszerek. 5 Kémiai termodinamika 6 KinetikaÉs egyensúlyi. 7 Disszociáció, pH, hidrolízis 8 ...

3. témakör. A kémiai folyamatok általános elvei.

Kémiai termodinamika és kinetika

Bevezetés

A kémia központi eleme az anyagok átalakulásának tanulmányozása, beleértve a kémiai reakciók energiáját és kinetikáját. Ennek a tanításnak az elsajátítása lehetővé teszi a kémiai folyamatok lehetőségének és irányának előrejelzését, az energiahatások és energiaköltségek kiszámítását, a reakciók során keletkező termékek termelési sebességét és hozamát, a kémiai folyamatok sebességének befolyásolását, valamint bizonyos eszközökben, berendezésekben a nemkívánatos reakciók megelőzését. és hangszerek.

3.1. Kémiai termodinamika és kinetika

Energiacsere a vizsgált rendszer és a külső rendszer közöttkörnyezet írja le a vizsgált törvényekettermodinamika. A termodinamika törvényeinek kémiában történő alkalmazása lehetővé teszi a különböző folyamatok alapvető lehetőségének, megvalósításuk feltételeinek, meghatározásának kérdésének megoldását.osztjuk el a reagáló anyagok chi-re való átalakulásának mértékétkémiai reakciókat, és értékelje azok energiáját.

Kémiai termodinamika , a munka és az energia közötti összefüggéseket vizsgálja, ahogyan azok a kémiai átalakulásokra vonatkoznak.

Hő- és mechanikai energia - algebraimennyiségeket. A mennyiségek jeleiK És A a fajok termodinamikájábanrendszerrel összefüggésben tekintjük. Energia kapotta rendszer által adott, a rendszernek adott „+” jel jelzirendszer - a „-” jel.

A rendszer állapotát meghatározó változóktöveket nevezzükállapot paraméterei. Közöttük a kémiában a nyomást, a hőmérsékletet, a térfogatot és a rendszer összetételét használják leggyakrabban. A rendszer állapota ésaz ebből fakadó változásokat is az jellemziállami funkciók, állapotparaméterektől függően és független a rendszer átmeneti útjátólegyik állapotból a másikba. Ezek közé tartozik a belsőenergia, entalpia, entrópia, izobár-izoterm potenciál stb.

Állandó nyomáson lezajló folyamatok -izobár, állandó hangerőn -izokór, állandó hőmérsékleten -izotermikus. Többség a kémiai reakciók nyitott edényekben mennek végbe,azaz a légköri nyomással egyenlő állandó nyomáson.

Kémiai kinetikaegy kémiai folyamat jellemzőit vizsgálja, például a reakció sebességét és a külső körülményektől való függését.

3.2. A kémiai folyamatok energiája

A kémiai reakció során szakadás lép felnéhány kémiai kötés és újak kialakulása. Ezt a folyamatot hő felszabadulása vagy elnyelése kísérite, a fény vagy más típusú energia. EnergiahatékonyságA termokémia tudománya a reakciók hatásait vizsgálja. A termokémiábanhasználjunk termokémiai reakcióegyenleteketamelyek figyelembe veszik:

az anyag halmazállapota;

a reakció termikus hatása (Q).

Ezekben az egyenletekben gyakran használnak törtegyütthatókat. Így az 1 mol gáz képződésének reakciójának egyenleteia figuratív víz a következőképpen van írva:

H 2 (g) + 1/2O 2 (g) = H 2 O (g) + 242 kJ (*)

A (d) szimbólum azt jelzi, hogy a hidrogén, oxigén ésa víz gázfázisban van. A „+242 kJ” azt jelentiA reakció eredményeként annyi hő szabadul fel a1 mol víz képződése.

Az aggregáció állapotának figyelembevételének fontossága abból adódik, hogyhogy a folyékony víz képződéshője annyival nagyobba gőzkondenzáció során felszabaduló hő:

H 2 (g) + 1/2O 2 (g) = H 2 O (l) + 286 kJ (**)

Kondenzációs folyamat:

H 2 O (g) = H 2 O (l) + 44 kJ (***)

A termikus hatás mellett a termodinamika alkalmazzalétezik a „hőtartalom változása” – entalpia fogalma(belső energia tartalék) a reakció során ( N)

Exoterm reakciók: hő szabadul fel Q > 0

csökken a belső energiatartalék N<0

Endoterm reakciók: hő elnyelődik K< 0

növekszik a belső energiatartalék H>0.

Így a vízképződés reakciója (*) exoterm.A reakció termikus hatása:K = 242 kJ,  H = -242 kJ.

Kémiai vegyületek képződésének entalpiája

Szabványos képződésentalpia (hő). kémiai vegyület  H 0 f,B,298 az entalpia változása ennek a standard állapotú (p = 1 atm; T = 25 0 C) vegyületnek az egyszerű anyagokból, standard halmazállapotú és termodinamikailag stabil fázisaiban is kialakuló egy mólja során. és módosítások adott hőmérsékleten .

Az egyszerű anyagok képződési standard entalpiáit nullának vesszük, ha aggregációs állapotuk és módosulásaik standard körülmények között stabilak.

Az anyagok képződésének standard entalpiáit összegyűjtik és referenciakönyvek foglalják össze.

3.2. 1. Termokémiai számítások

A kémiai reakció hőjének függetlenségét a folyamat útjától p=const értéknél a 19. század első felében állapították meg. Orosz tudós G.I. Hessom: a kémiai reakció termikus hatása nem a bekövetkezésének útjától, hanem csak a kiindulási anyagok és reakciótermékek természetétől és fizikai állapotától függ.

A legtöbb reakciónál a gyakorlati jelentőségű hőmérsékleteken belül a termikus hatás változása kicsi. Ezért a jövőben  H 0-t fogunk használni f,B,298 és a számítások során állandónak tekintendők.

A Hess-törvény következménye– a kémiai reakció termikus hatása egyenlő a reakciótermékek képződési hőjeinek (entalpiák) összegével mínusz a kiindulási anyagok képződési hőjeinek (entalpiáinak) összege.

Ha a Hess-törvényből származó következményt alkalmazzuk a termokémiai számításokban, akkor szem előtt kell tartani, hogy az algebrai összegzés végrehajtásakor figyelembe kell venni a reakcióegyenletben szereplő sztöchiometrikus együtthatókat.

Így az aA+bB=cC+dD reakcióegyenletre a H hőhatás egyenlő

H=(s  N minta C + d N minta D) – (a N minta A + b N minta B) (*)

A (*) egyenlet lehetővé teszi a reakció termikus hatásának meghatározását a reakcióban részt vevő anyagok ismert képződési entalpiáiból, valamint a képződés egyik entalpiájának meghatározását, ha a reakció termikus hatása és az összes többi képződési entalpia ismert.

Az üzemanyag égési hője

Az anyagot alkotó elemek oxigénnel való oxidációjának hőhatását magasabb oxidok képződésére ezen anyag égéshőjének nevezzük.
.

Példa: határozza meg az etanol égéshőjét C 2 H 5 OH (l)

Ha számítás részére végzett
folyékony víz képződésével, akkor az égéshőt ún legmagasabb, Ha gáznemű víz képződésével, majd alacsonyabb. Alapértelmezés szerint általában magasabb fűtőértéket jelentenek.

A műszaki számításoknál a Q T fajlagos égéshőt használjuk, amely egyenlő 1 kg folyékony vagy szilárd anyag vagy 1 m 3 gáz halmazállapotú anyag elégetésekor felszabaduló hőmennyiséggel, majd

Q T = -  N ST  1000/M (w, tv.)

Q T = –  N ST  1000/22,4 (g.-ra),

ahol M egy mól anyag tömege, 22,4 l egy mól gáz térfogata.

3.3. Kémiai és fázisegyensúly

3.3.1. Kémiai egyensúly

Reverzibilis reakciók - két ellentétes irányú egyidejűleg végbemenő kémiai reakciók.

Kémiai egyensúly - a rendszer állapota, amelyben az előre irányuló reakció sebessége (V 1 ) egyenlő a fordított reakció sebességével (V 2 ). Kémiai egyensúlyban az anyagok koncentrációja változatlan marad. A kémiai egyensúly dinamikus természetű: az előre és fordított reakciók nem állnak meg az egyensúlyban.

