Lektura 1 Chemical thermodynamics. Chemical kinetics at catalysis PLAN 1. Pangunahing konsepto ng thermodynamics. 2. Thermochemistry. 3. Ekwilibriyong kemikal. 4. Rate ng mga reaksiyong kemikal. 5. Ang impluwensya ng temperatura sa bilis ng mga reaksyon. 6. Ang phenomenon ng catalysis. Inihanda ni: Ph.D., Associate Professor. Ivanets L.M., bilang. Kozachok S.S. Lecturer assistant ng departamento ng pharmaceutical chemistry Kozachok Solomeya Stepanovna

Thermodynamics - Ang Thermodynamics ay isang sangay ng physics na nag-aaral sa magkaparehong pagbabago ng iba't ibang uri ng enerhiya na nauugnay sa paglipat ng enerhiya sa anyo ng init at trabaho. Ang malaking praktikal na kahalagahan ng thermodynamics ay na pinapayagan nito ang isa na kalkulahin ang mga thermal effect ng isang reaksyon, upang ipahiwatig nang maaga ang posibilidad o imposibilidad ng pagsasagawa ng isang reaksyon, pati na rin ang mga kondisyon para sa paglitaw nito.

Panloob na enerhiya Ang panloob na enerhiya ay ang kinetic energy ng lahat ng particle ng system (molecules, atoms, electron) at ang potensyal na enerhiya ng kanilang interaksyon, bilang karagdagan sa kinetic at potensyal na enerhiya ng system sa kabuuan. Ang panloob na enerhiya ay isang function ng estado, i.e. ang pagbabago nito ay tinutukoy ng ibinigay na paunang at panghuling estado ng system at hindi nakasalalay sa landas ng proseso: U = U 2 – U 1

Ang unang batas ng thermodynamics Ang enerhiya ay hindi nawawala nang walang bakas at hindi nagmumula sa wala, ngunit dumadaan lamang mula sa isang uri patungo sa isa pa sa katumbas na dami. Ang isang walang hanggang motion machine ng unang uri, iyon ay, isang pana-panahong operating machine na gumagawa ng trabaho nang walang pag-aaksaya ng enerhiya, ay imposible. Q = U + W Sa anumang nakahiwalay na sistema, ang kabuuang supply ng enerhiya ay nananatiling hindi nagbabago. Q = U + W

Ang thermal effect ng isang kemikal na reaksyon sa pare-parehong V o p ay hindi nakasalalay sa landas ng reaksyon, ngunit natutukoy sa pamamagitan ng likas na katangian at estado ng mga panimulang materyales at mga produkto ng reaksyon.Hess's Law H 1 H 2 H 3 H 4 Mga panimulang sangkap, reaksyon mga produkto H 1 = H 2 + H 3 + H 4 H 1 = H 2 + H 3 + H 4

Ang pangalawang batas ng thermodynamics, tulad ng una, ay ang resulta ng mga siglo ng karanasan ng tao. Mayroong iba't ibang mga pormulasyon ng ikalawang batas, ngunit lahat sila ay tumutukoy sa direksyon ng mga kusang proseso: 1. Ang init ay hindi maaaring kusang lumipat mula sa isang malamig na katawan patungo sa isang mainit (postulate ni Clausius). 2. Ang isang proseso na ang tanging resulta ay ang pagbabago ng init sa trabaho ay imposible (Thomson's postulate). 3. Imposibleng bumuo ng isang pana-panahong makina na pinapalamig lamang ang thermal reservoir at gumagana (unang postulate ni Planck). 4. Ang anumang anyo ng enerhiya ay maaaring ganap na ma-convert sa init, ngunit ang init ay bahagyang na-convert sa iba pang mga uri ng enerhiya (Planck's second postulate).

Ang entropy ay isang thermodynamic function ng estado, samakatuwid ang pagbabago nito ay hindi nakasalalay sa landas ng proseso, ngunit natutukoy lamang ng mga paunang at panghuling estado ng system. pagkatapos S 2 - S 1 = ΔS = S 2 - S 1 = ΔS = Ang pisikal na kahulugan ng entropy ay ang dami ng nakagapos na enerhiya, na nauugnay sa isang antas: sa mga nakahiwalay na sistema, ang direksyon ng daloy ng mga kusang proseso ay tinutukoy. sa pamamagitan ng pagbabago sa entropy.

Mga katangiang function U – function ng isochoric-isentropic na proseso: dU = TdS – pdV. Para sa isang arbitrary na proseso: U 0 Н – function ng isang isobaric-isentropic na proseso: dН = TdS + Vdp Para sa isang arbitrary na proseso: Н 0 S – function ng isang nakahiwalay na system Para sa isang arbitrary na proseso: S 0 Para sa isang arbitrary na proseso: S 0 F – function ng isang isochoric-isothermal na proseso dF = dU – TdS. Para sa isang arbitrary na proseso: F 0 G – function ng isang isobaric-isothermal na proseso: dG = dH- TdS Para sa isang arbitrary na proseso: G 0

Pag-uuri ng mga kemikal na reaksyon ayon sa bilang ng mga yugto Ang mga simple ay nagpapatuloy sa isang elementarya na pagkilos ng kemikal Ang mga kumplikado ay nagpapatuloy sa ilang mga yugto Reverse reaction A B Reverse reaction: A B Parallel: B A C Sequential: ABC Conjugate: A D Conjugate: A D C B E B E

Ang impluwensya ng temperatura sa rate ng mga reaksyon Ang impluwensya ng temperatura sa rate ng mga reaksyon ng enzymatic t t

Paghahambing ng Van't Hoff: Pagkalkula ng shelf life ng mga gamot gamit ang Van't Hoff "accelerated aging" method: sa t 2 t 1 Temperature rate coefficient:

Paglutas ng mga problema para sa seksyon

Ang paksang "Chemical thermodynamics at kinetics," na kinabibilangan ng pag-aaral ng mga kundisyon na nakakaapekto sa rate ng isang kemikal na reaksyon, ay lilitaw nang dalawang beses sa kurso ng kimika ng paaralan - sa ika-9 at ika-11 na baitang. Gayunpaman, ang partikular na paksang ito ay isa sa pinakamahirap at medyo kumplikado hindi lamang para sa pag-unawa ng "average" na mag-aaral, ngunit kahit na para sa pagtatanghal ng ilang mga guro, lalo na ang mga di-espesyalista na nagtatrabaho sa mga rural na lugar, kung saan ang kimika ay isang karagdagang paksa, isinasaalang-alang ang mga oras kung saan ang guro ay nag-iipon ng rate, at samakatuwid ay umaasa para sa isang higit pa o mas kaunting disenteng suweldo.
Sa mga kondisyon ng isang matalim na pagbaba sa bilang ng mga mag-aaral sa mga paaralan sa kanayunan, dahil sa mga kilalang dahilan, ang guro ay napipilitang maging isang generalist. Matapos dumalo sa 2-3 kurso, nagsimula siyang magturo ng mga paksa na kadalasang napakalayo sa kanyang pangunahing espesyalidad.
Ang pag-unlad na ito ay pangunahing naglalayong sa mga nagsisimulang guro at mga espesyalista sa paksa na napipilitang magturo ng kimika sa isang ekonomiya ng merkado. Ang materyal ay naglalaman ng mga gawain sa paghahanap ng mga rate ng heterogenous at homogenous na mga reaksyon at pagtaas ng rate ng reaksyon sa pagtaas ng temperatura. Sa kabila ng katotohanan na ang mga problemang ito ay batay sa materyal ng paaralan, bagaman mahirap para sa "karaniwang" mag-aaral na makabisado, ipinapayong lutasin ang ilan sa mga ito sa isang aralin sa kimika sa
Ika-11 baitang, at ihandog ang iba sa isang club o elective lesson sa mga mag-aaral na nagpaplanong ikonekta ang kanilang hinaharap na tadhana sa chemistry.
Bilang karagdagan sa mga problema na nasuri nang detalyado at ibinigay ng mga sagot, ang pag-unlad na ito ay naglalaman ng teoretikal na materyal na makakatulong sa isang guro ng kimika, pangunahin ang isang hindi espesyalista, na maunawaan ang kakanyahan ng kumplikadong paksang ito sa isang pangkalahatang kurso sa kimika.
Batay sa iminungkahing materyal, maaari kang lumikha ng iyong sariling bersyon ng isang lesson-lecture, depende sa kakayahan ng mga mag-aaral sa klase, at magagamit mo ang iminungkahing teoretikal na bahagi kapag pinag-aaralan ang paksang ito sa ika-9 at ika-11 na baitang.
Sa wakas, ang materyal na nilalaman sa pag-unlad na ito ay magiging kapaki-pakinabang para sa isang nagtapos na naghahanda na pumasok sa isang unibersidad, kabilang ang isa kung saan ang kimika ay isang pangunahing paksa, upang masuri nang nakapag-iisa.

Teoretikal na bahagi sa paksa
"Chemical thermodynamics at kinetics"

Mga kondisyon na nakakaapekto sa bilis ng isang kemikal na reaksyon

1. Ang bilis ng isang kemikal na reaksyon ay depende sa likas na katangian ng mga tumutugon na sangkap.

MGA HALIMBAWA.

