Зависимость энергии Гиббса от температуры. Зависимость константы равновесия от температуры. Третий закон термодинамики. Расчет абсолютной энтропии.

Следствия из закона Гесса

Уравнение для определения теплового эффекта химической реакции, выраженное через теплоты образования ее участников:

(2-е следствие, вытекающее из закона Гесса)

Cr₂O₃ = 2CrO + 0,5O₂

2SO₃ = 2SO₂ + O₂

CO₂ + С = 2CO

О₂ + 2Cu₂O = 4CuO

4CuS = 2Сu₂S + S₂

2CrO + 0,5O₂ = Cr₂O₃,

4CuO = О₂ + 2Cu₂O,

2СO₂ = 2СO + О₂,

Mn₃O₄ = 3MnO + 0,5O₂.

 

1. Классификация процессов. Второй закон термодинамики. Второй закон термодинамики для обратимых и необратимых процессов. Изменение энтропии в различных процессах.

Обратимые и необратимые процессы. Самопроизвольные и несамопроизвольные процессы. Равновесные процессы. Понятие об энтропии. Второй закон термодинамики для обратимых процессов (равновесных процессов и состояния равновесия). Второй закон термодинамики для самопроизвольных (необратимых) процессов, протекающих в изолированных системах. Второй закон термодинамики для необратимых (неравновесных, самопроизвольных) процессах. Объединенное уравнение первого и второго законов термодинамики (для различных процессов). Второй закон термодинамики для состояния равновесия и равновесных процессах, протекающих в изолированных системах.

1. Характеристические функции. Условия равновесия процессов, протекающих при V=const, T=const и Р=соnst, T=const

Характеристические функции: энергия Гиббса, энергия Гельмгольца. Уравнения энергии Гиббса для обратимых и необратимых процессов, для равновесных процессов и состояния равновесия, для самопроизвольных и несамопроизвольных процессов. Уравнения для свободной энергии Гельмгольца для обратимых и необратимых процессов, для равновесных процессов и состояния равновесия, для самопроизвольных и несамопроизвольных процессов.

 

1. Фазовые равновесия. Зависимость давления насыщенного пара от температуры.

Фазовые равновесия. Основные параметры, характеризующие процессы фазовых превращений. Уравнение Клаузиуса-Клапейрона (в общем виде и для любого процесса фазового превращения). Зависимость давления насыщенного пара жидкости от температуры (в дифференциальной и интегральной формах). Зависимость давления насыщенного пара от температуры при условии, что ∆Н = const?

Зависимости давления насыщенного пара жидкости от температуры выражаются уравнениями:

lnP = - + 15,7.

lnP = - + 10,7.

lnP = - + 14,7

Уравнения для определения теплоты испарения жидкости и тангенса угла наклона прямой к оси 1/Т?

1. Химическое равновесие в гомогенных системах.

Гомогенные системы. Уравнение изотермы Ванг-Гоффа для гомогенных систем. Закон действующих масс для гомогенных систем. Константа равновесия и от чего она зависит. Уравнения закона действующих масс для гомогенных систем:

2СО_2(г) = 2СО_(г) + О_2(г)?

2Н₂О_(г) = 2Н_2(г) + О_2(г)

2NO_(газ) + O_2(газ) = 2NO_2(газ)

2SO_3(газ) = 2SO_2(газ) + O₂₍газ)

2SO_2(газ) + O₂₍газ) = 2SO_3(газ)

2SO_2(газ) + O₂₍газ) = 2SO_3(газ)

1. Химическое равновесие в гетерогенных системах. Способы выражения константы равновесия.

Гетерогенные системы. Закон действующих масс для гетерогенных систем. Уравнение изотермы Вант-Гоффа для гетерогенных систем. Способы выражения константы равновесия. Связь между константами равновесия (К_р, К_с и К_х).

2СО_(г) + О_2(г), = 2СО_2(г)

2СО_(газ) = СО_2(газ) + С_(тв)

Fe_(тв) + CО_2(газ) = FeO_(тв) + СО_(газ)

2Н₂О(газ) = 2Н_2(газ) + О_2(газ)

Н_2(газ) = Fe_(тв) + Н₂О_(газ),

2SO_3(газ) = 2SO_2(газ) + O₂₍газ)

Fe_(тв) + CО_2(газ) = FeO_(тв) + СО_(газ)?

