Методические указания студентам по подготовке к занятию. Ввиду сложности и большого объема материала, на его изучение отводится 2 занятия

Ввиду сложности и большого объема материала, на его изучение отводится 2 занятия. Первое семинарское занятие посвящено вопросам № 1 и 2; на втором рассматриваются вопросы № 3 и 4.

Занятие первое

При подготовке к занятию повторите, что такое химическое равновесие, как рассчитывается константа равновесия, какие факторы влияют на нее, принцип Ле Шателье и изучите материал, рассмотрев следующие вопросы:

I.Второй закон термодинамики

1. Раскройте содержание таких понятий как обратимые, необратимые, самопроизвольные и несамопроизвольные процессы. Приведите примеры.

2. Устройство тепловой машины и расчет КПД.

3. Сделайте вывод второго закона термодинамики и запишите его как для обратимых, так и для необратимых процессов.

4. Какие существуют формулировки второго закона термодинамики?

5. Раскройте смысл энтропии.

6. Использование энтропии как критерия возможности и направленности процесса в изолированных системах.

 

II.Химическое равновесие

1. При каких условиях устанавливается химическое равновесие?

2. Выведите уравнение для расчета константы равновесия.

3. Как рассчитывается константа равновесия для гомогенных и гетерогенных реакций?

4. Какие факторы влияют на константу равновесия?

5. Сформулируйте принцип Ле Шателье – Брауна и покажите его применение к конкретным реакциям.

6. Что такое К_с и К_р? Могут ли совпадать их значения?

 

Вопросы и задачи для самоконтроля знаний

1. Запишите уравнение, которое отражает свойство энтропии быть критерием направления самопроизвольных процессов и равновесия.

2. Какие параметры системы необходимо поддерживать постоянными, чтобы по знаку изменения энтропии можно было бы судить о направлении самопроизвольного протекания процесса?

3. Укажите знак изменения энтропии (∆S) для реакций:

1) NH₃ (г) + HCl (г) = NH₄Cl (тв);

2) COCl₂ (г) = CO (г) + Cl₂ (г);

3) PCl₃ (г) + Cl₂ (г) = PCl₅ (г).

4. Расположите системы в порядке увеличения энтропии (∆S):

1) 1 моль H₂O (г) при 100⁰С

2) 1 моль Н₂О (тв) при 0⁰С

3) 1 моль H₂O (г) при 120⁰С

4) 1 моль H₂O (ж) при 25⁰С

5. Как изменится энтропия изолированной системы, в которой обратимо кристаллизуется вещество?

6. Дайте кинетический вывод закона действующих масс.

7. Какими уравнениями выражается константа равновесия для реакций:

1) 2А (г) + В (г) = 2С (г) + Д (г);

2) А (г) + 3В (г) = С (г) + Д (тв).

8. В каком направлении сместится равновесие при прибавлении к раствору щелочи

CO₃^2- + H₂O ↔ HCO₃^- + OH^- ?

 

В рабочей тетради

1. Дайте схему тепловой машины.

2. Выведите аналитическое выражение второго закона термодинамики .

3. Начертите график изменения энтропии в ходе процесса.

4. Выведите формулу для расчета константы равновесия.

5. Дайте ответы на вопросы и задачи для самоконтроля.

Занятие второе

При подготовке к занятию изучите материал, рассмотрев следующие вопросы

III. Термодинамические потенциалы

1. Почему энтропия не является универсальным критерием возможности и направленности процессов?

2. Дайте вывод объединенных уравнений первого и второго законов термодинамики.

3. Покажите, что функция F = U – TS является изохорно-изотермическим потенциалом.

4. Покажите, что функция G = H – TS является изобарно-изотермическим потенциалом.

5. Каково изменение энергии Гельмгольца и энергии Гиббса в ходе самопроизвольного и несамопроизвольного процессов? Изобразите изменение ∆F и ∆G графически.