химический каталог




Химия. 2400 задач для школьников и поступающих в вузы

Автор Н.Е.Кузьменко, В.В.Еремин

ение в системе или внутренней энергии, или энтальпии Н. Когда химики говорят об изменении внутренней энергии или энтальпии, очень часто употребляется термин «система». Им обозначают-ся исходные реагенты и продукты реакции. К окружающей среде относится все остальное — пробирка, воздух и т. д.

После обсуждения основных понятий нам будет легче понять один из важнейших законов естествознания.

Пусть некоторая система за счет поглощения теплоты Q из окружающей среды переходит из состояния 1 в состояние 2. В общем случае эта теплота расходуется на изменение внутренней энергии системы AU и на совершение работы против внешних сил А:

Q-AU + A. (5.1)

Уравнение (5.1) выражает закон сохранения энергии, т. е. означает, что сумма изменения внутренней энергии и совершенной системой (или над нею) работы равна сообщенной (или выделенной ею) теплоте. Так, если теплота сообщается газу в цилиндре, эакры-' том поршнем, то газ, во-первых, нагревается, т. е. его внутренняя энергия U возрастает, а во-вторых, расширяется, т. е. производит работу подъема поршня А.

Закон сохранения энергии в форме (5.1) называют первым законом термодинамики.

Внутренняя энергия U — это общий запас энергии системы, 1 который складывается из энергии движения и взаимодействия атомов и молекул, энергии движения и взаимодействия ядер и электронов в атомах, молекулах и т. п.

(5.2)

Для химических реакций под работой против внешних сил обычно подразумевается работа против внешнего давления. Для изобарных процессов она равна произведению давления р на изменение объема системы AV при переходе ее из состояния 1 в состояние 2:

A-piV^VJ-p&V.

Подставив значение А из (5.2) в (5.1), получим выражение теплового эффекта <Зр для изобарного процесса в виде

(5.4)

Q - AU + pAV- [U2 - У,) +p(V2 - Vt) (5.3)

Q0 = (u2+Pv2)-(u1 +pvt).

Общепринято обозначение U + pV = H, где величину Я называют энтальпией, приращение которой равно теплоте, полученной системой в изобарном процессе.

При изохорном процессе изменение объема не происходит, и в соответствии с (5.2) работа расширения А = 0. Тогда из первого закона термодинамики (5.1) следует:

QV=U2-U1 = AU. (5.5)

Подавляющее большинство химических реакций происходит при постоянном давлении. Поэтому энергетический эффект реакции оценивают именно изменением энтальпии или тепловым эффектом реакции.

Уравнение реакции, для которой указываются соответствующие этой реакции изменение энтальпии АН или тепловой эффект Qp называется термохимическим.

В экзотермической реакции энтальпия реакционной системы уменьшается. Величина АН отрицательна.

В эндотермической реакции энтальпия реакционной системы повышается. Величина АН положительна.

Как и большинство физических и химических величин, АН имеет разное значение величины в зависимости от условий. В частности, АН зависит от температуры, давления, агрегатного состояния вещества. Поэтому для сопоставления значений АН выбраны определенные стандартные условия. За стандартные принимают давление 101 325 Па и температуру 25 °С (298 К). Стандартные тепловые эффекты принято обозначать АН\т (произносится—.дельта аш стандартное, 298»).

56 2400 задач по химии для школьников и поступающих в вузы

1. Теоретические основы химии

Приведенное выше определение стандартных условий должно быть дополнено. Стандартное состояние: для газа — состояние чистого газа при 10s Па; для жидкости — состояние чистой жидкости при 10s Па; для твердого вещества — наиболее устойчи вое при давлении 105 Па кристаллическое состояние, например графит у углерода, ромбическая сера, белый фосфор, 02 (а не озон!) у кислорода и т. п.

Энтальпией образования (ДЯ|в8) соединения называется количество теплоты (Qf), которое выделяется (-ДЯ|98 - Qp) или поглощается (ЛЯ|98 = -Qp) при образовании 1 моль соединения из простых веществ при стандартных условиях.

Согласно определению теплота (энтальпия) образования простых веществ при стандартных условиях равна нулю.

Со временем ваши познания в области химии станут более глубокими и вы убедитесь, что энергетические характеристики реакций необходимо'оценивать числами, т. е. количественно. Изменения энтальпии, теплоты и других энергетических характеристик измеряются в джоулях (килоджоулях) на моль. Например, реакция сгорания метана записывается следующим образом;

СН4 (газ) + 20г (газ) — С02 (газ) + Н20 (ж.); АН = -890 кДж/моль.

Это означает, что на каждый моль метана, вступающего в эту реакцию, выделяется 890 кДж энергии, которая нагревает окружающую среду. Если в реакцию вступило 2 моль метана, то в окружающую среду выделится 2 • 890 - 1780 кДж энергии.

Карбонат кальция при нагревании разлагается. Энергия поглощается— это реакция эндотермическая:

СаС03(тв.) — СаО (тв.) + С02 (газ); ДЯ - +572 кДж/моль.

При разложении каждого моля СаСОа поглощается 572 кДж энергии. Если подвергнуть разложению 0,1 моль СаС03, поглотится 57,2 кДж.

Следует особо подчеркнуть, что стехиометрические коэффициенты в термохимическом уравнении показывают не просто соотнош

страница 15
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134

Скачать книгу "Химия. 2400 задач для школьников и поступающих в вузы" (10Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
новосибирск курсы холодильного оборудования
штатные магнитолы для porsche цена
цветное стекло посуда купить
московский театр киноактера суини тодд

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(03.12.2016)