A kémiai egyensúlyi állapotot mennyiségileg egy egyensúlyi állandóval jellemezzük, amely az egyenes állandók aránya (K 1) és fordított (K 2) reakciók.

A reakcióhoz mA + nB « pC + dD egyensúlyi állandó egyenlő

K = K 1 /K 2 = ([C] p[D] d) / ([A] m[B] n)

Az egyensúlyi állandó a hőmérséklettől és a reaktánsok természetétől függ. Minél nagyobb az egyensúlyi állandó, annál inkább eltolódik az egyensúly a közvetlen reakciótermékek képződése felé.

Az egyensúly megváltoztatásának módjai

Le Chatelier elve. Ha egy egyensúlyban lévő rendszeren külső hatás keletkezik (koncentráció, hőmérséklet, nyomásváltozások), akkor ez kedvez annak, hogy a két ellentétes reakció közül melyik gyengíti ezt a hatást.

V 1

A+B

V 2

Nyomás. A nyomásnövekedés (gázok esetén) az egyensúlyt egy olyan reakció felé tolja el, ami a térfogat csökkenéséhez (azaz kevesebb molekula képződéséhez) vezet.

V 1

A+B

; a P növekedése ahhoz vezetV 1 >V 2

V 2

A hőmérséklet emelkedése az egyensúlyi helyzetet egy endoterm reakció irányába tolja el (tehát egy olyan reakció felé, amely a hő elnyelésével megy végbe)

V 1

A+B

B + Q, majd növelje t° C V 2 > V 1-hez vezet

V 2

V 1

A+B

B - Q, majd növelje a t-t° C a következőhöz vezet: V 1 > V 2

V 2

A kiindulási anyagok koncentrációjának növelése és a termékek reakciószférából való eltávolítása az egyensúlyt a közvetlen reakció felé tolja el. Az [A] vagy [B] vagy [A] és [B] kiindulási anyagok koncentrációjának növelése: V 1 > V 2 .

A katalizátorok nem befolyásolják az egyensúlyi helyzetet.

3.3.2. Fázisegyensúlyok

Az anyag egyik fázisból a másikba való átmenetének folyamatának egyensúlyát a kémiai összetétel megváltoztatása nélkül fázisegyensúlynak nevezzük.

Példák a fázisegyensúlyra:

Szilárd............ Folyékony

Folyadék.........................Gőz

3.3.3. Reakciósebesség és szabályozásának módszerei

Sebességreakció az egyik reaktáns moláris koncentrációjának változása határozza meg:

V= ± (C 2 – C 1) / (t 2 – t 1)= ± D VAL VEL / D t

ahol C 1 és C 2 - anyagok moláris koncentrációi t időpontban 1 és t 2 rendre (jel (+) – ha a sebességet a reakciótermék határozza meg, jel (–) – a kiindulási anyag).

Reakciók akkor jönnek létre, amikor a reagáló anyagok molekulái ütköznek. A sebességét az ütközések száma és annak valószínűsége határozza meg, hogy azok átalakuláshoz vezetnek. Az ütközések számát a reagáló anyagok koncentrációja, a reakció valószínűségét pedig az ütköző molekulák energiája határozza meg.

A kémiai reakciók sebességét befolyásoló tényezők

A reagáló anyagok természete. Fontos szerepet játszik a kémiai kötések természete és a reagens molekulák szerkezete. A reakciók a kevésbé erős kötések megsemmisülése és az erősebb kötésű anyagok képződése irányába haladnak. Így a kötések megszakítása a H molekulákban 2 és N 2 nagy energiaigény; az ilyen molekulák enyhén reaktívak. A kötések megszakítására erősen poláris molekulákban (HCl, H 2 O) Kevesebb energia szükséges és a reakciósebesség sokkal gyorsabb. Az elektrolit oldatokban az ionok közötti reakciók szinte azonnal fellépnek.

Példák: A fluor szobahőmérsékleten robbanásszerűen reagál a hidrogénnel; a bróm lassan reagál a hidrogénnel melegítéskor.

A kalcium-oxid heves reakcióba lép a vízzel, hő szabadul fel; réz-oxid - nem reagál.

Koncentráció. A koncentráció növekedésével (a részecskék száma egységnyi térfogatban) gyakrabban fordulnak elő a reagáló anyagok molekuláinak ütközései - a reakció sebessége nő.

A tömegtevékenység törvénye (K. Guldberg, P. Waage, 1867)

A kémiai reakció sebessége egyenesen arányos a reaktánsok koncentrációjának szorzatával.

aA + bB + . . .® . . .

V = k[A] a[B] b . . .

A k reakciósebesség-állandó a reagensek természetétől, a hőmérséklettől és a katalizátortól függ, de nem függ a reagensek koncentrációjától.

A sebességi állandó fizikai jelentése az, hogy egyenlő a reakciósebességgel a reagensek egységkoncentrációinál.

Heterogén reakciók esetén a szilárd fázis koncentrációja nem számít bele a reakciósebesség kifejezésébe.

Hőfok. Hőmérséklet-emelkedéssel minden 10° C, a reakciósebesség 2-4-szeresére nő (van't Hoff-szabály). Ahogy a hőmérséklet emelkedik t 1-től 2-ig a reakciósebesség változása a következő képlettel számítható ki:

(t 2 - t 1 ) / 10

Vt 2 / Vt 1

= g

(ahol Vt 2 és Vt 1 - reakciósebesség t hőmérsékleten 2 és t 1 illetőleg;g- ennek a reakciónak a hőmérsékleti együtthatója).

A Van't Hoff-szabály csak szűk hőmérséklet-tartományban alkalmazható. Pontosabb az Arrhenius-egyenlet:

k = A e –Ea/RT

Ahol

A a reaktánsok természetétől függő állandó;

R az univerzális gázállandó;

Ea az aktiválási energia, azaz. az az energia, amellyel az ütköző molekuláknak rendelkezniük kell ahhoz, hogy az ütközés kémiai átalakuláshoz vezessen.

Kémiai reakció energiadiagramja.

Exoterm reakció

Endoterm reakció

A - reagensek, B - aktivált komplex (átmeneti állapot), C - termékek.

Minél nagyobb az Ea aktiválási energia, annál inkább növekszik a reakciósebesség a hőmérséklet emelkedésével.

1. A reagáló anyagok érintkezési felülete. Heterogén rendszerek esetén (ha az anyagok különböző aggregációs állapotúak) minél nagyobb az érintkezési felület, annál gyorsabban megy végbe a reakció. A szilárd anyagok felülete őrléssel, oldható anyagoknál pedig feloldással növelhető.

3.3.4. Kémiai reakciók mechanizmusai, oszcillációs reakciók

A kémiai reakciók osztályozása

én . A kiindulási anyagok és reakciótermékek száma és összetétele szerint:

1) Reakciók kapcsolatokat - ezek olyan reakciók, amelyek során két vagy több anyag egy összetettebb összetételű anyagot képez. Az egyszerű anyagok kombinálásának reakciói mindig redox reakciók. Az összetett anyagok is részt vehetnek az összetett reakciókban.

2) Reakciók bomlás - olyan reakciók, amelyek során egy összetett anyagból két vagy több egyszerűbb anyag keletkezik.
Az eredeti anyag bomlástermékei lehetnek egyszerű és összetett anyagok is.

A bomlási reakciók általában az anyagok hevítése során következnek be, és endoterm reakciók. A vegyületreakciókhoz hasonlóan a bomlási reakciók is előfordulhatnak az elemek oxidációs állapotának változásával vagy anélkül;

3) Reakciók helyettesítés - Ezek olyan reakciók egyszerű és összetett anyagok között, amelyek során egy egyszerű anyag atomjai helyettesítik egy összetett anyag molekulájában az egyik elem atomját, a szubsztitúciós reakció eredményeként egy új egyszerű és egy új összetett anyag keletkezik. alakított.
Ezek a reakciók szinte mindig redoxreakciók.

4) Reakciók csere - ezek két összetett anyag közötti reakciók, amelyek molekulái kicserélik alkotórészeiket.
A cserereakciók mindig elektrontranszfer nélkül mennek végbe, azaz nem redoxreakciók.

