1

Министерство высшего и среднего

специального образования РСФСР

Пермский политехнический институт

___________________________________

Кафедра прикладной химии

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА.

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

Методическая разработка

для самостоятельного изучения I части курса

"Физическая химия"

(с примерами решения задач)

Пермь 2012

Составитель: В.И.Скудаев

УДК 541.1 (07):378

Химическая термодинамика. Химическое равновесие: Метод. разра -

ботка для самостоят. изучения некоторых тем. курса "Физическая и коллоидная химия"/Сост. В.И.Скудаев; Перм. политехн. ин-т.

Пермь, 1989.

Приведены темы для самостоятельного изучения, вопросы для самоконтроля, примеры решения задач, индивидуальные расчетные задания и список рекомендуемой литературы.

Табл. 8. Библиогр. : 7 назв.

Утверждено на заседании кафедры 28 сентября 1988 г.

Рецензент канд. хим. наук Ю.И.Петров

© Пермский политехнический

институт, 1989

Введение

Курс физической и коллоидной химии для студентов специальности ТЦЕП состоит из пяти частей: "Химическая термодинамика. Химическое равновесие", "Фазовое равновесие. Растворы", "Химическая кинетика. Катализ", "Электрохимия", "Коллоидная химия".

Студенты под руководством преподавателя самостоятельно изучают темы, используя литературу, указанную в конце данной разработки.

После изучения каждой части они пишут контрольную работу по теоретической части курса, участвуют в устном коллоквиуме и выполняют расчетные задания. В курс обучения входят также лабораторные работы и учебно-исследовательская работа студентов (УИРС). Контроль знания тем, вынесенных для самостоятельного изучения, проводится на практических и лабораторных занятиях.

ПРОГРАММА

Введение

Предмет и задачи физической химии. Краткий исторический очерк развития физической и коллоидной химии.

Химическая термодинамика

I. Химическая термодинамика. Ее задачи и границы применимости. Основные понятия.

2. Теплота, работа, внутренняя энергия и энтальпия. Их свойства. Первый закон термодинамики.

3. Теплоемкость. Виды теплоемкости. Зависимость теплоемкости от температуры. Расчет количества теплоты, необходимого для нагревания тела.

4. Работа расширения газа при различных процессах. Тепловые эффекты при изобарном и изохорном процессах, связь между ними.

5. Закон Гесса. Стандартное состояние. Теплота образования и

теплота сгорания. Расчет тепловых эффектов реакций при стандартной температуре.

6. Зависимость теплового эффекта реакции от температуры. Уравнение Кирхгофа, его анализ и методы решения (без подробного интегрирования).

7. Расчет тепловых эффектов реакций при заданной температуре

по среднему значению теплоемкости, с учетом зависимости теплоемкости от температуры и по высокотемпературным составляющим энтальпии.

8. Второй закон термодинамики, его формулировки, суть и назначение.

9. Математическая формулировка второго закона термодинамики. Энтропия. Вычисления изменения энтропии в различных процессах.

10. Определение направления процессов в изолированной системе, а также изохорно-изотермических процессов.

11. Определение направления изобарно – изотермических процессов.

12. Связь термодинамических потенциалов с работой системы.

Свойства термодинамических потенциалов. Уравнение Гиббса – Гельмгольца.

13. Зависимость энергии Гиббса от давления идеального газа.

фугитивность и методы ее определения.

Химическое равновесие

1. Характеристика химического равновесия. Кинетический вывод константы равновесия.

2. Термодинамический вывод константы равновесия.

3, Способы выражения константы равновесия. Равновесие в гетерогенных реакциях.

4. Уравнение изотермы реакции. Определение направления протекания реакции.

5. Зависимость константы равновесия от температуры. Уравнение изобары, его анализ.

6. Уравнение изобары и методы его решения.

7. Принцип подвижного равновесия Ле - Шателье - Брауна.

8. Теорема Нернста. Постулат Планка. Третий закон термодинамики.

9. Расчет константы равновесия по абсолютным значениям энтропии.

10. Расчет константы равновесия. Приближение Улиха. Косвенный метод расчета.

11. Расчет константы равновесия. Метод Темкина - Шварцмана. Метод с использованием приведенной энергии Гиббса.

12. Расчет равновесного состава реакционной смеси.