- •В.И. Вигдорович, с.В. Романцова, н.В. Шель, и.В. Зарапина
- •Оглавление
- •Предисловие
- •Часть I. Основы органической химии
- •Структура органических соединений
- •Теория строения органических соединений а.М. Бутлерова
- •Изомерия органических соединений
- •Индуктивный и мезомерный эффекты
- •Понятие о мезомерном эффекте
- •Типы реакций органических соединений. Понятие о механизме реакции
- •Типы реакций в органической химии
- •Направление и селективность химической реакции
- •Предельные (насыщенные) углеводороды
- •Изомерия алканов.Для алканов характерен один из видов структурной изомерии – изомерия углеродной цепи (строения углеродного скелета). Приведем примеры таких изомеров:
- •Физические свойства алканов
- •Физические характеристики некоторых нормальных углеводородов
- •Влияние разветвления молекул алканов на их физические характеристики
- •Химические свойства алканов
- •Некоторые отдельные представители
- •Экологическая характеристика алканов
- •Задачи по теме
- •Циклоалканы
- •Физические свойства циклоалканов
- •Получение циклоалканов
- •Химические свойства малых циклов
- •Применение циклоалканов
- •Экологическая оценка
- •Непредельные углеводороды Алкены (олефины)
- •Физические свойства олефинов
- •Получение олефиновых углеводородов
- •Химические свойства олефинов
- •Отдельные представители олефинов
- •Экологические характеристики
- •Задачи по теме
- •Алкадиены (диеновые углеводороды)
- •Методы получение диенов
- •Химические свойства диенов
- •Каучуки
- •Экологическая характеристика
- •Задачи по теме
- •Алкины (ацетиленовые углеводороды)
- •Методы получения алкинов
- •Физические свойства алкинов
- •Химические свойства алкинов
- •Экологическая характеристика
- •Задачи по теме
- •Предельные спирты
- •Предельные одноатомные спирты
- •Получение одноатомных спиртов
- •Физические свойства первичных спиртов
- •Химические свойства одноатомных спиртов
- •Отдельные представители
- •Предельные многоатомные спирты
- •Получение двухатомных спиртов
- •Получение трехатомных спиртов
- •Физические свойства многоатомных спиртов
- •Химические свойства многоатомных спиртов
- •Экологическая характеристика
- •Задачи по теме
- •Предельные оксосоединения
- •Альдегиды
- •Получение альдегидов
- •Физические свойства альдегидов
- •Химические свойства альдегидов
- •Отдельные представители
- •Экологическая характеристика
- •Получение кетонов
- •Химические свойства кетонов
- •Отдельные представители
- •Задачи по теме
- •Карбоновые кислоты
- •Электронное строение карбоксильной группы
- •Предельные карбоновые кислоты
- •Физические свойства кислот
- •Получение карбоновых кислот
- •Химические свойства карбоновых кислот
- •Свойства отдельных представителей гомологического ряда
- •Задачи по теме
- •Азотсодержащие органические соединения
- •Нитросоединения
- •Нитрилы и изоцианиды
- •Алифатические амины
- •Физические свойства аминов
- •Получение аминов
- •Химические свойства аминов
- •Отдельные представители
- •Экологическая характеристика
- •Задачи по теме
- •Аминокислоты
- •Физические свойства α-аминокислот
- •Способы получения -аминокислот
- •Способы получения -аминокислот
- •Химические свойства аминокислот
- •Отдельные представители
- •Простые и сложные эфиры Простые эфиры
- •Способы получения простых эфиров
- •Физические свойства простых эфиров
- •Химические свойства простых эфиров
- •Отдельные представители
- •Сложные эфиры карбоновых кислот Получение сложных эфиров карбоновых кислот
- •Химические свойства эфиров карбоновых кислот
- •Физические свойства жиров
- •Химические свойства жиров
- •Сложные липиды
- •Ароматические углеводороды, арены Бензол и его производные
- •Методы получения бензола и его гомологов
- •Получение гомологов бензола
- •Физические свойства аренов
- •Химические свойства
- •Экологиченские характеристики
- •Ароматические оксосоединения Фенолы
- •Некоторые физические и термодинамические характеристики ряда фенолов
- •Получение фенола
- •Некоторые химические свойства фенола
- •Задачи по теме
- •Гетероциклические соединения
- •Пятичленные гетероциклы с одним гетероатомом
- •Химические свойства пиридина
- •Диоксины
- •Физико-химические свойства ксенобиотиков типа диоксинов
- •Источники ксенобиотиков
- •Пестициды
- •Фуллерены. Синтез и свойства соединений на их основе
- •Методы получения гидридов фуллеренов
- •Кислотность фуллеренов
- •Применение фуллеренов
- •Высокомолекулярные соединения
- •Свойства высокомолекулярных соединений
- •Основные химические реакции высокомолекулярных соединений
- •Часть II основы химической термодинамики
- •Понятия и термины химической термодинамики
- •Внутренняя энергия
- •Первое началотермодинамики
- •Следствия из первого начала термодинамики
- •Теплоемкость при постоянном объеме, сv
- •Теплоемкость при постоянном давлении
- •Равновесные процессы. Максимальная работа
- •Термохимия
- •Закон Гесса
- •Следствия из закона Гесса
- •И окончательно
- •Связь h и u химических реакций
- •Зависимость тепловых эффектов от температуры. Закон Кирхгофа
- •Совершенно очевидно, что разности Сi можно выразить через уравнение
- •Средняя теплоемкость
- •Работа тепловой машины. Теорема и цикл Карно
- •Второе начало термодинамики
- •Энтропия как критерий самопроизвольного течения процесса
- •Следовательно, если такой процесс протекает в изолированной системе, то
- •Расчет энтропии
- •Расчет изменения энтропии идеального газа
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Принцип локального равновесия
- •Важно найти функции, определяющие зависимость deSиdiSот экспериментально измеряемых величин.