Ang metallic sodium, na alkalina sa kalikasan, ay marahas na tumutugon sa tubig, naglalabas ng malaking halaga ng init, kabaligtaran sa zinc, na amphoteric sa kalikasan, na tumutugon sa tubig nang dahan-dahan at kapag pinainit:

Ang powdered iron ay mas malakas na tumutugon sa malakas na mineral na hydrochloric acid kaysa sa mahinang organic acetic acid:

2. Ang rate ng isang kemikal na reaksyon ay depende sa konsentrasyon ng mga reactant, maging sa isang dissolved o gas na estado.

MGA HALIMBAWA.

Sa purong oxygen, ang asupre ay nasusunog nang mas masigla kaysa sa hangin:

Ang pulbos na magnesium ay tumutugon nang mas masigla sa isang 30% na solusyon ng hydrochloric acid kaysa sa isang 1% na solusyon:

3. Ang rate ng isang kemikal na reaksyon ay direktang proporsyonal sa ibabaw na lugar ng mga tumutugon na sangkap sa solidong estado ng pagsasama-sama.

MGA HALIMBAWA.

Ang isang piraso ng uling (carbon) ay napakahirap sindihan gamit ang posporo, ngunit ang alikabok ng uling ay nasusunog nang paputok:

C + O 2 = CO 2.

Ang aluminyo sa anyo ng mga butil ay hindi tumutugon sa dami ng yodo na kristal, ngunit ang durog na yodo ay masiglang pinagsama sa aluminyo sa anyo ng pulbos:

4. Ang bilis ng isang kemikal na reaksyon ay depende sa temperatura kung saan nangyayari ang proseso.

HALIMBAWA

Para sa bawat 10 °C na pagtaas ng temperatura, ang rate ng karamihan sa mga kemikal na reaksyon ay tumataas ng 2-4 na beses. Ang isang tiyak na pagtaas sa rate ng isang kemikal na reaksyon ay tinutukoy ng isang tiyak na koepisyent ng temperatura (gamma).

Kalkulahin natin kung gaano karaming beses tataas ang rate ng reaksyon:

2NO + O 2 = 2NO 2,

kung ang temperatura coefficient ay 3 at ang temperatura ng proseso ay tumaas mula 10 °C hanggang 50 °C.

Ang pagbabago ng temperatura ay:

t= 50 °C – 10 °C = 40 °C.

Ginagamit namin ang formula:

kung saan ang rate ng isang kemikal na reaksyon sa mataas na temperatura, ay ang rate ng isang kemikal na reaksyon sa unang temperatura.

Dahil dito, ang bilis ng isang kemikal na reaksyon kapag ang temperatura ay tumaas mula 10 °C hanggang 50 °C ay tataas ng 81 beses.

5. Ang rate ng isang kemikal na reaksyon ay nakasalalay sa pagkakaroon ng ilang mga sangkap.

Catalyst ay isang sangkap na nagpapabilis sa kurso ng isang kemikal na reaksyon, ngunit hindi natupok sa panahon ng reaksyon. Ang isang katalista ay nagpapababa sa activation barrier ng isang kemikal na reaksyon.

Inhibitor ay isang sangkap na nagpapabagal sa pag-usad ng isang kemikal na reaksyon, ngunit hindi natupok sa panahon ng proseso ng reaksyon.

MGA HALIMBAWA.

Ang katalista na nagpapabilis sa kemikal na reaksyong ito ay manganese(IV) oxide.

Ang katalista na nagpapabilis sa kemikal na reaksyong ito ay pulang posporus.

Ang isang inhibitor na nagpapabagal sa pag-unlad ng reaksyong kemikal na ito ay isang organikong sangkap - methenamine (hexamethylenetetramine).

Ang rate ng isang homogenous na kemikal na reaksyon ay sinusukat sa pamamagitan ng bilang ng mga moles ng sangkap na nag-react o nabuo bilang isang resulta ng reaksyon sa bawat yunit ng oras bawat yunit ng dami:

kung saan ang homog ay ang rate ng isang kemikal na reaksyon sa isang homogenous na sistema, ay ang bilang ng mga moles ng isa sa mga sangkap na pumasok sa reaksyon o isa sa mga sangkap na nabuo bilang isang resulta ng reaksyon, V- dami,
t– oras, – pagbabago sa bilang ng mga nunal ng isang sangkap sa panahon ng reaksyon t.

Dahil ang ratio ng bilang ng mga moles ng isang sangkap sa dami ng system ay kumakatawan sa konsentrasyon Sa, Iyon

Kaya naman:

Ang bilis ng isang homogenous na kemikal na reaksyon ay sinusukat sa mol/(l s).

Kung isasaalang-alang ito, maaaring ibigay ang sumusunod na kahulugan:

ang rate ng isang homogenous na reaksyon ng kemikal ay katumbas ng pagbabago sa konsentrasyon ng isa sa mga sangkap na pumasok sa reaksyon o isa sa mga sangkap na nabuo bilang isang resulta ng reaksyon sa bawat yunit ng oras.

Kung ang isang reaksyon ay nangyayari sa pagitan ng mga sangkap sa isang heterogenous na sistema, kung gayon ang mga tumutugon na sangkap ay hindi nakikipag-ugnay sa bawat isa sa buong volume, ngunit sa ibabaw lamang ng solid. Halimbawa, kapag ang isang piraso ng mala-kristal na asupre ay nasusunog, ang mga molekula ng oxygen ay tumutugon lamang sa mga atomo ng asupre na nasa ibabaw ng piraso. Kapag ang isang piraso ng asupre ay durog, ang reacting surface area ay tumataas at ang rate ng sulfur combustion ay tumataas.

Kaugnay nito, ang kahulugan ng rate ng isang heterogenous na reaksyong kemikal ay ang mga sumusunod:

ang rate ng isang heterogenous na kemikal na reaksyon ay sinusukat sa pamamagitan ng bilang ng mga moles ng sangkap na nag-react o nabuo bilang isang resulta ng reaksyon sa bawat yunit ng oras sa isang unit surface:

saan S– ibabaw na lugar.

Ang rate ng isang heterogenous na reaksyong kemikal ay sinusukat sa mol/(cm 2 s).

Mga gawain sa paksa
"Chemical thermodynamics at kinetics"

1. 4 na moles ng nitrogen(II) oxide at labis na oxygen ay ipinasok sa sisidlan para sa mga reaksiyong kemikal. Pagkatapos ng 10 s, ang dami ng nitrogen oxide(II) substance ay naging 1.5 mol. Hanapin ang rate ng reaksyong kemikal na ito kung alam na ang dami ng sisidlan ay 50 litro.

2. Ang dami ng methane substance sa sisidlan para sa pagsasagawa ng mga reaksiyong kemikal ay 7 mol. Ang labis na oxygen ay ipinakilala sa sisidlan at ang halo ay sumabog. Ito ay eksperimento na itinatag na pagkatapos ng 5 s ang dami ng methane substance ay nabawasan ng 2 beses. Hanapin ang rate ng reaksyong kemikal na ito kung alam na ang dami ng sisidlan ay 20 litro.

3. Ang paunang konsentrasyon ng hydrogen sulfide sa gas combustion vessel ay 3.5 mol/l. Ang labis na oxygen ay ipinakilala sa sisidlan at ang halo ay sumabog. Pagkatapos ng 15 s, ang konsentrasyon ng hydrogen sulfide ay 1.5 mol/l. Hanapin ang rate ng reaksyong kemikal na ito.

4. Ang paunang konsentrasyon ng ethane sa gas combustion vessel ay 5 mol/L. Ang labis na oxygen ay ipinakilala sa sisidlan at ang halo ay sumabog. Pagkatapos ng 12 s, ang konsentrasyon ng ethane ay 1.4 mol/L. Hanapin ang rate ng reaksyong kemikal na ito.

5. Ang paunang konsentrasyon ng ammonia sa gas combustion vessel ay 4 mol/l. Ang labis na oxygen ay ipinakilala sa sisidlan at ang halo ay sumabog. Pagkatapos ng 3 s, ang konsentrasyon ng ammonia ay 1 mol/l. Hanapin ang rate ng reaksyong kemikal na ito.

6. Ang paunang konsentrasyon ng carbon monoxide (II) sa gas combustion vessel ay 6 mol/l. Ang labis na oxygen ay ipinakilala sa sisidlan at ang halo ay sumabog. Pagkatapos ng 5 s, nahati ang konsentrasyon ng carbon(II) monoxide. Hanapin ang rate ng reaksyong kemikal na ito.

7. Ang isang piraso ng sulfur na may reacting surface area na 7 cm2 ay sinunog sa oxygen upang bumuo ng sulfur(IV) oxide. Sa 10 s, ang halaga ng sulfur substance ay bumaba mula 3 mol hanggang 1 mol. Hanapin ang rate ng reaksyong kemikal na ito.

8. Ang isang piraso ng carbon na may reacting surface area na 10 cm 2 ay sinunog sa oxygen upang bumuo ng carbon monoxide (IV). Sa 15 s, ang halaga ng carbon substance ay bumaba mula 5 mol hanggang 1.5 mol. Hanapin ang rate ng reaksyong kemikal na ito.

9. Isang cube ng magnesium na may kabuuang reacting surface area na 15 cm 2 at ang dami ng substance
Nasunog ang 6 na nunal sa sobrang oxygen. Bukod dito, 7 s pagkatapos ng pagsisimula ng reaksyon, ang halaga ng magnesium substance ay naging katumbas ng 2 mol. Hanapin ang rate ng reaksyong kemikal na ito.

