Термохимия Энергия (Е) - способность системы производить работу Работа (А) газа при его расширении: Е = р DV (Дж = н м) Реакции с поглощением энергии - эндотермические Реакции с выделением энергии – экзотермические Виды энергии: теплота, свет, химическая и др. Типы энергии: кинетическая и потенциальная Теплота (Q) - вид кинетической энергии - связана с движением атомов и молекул Энергия химических связей - вид потенциальной энергии, возникающей из-за расположения атомов или молекул относительно друга
Первый закон термодинамики Энергия может переходить из одного вида в другой, но не может исчезать или возникать Внутренняя энергия (U) - сумма кинетической и потенциальной энергий частиц, составляющих тело Поглощаемая в реакции теплота равна разности внутренней энергии продуктов реакции и реагентов (Q = U 1 – U 2) при условии, что система не совершила работы над окружающей средой U 1 U 2 A + B = C + D + Q
Энтальпия реакции Если реакция идет при постоянном давлении, то выделяющиеся газы совершают работу, и поглощаемая в ходе реакции теплота Q равна сумме изменений энергии DU и работы A = p DV : Q = DU + p DV Эту поглощаемую при постоянном давлении теплоту называют изменением энтальпии DH = DU + p DV, определяя энтальпию как H = U + PV. При этом DH = -Q. Если DH = H 2 – H 1 <0, то реакция экзотермическая. Если DH = H 2 – H 1 >0, то реакция эндотермическая. Стандартная энтальпия образования DHообр – теплота, выделяемая или поглощаемая при образовании 1 моля вещества из простых веществ, его составляющих, при стандартных условиях: p = 1 атм = 101325 Па, Т = 298 К, с = 1 моль/л
Закон Гесса: Стандартная энтальпия реакции зависит от стандартных энтальпий реагентов и продуктов и не зависит от пути протекания реакции Стандартная энтальпия реакции DHо - изменение энтальпии в ходе химической реакции : DHо = DHообр(продуктов) - DHообр(реагентов) Задача. Вычислите DHо реакции 2 Mg + CO 2 = 2 Mg. O + C, если DHообр(СО 2) = -394, а DHообр(Mg. О) = -601 к. Дж/моль. Решение. Поскольку DHообр простых веществ (Mg и С) равны нулю, имеем: DHо = 2 DHообр(Mg. O) - 1 DHообр(CO 2) = = 2(-601) - 1(-394) = -1202 + 394 = -808 к. Дж <0 Это - экзотермическая реакция.
Энтропия - S - физическая величина, характеризующая степень беспорядка системы Sо - стандартная энтропия DSо - изменение стандартной энтропии в ходе реакции если DSо >0, беспорядок системы растет, если DSо <0, то беспорядок системы уменьшается. • для процессов, в которых число частиц растет, мы имеем DSо >0. • для процессов, в которых число частиц уменьшается, мы имеем DSо <0. H 2 O (ж) = H 2 O (г) N 2 (г) + 3 H 2 (г) = 2 NH 3 (г) DSо >0 DSо <0
Энергия Гиббса Самопроизвольно идут процессы: с выделением энергии, т. е. для которых DН <0, и с увеличением энтропии, т. е. для которых DS >0 Энергия Гиббса: G = H - TS или DGо = DHо - T DSо Реакции, для которых DG <0, могут идти самопроизвольно Реакции, для которых DG >0, самопроизвольно не идут Величину DGо для реакции находим по формуле: DGо = DGообр(продуктов) - DGообр(реагентов) Задача. Определите DGо для реакции: 2 N 2 O + O 2 = 4 NO, если DGообр(N 2 O) = 104, а DGообр(NO) = 87 к. Дж/моль. Решение. Поскольку DGообр простых веществ (О 2) равны нулю, имеем: DGо = 4 DGообр(NO) - 2 DGообр(N 2 O) = = 4(87) -2(104) = 348 - 208 = 140 к. Дж > 0. Реакция не идет.
Скачать презентацию Термохимия Энергия Е — способность системы производить работу
3. Термохимия.pptx