Химическая термодинамика

Сентябрь 2, 2022

Главная
Алгебра
Химическая термодинамика

Содержание

2. Термодинамика therme (теплота) + dinamis (сила) наука о силах, связанных с теплотой; изучает взаимосвязь теплоты, работы
3. Система Термодинамическая система – объект исследования, выделенный из окружающей среды реально существующими или воображаемыми поверхностями (границами)
4. Свойства системы Совокупность свойств определяет состояние системы f (p, V, T) = 0 – функция состояния;
5. Параметры (свойства) системы I (V1, p1, T1) → II (V2, p2, T2) Изменение свойств системы не
6. Процессы изотермический (T = const) изобарический (p = const) изохорный (V = const) изобарно-изотермический (p, T
7. Внутренняя энергия (U) Кинетическая энергия движения частиц Потенциальная энергия взаимодействия частиц поступательное колебательное вращательное межмолекулярное взаимодействие
8. Теплота (Q) Передача теплоты – "микрофизический" (на уровне молекул) способ передачи энергии от системы к системе
9. Работа (А) Работа – "макрофизический" способ передачи энергии путем упорядоченного движения частиц Работа не является свойством
10. Первый закон термодинамики Количество теплоты, полученное системой, идет на изменение внутренней энергии системы и на совершение
11. Изохорный процесс
12. Изобарный процесс
13. Тепловой эффект реакции теплота, выделяющаяся или поглощающаяся при химической реакции
14. Тепловой эффект реакции Эндотермическая реакция Экзотермическая реакция
15. Термохимические уравнения химические уравнения, в которых указан тепловой эффект реакции ΔH°T – дельта аш стандартное при
16. Стандартная теплота образования Теплота образования (formation) – тепловой эффект реакции образования 1 моля вещества из простых
17. Закон Гесса С(графит) + О2(г) = СО2(г); ΔН°1 = -393,5 кДж С(графит) + 1/2О2(г) = СО(г);
18. Следствия из закона Гесса Закон Лавуазье-Лапласа. Тепловой эффект обратной реакции равен тепловому эффекту прямой реакции с
19. Термохимические расчеты Примеры 1) Используя табличные значения энтальпий образования, определите стандартную энтальпию реакции: 3Mn3O4(т) + 8Al(т)
20. Энтропия Параметры системы макропараметры системы (Т, р, V) микропараметры отдельных частиц (координаты, скорость, энергия) Термодинамическая вероятность
21. Изменение энтропии в химических реакциях Пример Определить изменение энтропии в ходе реакции: 2С(тв.) + О2(г) =
22. Третье начало термодинамики При абсолютном нуле температур энтропия любого совершенного кристалла равна нулю. Зависимость энтропии свинца
23. Самопроизвольные процессы Принцип Бертло-Томсена. Самопроизвольный химический процесс должен сопровождаться выделением тепла. ΔH Экзотермические реакции Эндотермические реакции
24. Второй закон термодинамики В изолированной системе самопроизвольный процесс возможен лишь при увеличении энтропии. ΔS > 0
25. Энергия Гиббса (р, Т = const) Два фактора энергия – энтальпийный фактор Qp = ΔH энтропия–
26. II закон т.д. для химических процессов ΔH 0 – самопроизвольный процесс. 2С(тв.) + О2(г) = 2СО(г)
28. Скачать презентацию

Слайд 2

Термодинамика
therme (теплота) + dinamis (сила)
наука о силах, связанных с теплотой; изучает

взаимосвязь теплоты, работы и других видов энергии

Химическая термодинамика

изучает превращения энергии при химических реакциях:
энергетические эффекты химических процессов
возможность и направление самопроизвольного протекания реакций

Слайд 3

Система
Термодинамическая система – объект исследования, выделенный из окружающей среды реально существующими

или воображаемыми поверхностями (границами)

Слайд 4

Свойства системы
Совокупность свойств определяет состояние системы
f (p, V, T) = 0

– функция состояния; описывает свойства системы (все свойства знать не обязательно)

pV = nRT

– уравнение состояния идеального газа

Слайд 5

Параметры (свойства) системы
I (V1, p1, T1) → II (V2, p2, T2)
Изменение

свойств системы не зависит от пути изменения системы, а определяется начальным и конечным состоянием системы
Величины, изменения которых зависят от пути изменения системы, не являются свойствами системы

Слайд 6

Процессы
изотермический (T = const)
изобарический (p = const)
изохорный (V = const)
изобарно-изотермический (p,

T = const)
изохорно-изотермический (V, T = const)
адиабатический (отсутствует теплообмен)

Процесс – переход системы из одного состояния в другое

Слайд 7

Внутренняя энергия (U)
Кинетическая энергия движения частиц
Потенциальная энергия взаимодействия частиц
поступательное
колебательное
вращательное
межмолекулярное
взаимодействие ядер

и электронов
химическая связь
внутриядерное взаимодействие

Два способа передачи энергии: передача теплоты и совершение работы

Слайд 8

Теплота (Q)
Передача теплоты – "микрофизический" (на уровне молекул) способ передачи энергии