1. Химическое сродство. Комбинирование равновесий.

Химическое сродство реакции, протекающей при V = const и T= const. Химическое сродство реакции, протекающей при Р = const и T= const. Уравнения для расчета химического сродства реакций, протекающих при Р = const и T= const? Уравнения для расчета химического сродства реакций, протекающих при V = const и T= const?

Уравнения, связывающие изменение энергии Гиббса для химических реакций?

1. Cu₂O = 2Cu + 0,5 O₂ (1) ΔG₁⁰

2CuO = Cu₂O + 0,5 O₂ (2) ΔG₂⁰

2CuO = 2Cu + O₂ (3) ΔG₃⁰

2. 2FeO = 2Fe + O₂ (1) ΔG₁^o

O₂ + 2H₂ = 2H₂O (2) ΔG₂^o

2FeO + 2H₂ = 2Fe + 2H₂O (3) ΔG₃^o

3. S₂ + 2O₂ = 2SO₂ (1) ΔG₁^o

2SO₂+ O₂ = 2SO₃ (2) ΔG₂^o

S₂+3O₂ = 2SO₃ (3) ΔG₃^o

4. CО + 0,5О₂ = СО₂ (1) ΔG_о⁰₁

FeO = Fe + 0,5O₂ (2) ΔG_о⁰₂

FeO + CO = Fe + CO₂ (3) ΔG_о⁰₃

Уравнения, связывающие константы равновесия химических реакций?

1. 2Ti+ O₂ = 2TiO (1) K_P1

2TiO + O₂ = 2TiO₂ (2) K_P2

2Ti +2O₂ = TiO₂ (3) K_P3

2. 2Fe+ O₂ = 2FeO (1) K_P1

2FeO + 0,5O₂ = Fe₂O₃ (2) K_P2

2Fe +1,5O₂ = Fe₂O₃ (3) K_P3

3. Mn + 0,5O₂ = MnO (1) K_P1

MnO + 0,5O₂ = MnO₂ (2) K_P2

Mn +O₂ = MnO₂ (3) K_P3

 

Разбавленные растворы

 

Условия образования разбавленных растворов. Закон Генри. Закон Рауля. Закон Сивертса. Химический потенциал для растворенного вещества разбавленного раствора и для растворителя разбавленного раствора. Температура кипения разбавленных растворов нелетучих веществ. Повышение температуры кипения разбавленных растворов нелетучих веществ. Температура замерзания разбавленных растворов нелетучих веществ. Понижение температуры замерзания разбавленных растворов нелетучих веществ. Закон действующих масс для компонентов разбавленного раствора. Растворимость твердого тела. Зависимость растворимости твердого тела от температуры. Закон распределения.

 

Поверхностные явления

Понятие адсорбции. Виды адсорбции (физическая и химическая). Какими силами они обусловлены. Факторы, влияющие на скорость адсорбции (физической и химической): температура, концентрация. Адсорбция растворенного вещества на твердой поверхности. Адсорбция растворенного вещества из разбавленного раствора (С →0) на твердой поверхности? Адсорбция газа на твердой поверхности. Адсорбция газа на твердой поверхности при малых давлениях (Р ® 0). Уравнение Фрейндлиха (для адсорбции газа на твердой поверхности и для адсорбции растворенного вещества на твердой поверхности). Поверхностное натяжение жидкости. Адсорбция компонента на поверхности жидкости (уравнение адсорбции Гиббса). Влияние ПАВ на поверхностное натяжение жидкости. Зависимость поверхностного натяжения жидкости от концентрации растворенного вещества (уравнение Шишковского).