II . Az oxidációs állapot változása alapján

1) Az oxidációs állapot megváltoztatása nélkül végbemenő reakciók - semlegesítési reakciók

2) Az oxidációs állapot változásával

III . A katalizátor jelenlététől függően

1) Nem katalitikus (katalizátor jelenléte nélkül futtatni);

2) Katalitikus (katalizátor jelenlétében)

IV . A hőhatás alapján

1) Hőtermelő (hőleadással):

2) Endoterm (hőelnyeléssel):

V . Reverzibilitás alapján

1) Visszafordíthatatlan (csak egy irányba áramlás):

2) Megfordítható (egyszerre áramlik előre és hátrafelé):

VI . Homogenitás alapján

1) Homogén (homogén rendszerben folyik):

2) Heterogén (heterogén rendszerben folyik):

Az áramlási mechanizmus szerint Minden reakció egyszerű és összetett csoportokra osztható. Az egyszerű reakciók egy lépésben mennek végbe, és ezeket egylépéses reakcióknak nevezzük.

Az összetett reakciók vagy szekvenciálisan (többlépcsős reakciók), vagy párhuzamosan, vagy sorosan párhuzamosan mennek végbe.

Minden reakciólépés egy molekulát (monomolekuláris reakciók), két molekulát (bimolekuláris reakciók) vagy három molekulát (trimolekuláris reakciók) foglalhat magában.

Oszcillációs reakciók - az oszcillációs módban lezajló kémiai reakciók osztálya, amelyekben egyes reakcióparaméterek (szín, komponensek koncentrációja, hőmérséklet stb.) periodikusan változnak, és a reakcióközeg összetett tér-időbeli szerkezetét alkotják.

(Bromát-malonsav-cérium rendszer reakció Belousov-Zhabotinsky)

3.4. Katalízis

Azokat az anyagokat, amelyek részt vesznek a reakciókban és növelik annak sebességét, és a reakció végén változatlanok maradnak, nevezzükkatalizátorok .

A katalizátorok hatásmechanizmusa a reakció aktiválási energiájának csökkenésével függ össze a közbenső vegyületek képződése miatt.

Nál nél homogén katalízis a reagensek és a katalizátor egy fázist alkotnak (azonos aggregációs állapotban vannak).

Nál nél heterogén katalízis - különböző fázisok (különböző halmozódási állapotban vannak).

Egyes esetekben a reakcióközeghez való hozzáadással élesen lelassítható a nemkívánatos kémiai folyamatok előfordulásainhibitorok(jelenség " negatív katalízis ").

A kémia alapfogalmai és törvényei. Kémiai kötés. Az anyag szerkezete és tulajdonságai

1. Milyen anyagokat nevezünk egyszerűnek? Nehéz? A megadott anyagok közül válasszunk egyszerűket: CO, O 3, CaO, K, H 2, H 2 O.

2. Milyen anyagokat nevezünk oxidoknak? Savak? Okok? Sók?

3. A megadott oxidok közül - SO 2, CaO, ZnO, Cr 2 O 3, CrO, P 2 O 5, CO 2, Cl 2 O 3, Al 2 O 3 - válasszon bázikus, savas és amfoter oxidokat.

4. Mely sók osztályozhatók savas, bázikus, közepes, kettős, vegyes, komplex sókként?

5. Nevezze meg a következő vegyületeket: ZnOHCl, KHSO 3, NaAl(SO 4) 2. Melyik vegyületcsoportba tartoznak?

6. Hogyan nevezzük egy sav bázikusságát?

7. A megadott hidroxidok közül válasszunk amfotereket: Fe(OH) 2, KOH, Al(OH) 3, Ca(OH) 2, Fe(OH) 3, Pb(OH) 2 .

8. Mit nevezünk reakciósémának? Reakció egyenlet?

9. Hogyan nevezzük a reakcióegyenletben szereplő számokat? Mit mutatnak?

10. Hogyan juthatunk el a reakciódiagramról az egyenletre?

11. Milyen anyagokkal lépnek kölcsönhatásba a bázikus oxidok? Amfoter oxidok? Savas oxidok?

12. Milyen anyagokkal lépnek kölcsönhatásba a bázisok?

13. Milyen anyagokkal lépnek kölcsönhatásba a savak?

14. Milyen anyagokkal lépnek kölcsönhatásba a sók?

15. Határozza meg az elemek tömeghányadát salétromsavban HNO 3!

16. Milyen fémek lépnek reakcióba lúgokkal?

17. Milyen fémek lépnek reakcióba kén- és sósavoldatokkal?

18. Milyen termékek keletkeznek, amikor a fémek reakcióba lépnek különböző koncentrációjú salétromsavval?

19. Milyen reakciókat nevezünk bomlási reakcióknak? Kapcsolatok? Cserék? Redox?

20. Írja fel a reakcióegyenleteket: CrCl 3 + NaOH→; CrCl 3 + 2NaOH→; CrCl 3 + 3NaOH→; CrCl 3 + NaOH (felesleg) →.

21. Írja fel a reakcióegyenleteket: Al + KOH →; Al + KOH + H 2 O →.

22. Mit nevezünk atomnak? Kémiai elem? Egy molekula?

23. Milyen elemek tartoznak a fémek közé? Nem fémek? Miért?

24. Mi az anyag kémiai képlete? Mit mutat?

25. Hogyan nevezzük egy anyag szerkezeti képletét? Mit mutat?

26. Mit nevezünk egy anyag mennyiségének?

27. Mit nevezünk vakondnak? Mit mutat? Hány szerkezeti egységet tartalmaz egy mól anyag?

28. Milyen tömegű elemek vannak feltüntetve a periódusos rendszerben?

29. Mit nevezünk relatív atom- és molekulatömegnek? Hogyan határozzák meg? Mik a mértékegységeik?

30. Hogyan nevezzük egy anyag moláris tömegét? Hogyan definiálható? Mi a mértékegysége?

31. Milyen feltételeket nevezünk normál feltételeknek?

32. Mekkora térfogatot foglal el 1 mol gáz nulla szinten? 5 mol gáz környezeti feltételek mellett?

33. Miből áll az atom?

34. Miből áll az atommag? Milyen töltésű az atommag? Mi határozza meg az atommag töltését? Mi határozza meg az atommag tömegét?

35. Mit nevezünk tömegszámnak?

36. Mit nevezünk energiaszintnek? Hány elektron van egy adott energiaszinten?

37. Mit nevezünk atompályának? Hogyan ábrázolják?

38. Mi jellemzi a főkvantumszámot? Orbitális kvantumszám? Mágneses kvantumszám? Spin kvantumszám?

39. Mi a kapcsolat a fő- és az orbitális kvantumszámok között? Orbitális és mágneses kvantumszámok között?

40. Hogyan nevezzük azokat az elektronokat, amelyeknél = 0? = 1? = 2? = 3? Hány pálya felel meg az egyes elektronállapotoknak?

41. Az atom melyik állapotát nevezzük alapállapotnak? Izgatott?

42. Hány elektron helyezkedhet el egy atompályán? Mi a különbség?

44. Hány és milyen alszint helyezhető el az első energiaszinten? A másodikon? A harmadikon? A negyediken?

45. Fogalmazza meg a legkisebb energia elvét, Klecskovszkij szabályait, Pauli elvét, Hund szabályát, periodikus törvényét.

46. ​​Mi változik periodikusan az elemek atomjainál?

47. Mi a közös egy alcsoport elemeiben? Egy időszak?

48. Miben különböznek a fő alcsoportok elemei a másodlagos alcsoportok elemeitől?

49. Készítsen elektronikus képleteket a Cr +3, Ca +2, N -3 ionokra! Hány párosítatlan elektron van ezekben az ionokban?

50. Milyen energiát nevezünk ionizációs energiának? Elektronaffinitás? Elektronegativitás?

51. Hogyan változik az atomok és ionok sugara egy csoportban és a periódusos rendszer periódusában D.I. Mengyelejev?

52. Hogyan változik az atomok elektronegativitása egy csoportban és a periódusos rendszer periódusában D.I. Mengyelejev?

53. Hogyan változnak az elemek fémes tulajdonságai és vegyületeik tulajdonságai a periódusos rendszer egy csoportjában és periódusában D.I. Mengyelejev?