от системы к системе путем неупорядоченного движения молекул

Слайд 9

Работа (А)
Работа – "макрофизический" способ передачи энергии путем упорядоченного движения частиц
Работа

не является свойством системы

Величина работы зависит от пути перехода из начального состояния в конечное:

Слайд 10

Первый закон термодинамики
Количество теплоты, полученное системой, идет на изменение внутренней энергии системы и

на совершение работы над внешними телами

Слайд 11

Изохорный процесс

Слайд 12

Изобарный процесс

Слайд 13

Тепловой эффект реакции
теплота, выделяющаяся или поглощающаяся при химической реакции

Слайд 14

Тепловой эффект реакции
Эндотермическая реакция
Экзотермическая реакция

Слайд 15

Термохимические уравнения
химические уравнения, в которых указан тепловой эффект реакции
ΔH°T –

дельта аш стандартное при Т (К)

Стандартные условия:
устойчивая модификация вещ-ва
р = 1атм. = 101325 Па
Т любая, обычно 298,15 К (25 °С)

Слайд 16

Стандартная теплота образования
Теплота образования (formation) – тепловой эффект реакции образования 1 моля

вещества из простых веществ, устойчивых в указанных условиях

Слайд 17

Закон Гесса
С(графит) + О2(г) = СО2(г); ΔН°1 = -393,5 кДж
С(графит) +

1/2О2(г) = СО(г); ΔН°2 = -110,5 кДж
СО(г) + 1/2О2(г) = СО2(г); ΔН°3 = -283,0 кДж
ΔН°1= ΔН°2 + ΔН°3 = -393,5 кДж

Тепловой эффект реакции зависит только от начального и конечного состояний веществ и не зависит от пути перехода

Слайд 18

Следствия из закона Гесса
Закон Лавуазье-Лапласа. Тепловой эффект обратной реакции равен тепловому

эффекту прямой реакции с обратным знаком

Тепловой эффект реакции ΔrH равен сумме теплот образования конечных продуктов реакции за вычетом суммы теплот образования исходных веществ

Слайд 19

Термохимические расчеты
Примеры
1) Используя табличные значения энтальпий образования, определите стандартную энтальпию реакции:
3Mn3O4(т)

+ 8Al(т) = 9Mn(т) + 4Al2O3(т)
2) Реакция горения ацетилена выражается термохимическим уравнением:
C2H2(г) + 2,5O2(г) = 2CO2(г) + H2O(г); ΔН0298 = - 1256 кДж
Рассчитайте теплоту образования ацетилена.

Слайд 20

Энтропия
Параметры системы
макропараметры системы
(Т, р, V)
микропараметры отдельных частиц (координаты, скорость, энергия)
Термодинамическая вероятность

(W) – число микросостояний, посредством которых реализуется данное макросостояние

Энтропия (S) – мера беспорядка, является функцией состояния

Слайд 21

Изменение энтропии в химических реакциях
Пример
Определить изменение энтропии в ходе реакции:
2С(тв.)

+ О2(г) = 2СО(г)
S0298 (C) = 5,74 Дж/моль·К
S0298 (O2) = 205,04 Дж/моль·К
S0298 (CO) = 197,54 Дж/моль·К

Слайд 22

Третье начало термодинамики
При абсолютном нуле температур энтропия любого совершенного кристалла равна

нулю.

Зависимость энтропии свинца от температуры:

Слайд 23

Самопроизвольные процессы
Принцип Бертло-Томсена. Самопроизвольный химический процесс должен сопровождаться выделением тепла. ΔH<0
Экзотермические

реакции

Эндотермические реакции – ?

Направление самопроизвольно протекающих процессов устанавливает второй закон термодинамики

Слайд 24

Второй закон термодинамики
В изолированной системе самопроизвольный процесс возможен лишь при увеличении

энтропии.

ΔS > 0 – самопроизвольный процесс
ΔS = 0 – равновесие
ΔS < 0 – несамопроизвольный процесс

Слайд 25

Энергия Гиббса (р, Т = const)
Два фактора
энергия – энтальпийный фактор
Qp =

ΔH

энтропия– энтропийный фактор
TΔS

Энергия Гиббса
(изобарно-изотермический потенциал: р, Т = const)

ΔG < 0 – самопроизвольный процесс
ΔG = 0 – равновесие

Слайд 26

II закон т.д. для химических процессов
ΔH < 0, ΔS > 0

– самопроизвольный процесс. 2С(тв.) + О2(г) = 2СО(г)
ΔH > 0, ΔS < 0 – несамопроизвольный процесс. 3О2(г) = 2О3(г) (эл. разряд)
ΔH > 0, ΔS > 0 – процесс протекает при |ΔH| < |TΔS| 2Сu2O(тв.) = 4Cu(тв) + O2(г)
ΔH < 0, ΔS < 0 – процесс протекает при |ΔH| > |TΔS| 2NO2(г) = N2O4(г)

