- •Содержание
- •Задачи по химии
- •1. Эквивалент. Закон эквивалентов.
- •5,6 Г железа эквивалентны 3,2 г серы,
- •28 Г металла эквивалентны 11,2 л водорода
- •2. Основные газовые законы.
- •3. Моль. Закон авогадро. Мольный объем газа
- •28 Г азота занимают объем 22,4 л ,
- •4.Определение молекулярных масс веществ в газообразном состоянии
- •0, 824 Г газа занимают объем 0,260 л ,
- •Вывод химических формул. Расчеты по химическим уравнениям
- •117 Г NaCl дают 22,4 л Сl , 100 г NaCl - X л Cl
- •6. Строение атома. Электронная структура атомов. Зависимость свойств элементов от строения их атомов
- •7. Химическая связь. Типы химической связи
- •8. Полярность молекул. Геометрическая структура молекул
- •9. Ионная связь. Поляризация ионов
- •10. Водородная связь. Межмолекулярное взаимодействие
- •11.Основные закономерности протекания химических реакций
- •11.1. Энергетика химических реакций.
- •11.2. Скорость химических реакций. Химическое равновесие
- •Изучение свойств водорода
- •1. Цель работы
- •2. Контрольные вопросы
- •3. Содержание работы и методические указания к ее выполнению
- •2. Наблюдать проведение следующих опытов и записать уравнения реакций.
- •3. В каждой окислительно—восстановительной реакции проставить степени окисления и записать полуреакции.
- •4. Написать названия соединений в химических реакциях.
- •Лабораторная работа №2 Галогены – р-элементы VII группы периодической системы д.И.Менделеева
- •1. Цель работы
- •2. Контрольные вопросы
- •3. Содержание работы и методические указания к ее выполнению
- •1. Изучить строение молекул ; .
- •2. Наблюдать проведение следующих опытов и записать уравнения реакций.
- •3. В каждой окислительно – восстановительной реакции проставить степени окисления и записать полуреакции.
- •4. Написать названия химических соединений, участвующих в реакциях.
- •Лабораторная работа № 3 Кислород и сера – р-элементы VI группы периодической системы д.И.Менделеева
- •1. Цель работы
- •2. Контрольные вопросы
- •3. Содержание работы и методические указания к её выполнению
- •1. Изучить строение молекул.
- •2. Наблюдать опыты и написать уравнения следующих реакций:
- •3. В каждой окислительно-восстановительной реакции проставить степени окисления и записать полуреакции.
- •4. Написать названия соединений в химических реакциях.
- •Лабораторная работа № 4 Элементы V группы периодической системы д.И.Менделеева
- •1. Цель работы
- •2. Контрольные вопросы
- •3. Содержание работы и методические указания к её выполнению
- •1. Изучить строение молекул.
- •2. Наблюдать опыты и написать уравнения следующих реакций:
- •3. В каждой окислительно-восстановительной реакции проставить степени окисления и записать полуреакции.
- •4. Написать названия соединений в химических реакциях.
- •Лабораторная работа № 5
- •1. Цель работы
- •2. Контрольные вопросы
- •3. Содержание работы и методические указания к ее выполнению
- •1. Изучить строение атомов и и молекул образуемых ими оксидов и кислот.
- •2. Наблюдать проведение следующих опытов и записать уравнения реакций:
- •3. В каждой окислительно-восстановительной реакции проставить степени окисления и записать полуреакции.
- •4. Написать названия соединений в химических реакциях.
- •5. Для реакций, в которых происходит гидролиз какого-либо продукта, написать уравнение гидролиза.
- •Лабораторная работа № 6 Электролиз
- •1. Цель работы
- •2. Контрольные вопросы
- •3. Содержание работы и методические указания к ее выполнению
- •1. Постепенно открывая гипертекстовые ссылки, указанные ниже, наблюдайте проведение опытов и запишите уравнения реакций для следующих процессов электролиза:
- •2. Составьте схемы процессов электролиза.
- •Литература
11.Основные закономерности протекания химических реакций
11.1. Энергетика химических реакций.
К важнейшим величинам , характеризующим химические системы, относятся внутрення энергия U, энтальпия Н, энергия Гиббса (изобарно-изотермический потенциал) G. Все эти величины представляют собой функции состояния, т.е. зависят только от состояния системы, а не от способа, которым это состояние достигнуто.