54. Készítsen képleteket az alumínium, foszfor, bróm és mangán magasabb oxidjaihoz.

55. Hogyan határozható meg az atomban lévő protonok, neutronok és elektronok száma?

56. Hány proton, neutron és elektron van egy cinkatomban?

57. Hány elektront és protont tartalmaznak a Cr +3, Ca +2, N -3 ionok?

58. Fogalmazd meg a tömegmegmaradás törvényét? Mi marad állandó bármely kémiai reakció során?

59. Melyik paraméter marad állandó izobár kémiai reakciókban?

60. Fogalmazd meg az összetétel állandóságának törvényét! Milyen szerkezetű anyagokra érvényes?

61. Fogalmazd meg Avogadro törvényét és annak következményeit.

62. Ha a gáz sűrűsége nitrogénre 0,8, akkor mekkora a gáz moláris tömege?

63. Ha milyen külső paraméterek változnak, változik-e a gáz moláris térfogata?

64. Fogalmazza meg a kombinált gáztörvényt!

65. Különböző gázok azonos térfogata esetén azonos feltételek mellett a gázok tömege egyenlő lesz?

66. Fogalmazd meg Dalton törvényét. Ha a nitrogén és hidrogén keverékének össznyomása 6 atm, és a hidrogén térfogati tartalma 20%, akkor mekkora az összetevők parciális nyomása?

67. Írja fel a Mengyelejev-Clapeyron egyenletet (az ideális gáz állapota).

68. Mekkora a 11,2 liter nitrogénből és 11,2 liter fluorból álló gázkeverék tömege (n.s.)?

69. Mit nevezünk kémiai egyenértéknek? Moláris tömeg egyenérték?

70. Hogyan határozható meg az egyszerű és összetett anyagok ekvivalenseinek moláris tömege?

71. Határozza meg a következő anyagok egyenértékének moláris tömegét: O 2, H 2 O, CaCl 2, Ca(OH) 2, H 2 S!

72. Határozza meg a Bi(OH) 3 ekvivalensét a Bi(OH) 3 + HNO 3 = Bi(OH) 2 (NO 3) + H 2 O reakcióban!

73. Fogalmazd meg az egyenértékek törvényét!

74. Mit nevezünk egy ekvivalens anyag moláris térfogatának? Hogyan definiálható?

75. Fogalmazd meg a térfogati viszonyok törvényét!

76. Mekkora térfogatú oxigénre lesz szükség 8 m 3 hidrogén (n.s.) oxidációjához a 2H 2 + O 2 ↔ 2H 2 O reakció szerint?

77. Mekkora térfogatú hidrogén-klorid keletkezik 15 liter klór és 20 liter hidrogén kölcsönhatásával?

78. Mit értünk kémiai kötés alatt? Adja meg a kémiai kötés jellemzőit!

79. Mi a kémiai kötés erősségének mértéke?

80. Mi befolyásolja az elektronsűrűség eloszlását?

81. Mi határozza meg a molekula alakját?

82. Mit nevezünk vegyértéknek?

83. Határozza meg a nitrogén vegyértékét a következő vegyületekben: N 2, NH 3, N 2 H 4, NH 4 Cl, NaNO 3!

84. Hogyan nevezzük az oxidációs állapotot?

85. Milyen kötést nevezünk kovalensnek?

86. Adja meg a kovalens kötés tulajdonságait!

87. Hogyan változik egy kötés polaritása a KI, KBr, KCl, KF sorozatban?

88. Az anyag molekulái nem polárisak: oxigén, hidrogén-klorid, ammónia, ecetsav.

89. Mit értünk vegyértékpályák hibridizációján?

90. Határozza meg a központi atomok hibridizációjának típusait a következő anyagokban: berillium-fluorid, alumínium-klorid, metán!

91. Hogyan befolyásolja a hibridizáció típusa a molekulák térszerkezetét?

92. Milyen kötést nevezünk ionosnak? Milyen erők hatására keletkezik?

93. Milyen kötést nevezünk fémesnek?

94. Milyen tulajdonságokkal rendelkeznek a fém típusú kémiai kötéssel rendelkező anyagok?

95. Maximum hány -kötés jöhet létre egy molekulában két atom között?

96. Hogyan határozható meg egy elem atomjának abszolút elektronegativitása?

97. Rendezd az elemeket elektronegativitásuk növekvő sorrendjébe: Fe, C, Ag, H, Cl!

98. Mit nevezünk csatolási dipólusmomentumnak? Hogyan számítják ki?

99. Milyen tulajdonságokkal rendelkeznek az atomi kristályrácsos anyagok? Molekuláris kristályrácstal?

100.Milyen kötést nevezünk hidrogénkötésnek? Mitől függ az erőssége? Milyen szervetlen anyagok molekulái között fordul elő?

A kémiai reakciók termodinamikája és kinetikája

1. Mit vizsgál a termodinamika?

2. Mit nevezünk termodinamikai rendszernek? Milyen típusú rendszerek léteznek?

3. Mit nevezünk állapotparamétereknek? Milyen paramétereket nevezünk intenzívnek, extenzívnek? Nevezze meg a kémiai rendszer főbb paramétereit!

4. Mit nevezünk egy folyamatnak? Spontán folyamat? Ciklus? Egyensúlyi folyamat? Nem egyensúlyi folyamat? Visszafordítható folyamat?

5. Mit nevezünk egy fázisnak? Homogén, heterogén rendszer?

6. Mit nevezünk állapotfüggvénynek?

7. Mi jellemzi az U belső energiát? Mitől függ a belső energia?

8. Mit nevezünk Q hőnek? Mely reakciók exoterm és endoterm? Hogyan változik a hő és az entalpia lefolyásuk során?

9. Hogyan nevezzük p∆V munkát?

10. Fogalmazza meg a termodinamika első főtételét! Írd le matematikailag.

11. Fogalmazza meg a termodinamika első főtételét izoterm, izokhorikus és izobár folyamatokra!

12. Mit nevezünk entalpiának?

13. Mit nevezünk egy reakció termikus hatásának? Mi határozza meg a reakció termikus hatását?

14. Melyik egyenletet nevezzük termodinamikainak? Termokémiai?

15. Milyen feltételeket nevezünk standardnak?

16. Mit nevezünk egy reakció entalpiájának? Szabványos reakcióentalpia?

17. Hogyan nevezzük egy anyag képződési entalpiáját? Egy anyag képződésének standard entalpiája?

18. Milyen halmazállapotú a standard? Mekkora az egyszerű anyag képződési entalpiája standard állapotban?

19. A H 2 SO 3 képződési entalpiája nagyságrendileg megegyezik a reakció termikus hatásával: H 2 (g) + S (szilárd) + 1,5O 2 (g) H 2 SO 3 (l); H2 (g) + SO 2 (g) + 0,5 O 2 (g) H 2SO 3 (l); H 2O (g) + SO 2 (g) H 2SO 3 (1); 2H (g) + S (s) + 30 (g) H2S03 (l).

20. Ha 1 mol hidrogén és 1 mol bróm reagál, 500 kJ hő szabadul fel. Mi az a ∆Н arr., HBr?

21. Ha 5 mol A x B y anyag képződik, 500 kJ hő nyelődik el. Mi ennek az anyagnak a ∆Н arr?

22. Hogyan nevezzük az égés entalpiáját? Szabványos égési entalpia? Fűtőérték?

23. Fogalmazd meg a Hess-törvényt, annak első és második következményét!

24. Milyen kifejezés alkalmazható a ∆Н р reakció kiszámítására? 2A + 3B 2C Hess törvénye szerint:

∆Н р = 2∆Н arr, C + 2∆Н arr, A + 3∆Н arr, B; ∆Н р = 2∆Н arr, C – (2∆Н arr, A + 3∆Н arr, B);

∆Н р = 2∆Н arr, A + 3∆Н arr, B –2∆Н arr, C; ∆Н р = – 2∆Н arr, C – (2∆Н arr, A + 3∆Н arr, B)?

25. A metanol CH 4 O (l) standard égési entalpiája (∆H 0 égés) (M = 32 g/mol) -726,6 kJ/mol. Mennyi hő szabadul fel 2,5 kg anyag elégetésekor?

26. Milyen esetben egyenlő egy anyag standard égési entalpiája egy másik anyag standard képződési entalpiájával?

27. Mely anyagoknál egyenlő a standard égési entalpia nullával: CO, CO 2, H 2, O 2?

28. A 2Cl 2 (g) + 2H 2 O (l) 4HCl (g) + O 2 (g) reakcióhoz számítsa ki a standard entalpiát (kJ), ha ismertek az anyagok képződésének standard entalpiái:

29. ∆Н = -1410,97 kJ/mol; ∆H = -2877,13 kJ/mol. Mennyi hő szabadul fel 2 mol etilén és 4 mol bután együtt elégetésekor?

