Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна»

Кафедра теоретической и прикладной химии

Энергетика химических реакций

Методические указания

с кратким изложением основ теории вопроса, заданиями и примерами решения задач

для самостоятельной работы

студентов заочной формы обучения

и бакалавров всех специальностей

Составитель

И. Б. Караулова

Санкт-Петербург

2008

Утверждено

на заседании кафедры

20.02.2008 г.,

протокол № 5

Рецензент Э. Н. Чулкова

Оригинал подготовлен составителем.

Подписано в печать 29.04.2008 г.

Формат 60x84 1/16. Печать трафаретная.

Усл. печ. л. 0,9. Тираж 100 экз. Заказ 63/08.

Электронный адрес: organika@sutd.ru

Отпечатано в типографии СПГУТД

191028, Санкт-Петербург, ул. Моховая, 26

Введение

Тема «Энергетика химических реакций» рассматривается при изучении раздела курса общей и неорганической химии, посвященного основным закономерностям протекания химических реакций. Как показывает опыт, эта тема является трудной для освоения студентами. Для ее изучения студенты должны иметь достаточные знания по темам «Классы неорганических соединений», «Основные понятия химии», уметь проводить основные химические расчеты, расчеты по уравнению реакции. Материал этого раздела базируется на знаниях из курса физики.

Методические указания включают в себя краткое изложение основ теории рассматриваемого вопроса, вопросы и задачи по теме, предназначенные для самостоятельной работы студентов. Большое число задач позволяет предложить каждому студенту отдельное задание, что стимулирует самостоятельную работу. Методические указания содержат примеры решения типичных задач. Эти примеры должны помочь студентам при выполнении контрольных или домашних заданий.

После изучения этой темы студент должен знать:

• основные термодинамические функции: теплоту, работу, внутреннюю энергию, энтальпию, энтропию, изобарно-изотермический потенциал;

• причины возникновения тепловых эффектов, сущность закона Гесса и следствия из него, тепловые эффекты различных процессов;

• сущность энтропии и ее статистическую природу;

• как использовать изменение свободной энергии Гиббса для предсказания возможности самопроизвольного протекания химических реакций;

уметь:

• использовать термины, вводимые в этой теме;

• давать определения вводимым понятиям;

• производить расчет тепловых эффектов реакций при стандартных условиях и при любой заданной температуре;

• рассчитывать изменение свободной энергии Гиббса при заданной температуре.

Основное содержание темы в соответствии с рабочей программой дисциплины: элементы химической термодинамики; закон сохранения энергии; внутренняя энергия и энтальпия; экзо- и эндотермические реакции; термохимические уравнения; закон Гесса и следствия из него; применение закона Гесса для вычисления изменений энтальпии в различных процессах; энтальпии (теплоты) образования химических соединений; стандартные энтальпии образования. Понятие об энтропии; изменение энтропии в химических процессах; стандартные энтропии; энергия Гиббса (изобарно-изотермический потенциал); стандартное изменение энергии Гиббса в химических процессах; энтропийный и энтальпийный факторы процессов; направление протекания химических реакций; термодинамические расчеты.