10. Ang isang calcium bar na may kabuuang reacting surface area na 12 cm 2 at isang halaga ng substance na 7 mol ay sinunog sa labis na oxygen. Bukod dito, 10 s pagkatapos ng pagsisimula ng reaksyon, ang halaga ng calcium substance ay naging 2 beses na mas kaunti. Hanapin ang rate ng reaksyong kemikal na ito.

Mga Solusyon at Sagot

1 (NO) = 4 mol,

O 2 - labis,

t 2 = 10 s,

t 1 = 0 s,

2 (NO) = 1.5 mol,

Hanapin:

Solusyon

2NO + O 2 = 2NO 2.

Gamit ang formula:

R-tions = (4 – 1.5)/(50 (10 – 0)) = 0.005 mol/(l s).

Sagot. r-tion = 0.005 mol/(l s).

2.

1 (CH 4) = 7 mol,

O 2 - labis,

t 2 = 5 s,

t 1 = 0 s,

2 (CH 4) = 3.5 mol,

Hanapin:

Solusyon

CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O.

Gamit ang formula:

Hanapin natin ang rate ng reaksyong kemikal na ito:

R-tions = (7 – 3.5)/(20 (5 – 0)) = 0.035 mol/(l s).

Sagot. r-tion = 0.035 mol/(l s).

3.

s 1 (H 2 S) = 3.5 mol/l,

O 2 - labis,

t 2 = 15 s,

t 1 = 0 s,

Sa 2 (H 2 S) = 1.5 mol/l.

Hanapin:

Solusyon

2H 2 S + 3O 2 = 2SO 2 + 2H 2 O.

Gamit ang formula:

Hanapin natin ang rate ng reaksyong kemikal na ito:

R-tions = (3.5 – 1.5)/(15 – 0) = 0.133 mol/(l s).

Sagot. r-tion = 0.133 mol/(l s).

4.

c 1 (C 2 H 6) = 5 mol/l,

O 2 - labis,

t 2 = 12 s,

t 1 = 0 s,

c 2 (C 2 H 6) = 1.4 mol/l.

Hanapin:

Solusyon

2C 2 H 6 + 7O 2 = 4CO 2 + 6H 2 O.

Hanapin natin ang rate ng reaksyong kemikal na ito:

R-tions = (6 – 2)/(15 (7 – 0)) = 0.0381 mol/(cm 2 s).

Sagot. r-tion = 0.0381 mol/(cm 2 s).

10. Sagot. r-tion = 0.0292 mol/(cm 2 s).

Panitikan

Glinka N.L. General Chemistry, ika-27 ed. Ed. V.A. Rabinovich. L.: Chemistry, 1988; Akhmetov N.S. Pangkalahatan at di-organikong kimika. M.: Mas mataas. paaralan, 1981; Zaitsev O.S. Pangkalahatang kimika. M.: Mas mataas. shk, 1983; Karapetyants M.Kh., Drakin S.I. Pangkalahatan at di-organikong kimika. M.: Mas mataas. paaralan, 1981; Korolkov D.V. Mga batayan ng inorganikong kimika. M.: Edukasyon, 1982; Nekrasov B.V. Mga Batayan ng pangkalahatang kimika. 3rd ed., M.: Khimiya, 1973; Novikov G.I. Panimula sa inorganic na kimika. Bahagi 1, 2. Minsk: Mas mataas. paaralan, 1973–1974; Shchukarev S.A.. Inorganikong kimika. T. 1, 2. M.: Vyssh. paaralan, 1970–1974; Schröter W., Lautenschläger K.-H., Bibrak H. et al. Chemistry. Sanggunian ed. Per. Kasama siya. M.: Khimiya, 1989; Feldman F.G., Rudzitis G.E. Chemistry-9. Teksbuk para sa ika-9 na baitang ng sekondaryang paaralan. M.: Edukasyon, 1990; Feldman F.G., Rudzitis G.E. Chemistry-9. Teksbuk para sa ika-9 na baitang ng sekondaryang paaralan. M.: Edukasyon, 1992.

“PUNDAMENTAL NG CHEMICAL THERMODYNAMICS, CHEMICAL KINETICS AT EQUILIBRIUM”

Mga Batayan ng kemikal na thermodynamics

1 . Ano ang pinag-aaralan ng chemical thermodynamics:

1) ang rate ng mga pagbabagong kemikal at ang mga mekanismo ng mga pagbabagong ito;

2) mga katangian ng enerhiya ng mga prosesong pisikal at kemikal at ang kakayahan ng mga sistema ng kemikal na magsagawa ng kapaki-pakinabang na gawain;

3) mga kondisyon para sa paglilipat ng ekwilibriyong kemikal;

4) ang impluwensya ng mga catalyst sa rate ng mga proseso ng biochemical.

2. Ang bukas na sistema ay isang sistema na:

3. Ang saradong sistema ay isang sistema na:

1) hindi nakikipagpalitan ng alinman sa bagay o enerhiya sa kapaligiran;

2) nagpapalitan ng bagay at enerhiya sa kapaligiran;

3) nagpapalitan ng enerhiya sa kapaligiran, ngunit hindi nagpapalit ng bagay;

4) nagpapalitan ng bagay sa kapaligiran, ngunit hindi nagpapalit ng enerhiya.

4. Ang isang nakahiwalay na sistema ay isang sistema na:

1) hindi nakikipagpalitan ng alinman sa bagay o enerhiya sa kapaligiran;

2) nagpapalitan ng bagay at enerhiya sa kapaligiran;

3) nagpapalitan ng enerhiya sa kapaligiran, ngunit hindi nagpapalit ng bagay;

4) nagpapalitan ng bagay sa kapaligiran, ngunit hindi nagpapalit ng enerhiya.

5. Sa anong uri ng mga thermodynamic system nabibilang ang solusyon na matatagpuan sa isang selyadong ampoule na inilagay sa isang thermostat?

1) nakahiwalay;

2) bukas;

3) sarado;

4) nakatigil.

6. Anong uri ng mga thermodynamic system ang pag-aari ng solusyon sa selyadong ampoule?

1) nakahiwalay;

2) bukas;

3) sarado;

4) nakatigil.

7. Anong uri ng mga thermodynamic system ang nabibilang sa isang buhay na cell?

1) bukas;

2) sarado;

3) nakahiwalay;

4) ekwilibriyo.

8 . Anong mga parameter ng isang thermodynamic system ang tinatawag na malawak?

1) ang magnitude nito ay hindi nakasalalay sa bilang ng mga particle sa system;

3) ang halaga nito ay nakasalalay sa estado ng pagsasama-sama ng system;

9. Anong mga parameter ng isang thermodynamic system ang tinatawag na intensive?

!) na ang magnitude ay hindi nakasalalay sa bilang ng mga particle sa system;

2) ang magnitude nito ay depende sa bilang ng mga particle sa system;

3) ang halaga nito ay nakasalalay sa estado ng pagsasama-sama;

4) ang magnitude nito ay depende sa oras.

10 . Ang mga function ng estado ng isang thermodynamic system ay mga dami na:

1) nakadepende lamang sa inisyal at huling estado ng system;

2) depende sa landas ng proseso;

3) nakasalalay lamang sa paunang estado ng system;

4) nakasalalay lamang sa huling estado ng system.

11 . Anong mga dami ang mga function ng estado ng system: a) panloob na enerhiya; b) trabaho; c) init; d) enthalpy; d) entropy.

3) lahat ng dami;

4) a, b, c, d.

12 . Alin sa mga sumusunod na katangian ang masinsinan: a) density; b) presyon; c) masa; d) temperatura; e) enthalpy; e) dami?

3) b, c, d, f;

13. Alin sa mga sumusunod na katangian ang malawak: a) density; b) presyon; c) masa; d) temperatura; e) enthalpy; e) dami?

3) b, c, d, f;

14 . Anong mga anyo ng pagpapalitan ng enerhiya sa pagitan ng sistema at kapaligiran ang isinasaalang-alang ng thermodynamics: a) init; b) trabaho; c) kemikal; d) electric; e) mekanikal; e) nuclear at solar?

2) c, d, e, f;

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

4) a, c, d, e.

15. Ang mga prosesong nagaganap sa isang pare-parehong temperatura ay tinatawag na:

1) isobaric;

2) isothermal;

3) isochoric;

4) adiabatic.

16 . Ang mga prosesong nagaganap sa pare-parehong dami ay tinatawag na:

1) isobaric;

2) isothermal;

3) isochoric;

4) adiabatic.

17 . Ang mga prosesong nagaganap sa pare-parehong presyon ay tinatawag na:

1) isobaric;

2) isothermal;

3) isochoric;

4) adiabatic.

18 . Ang panloob na enerhiya ng isang sistema ay: 1) ang buong reserbang enerhiya ng system, maliban sa potensyal na enerhiya ng posisyon nito at ang kinetic energy ng system sa kabuuan;

2) ang buong reserba ng enerhiya ng system;

3) ang buong reserba ng enerhiya ng system, maliban sa potensyal na enerhiya ng posisyon nito;

4) isang dami na nagpapakilala sa antas ng kaguluhan sa pag-aayos ng mga particle ng system.

19 . Anong batas ang sumasalamin sa ugnayan sa pagitan ng trabaho, init at panloob na enerhiya ng isang sistema?