30. ∆Н = -1410,97 kJ/mol; ∆H = -2877,13 kJ/mol. Mennyi hő szabadul fel 0,7 kg 20% ​​etilénből és 80% butánból álló gázkeverék elégetésekor?

31. A MgCO 3 (s) → MgO (s) + CO 2 (g) reakció standard entalpiája 101,6 kJ; a MgO (s) és CO 2 (g) képződésének standard entalpiája: -601,0 és -393,5 kJ/mol. Mekkora a magnézium-karbonát MgCO 3 képződésének standard entalpiája?

32. Mit nevezünk egy rendszer termodinamikai valószínűségének? Mit nevezünk entrópiának? Hogyan fejeződik ki az entrópia termodinamikai valószínűséggel?

33. Fogalmazza meg a termodinamika második főtételét!

34. Mit nevezünk az anyag standard entrópiájának?

35. Fogalmazza meg a termodinamika harmadik főtételét (Planck posztulátuma).

36. Mit nevezünk egy reakció entrópiájának? Egy reakció standard entrópiája?

37. Melyik kifejezés alkalmazható a CH 4 + CO 2 2CO + 2H 2 reakció ∆S p kiszámítására:

∆S р = S + S + S + S ; ∆S р = S + S + 2S + 2S ;

∆S р = 2S + 2S – S + S ; ∆S р = 2S + 2S – S – S ?

38. A 2Cl 2 (u) + 2H 2 O (l) 4HCl (g) + O 2 (g) reakcióhoz számítsa ki a standard entrópiát (J/K), ha ismertek az anyagok képződésének standard entrópiái:

39. Mit nevezünk Gibbs-szabad energiának? Mi a kapcsolata más termodinamikai függvényekkel?

40. Hogyan határozzuk meg a reakció irányát a reakció Gibbs-energiájának előjele alapján?

41. Milyen hőmérsékleten lehetséges a reakció, ha ∆H<0, ∆S>0; ∆H<0, ∆S<0; ∆H>0, ∆S>0; ∆H>0, ∆S<0.

42. Hogyan határozható meg egy folyamat egyensúlyi hőmérséklete?

43. Hogyan nevezzük a ∆G р reakció Gibbs-energiáját? Egy reakció standard Gibbs-energiája?

44. Melyik kifejezés alkalmazható a 4NH 3 (g) + 5O 2 (g) 4NO (g) + 6H 2 O (l) reakció ∆G p értékére

∆G р = ∆G 4 + ∆G 5 + ∆G 4 + ∆G 6 ; ∆G р = ∆G + ∆G + ∆G + ∆G ;

∆G р = 4∆G + 5∆G - 4∆G - 6∆G ; ∆G р = 4∆G + 6∆G - 4∆G - 5∆G ?

45. A HNO 3 (l) + HNO 2 (l) 2NO 2 (g) + H 2 O (l) reakcióhoz számítsa ki a standard Gibbs-energiát (kJ), ha ismertek az anyagok képződésének standard Gibbs-energiái:

46. ​​A Fe (s) + Al 2 O 3 (s) → Al (s) + Fe 2 O 3 (s) reakcióhoz határozza meg az egyensúlyi hőmérsékletet és a folyamat 125 0 C-on bekövetkezésének lehetőségét, ha ∆H = 853,8 kJ/mol; ∆S = 37,68 J/mol·K.

47. Mit értünk a kémiai reakció sebességén?

48. Fogalmazd meg a tömeghatás törvényét!

49. 40 s alatt két Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 (1) és Zn + 2HBr = ZnBr 2 + H 2 (2) reakció eredményeként 8 g cink-klorid és -bromid keletkezett. Hasonlítsa össze a reakciósebességet.

50. Ha a 3Fe(NO 3) 2(oldat) + 4HNO 3 = 3Fe(NO 3) 3(oldat) + NO (g) + 2H 2 O (l) reakcióban a Fe(NO 3) 2 koncentrációja nő 7-szeresére, a HNO 3 koncentrációja pedig 4-szeresére, hogyan változik a reakciósebesség?

51. Állítsuk fel az Sb 2 S 3 (s) + 3H 2 (g) 2Sb (s) + 3H 2 S (g) reakció kinetikai egyenletét!

52. Hogyan határozható meg egy többlépcsős reakció sebessége?

53. Hogyan változik a CO (g) + 3H 2 (g) CH 4 (g) + H 2 O (g) közvetlen reakció sebessége, ha a rendszer nyomása 3-szorosára nő?

54. Hogyan nevezzük a sebességállandót? Mitől függ?

55. Mit nevezünk aktiválási energiának? Mitől függ?

56. Egy adott reakció sebességi állandója 310 K hőmérsékleten 4,6∙10 -5 l·mol -1 ·s -1 , 330 K hőmérsékleten pedig 6,8∙10 -5 l·mol -1 ·s -1 . Mennyivel egyenlő az aktiválási energia?

57. Egy adott reakció aktiválási energiája 250 kJ/mol. Hogyan változik a sebességi állandó, ha a reakció hőmérséklete 320 K-ról 340 K-re változik?

58. Írd fel az Arrhenius-egyenletet és a van’t Hoff-szabályt!

59. Az (1) reakció aktiválási energiája 150 kJ/mol, a (2) reakció aktiválási energiája 176 kJ/mol. Hasonlítsa össze a k 1 és k 2 sebességi állandókat.

60. Mivel magyarázható a reakciósebesség növekedése a hőmérséklet emelkedésével?

61. Mit nevezünk a reakció hőmérsékleti együtthatójának?

62. Mekkora a reakció hőmérsékleti együtthatója, ha egy adott reakció sebességi állandója 283 és 308 K hőmérsékleten 1,77, illetve 7,56 l mol -1 s -1?

63. 350 K hőmérsékleten a reakció 3 másodperc alatt, 330 K hőmérsékleten 28 másodperc alatt ért véget. Mennyi idő alatt ér véget 310 K hőmérsékleten?

64. Hogyan befolyásolja az aktiválási energia a reakció hőmérsékleti együtthatóját?

65. Mit nevezünk katalizátornak? Inhibitor? Promóter? Katalitikus méreg?

66. Mit nevezünk kémiai egyensúlynak? Mennyi ideig marad egyensúlyban a rendszer?

67. Hogyan függ össze az előre és a fordított reakció sebessége az egyensúly pillanatában?

68. Mit nevezünk egyensúlyi állandónak? Mitől függ?

69. Adja meg a 2NO + O 2 ↔ 2NO 2 reakciók egyensúlyi állandóját! Sb 2 S 3 (tv) + 3H 2 ↔ 2Sb (tv) + 3H 2 S (g).

70. Egy bizonyos hőmérsékleten az N 2 O 4 ↔ 2NO 2 reakció egyensúlyi állandója 0,16. Kiindulási állapotban nem volt NO 2, az NO 2 egyensúlyi koncentrációja 0,08 mol/l volt. Mekkora lesz az N 2 O 4 egyensúlyi és kezdeti koncentrációja?

71. Fogalmazd meg Le Chatelier elvét! Hogyan befolyásolják a hőmérséklet, a koncentráció és a teljes nyomás változásai az egyensúlyi keveredést?

72. A rendszerben 1000 K hőmérsékleten és 1 atm nyomáson jött létre a kémiai dinamikus egyensúly, amikor a Fe (sol) + CO 2 (g) ↔ FeO (szol) + CO (g) reakció eredményeként a A szén-dioxid parciális nyomása 0,54 atm lett. Mekkora ennek a reakciónak a K p egyensúlyi állandója?

73. A gázfázisú rendszer összetevőinek egyensúlyi koncentrációi (mol/l), amelyben a reakció végbement

3N 2 H 4 ↔ 4NH 3 + N 2, egyenlő: =0,2; =0,4; =0,25. Mekkora a reverzibilis egyensúlyi állandója

74. A gázfázisú rendszer összetevőinek egyensúlyi koncentrációi (mol/l), amelyben a reakció végbemegy

N2+3H2↔2NH3, egyenlő: =0,12; =0,14; =0,1. Határozzuk meg az N 2 és H 2 kezdeti koncentrációit.