 

Следствия из закона Гесса

Уравнение для определения теплового эффекта химической реакции, выраженное через теплоты образования ее участников:

(2-е следствие, вытекающее из закона Гесса)

Cr₂O₃ = 2CrO + 0,5O₂

2SO₃ = 2SO₂ + O₂

CO₂ + С = 2CO

О₂ + 2Cu₂O = 4CuO

4CuS = 2Сu₂S + S₂

2CrO + 0,5O₂ = Cr₂O₃,

4CuO = О₂ + 2Cu₂O,

2СO₂ = 2СO + О₂,

Mn₃O₄ = 3MnO + 0,5O₂.

 

1. Классификация процессов. Второй закон термодинамики. Второй закон термодинамики для обратимых и необратимых процессов. Изменение энтропии в различных процессах.

Обратимые и необратимые процессы. Самопроизвольные и несамопроизвольные процессы. Равновесные процессы. Понятие об энтропии. Второй закон термодинамики для обратимых процессов (равновесных процессов и состояния равновесия). Второй закон термодинамики для самопроизвольных (необратимых) процессов, протекающих в изолированных системах. Второй закон термодинамики для необратимых (неравновесных, самопроизвольных) процессах. Объединенное уравнение первого и второго законов термодинамики (для различных процессов). Второй закон термодинамики для состояния равновесия и равновесных процессах, протекающих в изолированных системах.

1. Характеристические функции. Условия равновесия процессов, протекающих при V=const, T=const и Р=соnst, T=const

Характеристические функции: энергия Гиббса, энергия Гельмгольца. Уравнения энергии Гиббса для обратимых и необратимых процессов, для равновесных процессов и состояния равновесия, для самопроизвольных и несамопроизвольных процессов. Уравнения для свободной энергии Гельмгольца для обратимых и необратимых процессов, для равновесных процессов и состояния равновесия, для самопроизвольных и несамопроизвольных процессов.

 

1. Фазовые равновесия. Зависимость давления насыщенного пара от температуры.

Фазовые равновесия. Основные параметры, характеризующие процессы фазовых превращений. Уравнение Клаузиуса-Клапейрона (в общем виде и для любого процесса фазового превращения). Зависимость давления насыщенного пара жидкости от температуры (в дифференциальной и интегральной формах). Зависимость давления насыщенного пара от температуры при условии, что ∆Н = const?

Зависимости давления насыщенного пара жидкости от температуры выражаются уравнениями:

lnP = - + 15,7.

lnP = - + 10,7.

lnP = - + 14,7

Уравнения для определения теплоты испарения жидкости и тангенса угла наклона прямой к оси 1/Т?

1. Химическое равновесие в гомогенных системах.

Гомогенные системы. Уравнение изотермы Ванг-Гоффа для гомогенных систем. Закон действующих масс для гомогенных систем. Константа равновесия и от чего она зависит. Уравнения закона действующих масс для гомогенных систем:

2СО_2(г) = 2СО_(г) + О_2(г)?

2Н₂О_(г) = 2Н_2(г) + О_2(г)

2NO_(газ) + O_2(газ) = 2NO_2(газ)

2SO_3(газ) = 2SO_2(газ) + O₂₍газ)

2SO_2(газ) + O₂₍газ) = 2SO_3(газ)

2SO_2(газ) + O₂₍газ) = 2SO_3(газ)

1. Химическое равновесие в гетерогенных системах. Способы выражения константы равновесия.

Гетерогенные системы. Закон действующих масс для гетерогенных систем. Уравнение изотермы Вант-Гоффа для гетерогенных систем. Способы выражения константы равновесия. Связь между константами равновесия (К_р, К_с и К_х).

2СО_(г) + О_2(г), = 2СО_2(г)

2СО_(газ) = СО_2(газ) + С_(тв)

Fe_(тв) + CО_2(газ) = FeO_(тв) + СО_(газ)

2Н₂О(газ) = 2Н_2(газ) + О_2(газ)

Н_2(газ) = Fe_(тв) + Н₂О_(газ),

2SO_3(газ) = 2SO_2(газ) + O₂₍газ)

Fe_(тв) + CО_2(газ) = FeO_(тв) + СО_(газ)?

1. Химическое сродство. Комбинирование равновесий.