1) ang pangalawang batas ng thermodynamics;

2) Batas ni Hess;

3) ang unang batas ng thermodynamics;

4) batas ni van't Hoff.

20 . Ang unang batas ng thermodynamics ay sumasalamin sa ugnayan sa pagitan ng:

1) trabaho, init at panloob na enerhiya;

2) Gibbs libreng enerhiya, enthalpy at entropy ng system;

3) trabaho at init ng system;

4) trabaho at panloob na enerhiya.

21 . Aling equation ang mathematical expression ng unang batas ng thermodynamics para sa mga isolated system?

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

22 . Aling equation ang mathematical expression ng unang batas ng thermodynamics para sa mga closed system?

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

3) AG = AH - T*AS;

23 . Ang panloob na enerhiya ba ng isang nakahiwalay na sistema ay isang pare-pareho o variable na dami?

1) pare-pareho;

2) variable.

24 . Sa isang nakahiwalay na sistema, ang reaksyon ng pagkasunog ng hydrogen ay nangyayari sa pagbuo ng likidong tubig. Nagbabago ba ang panloob na enerhiya at enthalpy ng system?

1) ang panloob na enerhiya ay hindi magbabago, ang enthalpy ay magbabago;

2) ang panloob na enerhiya ay magbabago, ang enthalpy ay hindi magbabago;

3) ang panloob na enerhiya ay hindi magbabago, ang enthalpy ay hindi magbabago;

4) ang panloob na enerhiya ay magbabago, ang enthalpy ay magbabago.

25 . Sa ilalim ng anong mga kondisyon ang pagbabago sa panloob na enerhiya ay katumbas ng init na natanggap ng system mula sa kapaligiran?

1) sa pare-pareho ang dami;

3) sa patuloy na presyon;

4) sa anumang pagkakataon.

26 . Ang thermal effect ng isang reaksyon na nagaganap sa pare-pareho ang volume ay tinatawag na pagbabago:

1) enthalpy;

2) panloob na enerhiya;

3) entropy;

4) Gibbs libreng enerhiya.

27 . Ang enthalpy ng isang reaksyon ay:

28. Ang mga prosesong kemikal kung saan bumababa ang enthalpy ng system at ang init ay inilabas sa panlabas na kapaligiran ay tinatawag na:

1) endothermic;

2) exothermic;

3) exergonic;

4) endergonic.

29 . Sa ilalim ng anong mga kondisyon ang pagbabago sa enthalpy ay katumbas ng init na natanggap ng system mula sa kapaligiran?

1) sa pare-pareho ang dami;

2) sa pare-pareho ang temperatura;

3) sa patuloy na presyon;

4) sa anumang pagkakataon.

30 . Ang thermal effect ng isang reaksyon na nagaganap sa pare-pareho ang presyon ay tinatawag na pagbabago:

1) panloob na enerhiya;

2) wala sa mga naunang kahulugan ang tama;

3) enthalpy;

4) entropy.

31. Anong mga proseso ang tinatawag na endothermic?

32 . Anong mga proseso ang tinatawag na exothermic?

1) kung saan negatibo ang AN;

2) kung saan negatibo ang AG;

3) kung saan positibo ang AN;

4) kung saan positibo ang AG.

33 . Tukuyin ang pagbabalangkas ng batas ni Hess:

1) ang thermal effect ng reaksyon ay nakasalalay lamang sa inisyal at huling estado ng system at hindi nakasalalay sa landas ng reaksyon;

2) ang init na hinihigop ng system sa isang pare-parehong dami ay katumbas ng pagbabago sa panloob na enerhiya ng system;

3) ang init na hinihigop ng system sa pare-parehong presyon ay katumbas ng pagbabago sa enthalpy ng system;

4) ang thermal effect ng reaksyon ay hindi nakasalalay sa paunang at panghuling estado ng system, ngunit depende sa landas ng reaksyon.

34. Anong batas ang sumasailalim sa pagkalkula ng caloric na nilalaman ng pagkain?

1) van't Hoff;

3) Sechenov;

35. Kapag nag-oxidize kung aling mga sangkap sa ilalim ng mga kondisyon ng katawan, mas maraming enerhiya ang inilalabas?

1) mga protina;

3) carbohydrates;

4) carbohydrates at protina.

36 . Ang kusang proseso ay isang proseso na:

1) isinasagawa nang walang tulong ng isang katalista;

2) sinamahan ng pagpapalabas ng init;

3) isinasagawa nang walang panlabas na pagkonsumo ng enerhiya;

4) mabilis na nagpapatuloy.

37 . Ang entropy ng isang reaksyon ay:

1) ang dami ng init na inilalabas o nasisipsip sa panahon ng isang kemikal na reaksyon sa ilalim ng isobaric-isothermal na kondisyon;

2) ang dami ng init na inilalabas o nasisipsip sa panahon ng isang kemikal na reaksyon sa ilalim ng isochoric-isothermal na kondisyon;

3) isang halaga na nagpapakilala sa posibilidad ng kusang paglitaw ng proseso;

4) isang dami na nagpapakilala sa antas ng kaguluhan sa pag-aayos at paggalaw ng mga particle sa system.

38 . Anong function ng estado ang nagpapakilala sa pagkahilig ng isang sistema na makamit ang isang posibleng estado na tumutugma sa pinakamataas na randomness ng pamamahagi ng mga particle?

1) enthalpy;

2) entropy;

3) Gibbs enerhiya;

4) panloob na enerhiya.

39 . Ano ang kaugnayan sa pagitan ng mga entropie ng tatlong pinagsama-samang estado ng isang sangkap: gas, likido, solid:

I) S (g) > S (g) > S (tv); 2) S(solid)>S(g)>S(g); 3)S(g)>S(g)>S(TB); 4) ang estado ng pagsasama-sama ay hindi nakakaapekto sa halaga ng entropy.

40 . Alin sa mga sumusunod na proseso ang dapat magpakita ng pinakamalaking positibong pagbabago sa entropy:

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

2) CH4OH (s) --> CH 3 OH (l);

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

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

41 . Piliin ang tamang pahayag: tumataas ang entropy ng system kapag:

1) tumaas na presyon;

2) paglipat mula sa likido hanggang sa solidong estado ng pagsasama-sama

3) pagtaas ng temperatura;

4) paglipat mula sa puno ng gas hanggang sa likidong estado.

42. Anong thermodynamic function ang maaaring gamitin upang mahulaan kung ang isang reaksyon ay kusang magaganap sa isang nakahiwalay na sistema?

1) enthalpy;

2) panloob na enerhiya;

3) entropy;

4) potensyal na enerhiya ng system.

43 . Aling equation ang mathematical expression ng 2nd law ng thermodynamics para sa mga isolated system?

44 . Kung ang sistema ay nababaligtad na tumatanggap ng isang dami ng init Q sa temperatura T, pagkatapos ay tungkol sa T;

2) tumataas sa halagang Q/T;

3) tumataas ng halagang higit sa Q/T;

4) tumataas ng halagang mas mababa sa Q/T.

45 . Sa isang nakahiwalay na sistema, ang isang kemikal na reaksyon ay kusang nangyayari upang bumuo ng isang tiyak na dami ng produkto. Paano nagbabago ang entropy ng naturang sistema?

1) tumataas

2) bumababa

3) hindi nagbabago

4) umabot sa pinakamababang halaga

46 . Ipahiwatig kung aling mga proseso at sa ilalim ng anong mga kondisyon ang pagbabago sa entropy ay maaaring katumbas ng gawain ng proseso?

1) sa mga kondisyon ng isobaric, sa pare-parehong P at T;

2) sa mga kondisyon ng isochoric, sa pare-pareho ang V at T;

H) ang pagbabago sa entropy ay hindi kailanman katumbas ng trabaho; 4) sa isothermal na kondisyon, sa pare-parehong P at 47 . Paano magbabago ang nakagapos na enerhiya ng sistema TS kapag pinainit at kapag ito ay namumuo?

1) tumataas sa pag-init, bumababa sa paghalay;

2) bumababa sa pag-init, nagdaragdag sa paghalay;

3) walang pagbabago sa T-S;

4) tumataas sa pag-init at paghalay.

48 . Anong mga parameter ng system ang dapat panatilihing pare-pareho upang ang tanda ng pagbabago sa entropy ay magagamit upang hatulan ang direksyon ng kusang kurso ng proseso?

1) presyon at temperatura;

2) dami at temperatura;

3) panloob na enerhiya at dami;

4) tanging temperatura.

49 . Sa isang nakahiwalay na sistema, ang lahat ng mga kusang proseso ay nagpapatuloy sa direksyon ng pagtaas ng kaguluhan. Paano nagbabago ang entropy?

1) hindi nagbabago;

2) pagtaas;

3) bumababa;

4) unang tumataas at pagkatapos ay bumababa.

50 . Ang entropy ay tumataas sa halagang Q/T para sa:

1) nababaligtad na proseso;

2) hindi maibabalik na proseso;

3) homogenous;

4) magkakaiba.

51 Paano nagbabago ang entropy ng system dahil sa pasulong at pabalik na mga reaksyon sa panahon ng ammonia synthesis?

3) ang entropy ay hindi nagbabago sa panahon ng reaksyon;

4) pagtaas ng entropy para sa pasulong at pabalik na mga reaksyon.