75. Annak a rendszernek a gázfázisának összetevőinek egyensúlyi koncentrációi, amelyben a reakció végbemegy

C (tv) + CO 2 ↔ 2CO 1000 K-en és P összesen = 1 atm, ami CO 2 - 17 térfogatszázalék. és CO - 83 térfogatszázalék. Mi az állandó?

reakció egyensúly?

76. A CH 4 + H 2 O ↔ CO + 3H 2 reverzibilis gázfázisú reakció Kc egyensúlyi állandója bizonyos hőmérsékleten 9,54 mol 2 l -2. A metán és a víz egyensúlyi koncentrációja 0,2 mol/l, illetve 0,4 mol/l. Határozza meg a CO és a H 2 egyensúlyi koncentrációját!

77. Írja fel a K p egyensúlyi állandó és egy izoterm körülmények között végbemenő reverzibilis reakció Gibbs-energiája ∆G közötti összefüggést!

78. Határozza meg a COCl 2 ↔ CO + Cl 2 gázfázisú reverzibilis reakció K p egyensúlyi állandóját! ∆H 0 = 109,78 kJ,

∆S 0 = 136,62 J/K 900 K-en.

79. A gázfázisú reakció K p egyensúlyi állandója PCl 3 + Cl 2 ↔ PCl 5; ∆Н 0 = -87,87 kJ 450 K-en egyenlő 40,29 atm -1. Határozza meg ennek a folyamatnak a Gibbs-energiáját (J/K).

80. Írja fel a 2CO + 2H 2 ↔ CH 4 + CO 2 reverzibilis gázfázisú reakció K p és K c közötti összefüggését!

Kapcsolódó információ.

1 oldal

A KÉMIAI TERMODINAMIKA ÉS A KÉMIAI KINETIKA ALAPJAI

Paraméter	Megnevezés, egység	Szemantikai jelentés
Belső energia	U, kJ/mol	Egy rendszer teljes energiája, amely megegyezik a rendszer összes részecskéjének kinetikai, potenciális és egyéb energiáinak összegével. Ez egy állapotfüggvény, amelynek növekménye megegyezik a rendszer által izokor folyamatban kapott hővel.
Munka	A, kJ/mol	A részecskék irányított mozgási formáinak energiamérője a rendszer és a környezet kölcsönhatása során.
Hő	Q, kJ/mol	A részecskemozgás kaotikus formáinak energiamérője a rendszer és a környezet kölcsönhatása során.
A termodinamika első főtétele	Q=∆U+A	A zárt rendszerbe szállított hőt a rendszer belső energiájának növelésére, valamint a rendszer külső környezeti erőkkel szembeni munkájára fordítják.
Entrópia	S, J. (mol∙K) ∆S=Q/T, ∆S° r - ció = ∑v 1 S° (folytatás r-ció) - ∑v 1 (kezdeti bemenet)	A rendszer rendezetlenségi fokát jellemző állapotfunkció, i.e. részecskéi elhelyezkedésének és mozgásának heterogenitása, melynek növekménye megegyezik a rendszerbe reverzibilis izoterm folyamat során szolgáltatott hővel, osztva azzal az abszolút hőmérséklettel, amelyen a folyamat végbemegy.
Entalpia	H, kJ/mol ∆H=∆U+p∆V	A rendszer energiaállapotát izobár körülmények között jellemző állapotfüggvény.
A reakció entalpiája	∆H oldat, kJ/mol	Az izobár körülmények között zajló kémiai reakciók során felszabaduló vagy elnyelt hőmennyiség.
Normál állapot	-	Adott hőmérsékleten (általában 298 K) és 1 atm nyomáson a legstabilabb forma.
Szabványos feltételek	s.u.	Nyomás: 101 325 Pa=1 atm=760 Hgmm. Hőmérséklet: 25⁰С≈298K. n(X)=1 mol.
Egyszerű anyagok képződésének standard entalpiája		Az s.u. nullával egyenlő az egyszerű anyagok termodinamikailag legstabilabb aggregált és allotróp állapotában.
Összetett anyagok képződésének standard entalpiája	∆H° arr298 (anyag, aggregációs állapot), kJ/mol	A száraz keverékben lévő egyszerű anyagokból 1 mól anyag képződésének reakciójának entalpiája.
Szabványos égési entalpia	∆H° égés (X), kJ/mol	1 mol anyag égési entalpiája (oxidációja) magasabb oxidokká oxigénes környezetben, környezeti feltételek mellett.
Az oldódás entalpiája	∆H° oldat, kJ/mol Hol van az oldat hőkapacitása	Szilárd kioldódás termikus hatása izobár körülmények között.
Gibbs energia	G, kJ/mol ∆G°=∆Н-Т∆S, ∆G° r-ciók = ∑v 1 ∆G° 1 (folytatások)-∑ v 1 ∆G° 1 (kezdeti bemenet)	Szabadenergia, a rendszer állapotának általánosított termodinamikai függvénye, figyelembe véve a rendszer energiáját és rendezetlenségét izobár körülmények között.
A kémiai reakció egyensúlyi állandója az egyensúlyhoz	K egyenlő, (mol/l) ∆v, ahol ∆v az anyagok sztöchiometrikus együtthatóinak értékétől függ. A reakcióhoz aA+bB=cC+dD	Egyenlő a reakciótermékek egyensúlyi koncentrációinak szorzatának a reaktánsok egyensúlyi koncentrációinak szorzatával a sztöchiometrikus együtthatókkal egyenlő hatványokban.
Van't Hoff izoterma egyenlet	Reverzibilis reakcióhoz aA+bB=cC+dD , ∆G° r-tion = -RTlnK egyenlő,	Lehetővé teszi a Gibbs-energia kiszámítását a reaktánsok és reakciótermékek adott koncentrációinál.
A tömeghatás törvénye a kinetikára	V=kc(A) a c(B) b	A reakció sebessége arányos a reagáló anyagok koncentrációinak szorzatával a megfelelő anyagokra vonatkozó reakciórendeknek nevezett hatványokban.
Reakciók sorrendje anyag szerint	n i	Kitevő, amelyre a reagens koncentrációja belép a kémiai reakció sebességének egyenletébe. A sorrend tetszőleges érték lehet: egész, tört, pozitív, nulla, negatív, sőt változó is, a reakció mélységétől függően.
Általános reakciók sorrendje	n=n λ +n β +…	Az összes reaktáns reakciósorrendjének összege.
Egy anyag átlagos reakciósebessége		Átlagsebesség egy anyagon egy adott időtartam alatt
Valódi reakciósebesség		Jellemzi a reakciósebességet adott időpontban (∆τ→0); v 1 – a reakcióban lévő anyag sztöchiometrikus együtthatója.
Egy anyag valódi reakciósebessége		Egy adott időpontban az anyagon áthaladó sebességet jellemzi (∆τ→0).
Reakciósebesség állandó	k, c -1 – elsőrendű reakciókhoz; l/(mol∙s) – másodrendű reakciókhoz	Egy reakció egyedi jellemzője számszerűen megegyezik a reakció sebességével 1 mol/l reagenskoncentráció esetén.
Aktiválási energia	E a, kJ/mol	A kölcsönható részecskék minimális többletenergiája, amely elegendő ahhoz, hogy ezek a részecskék kémiai reakcióba lépjenek.
Fél élet	Τ1/2, s, min, h, nap	Az az idő, amely alatt a reagens koncentrációja felére csökken.
Fél élet	Τ1/2, s, min, h, nap	Az az idő, amely alatt a radioaktív anyag mennyisége 2-szeresére csökken.
Egyrendű reakciók kinetikai egyenlete (integrál alak)	c=c 0 e - kt	Az egyenlet lineáris az ln c és t változókhoz képest; k az elsőrendű reakciósebesség-állandó; с 0 a kiindulási anyag koncentrációja a kezdeti időpontban; c a kiindulási anyag aktuális koncentrációja t időpontban; t a reakció kezdetétől eltelt idő.
Van't Hoff szabálya	ahol a reakciósebesség hőmérsékleti együtthatója;

termodinamika – az egyik energiaforma másikká alakításának tudománya az energiamegmaradás törvénye alapján. A termodinamika meghatározza a kémiai reakciók spontán lefolyásának irányát adott körülmények között. A kémiai reakciók során a kiindulási anyagokban lévő kötések felbomlanak, és új kötések jönnek létre a végtermékekben. A reakció utáni kötési energiák összege nem egyenlő a reakció előtti kötési energiák összegével, azaz. egy kémiai reakció bekövetkezése energia felszabadulásával vagy elnyelésével jár, formái különbözőek.

