Химическая термодинамика (задачи, примеры, задания). Захаров И.В - 4 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МФТИ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

4
1. ЭНЕРГЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
Внутренняя энергия вещества
U складывается из энергий
взаимодействия нуклонов в ядре, ядра с окружающими его электронами,
энергии связи или связей атома с другими атомами в молекуле
вещества, энергии поступательного и вращательного движений
молекулы, энергии колебаний ядер и энергии межмолекулярного
взаимодействия веществ.
При физических или химических превращениях веществ происходит
изменение их внутренней энергии, не затрагивающее
самых больших её
ядерных составляющих. В адиабатических условиях это изменение
проявляется в нагреве или охлаждении веществ. В изотермических
условиях контакта системы с окружающей средой тепловой эквивалент
изменения внутренней энергии передается в окружающую среду или
потребляется из окружающей среды. Характер превращения или
перехода принято обозначать нижним левым индексом у символа
U по
первым буквам английских терминов:
r – reaction, f – formation, m – melting, ev – evaporation,
ad – adsorbtion и т. п.
Если давление в химической системе поддерживается постоянным,
этот тепловой эквивалент изменения внутренней энергии называют
тепловым эффектом реакции и обозначают как
∆
r
H
1)
. С изменением
внутренней энергии при постоянном объеме его связывает простое
соотношение:
∆
r
H
T
= ∆
r
U + ∆
r
n
.
R
.
T, (1.1)
где
∆
r
n – изменение числа газовых молей при полном прохождении
реакции. Если реакцию проводят в стандартных условиях, т.е. при
298 K
и
P = 1 атм., тепловой эффект обозначают как стандартный тепловой
эффект реакции
∆
r
H
0
298
и включают в термохимическое уравнение
реакции:
CH
4
+ 2O
2
⇔ CO
2
+ 2H
2
O
(ж)
; ∆
r
H
0
298
= − 890 кДж/моль,
или
CH
4
+ 2O
2
⇔ CO
2
+ 2H
2
O
(ж)
− 890 кДж/моль.
Сочетание в одном уравнении энергетической характеристики и
химических символов веществ правомерно при том, что каждому
1
Знак оператора “Δ” в химической термодинамике всегда отражает разность между
термодинамическими характеристиками продуктов реакции и исходных веществ-реагентов. 
                 1. ЭНЕРГЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

   Внутренняя энергия вещества U складывается из энергий
взаимодействия нуклонов в ядре, ядра с окружающими его электронами,
энергии связи или связей атома с другими атомами в молекуле
вещества, энергии поступательного и вращательного движений
молекулы, энергии колебаний ядер и энергии межмолекулярного
взаимодействия веществ.
   При физических или химических превращениях веществ происходит
изменение их внутренней энергии, не затрагивающее самых больших её
ядерных составляющих. В адиабатических условиях это изменение
проявляется в нагреве или охлаждении веществ. В изотермических
условиях контакта системы с окружающей средой тепловой эквивалент
изменения внутренней энергии передается в окружающую среду или
потребляется из окружающей среды. Характер превращения или
перехода принято обозначать нижним левым индексом у символа U по
первым буквам английских терминов:
   r – reaction, f – formation, m – melting, ev – evaporation,
   ad – adsorbtion и т. п.
   Если давление в химической системе поддерживается постоянным,
этот тепловой эквивалент изменения внутренней энергии называют
                                                        1)
тепловым эффектом реакции и обозначают как ∆rH . С изменением
внутренней энергии при постоянном объеме его связывает простое
соотношение:

         ∆rHT = ∆rU + ∆rn.R.T,                                                 (1.1)

   где ∆rn – изменение числа газовых молей при полном прохождении
реакции. Если реакцию проводят в стандартных условиях, т.е. при 298 K
и P = 1 атм., тепловой эффект обозначают как стандартный тепловой
                      0
эффект реакции ∆rH 298 и включают в термохимическое уравнение
реакции:

      CH4 + 2O2 ⇔ CO2 + 2H2O(ж) ; ∆rH0298 = − 890 кДж/моль,

или

      CH4 + 2O2 ⇔ CO2 + 2H2O(ж) − 890 кДж/моль.

  Сочетание в одном уравнении энергетической характеристики и
химических символов веществ правомерно при том, что каждому

1
 Знак оператора “Δ” в химической термодинамике всегда отражает разность между
термодинамическими характеристиками продуктов реакции и исходных веществ-реагентов.
                                         4

Страницы