4.2) Термохимические уравнения.

В термодинамике принята запись теплот химической реакции: С(тв)+О2(г)=СО2(г);

Нр=-405,8кДж

В термохимии: С(тв)+О2(г)=СО2(г)+405,8 кДж

В термохимии пользуются понятием «теплота (энтальпия) образования вещества». Под теплотой образования понимают тепловой эффект реакции образования одного моль вещества из простых веществ.

4.3) Теплота и энтальпия химической реакции.

Энтальпия – энергия расширенной системы, или внутреннее теплосодержание системы.

Для экзотермических реакций Q>0, ΔH<0

Для эндотермических реакций Q<0, ΔH>0

Принятие «стандартная теплота образования вещества» - тепловой эффект реакции образования одного моль вещества из простых веществ в стандартных условиях (ΔН0298) (при 298 К и 1 атм)

Теплота сгорания вещества(▵Hс)- тепловой эффект реакции сгорания его 1 моль с образованием устойчивых продуктов окисления:CO2, N2, H2O и т.д.

4.3) Закон Гесса и следствия из него.

Закон Гесса: тепловой эффект химических реакций, протекающих при постоянном давлении или постоянном объёме, не зависит от числа промежуточных стадий, а определяется лишь наскальным и конечным состоянии системы.

Первое следствие закона Гесса: теплота реакции равна сумме теплот сгорания начальных участников реакции за вычетом суммы теплот сгорания конечных участников реакции с учётом стехиометрических коэффициентов

ΔНр= ԐVнΔНсгор.н - ԐVкΔНсгор.к

Пример: аА+bB=dD

Нр=aΔHсгор(А)+вΔНсгор(В)-dΔHсгор(D)

Второе следствие закона Гесса: Теплота реакции равна сумме тёплое образования конечных веществ за вычетом суммы теплот образования начальных веществ с учётам стехиометрических коэффициентов

ΔHp°= ԐVкΔН°обр.к - ԐVнΔН°обр.н

Пример: aA+bB=cC+dD

ΔHp°= [C•ΔHобр°(С)+dΔHобр°(D)]-[aΔHобр°(A)+bΔHобр°(B)]

5. Второе начало термодинамики. Понятие энтропии. Энтропия вещества, как функция термодинамической вероятности. Факторы, влияющие на изменение энтропии в ходе химической реакции.

5.1) Второе начало термодинамики

II закон термодинамики позволяет предсказать направление протекания процесса. Он имеет несколько формулировок:

• Постулат Клаузиуса

Единственным результатом любой совокупности процессов не может быть переход теплоты от менее нагретого тела к более нагретому.

• Постулат Томсона

Теплота наиболее холодного из участвующих в процессе тел не может служить источником работы. (Теплота не может полностью перейти в работу).

• Вечный двигатель второго рода невозможен, т.е. невозможно построить

такую машину, которая производила бы работу за счет тепла окружающей

среды, не более нагретой, чем сама машина.

5.2) Понятие энтропии. Энтропия вещества, как функция термодинамической вероятности.

Энтропия – функция состояния термодинамической системы, используемая во втором законе т/д для выражения через нее возможности или невозможности самопроизвольного протекания процесса (введена Клаузиусом)

Неравновесный процесс, протекающий в направлении достижения равновесия без воздействия внешних условий, называется самопроизвольным (положительным). Обратный по направлению процесс, который не может протекать без внешних воздействий и удаляющий систему от равновесия называется не самопроизвольным (отрицательным).

Изменение энтропии определяется отношением количества теплоты, сообщенного системе или отведенного от нее, к температуре системы, где знак равенства относится к равновесному процессу, неравенства – к неравновесному.

dS≥

Т.о. в равновесном процессе: S = .(математическая формула)

По изменению энтропии в изолированной системе можно предсказать т/д возможность протекания самопроизвольного неравновесного процесса.

Если энтропия увеличивается (S > 0), то самопроизвольный неравновесный процесс возможен, если S < 0 – невозможен.

Т.о. все самопроизвольные процессы в изолированных системах идут в сторону увеличения энтропии до достижения равновесия, где она будет иметь постоянное и максимальное значение.

В современной термодинамике второе начало термодинамики изолированных систем формулируется единым и самым общим образом как закон возрастания особой функции состояния системы, которую Клаузиус назвал энтропией (S).

Физический смысл энтропии состоит в том, что в случае, когда материальная система находится в полном термодинамическом равновесии, элементарные частицы, из которых состоит эта система, находятся в неуправляемом состоянии и совершают различные случайные хаотические движения.

Энтропия - физическая величина, количественно характеризующая особенности молекулярного строения системы, от которых зависят энергетические преобразования в ней.