A termokémia a termodinamika egyik ága, amely a reakciók hőhatásainak tanulmányozásával foglalkozik. Az állandó hőmérsékleten és nyomáson mért reakció termikus hatását ún reakció entalpiája és joule-ban (J) és kilojoule-ban (kJ) vannak kifejezve.

Exoterm reakciókhoz, endoterm reakciókhoz -. Egy adott anyag 1 mol egyszerű anyagokból történő képződésének entalpiáját 298 K (25 °C) hőmérsékleten és 101,825 kPa (1 atm) nyomáson mérve standardnak (kJ/mol) nevezzük. Az egyszerű anyagok entalpiáját hagyományosan nullának tekintjük.

A hőkémiai számítások a Hess-törvényen alapulnak: t A reakció termikus hatása csak a kiindulási anyagok és a végtermékek természetétől és fizikai állapotától függ, de nem függ az átmeneti úttól. A termokémiai számításokban gyakran a Hess-törvény következményét alkalmazzák: kémiai reakció termikus hatása egyenlő a képződéshők összegével reakciótermékek mínusz a kiindulási anyagok képződéshőinek összege, figyelembe véve a reakcióegyenletben ezen anyagok képlete előtti együtthatókat:

A termokémiai egyenletek egy kémiai reakció entalpiáját jelzik. Ugyanakkor az egyes anyagok képlete jelzi fizikai állapotát: gáznemű (g), folyékony (l), szilárd kristályos (c).

A termokémiai egyenletekben a reakciók termikus hatásait a kiindulási vagy véganyag 1 móljára vonatkoztatva adjuk meg. Ezért itt a tört esélyek megengedettek. A kémiai reakciókban az egység és az ellentétek harcának dialektikus törvénye nyilvánul meg. A rendszer egyrészt a rendezettségre (összesítésre) - csökkentésre törekszik N, másrészt pedig – a rendetlenséghez (diszaggregációhoz). Az első trend a hőmérséklet csökkenésével növekszik, a második pedig a hőmérséklet emelkedésével. A rendezetlenségre való hajlamot az ún entrópia S[J/(mol. K)]. Ez a rendszer zavarának mértéke. Az entrópia arányos az anyag mennyiségével, és növekszik a részecskék növekvő mozgásával hevítés, párolgás, olvadás, gáztágulás, az atomok közötti kötések gyengülése vagy felszakadása során stb. A rendszer rendezettségével kapcsolatos folyamatok: kondenzáció, kristályosodás, kompresszió, kötések erősödése, polimerizáció stb. – az entrópia csökkenéséhez vezet. Az entrópia az állapot függvénye, azaz.

A folyamat általános mozgatórugója két erőből áll: a rendvágyból és a rendetlenség vágyából. Ha p = const és T = const, a folyamat összesített hajtóereje a következőképpen ábrázolható:

A Gibbs-energia vagy az izobár-izotermikus potenciál szintén megfelel a Hess-törvény egy következményének:

A folyamatok spontán módon haladnak a potenciál csökkenésének irányába, és különösen a csökkenés irányába. Egyensúlyi állapotban a hőmérséklet, amelyen az egyensúlyi reakció megindul, egyenlő:

5. táblázat

Szabványos képződésentalpiák , entrópia és Gibbs energiaképzés egyes anyagok 298 K (25°C) hőmérsékleten

Anyag	, kJ/mol	, J/mol	, kJ/mol
CaO(k)	-635,5	39,7	-604,2
CaCO 3 (k)	-1207,0	88,7	-1127,7
Ca(OH)2(k)	-986,6	76,1	-896,8
H 2 O (l)	-285,8	70,1	-237,3
H2O (g)	-241,8	188,7	-228,6
Na 2 O (k)	-430,6	71,1	-376,6
NaOH (k)	-426,6	64,18	-377,0
H2S (g)	-21,0	205,7	-33,8
SO2 (g)	-296,9	248,1	-300,2
SO 3 (g)	-395,8	256,7	-371,2
C 6 H 12 O 6 (k)	-1273,0	-	-919,5
C 2 H 5OH (l)	-277,6	160,7	-174,8
CO 2 (g)	-393,5	213,7	-394,4
Patkószeg)	-110,5	197,5	-137,1
C 2 H 4 (g)	52,3	219,4	68,1
CH 4 (g)	-74,9	186,2	-50,8
Fe 2 O 3 (k)	-822,2	87,4	-740,3
FeO(k)	-264,8	60,8	-244,3
Fe 3 O 4 (k)	-1117,1	146,2	-1014,2
CS 2 (g)	115,3	65,1	237,8
P 2 O 5 (k)	-1492	114,5	-1348,8
NH 4 Cl (k)	-315,39	94,56	-343,64
HCl (g)	-92,3	186,8	-95,2
NH3 (g)	-46,2	192,6	-16,7
N 2 O (g)	82,0	219,9	104,1
NEM (g)	90,3	210,6	86,6
NO 2 (g)	33,5	240,2	51,5
N 2 O 4 (g)	9,6	303,8	98,4
CuO(k)	-162,0	42,6	-129,9
H2(g)		130,5
C (grafit)		5,7
O2 (g)		205,0
N 2 (g)		181,5
Fe(k)		27,15
Cl 2 (g)		222,9
KNO 3 (k)	-429,71	132,93	-393,13
KNO 2 (k)	-370,28	117,15	-281,58
K 2 O (k)	-361,5	87,0	-193,3
ZnO(k)	-350,6	43,6	-320,7
Al 2 O 3 (k)	-1676,0	50,9	-1582,0
PCl 5 (g)	-369,45	362,9	-324,55
PCl 3 (g)	-277,0	311,7	-286,27
H 2 O 2 (l)	-187,36	105,86	-117,57

Sebességreakció a reagáló anyagok természete és koncentrációja határozza meg, és függ a hőmérséklettől és a katalizátortól.

A tömeghatás törvénye:Állandó hőmérsékleten a kémiai reakció sebessége arányos a reaktánsok koncentrációjának a sztöchiometrikus együtthatójuk hatványával.

Az aA + bB = cC + dD reakció esetén a közvetlen reakció sebessége:

,

fordított reakció sebesség: , hol vannak az oldott vagy gáznemű vegyületek koncentrációi, mol/l;

a, b, c, d – sztöchiometrikus együtthatók az egyenletben;

K a sebességi állandó.

A reakciósebesség kifejezése nem tartalmazza a szilárd anyagok koncentrációját.

A hőmérséklet hatását a reakciósebességre Van't Hoff szabálya írja le: minden 10 fokos melegítés után a reakciósebesség 2-4-szeresére nő.

Reakciósebesség t 1 és t 2 hőmérsékleten;

A reakció hőmérsékleti együtthatója.

A legtöbb kémiai reakció visszafordítható:

aA + bB cC + dD

a sebességi állandók aránya egy állandó mennyiség, ún egyensúlyi állandó

K p = const at T = állandó.

Le-Chatelier elve: Ha egy kémiai egyensúlyi állapotban lévő rendszert bármilyen hatás éri (hőmérséklet, nyomás vagy koncentráció változás), a rendszer úgy reagál, hogy csökkenti az alkalmazott hatást:

a) az egyensúlyi rendszerekben a hőmérséklet emelkedésével az egyensúly az endoterm reakció, a hőmérséklet csökkenésével az exoterm reakció felé tolódik el;

b) a nyomás növekedésével az egyensúly kisebb, a nyomás csökkenésekor pedig a nagyobb térfogatok felé tolódik el;

c) a koncentráció növekedésével az egyensúly a csökkenése felé tolódik el.

1. példa Határozza meg a reakció standard entalpiaváltozását:

Ez a reakció exo- vagy endoterm?

Megoldás: Egy kémiai reakció standard entalpiaváltozása egyenlő a reakciótermékek képződési standard entalpiáinak összegével mínusz a kiindulási anyagok standard képződési entalpiáinak összege

Minden egyes összegzésnél figyelembe kell venni a reakcióban részt vevő anyagok mólszámát a reakcióegyenletnek megfelelően. Az egyszerű anyagok képződésének standard entalpiája nulla:

A táblázatos adatok szerint:

Azokat a reakciókat, amelyek hőfelszabadulással járnak, exotermnek, azokat pedig, amelyek hőelnyeléssel járnak, endotermnek. Állandó hőmérsékleten és nyomáson a kémiai reakció entalpiájának változása nagyságrendileg egyenlő, de előjelében ellentétes a termikus hatásával. Mivel egy adott kémiai reakció standard entalpiaváltozása , arra a következtetésre jutunk, hogy ez a reakció exoterm.