52 . Anong mga salik na kumikilos nang sabay-sabay ang tumutukoy sa direksyon ng proseso ng kemikal?

1) enthalpy at temperatura;

2) enthalpy at entropy;

3) entropy at temperatura;

4) mga pagbabago sa enerhiya at temperatura ng Gibbs.

53. Sa ilalim ng mga kondisyon ng isobaric-isothermal, ang pinakamataas na gawaing ginagawa ng system ay:

1) katumbas ng pagbaba ng enerhiya ng Gibbs;

2) mas malaking pagkawala ng enerhiya ng Gibbs;

3) mas kaunting pagkawala ng enerhiya ng Gibbs;

4) ay katumbas ng pagkawala ng enthalpy.

54 . Anong mga kondisyon ang dapat matugunan upang ang pinakamataas na trabaho sa sistema ay magawa dahil sa pagbaba ng enerhiya ng Gibbs?

1) kinakailangan upang mapanatili ang pare-pareho ang V at t;

2) ito ay kinakailangan upang mapanatili ang pare-pareho ang P at t;

3) kinakailangan upang mapanatili ang pare-pareho ang AH at AS;

4) ito ay kinakailangan upang mapanatili ang pare-pareho ang P&V

55 . Ano ang sanhi ng pinakamataas na kapaki-pakinabang na gawaing ginawa sa isang kemikal na reaksyon sa pare-pareho ang presyon at temperatura?

1) dahil sa pagbaba ng enerhiya ng Gibbs;

3) dahil sa pagtaas ng enthalpy;

4) dahil sa pagbaba ng entropy.

56. Paano ang pinakamataas na kapaki-pakinabang na gawain na ginagawa ng isang buhay na organismo sa ilalim ng isobaric-isothermal na mga kondisyon?

1) dahil sa pagkawala ng enthalpy;

2) dahil sa pagtaas ng entropy;

3) dahil sa pagbaba ng enerhiya ng Gibbs;

4) dahil sa pagtaas ng enerhiya ng Gibbs.

57 . Anong mga proseso ang tinatawag na endergonic?

58. Anong mga proseso ang tinatawag na exergonic?

2) AG 0; 4) AG > 0.

59. Ang kusang katangian ng proseso ay pinakamahusay na tinutukoy sa pamamagitan ng pagtatasa:

1) entropy;

3) enthalpy;

2) Gibbs libreng enerhiya;

4) temperatura.

60 . Anong thermodynamic function ang maaaring gamitin upang mahulaan ang posibilidad ng mga kusang proseso na nagaganap sa isang buhay na organismo?

1) enthalpy;

3) entropy;

2) panloob na enerhiya;

4) Gibbs libreng enerhiya.

61 . Para sa mga nababagong proseso, ang pagbabago sa libreng enerhiya ng Gibbs...

1) palaging katumbas ng zero;

2) palaging negatibo;

3) palaging positibo;

62 . Para sa mga hindi maibabalik na proseso, ang pagbabago sa libreng enerhiya:

1) palaging katumbas ng zero;

2) palaging negatibo;

3) palaging positibo;

4) positibo o negatibo depende sa mga pangyayari.

63. Sa ilalim ng isobaric-isothermal na kondisyon, ang mga ganitong proseso lamang ang maaaring kusang mangyari sa isang sistema, bilang resulta kung saan ang enerhiya ng Gibbs ay:

1) hindi nagbabago;

2) pagtaas;

3) bumababa;

4) umabot sa pinakamataas na halaga nito.

64 . Para sa isang tiyak na kemikal na reaksyon sa bahagi ng gas sa pare-parehong P at TAG > 0. Sa anong direksyon kusang nagpapatuloy ang reaksyong ito?

D) sa pasulong na direksyon;

2) hindi maaaring mangyari sa ilalim ng mga kundisyong ito;

3) sa kabilang direksyon;

4) ay nasa isang estado ng ekwilibriyo.

65 . Ano ang senyales na AG ng proseso ng pagtunaw ng yelo sa 263 K?

66 . Sa alin sa mga sumusunod na kaso ang reaksyon ay hindi magagawa sa anumang temperatura?

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

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

67. Sa alin sa mga sumusunod na kaso posible ang reaksyon sa anumang temperatura?

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

68 . Kung ang

1) [IS] > ;

2) para sa anumang ratio ng AN at TAS; 3)(AH]

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

69 . Sa anong mga halaga ng pag-sign ng AH at AS ay posible lamang ang mga exothermic na proseso sa system?

70. Sa anong mga ratio ng AN at T* AS ang proseso ng kemikal na nakadirekta sa isang endothermic na reaksyon:

71 . Sa anong mga pare-parehong thermodynamic na mga parameter ang isang pagbabago sa enthalpy ay maaaring magsilbi bilang isang criterion para sa direksyon ng isang kusang proseso? Anong senyales ng DH sa ilalim ng mga kundisyong ito ang nagpapahiwatig ng kusang proseso?

1) sa pare-parehong S at P, AN

3) na may pare-parehong Ilagay, AN

2) sa pare-parehong 5 at P, AN > 0; 4) sa pare-parehong Vn t, AH > 0.

72 . Posible ba at sa anong mga kaso upang hatulan sa pamamagitan ng pag-sign ng pagbabago sa enthalpy sa panahon ng isang kemikal na reaksyon tungkol sa posibilidad ng paglitaw nito sa pare-parehong Ti P1

1) posible, kung LA » T-AS;

2) sa ilalim ng mga kundisyong ito imposible;

3) posible, kung AN «T-AS;

4) posible kung AN = T-AS.

73 . Ang reaksyon ZN 2 + N 2 -> 2NH 3 ay isinasagawa sa 110°C, upang ang lahat ng mga reactant at produkto ay nasa gas phase. Alin sa mga sumusunod na halaga ang pinananatili sa panahon ng reaksyon?

2) entropy;

3) enthalpy;

74 . Alin sa mga sumusunod na pahayag ang totoo para sa mga reaksyong nagaganap sa ilalim ng mga karaniwang kondisyon?

1) ang mga endothermic na reaksyon ay hindi maaaring mangyari nang kusang;

2) ang mga endothermic na reaksyon ay maaaring mangyari sa sapat na mababang temperatura;

3) ang mga endothermic na reaksyon ay maaaring mangyari sa mataas na temperatura kung AS > 0;

4) ang mga endothermic na reaksyon ay maaaring mangyari sa mataas na temperatura kung AS

75 . Ano ang mga katangian ng mga prosesong biochemical: a) sundin ang prinsipyo ng pagkabit ng enerhiya; b) karaniwang nababaligtad; c) kumplikado; d) exergonic lamang (AG

1) a, b, c, d;

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

76 . Ang mga reaksiyong exergonic sa katawan ay nangyayari nang kusang, dahil:

77 . Ang mga reaksiyong endergonic sa katawan ay nangangailangan ng suplay ng enerhiya, dahil: 1) AG >0;

78 . Kapag na-hydrolyzed ang anumang peptide AH 0, kusang magaganap ba ang prosesong ito?

1) ay magiging, dahil AG > 0;

3) ay hindi mangyayari, dahil AG > 0;

2) ay magiging, dahil ang AG

4) ay hindi magiging, dahil AG

79 . Ang calorie na nilalaman ng mga sustansya ay tinatawag na enerhiya:

1) 1 g ng nutrients na inilabas sa panahon ng kumpletong oksihenasyon;

2) 1 nunal ng nutrients na inilabas sa panahon ng kumpletong oksihenasyon;

3) kinakailangan para sa kumpletong oksihenasyon ng 1 g ng nutrients;

4) 1 mole ng nutrients na kailangan para sa kumpletong oksihenasyon.

80 . Para sa proseso ng thermal denaturation ng maraming enzymes, LA > 0 at AS > 0. Maaari bang kusang mangyari ang prosesong ito?

1) maaari ito sa mataas na temperatura, dahil \T-AS\ > |BP];

2) maaari sa mababang temperatura, dahil \T-AS\

3) hindi, dahil \T-AS\ > |AH];

4) hindi, dahil \T-AS\

81 . Para sa proseso ng thermal hydration ng maraming AN protina

1) maaari sa sapat na mababang temperatura, dahil |AH| > \T-AS\;

2) maaari sa sapat na mababang temperatura, dahil |АА|

3) maaari sa mataas na temperatura, dahil |AH)

4) hindi maaaring sa anumang temperatura.

Programa

Mga Parameter kemikal mga reaksyon, kemikal punto ng balanse; - kalkulahin ang mga thermal effect at bilis kemikal reaksyon... reaksyon; - mga pangunahing kaalaman pisikal at koloid na kimika, kemikal kinetics, electrochemistry, kemikal thermodynamics at thermochemistry; ...

Mga layunin ng propesyonal na aktibidad ng nagtapos. Ang mga kakayahan sa pagtatapos ay nabuo bilang isang resulta ng pag-master ng isang programa sa mas mataas na edukasyon. Mga dokumentong kumokontrol sa nilalaman at organisasyon ng proseso ng edukasyon sa panahon ng pagpapatupad ng mas mataas na edukasyong pang-edukasyon (3)

Mga regulasyon

Modyul 2. Batayang pisika kemikal mga pattern ng paglitaw kemikal mga proseso Mga pangunahing kaalaman kemikal thermodynamics. Mga pangunahing kaalaman kemikal kinetics. Kemikal punto ng balanse. Modyul 3.. Mga pangunahing kaalaman kimika ng mga solusyon Pangkalahatan...

