Учение о направлении химических процессов (химическая термодинамика)

Программа курса

ВВЕДЕНИЕ

Место курса общей химии в системе учебных дисциплин. Его значение для профессиональной подготовки инженеров - энергетиков. Характеристика содержания и структуры курса. Основные принципы системно - структурного подхода. Естествознание как система наук о природе. Предмет химии и его место в системе наук о природе. Объекты изучения химии. Методы и формы научного познания в естествознании и химии.

Основные понятия и количественные соотношения химии

Атомная масса. Моль. Эквивалент. Законы: сохранения массы, постоянства состава, эквивалентов, Авогадро. Способы выражения состава (концентрации) растворов.

ОСНОВНЫЕ УЧЕНИЯ ОБЩЕЙ ХИМИИ

Учение о направлении химических процессов (химическая термодинамика)

Предмет химической термодинамики. Понятие термодинамической системы. Изменение внутренней энергии и энтальпии в химическом процессе. Энергетический (тепловой) эффект реакции. Работа химической реакции. Первый закон термодинамики и закон Гесса. Энтальпийные диаграммы прохождения химической реакции. Следствия из закона Гесса. Стандартные энтальпии образования простых веществ и химических соединений. Расчет стандартной энтальпии химической реакции. Энтальпии сгорания. Энтальпия химической связи, расчет энтальпий простейших реакций по энтальпиям связи. Энтропия. Микро- и макро состояния системы, их отношения. Энтропия как мера беспорядка. Изменение энтропии в физических и химических процессах. Самопроизвольный химический процесс. Направление химического процесса. Изобарный потенциал (энергия Гиббса) как функция состояния системы. Характер изменения энергии Гиббса как критерий, выражающий принципиальную возможность процесса. Изменение энергии Гиббса как мера химического сродства. Второй закон термодинамики. Стандартные условия протекания химических реакций. Влияние энтропийного и энтальпийного факторов на направление химического процесса. Стандартная энергия Гиббса образования простого и сложного вещества.

Химическое и фазовое равновесия. Состояние термодинамического равновесия. Термодинамическая активность. Константа равновесия. Расчеты, связанные с определением возможности осуществления химических реакций. Направление химических реакций в нестандартных условиях. Уравнение изотермы Вант-Гоффа и химическое сродство. Принцип Брауна–Ле-Шателье. Способы смещения химических равновесий.

2.2. Учение о скорости химических процессов
(химическая кинетика)

Кинетические характеристики химических реакций. Скорость химических процессов (средняя, истинная). Условия, влияющие на скорость химической реакции. Зависимость скорости химических реакций от концентрации. Основной закон химической кинетики. Природа реагирующих веществ. Порядок и молекулярность реакции. Константа скорости, ее размерность. Взаимодействие в гомогенной и гетерогенной средах. Влияние внешних условий на скорость химической реакции. Влияние температуры. Правило Вант-Гоффа. Уравнение Аррениуса. Энергия активации. Распределение молекул по скоростям и энергиям. Причины зависимости скорости реакции от температуры. Методы регулирования скорости химических реакций. Катализ. Теория катализа. Механизм простейших каталитических реакций. Понижение энергии активации как результат действия катализатора. Состояние кинетического равновесия. Колебательные реакции. Определение оптимальных условий химического процесса.