2. példa A Fe 2 O 3 redukciós reakciója hidrogénnel a következő egyenlet szerint megy végbe:

Fe 2O 3 (K) + 3H 2 (G) = 2Fe (K) + 3H 2 O (G)

Lehetséges ez a reakció normál körülmények között?

Megoldás: A probléma kérdésének megválaszolásához ki kell számítania a reakció Gibbs-energiájának standard változását. Normál körülmények között:

Az összegzést az anyagok reakciójában részt vevő modellek számának figyelembevételével végezzük, egy egyszerű anyag legstabilabb módosításának kialakulását nullával egyenlőnek tekintjük.

A fentiek figyelembevételével

A táblázatos adatok szerint:

A spontán lezajló folyamatok csökkennek. Ha< 0, процесс принципиально осуществим, если >0, a folyamat nem haladhat spontán módon.

Ezért ez a reakció standard körülmények között lehetetlen.

3. példaÍrjon kifejezéseket a reakciók tömeghatásának törvényére:

a) 2NO (G) + Cl 2 (G) = 2NOCl (G)

b) CaCO 3 (K) = CaO (K) + CO 2 (G)

Megoldás: A tömeghatás törvénye szerint a reakciósebesség egyenesen arányos a reagáló anyagok koncentrációinak szorzatával a sztöchiometrikus együtthatókkal egyenlő hatványokban:

a) V = k 2.

b) Mivel a kalcium-karbonát szilárd anyag, amelynek koncentrációja nem változik a reakció során, a kívánt kifejezés így néz ki:

V = k, azaz. ebben az esetben a reakciósebesség egy bizonyos hőmérsékleten állandó.

4. példa A foszfor-pentaklorid bomlásának endoterm reakciója a következő egyenlet szerint megy végbe:

PCl 5(G) = PCl 3(G) + Cl 2(G);

Hogyan változtassuk meg: a) hőmérsékletet; b) nyomás; c) koncentráció, amely az egyensúlyt a közvetlen reakció felé tolja el - PCl 5 bomlása? Írjon matematikai kifejezést az előre és fordított reakciók sebességére, valamint az egyensúlyi állandóra!

Megoldás: A kémiai egyensúly eltolódása vagy eltolódása a reaktánsok egyensúlyi koncentrációinak megváltozása a reakciókörülmények valamelyikének megváltozása következtében.

A kémiai egyensúly eltolódása Le Chatelier elvének hatálya alá tartozik, amely szerint a rendszer egyensúlyi állapotának egyik körülményének megváltozása az egyensúly eltolódását okozza a reakció irányába, amely ellensúlyozza az ebből eredő változást.

a) Mivel a PCl 5 bomlási reakciója endoterm, az egyensúlyt a közvetlen reakció felé tolni, a hőmérsékletet emelni kell.

b) Mivel ebben a rendszerben a PCl 5 lebomlása térfogatnövekedéshez vezet (egy gázmolekulából két gázhalmazállapotú molekula keletkezik), így az egyensúlynak a közvetlen reakció felé tolásához a nyomás csökkentésére van szükség.

c) Az egyensúly eltolódása a jelzett irányba vagy a PCl 5 koncentrációjának növelésével, vagy a PCl 3 vagy Cl 2 koncentrációjának csökkentésével érhető el.

A tömeghatás törvénye szerint a közvetlen (V 1) és a fordított (V 2) reakciók sebességét a következő egyenletek fejezik ki:

V 2 = k

Ennek a reakciónak az egyensúlyi állandóját a következő egyenlet fejezi ki:

Tesztfeladatok:

81 - 100. a) számítsa ki az előrehaladó reakció entalpia standard változását, és határozza meg, hogy a reakció exo- vagy endoterm;

b) határozza meg a direkt reakció Gibbs-energiájának változását, és vonjon le következtetést annak standard körülmények között történő megvalósításának lehetőségéről;

c) írjon matematikai kifejezést az előre és fordított reakciók sebességére, valamint az egyensúlyi állandóra;

d) hogyan kell megváltoztatni a feltételeket, hogy a folyamat egyensúlya jobbra tolódjon?

81. CH 4 (g) + CO 2 (g) = 2CO (g) + 2H 2 (g)

82. FeO (K) + CO (g) = Fe (K) + CO 2 (g)

83. C 2 H 4 (g) + O 2 (g) = CO 2 (g) + H 2 O (g)

84. N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)

85. H 2 O (g) + CO (g) = CO 2 (g) + H 2 (g)

86. 4HCl (g) + O 2 (g) = 2H 2O (g) + 2Cl 2 (g)

87. Fe 2O 3 (K) + 3H 2 (g) = 2Fe (K) + 3H 2 O (g)

88. 2SO 2 (g) + O 2 (g) = 2SO 3 (g)

89. PCl 5(g) = PCl 3(g) + Cl 2(g)

90. CO 2 (g) + C (grafit) = 2CO (g)

91. 2H 2S (g) + 3O 2 (g) = 2SO 2 (g) + H 2O (g)

92. Fe 2 O 3 (K) + CO (g) = 2FeO (K) + CO 2 (g)

93. 4NH3 (g) + 5O 2 (g) = 4NO (g) + 6H 2O (g)

94. NH 4 Cl (K) = NH 3 (g) + HCl (g)

95. CH 4 (g) + 2O 2 (g) = CO 2 (g) + 2H 2 O (g)

96. CS 2(g) + 3O 2(g) = CO 2(g) + 2SO 2(g)

97. 4HCl (g) + O 2 (g) = 2Cl 2 (g) + 2H 2O (g)

98. 2NO (g) + O 2 (g) = N 2 O 4 (g)

99. NH 3 (g) + HCl (g) = NH 4 Cl (K)

100. CS 2(g) + 3O 2(g) = 2Cl 2(g) + 2SO 2(g)

6. téma: Megoldások. Az oldatok koncentrációjának kifejezési módszerei

Megoldások Olyan homogén rendszerek, amelyek oldószerből, oldott anyagokból és kölcsönhatásuk lehetséges termékeiből állnak. Az oldat koncentrációja egy bizonyos tömegű vagy ismert térfogatú oldatban vagy oldószerben oldott anyag tartalma.

Az oldatok koncentrációjának kifejezésének módjai:

Tömegtört() azt mutatja, hogy hány gramm oldott anyag van 100 g oldatban:

Ahol T– az oldott anyag tömege (g), T 1 – az oldat tömege (g).

Moláris koncentráció megmutatja az 1 liter oldatban lévő oldott anyag móljainak számát:

ahol M az anyag moláris tömege (g/mol), V az oldat térfogata (l).

Molális koncentráció az 1000 g oldószerben lévő oldott anyag molszámát mutatja: n 101-120. Keresse meg a következő oldatok tömeghányadát, moláris koncentrációját, moláris koncentrációját:

választási lehetőség	Anyag (x)	Az anyag tömege (x)	Vízmennyiség	Az oldat sűrűsége
	CuSO4	320 g	10 l	1,019
	NaCl	0,6 g	50 ml	1,071
	H2SO4	2 g	100 ml	1,012
	Na2SO4	13 g	100 ml	1,111
	HNO3	12,6 g	100 ml	1,066
	HCl	3,6 kg	10 kg	1,098
	NaOH	8 g	200 g	1,043
	MgCl2	190 g	810 g	1,037
	KOH	224 g	776 g	1,206
	CuCl2	13,5 g	800 ml	1,012
	HCl	10,8 g	200 g	1,149
	CuSO4	8 g	200 ml	1,040
	NaCl	6,1 g	600 ml	1,005
	Na2SO3	4,2 g	500 ml	1,082
	H2SO4	98 g	1000 ml	1,066
	ZnCl2	13,6 g	100 ml	1,052
	H3PO4	9,8 g	1000 ml	1,012
	Ba(OH)2	100 g	900 g	1,085
	H3PO4	29,4 g	600 ml	1,023
	NaOH	28 g	72 g	1,309