Ang manwal na ito ay maaaring gamitin para sa independiyenteng trabaho ng mga mag-aaral ng mga non-chemical specialty

Dokumento

Mga simpleng sangkap. Dito sa batayan V kemikal thermodynamics isang sistema para sa pagkalkula ng mga thermal effect ay nilikha..., Cr2O3? PAKSA 2. KEMIKAL KINETICS AT KEMIKAL PUNTO NG BALANSE Gaya ng ipinakita kanina, kemikal thermodynamics nagbibigay-daan sa iyo na mahulaan ang pangunahing...

Work program ng disiplina kimika direksyon ng pagsasanay

Working programm

4.1.5. Mga proseso ng redox. Mga pangunahing kaalaman electrochemistry Mga proseso ng oksihenasyon-pagbawas. ... Mga paraan para sa quantitatively na pagpapahayag ng komposisyon ng mga solusyon. 5 Kemikal thermodynamics 6 Kinetics At punto ng balanse. 7 Dissociation, pH, hydrolysis 8 ...

Payo sa pamamaraan

(L.1, pp. 168-210)

Pinag-aaralan ng Thermochemistry ang mga thermal effect ng mga reaksiyong kemikal. Ang mga kalkulasyon ng thermochemical ay batay sa aplikasyon ng batas ni Hess. Batay sa batas na ito, posibleng kalkulahin ang thermal effect ng mga reaksyon gamit ang tabular data (Appendix, Table 3). Dapat pansinin na ang mga thermochemical table ay karaniwang itinayo batay sa data para sa mga simpleng sangkap, ang mga init ng pagbuo nito ay ipinapalagay na zero.

Binubuo ng Thermodynamics ang mga pangkalahatang batas ng paglitaw ng mga reaksiyong kemikal. Ang mga pattern na ito ay maaaring ma-quantify ng mga sumusunod na thermodynamic na dami: internal energy ng system (U), enthalpy (H), entropy (S) at isobaric-isothermal potential (G - Gibbs free energy).

Ang pag-aaral ng bilis ng mga reaksiyong kemikal ay tinatawag na chemical kinetics. Ang mga pangunahing isyu ng paksang ito ay ang batas ng mass action at chemical equilibrium. Bigyang-pansin ang katotohanan na ang pag-aaral ng rate ng mga reaksiyong kemikal at balanse ng kemikal ay napakahalaga, dahil pinapayagan ka nitong kontrolin ang daloy ng mga reaksiyong kemikal.

Mga aspetong teoretikal

4.1 Mga kemikal na thermodynamics

Kemikal na thermodynamics - ang agham ng pag-asa ng direksyon at mga limitasyon ng pagbabago ng mga sangkap sa mga kondisyon kung saan matatagpuan ang mga sangkap na ito.

Hindi tulad ng ibang mga sangay ng pisikal na kimika (istraktura ng bagay at kinetika ng kemikal), maaaring ilapat ang chemical thermodynamics nang walang nalalaman tungkol sa molekular na istruktura ng bagay. Ang ganitong paglalarawan ay nangangailangan ng mas kaunting paunang data.

Halimbawa:

Ang enthalpy ng pagbuo ng glucose ay hindi matukoy ng direktang eksperimento:

6 C + 6 H 2 + 3 O 2 = C 6 H 12 O 6 (H x -?) imposible ang gayong reaksyon

6 CO 2 + 6 H 2 O = C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 (H y - ?) ang reaksyon ay nangyayari sa mga berdeng dahon, ngunit kasama ng iba pang mga proseso.

Gamit ang batas ni Hess, sapat na upang pagsamahin ang tatlong mga equation ng pagkasunog:

1) C + O 2 = CO 2 H 1 = -394 kJ

2) H 2 + 1/2 O 2 = H 2 O (steam) H 2 = -242 kJ

3) C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 = 6 CO 2 + 6 H 2 O H 3 = -2816 kJ

Idinagdag namin ang mga equation, "pagpapalawak" ng pangatlo, pagkatapos

H x = 6 H 1 + 6 H 2 - H 3 = 6(-394) + 6(-242) -(-2816) = -1000 kJ/mol

Ang solusyon ay hindi gumamit ng anumang data sa istraktura ng glucose; Ang mekanismo ng pagkasunog nito ay hindi rin isinasaalang-alang.

Ang isobaric na potensyal ay ipinahayag sa kJ/mol. Ang pagbabago nito sa panahon ng isang kemikal na reaksyon ay hindi nakasalalay sa landas ng reaksyon, ngunit natutukoy lamang ng mga paunang at panghuling estado ng mga tumutugong sangkap (batas ni Hess):

ΔG reaksyon = Σ ΔG pangwakas produkto - Σ ΔG panimulang materyales

Tukoy object ng thermodynamic research tinatawag na thermodynamic system, na nakahiwalay sa nakapaligid na mundo sa pamamagitan ng tunay o haka-haka na mga ibabaw. Ang isang sistema ay maaaring isang gas sa isang sisidlan, isang solusyon ng mga reagents sa isang prasko, isang kristal ng isang substansiya, o kahit isang mental na nakahiwalay na bahagi ng mga bagay na ito.

Kung totoo ang sistema interface, na naghihiwalay sa mga bahagi ng system mula sa isa't isa na naiiba sa mga katangian, pagkatapos ay tinawag ang system magkakaiba(saturated solution na may sediment), kung walang ganoong mga ibabaw, ang sistema ay tinatawag homogenous(tunay na solusyon). Ang mga heterogenous system ay naglalaman ng hindi bababa sa dalawang yugto.

Phase– isang hanay ng lahat ng magkakatulad na bahagi ng system, magkapareho sa komposisyon at sa lahat ng katangiang pisikal at kemikal (independiyente sa dami ng sangkap) at nililimitahan mula sa ibang bahagi ng system sa pamamagitan ng isang interface. Sa loob ng isang yugto, ang mga katangian ay maaaring patuloy na magbago, ngunit sa interface sa pagitan ng mga yugto, ang mga katangian ay biglang nagbabago.

Mga bahagi pangalanan ang mga sangkap na minimal na kinakailangan upang bumuo ng isang ibinigay na sistema (kahit isa). Ang bilang ng mga bahagi sa isang sistema ay katumbas ng bilang ng mga sangkap na naroroon dito, binawasan ang bilang ng mga independiyenteng equation na nagkokonekta sa mga sangkap na ito.

Ayon sa mga antas ng pakikipag-ugnayan sa kapaligiran, ang mga thermodynamic system ay karaniwang nahahati sa:

– bukas – makipagpalitan ng bagay at enerhiya sa kapaligiran (halimbawa, mga bagay na may buhay);

– sarado – palitan lamang ng enerhiya (halimbawa, isang reaksyon sa isang saradong prasko o isang prasko na may reflux), ang pinakakaraniwang bagay ng kemikal na thermodynamics;

– isolated – huwag ipagpalit ang alinman sa matter o energy at panatilihin ang pare-parehong volume (approximation – reaksyon sa isang thermostat).

Ang mga katangian ng system ay nahahati sa malawak (summing) - halimbawa, kabuuang volume, masa, at intensive (leveling) - presyon, temperatura, konsentrasyon, atbp. Ang hanay ng mga katangian ng isang sistema ay tumutukoy sa estado nito. Maraming mga pag-aari ang magkakaugnay, samakatuwid, para sa isang homogenous na one-component system na may kilalang halaga ng substance n, sapat na upang piliin ang estado upang makilala dalawa sa tatlo mga katangian: temperatura T, presyon p at volume V. Ang equation na nagkokonekta sa mga katangian ay tinatawag na equation ng estado, para sa isang perpektong gas ito ay:

Mga batas ng thermodynamics

Unang batas ng thermodynamics:Ang enerhiya ay hindi nilikha o nawasak. Ang isang walang hanggang motion machine (perpetuum mobile) ng unang uri ay imposible. Sa anumang nakahiwalay na sistema ang kabuuang halaga ng enerhiya ay pare-pareho.

Sa pangkalahatan, ang gawaing ginawa ng isang kemikal na reaksyon sa patuloy na presyon (isobaric na proseso) ay binubuo ng isang pagbabago sa panloob na enerhiya at gawain ng pagpapalawak:

Para sa karamihan ng mga reaksiyong kemikal na isinasagawa sa mga bukas na sisidlan, ito ay maginhawang gamitin function ng estado, ang pagtaas ng kung saan ay katumbas ng init na natanggap ng system sa isang isobaric na proseso. Ang function na ito ay tinatawag enthalpy(mula sa Greek na "enthalpo" - init):

Isa pang kahulugan: ang pagkakaiba ng enthalpy sa dalawang estado ng system ay katumbas ng thermal effect ng isobaric na proseso.

Mayroong mga talahanayan na naglalaman ng data sa mga karaniwang enthalpies ng pagbuo ng mga sangkap H o 298. Ang mga indeks ay nangangahulugan na para sa mga kemikal na compound ang enthalpy ng pagbuo ng 1 nunal ng mga ito mula sa mga simpleng sangkap na kinuha sa pinaka-matatag na pagbabago (maliban sa puting posporus - hindi ang pinaka-matatag, ngunit ang pinaka-reproducible na anyo ng posporus) sa 1 atm (1.01325∙ 10 5 Pa o 760 mmHg) at 298.15 K (25 o C). Kung pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga ion sa solusyon, kung gayon ang karaniwang konsentrasyon ay 1M (1 mol/l).