Химическое сродство реакции, протекающей при V = const и T= const. Химическое сродство реакции, протекающей при Р = const и T= const. Уравнения для расчета химического сродства реакций, протекающих при Р = const и T= const? Уравнения для расчета химического сродства реакций, протекающих при V = const и T= const?

Уравнения, связывающие изменение энергии Гиббса для химических реакций?

1. Cu₂O = 2Cu + 0,5 O₂ (1) ΔG₁⁰

2CuO = Cu₂O + 0,5 O₂ (2) ΔG₂⁰

2CuO = 2Cu + O₂ (3) ΔG₃⁰

2. 2FeO = 2Fe + O₂ (1) ΔG₁^o

O₂ + 2H₂ = 2H₂O (2) ΔG₂^o

2FeO + 2H₂ = 2Fe + 2H₂O (3) ΔG₃^o

3. S₂ + 2O₂ = 2SO₂ (1) ΔG₁^o

2SO₂+ O₂ = 2SO₃ (2) ΔG₂^o

S₂+3O₂ = 2SO₃ (3) ΔG₃^o

4. CО + 0,5О₂ = СО₂ (1) ΔG_о⁰₁

FeO = Fe + 0,5O₂ (2) ΔG_о⁰₂

FeO + CO = Fe + CO₂ (3) ΔG_о⁰₃

Уравнения, связывающие константы равновесия химических реакций?

1. 2Ti+ O₂ = 2TiO (1) K_P1

2TiO + O₂ = 2TiO₂ (2) K_P2

2Ti +2O₂ = TiO₂ (3) K_P3

2. 2Fe+ O₂ = 2FeO (1) K_P1

2FeO + 0,5O₂ = Fe₂O₃ (2) K_P2

2Fe +1,5O₂ = Fe₂O₃ (3) K_P3

3. Mn + 0,5O₂ = MnO (1) K_P1

MnO + 0,5O₂ = MnO₂ (2) K_P2

Mn +O₂ = MnO₂ (3) K_P3

 

Зависимость энергии Гиббса от температуры. Зависимость константы равновесия от температуры. Третий закон термодинамики. Расчет абсолютной энтропии.

Зависимость энергии Гиббса для химической реакции от температуры (уравнение Гиббса-Гельмгольца)? Зависимость энергии Гиббса для химической реакции от температуры (в интегральной форме). Уравнение зависимости константы равновесия химической реакции от температуры (в интегральной форме). Уравнение зависимости константы равновесия от температуры при условии, что тепловой эффект реакции не зависит от температуры. Уравнение изобары Вант-Гоффа (уравнение зависимости константы равновесия химической реакции, протекающей при P=const и T = const, от температуры). Уравнение изохоры Вант-Гоффа (уравнение зависимости константы равновесия химической реакции, протекающей при V=const и T = const, от температуры). Тепловая теорема Нернста. и следствия, вытекающие из нее. Абсолютная энтропия тела и ее зависимость от температуры.

 

11. Общие понятия и определения растворов. Парциальные молярные величины. Химический потенциал компонента. Условия равновесия гетерогенных систем.

 

Растворы. Классификация растворов. Компоненты раствора. Парциальные молярные величины компонентов раствора. Уравнение Гиббса-Дюгема. Понятие о химическом потенциале компонента раствора. Химический потенциал для компонента идеальной газовой смеси. Уравнение химического потенциала для условий равновесия. Уравнение химического потенциала компонента раствора для процессов, протекающих при P=const и T = const и для процессов протекающих V=const и T = const.

Разбавленные растворы

 

Условия образования разбавленных растворов. Закон Генри. Закон Рауля. Закон Сивертса. Химический потенциал для растворенного вещества разбавленного раствора и для растворителя разбавленного раствора. Температура кипения разбавленных растворов нелетучих веществ. Повышение температуры кипения разбавленных растворов нелетучих веществ. Температура замерзания разбавленных растворов нелетучих веществ. Понижение температуры замерзания разбавленных растворов нелетучих веществ. Закон действующих масс для компонентов разбавленного раствора. Растворимость твердого тела. Зависимость растворимости твердого тела от температуры. Закон распределения.