Химическая реакция протекает самопроизвольно в том направлении, при котором происходит уменьшение энергии Гиббса:

Химическая термодинамика

Содержание

Термодинамикаtherme (теплота) + dinamis (сила) наука о силах, связанных с теплотой; изучает

СистемаТермодинамическая система – объект исследования, выделенный из окружающей среды реально существующими

Свойства системыСовокупность свойств определяет состояние системыf (p, V, T) = 0

Параметры (свойства) системыI (V1, p1, T1) → II (V2, p2, T2)Изменение

Процессыизотермический (T = const)изобарический (p = const)изохорный (V = const)изобарно-изотермический (p,

Теплота (Q)Передача теплоты – "микрофизический" (на уровне молекул) способ передачи энергии

Работа (А)Работа – "макрофизический" способ передачи энергии путем упорядоченного движения частицРабота

Первый закон термодинамикиКоличество теплоты, полученное системой, идет на изменение внутренней энергии системы и

Изохорный процесс

Изобарный процесс

Тепловой эффект реакциитеплота, выделяющаяся или поглощающаяся при химической реакции

Тепловой эффект реакцииЭндотермическая реакцияЭкзотермическая реакция

Термохимические уравненияхимические уравнения, в которых указан тепловой эффект реакции ΔH°T –

Стандартная теплота образованияТеплота образования (formation) – тепловой эффект реакции образования 1 моля

Закон ГессаС(графит) + О2(г) = СО2(г); ΔН°1 = -393,5 кДжС(графит) +

Следствия из закона ГессаЗакон Лавуазье-Лапласа. Тепловой эффект обратной реакции равен тепловому

Термохимические расчетыПримеры1) Используя табличные значения энтальпий образования, определите стандартную энтальпию реакции:3Mn3O4(т)

ЭнтропияПараметры системымакропараметры системы(Т, р, V)микропараметры отдельных частиц (координаты, скорость, энергия)Термодинамическая вероятность

Изменение энтропии в химических реакциях ПримерОпределить изменение энтропии в ходе реакции: 2С(тв.)

Третье начало термодинамикиПри абсолютном нуле температур энтропия любого совершенного кристалла равна

Самопроизвольные процессыПринцип Бертло-Томсена. Самопроизвольный химический процесс должен сопровождаться выделением тепла. ΔH<0Экзотермические

Второй закон термодинамикиВ изолированной системе самопроизвольный процесс возможен лишь при увеличении

Энергия Гиббса (р, Т = const)Два фактораэнергия – энтальпийный факторQp =

II закон т.д. для химических процессовΔH < 0, ΔS > 0

Похожие презентации

Термодинамика
therme (теплота) + dinamis (сила)
наука о силах, связанных с теплотой; изучает

Система
Термодинамическая система – объект исследования, выделенный из окружающей среды реально существующими

Свойства системы
Совокупность свойств определяет состояние системы
f (p, V, T) = 0

Параметры (свойства) системы
I (V1, p1, T1) → II (V2, p2, T2)
Изменение

Процессы
изотермический (T = const)
изобарический (p = const)
изохорный (V = const)
изобарно-изотермический (p,

Теплота (Q)
Передача теплоты – "микрофизический" (на уровне молекул) способ передачи энергии

Работа (А)
Работа – "макрофизический" способ передачи энергии путем упорядоченного движения частиц
Работа

Первый закон термодинамики
Количество теплоты, полученное системой, идет на изменение внутренней энергии системы и

Тепловой эффект реакции
теплота, выделяющаяся или поглощающаяся при химической реакции

Тепловой эффект реакции
Эндотермическая реакция
Экзотермическая реакция

Термохимические уравнения
химические уравнения, в которых указан тепловой эффект реакции
ΔH°T –

Стандартная теплота образования
Теплота образования (formation) – тепловой эффект реакции образования 1 моля

Закон Гесса
С(графит) + О2(г) = СО2(г); ΔН°1 = -393,5 кДж
С(графит) +

Следствия из закона Гесса
Закон Лавуазье-Лапласа. Тепловой эффект обратной реакции равен тепловому

Термохимические расчеты
Примеры
1) Используя табличные значения энтальпий образования, определите стандартную энтальпию реакции:
3Mn3O4(т)

Энтропия
Параметры системы
макропараметры системы
(Т, р, V)
микропараметры отдельных частиц (координаты, скорость, энергия)
Термодинамическая вероятность

Изменение энтропии в химических реакциях
Пример
Определить изменение энтропии в ходе реакции:
2С(тв.)

Третье начало термодинамики
При абсолютном нуле температур энтропия любого совершенного кристалла равна

Самопроизвольные процессы
Принцип Бертло-Томсена. Самопроизвольный химический процесс должен сопровождаться выделением тепла. ΔH<0
Экзотермические

Второй закон термодинамики
В изолированной системе самопроизвольный процесс возможен лишь при увеличении

Энергия Гиббса (р, Т = const)
Два фактора
энергия – энтальпийный фактор
Qp =

II закон т.д. для химических процессов
ΔH < 0, ΔS > 0