Ang tanda ng enthalpy ay tinutukoy "mula sa punto ng view" ng system mismo: kapag ang init ay inilabas, ang pagbabago sa enthalpy ay negatibo, kapag ang init ay nasisipsip, ang pagbabago sa enthalpy ay positibo.

Pangalawang batas ng thermodynamics

Baguhin entropy katumbas (sa kahulugan) sa pinakamababang init na ibinibigay sa system sa isang nababaligtad (lahat ng mga intermediate na estado ay nasa equilibrium) isothermal na proseso, na hinati sa ganap na temperatura ng proseso:

S = Q min. /T

Sa yugtong ito ng pag-aaral ng thermodynamics, dapat itong tanggapin bilang isang postulate na mayroong ilang malawak na pag-aari ng system S, na tinatawag na entropy, ang pagbabago nito ay konektado sa mga proseso sa system:

Sa isang kusang proseso S > Q min. /T

Sa proseso ng ekwilibriyo S = Q min. /T

< Q мин. /T

Para sa isang nakahiwalay na sistema, kung saan ang dQ = 0, nakukuha namin ang:

Sa isang kusang proseso S > 0

Sa proseso ng ekwilibriyo S = 0

Sa isang hindi kusang proseso S< 0

Sa pangkalahatan ang entropy ng isang nakahiwalay na sistema ay tumataas o nananatiling pare-pareho:

Ang konsepto ng entropy ay lumitaw mula sa mga naunang pormulasyon ng pangalawang batas (simula) ng thermodynamics. Ang entropy ay isang pag-aari ng system sa kabuuan, at hindi ng isang indibidwal na particle.

Ikatlong batas ng thermodynamics (postulate ni Planck)

Ang entropy ng isang maayos na nabuong kristal ng isang purong sangkap sa absolute zero ay zero(Max Planck, 1911). Ang postulate na ito ay maaaring ipaliwanag sa pamamagitan ng statistical thermodynamics, ayon sa kung saan ang entropy ay isang sukatan ng disorder ng isang system sa micro level:

S = k b lnW - Boltzmann equation

Ang W ay ang bilang ng iba't ibang estado ng system na magagamit nito sa ilalim ng mga ibinigay na kundisyon, o ang thermodynamic na posibilidad ng macrostate ng system.

k b = R/N A = 1.38. 10 -16 erg/deg – Boltzmann constant

Noong 1872, iminungkahi ni L. Boltzmann ang isang istatistikal na pagbabalangkas ng ikalawang batas ng thermodynamics: ang isang nakahiwalay na sistema ay higit na umuunlad sa direksyon ng isang mas mataas na termodinamikong posibilidad.

Ang pagpapakilala ng entropy ay naging posible upang magtatag ng mga pamantayan na ginagawang posible upang matukoy ang direksyon at lalim ng anumang proseso ng kemikal (para sa isang malaking bilang ng mga particle sa ekwilibriyo).

Ang mga macroscopic system ay umabot sa equilibrium kapag ang pagbabago sa enerhiya ay nabayaran ng entropy component:

Sa pare-parehong dami at temperatura:

U v = TS v o (U-TS) = F = 0 - Helmholtz energy o isochoric-isothermal na potensyal

Sa patuloy na presyon at temperatura:

H p = TS p o (H-TS) = G = 0 - Gibbs enerhiya o libreng enerhiya ng Gibbs o potensyal na isobaric-isothermal.

Pagbabago sa enerhiya ng Gibbs bilang criterion para sa posibilidad ng isang kemikal na reaksyon: G =H - TS

Sa G< 0 реакция возможна;

sa G > 0 ang reaksyon ay imposible;

sa G = 0 ang sistema ay nasa ekwilibriyo.

Ang posibilidad ng isang kusang reaksyon sa isang nakahiwalay na sistema ay tinutukoy ng isang kumbinasyon ng mga palatandaan ng enerhiya (enthalpy) at mga kadahilanan ng entropy:

Ang malawak na tabular data ay magagamit para sa mga karaniwang halaga ng G 0 at S 0 upang payagan ang pagkalkula ng G 0 reaksyon.

Kung ang temperatura ay naiiba mula sa 298 K at ang konsentrasyon ng mga reagents mula sa 1M, para sa proseso sa pangkalahatang anyo:

G = G 0 + RT ln([C] c [D] d /[A] a [B] b)

Sa posisyong ekwilibriyo G = 0 at G 0 = -RTlnK р, kung saan

K р = [C] c equals [D] d equals /[A] a equals [B] b equals equilibrium constant

K р = exp (-G˚/RT)

Gamit ang mga formula sa itaas, posible na matukoy ang temperatura kung saan ang endothermic na reaksyon, kung saan ang pagtaas ng entropy, ay nagiging madaling magagawa. Ang temperatura ay tinutukoy mula sa kondisyon.

1 . Ano ang pinag-aaralan ng chemical thermodynamics:

1) ang rate ng mga pagbabagong kemikal at ang mga mekanismo ng mga pagbabagong ito;

2) mga katangian ng enerhiya ng mga prosesong pisikal at kemikal at ang kakayahan ng mga sistema ng kemikal na magsagawa ng kapaki-pakinabang na gawain;

3) mga kondisyon para sa paglilipat ng ekwilibriyong kemikal;

4) ang impluwensya ng mga catalyst sa rate ng mga proseso ng biochemical.

2. Ang bukas na sistema ay isang sistema na:

2) nagpapalitan ng bagay at enerhiya sa kapaligiran;

3. Ang saradong sistema ay isang sistema na:

1) hindi nakikipagpalitan ng alinman sa bagay o enerhiya sa kapaligiran;

3) nakikipagpalitan ng enerhiya sa kapaligiran, ngunit hindi nagpapalit ng bagay;

4) nagpapalitan ng bagay sa kapaligiran, ngunit hindi nagpapalit ng enerhiya.

4. Ang isang nakahiwalay na sistema ay isang sistema na:

1) hindi nakikipagpalitan ng alinman sa bagay o enerhiya sa kapaligiran;

2) nagpapalitan ng bagay at enerhiya sa kapaligiran;

3) nagpapalitan ng enerhiya sa kapaligiran, ngunit hindi nagpapalit ng bagay;

4) nagpapalitan ng bagay sa kapaligiran, ngunit hindi nagpapalit ng enerhiya.

5. Sa anong uri ng mga thermodynamic system nabibilang ang solusyon na matatagpuan sa isang selyadong ampoule na inilagay sa isang thermostat?

1) nakahiwalay;

2) bukas;

3) sarado;

4) nakatigil.

6. Anong uri ng mga thermodynamic system ang pag-aari ng solusyon sa selyadong ampoule?

1) nakahiwalay;

2) bukas;

3) sarado;

4) nakatigil.

7. Anong uri ng mga thermodynamic system ang nabibilang sa isang buhay na cell?

1) bukas;

2) sarado;

3) nakahiwalay;

4) ekwilibriyo.

8 . Anong mga parameter ng isang thermodynamic system ang tinatawag na malawak?

1) ang magnitude nito ay hindi nakasalalay sa bilang ng mga particle sa system;

2) na ang halaga ay nakasalalay sa bilang ng mga particle sa system;

3) ang halaga nito ay nakasalalay sa estado ng pagsasama-sama ng system;

9. Anong mga parameter ng isang thermodynamic system ang tinatawag na intensive?

!) ang magnitude nito ay hindi nakasalalay sa bilang ng mga particle sa system;

2) ang magnitude nito ay depende sa bilang ng mga particle sa system;

3) ang halaga nito ay nakasalalay sa estado ng pagsasama-sama;

4) ang magnitude nito ay depende sa oras.

10 . Ang mga function ng estado ng isang thermodynamic system ay mga dami na:

1) nakadepende lamang sa inisyal at huling estado ng system;

2) depende sa landas ng proseso;

3) nakasalalay lamang sa paunang estado ng system;

4) nakasalalay lamang sa huling estado ng system.

11 . Anong mga dami ang mga function ng estado ng system: a) panloob na enerhiya; b) trabaho; c) init; d) enthalpy; d) entropy.

1) a, d, e;

3) lahat ng dami;

4) a, b, c, d.

12 . Alin sa mga sumusunod na katangian ang masinsinan: a) density; b) presyon; c) masa; d) temperatura; e) enthalpy; e) dami?

1) a, b, d;

3) b, c, d, f;

13. Alin sa mga sumusunod na katangian ang malawak: a) density; b) presyon; c) masa; d) temperatura; e) enthalpy; e) dami?

1) c, d, f;

3) b, c, d, f;

14 . Anong mga anyo ng pagpapalitan ng enerhiya sa pagitan ng sistema at kapaligiran ang isinasaalang-alang ng thermodynamics: a) init; b) trabaho; c) kemikal; d) electric; e) mekanikal; e) nuclear at solar?

1)a, b;

2) c, d, e, f;

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

4) a, c, d, e.

15. Ang mga prosesong nagaganap sa isang pare-parehong temperatura ay tinatawag na:

1) isobaric;

2) isothermal;

3) isochoric;

4) adiabatic.