Протекание химической реакции сопровождается изменением внутренней энергии реагирующих систем. Если внутренняя энергия системы уменьшается (U0), то реакция протекает с выделением энергии (экзотермическая реакция).
Если же внутренняя энергия системы возрастает (U0), то процесс сопровождается поглощением энергии из внешней среды (эндотермическая реакция).
Если в результате протекания химической реакции система поглотила количество теплоты Q и совершила работу А, то изменение внутренней энергии определяется уравнением:
U = Q - A
Согласно закону сохранения энергии, U зависит от начального и конечного состояния системы, но не зависит от способа осуществления реакции.
Если реакция протекает при постоянном объеме (V=0, изохорный процесс), то работа расширения системы (А= Р* V) равна нулю. Если при этом не совершаются и другие виды работ (например, электрическая), то U=Q, где Q -тепловой эффект реакции, (т.е. количество поглощенной системой теплоты), протекающей при постоянном объеме. В случае экзотермической реакции тепловой эффект меньше нуля, а для эндотермической реакции тепловой эффект больше нуля.
Для реакций, протекающих при постоянном давлении (изобарный процесс), можно записать уравнение: Н= U + P* V, т.е. изменение энтальпии равно сумме изменения внутренней энергии и совершенной работы расширения. Если при этом никакие другие виды работ не совершаются, то Н = Qр. Для экзотермической реакции тепловой эффект меньше нуля, а для эндотермической реакции - больше нуля.
Стандартным состоянием вещества при данной температуре называется его состояние при давлении, равном атмосферному давлению (101,325 кПа = 760 мм рт.ст.). Условия, при которых все участвующие в реакции вещества находятся в стандартном состоянии, называются стандартными условиями протекания реакции. Отнесенные к стандартным условиям изменения соответствующих величин называются стандартными изменениями и их обозначения имеют верхний индекс 0.
Стандартная энтальпия реакции образования 1 моля данного вещества из простых веществ называется стандартной энтальпией образования этого вещества, имеющeй размерность кДж/ моль.
Химические реакции, в которых указаны изменения энтальпии (тепловые эффекты реакций ), называются термохимическими уравнениями. Например, уравнение:
Рb О (к) + СО (г) = Рb (к) + СО2 (г) + 64 кДж
Закон Гесса для термохимических расчетов: Тепловой эффект химической реакции зависит только от начального и конечного состояний участвующих в реакции веществ и не зависит от промежуточных стадий процесса.
ПРИМЕР 1. Исходя из теплоты образования газообразного диоксида углерода (Но= - 393,5 кДж/ моль ) и термохимического уравнения:
С (графит)+2 N2 O (г) = СО2 (г)+2 N(г); Н= -557,5 кДж (1)
Вычислить теплоту образования NО (г).
Решение. Обозначив искомую величину через Х, запишем термохимическое уравнение образования N2 О из простых веществ:
N (г) + 1/2 О(г) = N2 O (г); Н1 = Х кДж (2)
Запишем также термохимическое уравнение образования СО(г) из простых веществ:
С( графит) + О2 (г) = СО2 (г) ; Н= -393,5 кДж (3)
Из уравнений (2) и (3) можно получить уравнение (1). Для этого умножим уравнение (2) на два и вычтем найденное уравнение из уравнения (3). Имеем:
С(графит) + 2 NО (г) = СО(г) + 2N(г );
Н= ( - 393,5 - 2Х ) кДж . (4)
Сравнивая уравнения (1) и (4), находим:
-393,5 - 2Х = - 557,5, откуда Х= 82,0 кДж/ моль.
ПРИМЕР 2. Определить знаки Н, S, G для реакции:
АВ (к) + В (г) = АВ(к),
протекающей при температуре 298 К в прямом направлении. Как будет изменяться значение G с ростом температуры?
Решение. Самопроизвольное протекание реакции указывает на то, что для нее G 0. В результате реакции общее число частиц в системе уменьшается, причем расходуется газ В, а образуется кристаллическое вещество АВ; это означает, что система переходит в состояние с более высокой упорядоченностью, т.е. для рассматриваемой реакции S 0 . Таким образом, в уравнении
G = Н - Т× S величина G отрицательна, а второй член правой части уравнения (Т × S) положителен. Это возможно только в том случае, если Н 0. С ростом температуры положительное значение члена Т × S в уравнении возрастает, так что величина G будет становиться менее отрицательной.
РЕШИТЬ САМОСТОЯТЕЛЬНО ЗАДАЧИ 28-30