Опорный конспект к занятию по теме

«ЭНЕРГЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ. ТЕПЛОВЫЕ ЭФФЕКТЫ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ»

ТЕРМОХИМИЯ – раздел термодинамики, изучающий тепловые эффекты химических реакций и фазовых переходов.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕРМОХИМИИ

1. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ:

- по обмену с окружающей средой

1. Открытые системы (обмен массой и энергией)

2. Замкнутые системы (обмен энергией)

3. Изолированные системы (нет обмена ни массой, ни энергией )

- по однородности

1. гомогенные системы (однородные)

2. гетерогенные системы (неоднородные)

2. ФАЗА. ФАЗОВЫЙ ПЕРЕХОД

(плавление - кристаллизация, испарение – конденсация)

3. ПАРАМЕТРЫ СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ:

- экстенсивные ( V, m – суммируются)

- интенсивные (P, T, C, ρ - выравниваются)

4. ФУНКЦИИ СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ:

U – внутренняя энергия

H – энтальпия

S – энтропия

G – энергия Гиббса и т.д.

I ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ (вытекает из закона сохранения энергии)

Поглощенная системой теплота Q расходуется на увеличение внутренней энергии системы ∆U и на совершение системой внешней работы А.

Q = ∆U + A

+ Q – теплота, поглощенная системой

- Q – теплота, выделенная системой в окружающую среду

∆U – изменение внутренней энергии системы ( включает в себя все виды энергии движения и взаимодействия входящих в нее атомов, молекул и т.д.)

A - работа расширения (или сжатия), совершаемая системой (или окружающей средой над системой); A = P·∆V ( А > 0 – работа расширения, А < 0 – работа сжатия)

1. 
   Пусть V = const – изохорный процесс
   

Q_v =∆U + A

A = P·∆V = 0

Q_v = ∆U - тепловой эффект изохорного процесса равен изменению внутренней энергии системы.

2. 
   Пусть Р = const – изобарный процесс
   

H = U + PV – энтальпия системы

Q_р = ∆U + A = (U₂ – U₁) + P(V₂-V₁) = (U₂+PV₂) – (U₁+PV_!) = H₂ – H₁ = ∆H

Q_p = ∆H - тепловой эффект изобарного процесса равен изменению энтальпии системы.

∆H<0 ЭКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ реакция

∆H>0 ЭНДОТЕРМИЧЕСКАЯ реакция

СТАНДАРТНЫЕ УСЛОВИЯ:

Р = 1 атм = 760 мм рт. ст. = 101325 Па

Т = 298 К

Стандартное состояние вещества: O_2(г), Br_2(ж), Hg_(ж), Al_(к), I_2(к), Fe_(к)

Стандартный тепловой эффект химической реакции - ΔH_р^