16 . Ang mga prosesong nagaganap sa pare-parehong dami ay tinatawag na:

1) isobaric;

2) isothermal;

3) isochoric;

4) adiabatic.

17 . Ang mga prosesong nagaganap sa pare-parehong presyon ay tinatawag na:

1) isobaric;

2) isothermal;

3) isochoric;

4) adiabatic.

18 . Ang panloob na enerhiya ng system ay: 1) ang buong reserba ng enerhiya ng system, maliban sa potensyal na enerhiya ng posisyon nito atkinetic energymga sistema sa kabuuan;

2) ang buong reserba ng enerhiya ng system;

3) ang buong reserba ng enerhiya ng system, maliban sa potensyal na enerhiya ng posisyon nito;

4) isang dami na nagpapakilala sa antas ng kaguluhan sa pag-aayos ng mga particle ng system.

19 . Anong batas ang sumasalamin sa ugnayan sa pagitan ng trabaho, init at panloob na enerhiya ng isang sistema?

1) pangalawang batas ng thermodynamics;

2) Batas ni Hess;

3) ang unang batas ng thermodynamics;

4) batas ni van't Hoff.

20 . Ang unang batas ng thermodynamics ay sumasalamin sa ugnayan sa pagitan ng:

1) trabaho, init at panloob na enerhiya;

2) Gibbs libreng enerhiya, enthalpy at entropy ng system;

3) trabaho at init ng system;

4) trabaho at panloob na enerhiya.

21 . Aling equation ang mathematical expression ng unang batas ng thermodynamics para sa mga isolated system?

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

22 . Aling equation ang mathematical expression ng unang batas ng thermodynamics para sa mga closed system?

2)AU=Q-p-AV;

3) AG = AH - T*AS;

23 . Ang panloob na enerhiya ba ng isang nakahiwalay na sistema ay isang pare-pareho o variable na dami?

1) pare-pareho;

2) variable.

24 . Sa isang nakahiwalay na sistema, ang reaksyon ng pagkasunog ng hydrogen ay nangyayari sa pagbuo ng likidong tubig. Nagbabago ba ang panloob na enerhiya at enthalpy ng system?

1) ang panloob na enerhiya ay hindi magbabago, ang enthalpy ay magbabago;

2) Ang panloob na enerhiya ay magbabago, ang enthalpy ay hindi magbabago;

3) ang panloob na enerhiya ay hindi magbabago, ang enthalpy ay hindi magbabago;

4) ang panloob na enerhiya ay magbabago, ang enthalpy ay magbabago.

25 . Sa ilalim ng anong mga kondisyon ang pagbabago sa panloob na enerhiya ay katumbas ng init na natanggap ng system mula sa kapaligiran?

1) sa pare-parehong dami;

3) sa patuloy na presyon;

4) sa anumang pagkakataon.

26 . Ang thermal effect ng isang reaksyon na nagaganap sa pare-pareho ang volume ay tinatawag na pagbabago:

1) enthalpy;

2) panloob na enerhiya;

3) entropy;

4) Gibbs libreng enerhiya.

27 . Ang enthalpy ng isang reaksyon ay:

1) ang dami ng init na inilalabas o nasisipsip sa panahon ng isang kemikal na reaksyon sa ilalim ng isobaric-isothermal na kondisyon;

4) isang dami na nagpapakilala sa antas ng kaguluhan sa pag-aayos at paggalaw ng mga particle sa system.

28. Ang mga prosesong kemikal kung saan bumababa ang enthalpy ng system at ang init ay inilabas sa panlabas na kapaligiran ay tinatawag na:

1) endothermic;

2) exothermic;

3) exergonic;

4) endergonic.

29 . Sa ilalim ng anong mga kondisyon ang pagbabago sa enthalpy ay katumbas ng init na natanggap ng system mula sa kapaligiran?

1) sa pare-pareho ang dami;

2) sa pare-pareho ang temperatura;

3) sa patuloy na presyon;

4) sa anumang pagkakataon.

30 . Ang thermal effect ng isang reaksyon na nagaganap sa pare-pareho ang presyon ay tinatawag na pagbabago:

1) panloob na enerhiya;

2) wala sa mga naunang kahulugan ang tama;

3) enthalpy;

4) entropy.

31. Anong mga proseso ang tinatawag na endothermic?

1) kung saan negatibo ang AN;

3) para saANpositibo;

32 . Anong mga proseso ang tinatawag na exothermic?

1) para saANnegatibo;

2) kung saan negatibo ang AG;

3) kung saan positibo ang AN;

4) kung saan positibo ang AG.

33 . Tukuyin ang pagbabalangkas ng batas ni Hess:

1) ang thermal effect ng reaksyon ay nakasalalay lamang sa inisyal at huling estado ng system at hindi nakasalalay sa landas ng reaksyon;

2) ang init na hinihigop ng system sa isang pare-parehong dami ay katumbas ng pagbabago sa panloob na enerhiya ng system;

3) ang init na hinihigop ng system sa pare-parehong presyon ay katumbas ng pagbabago sa enthalpy ng system;

4) ang thermal effect ng reaksyon ay hindi nakasalalay sa paunang at panghuling estado ng system, ngunit depende sa landas ng reaksyon.

34. Anong batas ang sumasailalim sa pagkalkula ng caloric na nilalaman ng pagkain?

1) van't Hoff;

2) Hess;

3) Sechenov;

35. Kapag nag-oxidize kung aling mga sangkap sa ilalim ng mga kondisyon ng katawan, mas maraming enerhiya ang inilalabas?

1) mga protina;

2) mataba;

3) carbohydrates;

4) carbohydrates at protina.

36 . Ang kusang proseso ay isang proseso na:

1) isinasagawa nang walang tulong ng isang katalista;

2) sinamahan ng pagpapalabas ng init;

3) isinasagawa nang walang panlabas na pagkonsumo ng enerhiya;

4) mabilis na nagpapatuloy.

37 . Ang entropy ng isang reaksyon ay:

1) ang dami ng init na inilalabas o nasisipsip sa panahon ng isang kemikal na reaksyon sa ilalim ng isobaric-isothermal na kondisyon;

2) ang dami ng init na inilalabas o nasisipsip sa panahon ng isang kemikal na reaksyon sa ilalim ng isochoric-isothermal na kondisyon;

3) isang halaga na nagpapakilala sa posibilidad ng kusang paglitaw ng proseso;

4) isang dami na nagpapakilala sa antas ng kaguluhan sa pag-aayos at paggalaw ng mga particle sa isang sistema.

38 . Anong function ng estado ang nagpapakilala sa pagkahilig ng isang sistema na makamit ang isang posibleng estado na tumutugma sa pinakamataas na randomness ng pamamahagi ng mga particle?

1) enthalpy;

2) entropy;

3) Gibbs enerhiya;

4) panloob na enerhiya.

39 . Ano ang kaugnayan sa pagitan ng mga entropie ng tatlong pinagsama-samang estado ng isang sangkap: gas, likido, solid:

ako) S(d) >S(g) >S(TV); 2) S(solid)>S(g)>S(g); 3)S(g)>S(g)>S(TB); 4) ang estado ng pagsasama-sama ay hindi nakakaapekto sa halaga ng entropy.

40 . Alin sa mga sumusunod na proseso ang dapat magpakita ng pinakamalaking positibong pagbabago sa entropy:

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

2) CH3OH (s) --> CH 3 OH (l);

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

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

41 . Piliin ang tamang pahayag: tumataas ang entropy ng system kapag:

1) tumaas na presyon;

2) paglipat mula sa likido hanggang sa solidong estado ng pagsasama-sama

3) pagtaas ng temperatura;

4) paglipat mula sa puno ng gas hanggang sa likidong estado.

42. Anong thermodynamic function ang maaaring gamitin upang mahulaan kung ang isang reaksyon ay kusang magaganap sa isang nakahiwalay na sistema?

1) enthalpy;

2) panloob na enerhiya;

3) entropy;

4) potensyal na enerhiya ng system.

43 . Aling equation ang mathematical expression ng 2nd law ng thermodynamics para sa mga isolated system?

2)AS>Q\T

44 . Kung ang sistema ay nababaligtad na tumatanggap ng isang halaga ng init Q sa temperatura T, pagkatapos ay tungkol sa T;

2) tataas ng halagaQ/ T;

3) tumataas ng halagang higit sa Q/T;

4) tumataas ng halagang mas mababa sa Q/T.

45 . Sa isang nakahiwalay na sistema, ang isang kemikal na reaksyon ay kusang nangyayari upang bumuo ng isang tiyak na dami ng produkto. Paano nagbabago ang entropy ng naturang sistema?

1) nadadagdagan

2) bumababa

3) hindi nagbabago

4) umabot sa pinakamababang halaga

46 . Ipahiwatig kung aling mga proseso at sa ilalim ng anong mga kondisyon ang pagbabago sa entropy ay maaaring katumbas ng gawain ng proseso?

1) sa mga kondisyon ng isobaric, sa pare-parehong P at T;

2) sa isochoric, sa pare-parehong Vi at T;

H) ang pagbabago sa entropy ay hindi kailanman katumbas ng trabaho;

4) sa isothermal na kondisyon, sa pare-parehong P at 47 . Paano magbabago ang nakagapos na enerhiya ng sistema TS kapag pinainit at kapag ito ay namumuo?