- •Статистическая интерпретация энтропии
- •Химический потенциал и химическое сродство
- •Химический потенциал
- •Химическое сродство
- •Уравнение Клапейрона-Клаузиуса
- •Термодинамические потенциалы
- •Свободная энергия Гиббса
- •Для чистого вещества
- •Условия самопроизвольного протекания процесса
- •Уравнение Гиббса-Гельмгольца
- •Тепловая теорема Нернста. Третий закон термодинамики
- •Некоторые аспекты, связанные с достижением химического равновесия
- •Изотерма химической реакции
- •Изобара химической реакции
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Задача 7.Для реакции
- •Задача 8.Для реакции
- •Задача 10.Для реакции
- •Задача 11. Для реакции
- •Литература Основная литература
- •Дополнительная литература
Задачи для самостоятельного решения
Задача 5. Для реакции
H2 + I2 ⇆ 2HI
KC = 50 при 444 С. Определить направление процесса, если исходная смесь имеет следующий состав: = 2 моль/л;= 5 моль/л;= 10 моль/л.
Задача 6. Константа диссоциации N2H4 по уравнению
N2H4 ⇆ 2NO2
при 50 С равна 0,797 105 н/м2. Определить направление процесса при следующих исходных значениях парциальных давлений компонентов:
Варианты |
, н/м2* |
, н/м2* |
1 |
1,013 105 |
1,013 105 |
2 |
4,052 105 |
1,792 105 |
3 |
1,681 105 |
1,013 105 |
* 1 н/м2 = 1 Па
Задача 7.Для реакции
Н2О ⇆ Н2 + ½О2
при 1500 С и 1,013 105 н/м2 = 2,21 10–4. Определить в каком направлении будет протекать процесс при следующих значениях исходных парциальных давлений компонентов:
Варианты |
, н/м2 |
, н/м2 |
, н/м2 |
1 |
1,013 105 |
1,013 105 |
1,013 105 |
2 |
1,013 104 |
2,026 102 |
1,28 10–3 |
3 |
1,013 104 |
1,013 101 |
1,28 10–3 |
Задача 8.Для реакции
СО2 ⇆ СО + ½О2
при 1500 К и 1,013 105 н/м2 = 4,8 10–4. Определить в каком направлении будет протекать процесс при следующих значениях исходных парциальных давлений компонентов:
Варианты |
, н/м2 |
, н/м2 |
, н/м2 |
1 |
1,013 105 |
1,013 105 |
1,013 105 |
2 |
1,013 103 |
2,026 102 |
12,75 10–5 |
3 |
1,013 103 |
1,013 101 |
12,75 10–5 |
Задача 9. При 600 С константа равновесия реакции
CO + Cl2 ⇆ COCl2
равна Кр = 1,678 10–6 (н/м2)–1.
Вычислить максимальную работу образования 1 моля COCl2 при этой температуре и парциальном давлении 0,507 105 н/м2, если CO и Cl2 взяты при парциальных давлениях соответственно 2,026 105 и 3,039 105 н/м2.
Задача 10.Для реакции
СО + Н2О ⇆ СО2 + Н2
при 1500 К величина Кр = 0,31. Определить в каком направлении пойдет процесс при следующих значениях исходных парциальных давлений компонентов:
Варианты |
, н/м2 |
, н/м2 |
, н/м2 |
, н/м2 |
1 |
2,026 105 |
6,078 105 |
4,052 105 |
3,039 105 |
2 |
19,25 105 |
2,43 105 |
4,052 105 |
3,039 105 |
3 |
20,26 105 |
5,065 105 |
6,078 105 |
2,026 105 |
Задача 11. Для реакции
SO2Cl2 ⇆ SO2 + Cl2
при 30 C значение Кр = 2,88 103 н/м2. Определить в каком направлении пойдет процесс при следующих значениях исходных парциальных давлений компонентов:
Варианты |
, н/м2 |
, н/м2 |
, н/м2 |
1 |
4,052 105 |
2,026 105 |
2,026 105 |
2 |
3,565 103 |
1,013 103 |
1,013 104 |
3 |
2,026 103 |
1,013 103 |
1,013 104 |
Задачи 2 – 11 заимствованы в книге Картушинской А.И., Лельчук Х.А., Стромберга А.Г. Сборник задач по химической термодинамике. М.: Высшая школа. 1973. 224 с.