الكميات الديناميكية الحرارية الأساسية. المفاهيم الأولية

الطاقة الداخلية (U، كيلو جول/مول) هي الطاقة الإجمالية للنظام، يساوي المبلغالحركية والمحتملة وأنواع الطاقة الأخرى لجميع جزيئات هذا النظام. هذه هي وظيفة الحالة التي تساوي زيادتها الحرارة التي يتلقاها النظام في عملية متساوية.

الشغل (A, kJ/mol) هو مقياس للطاقة للأشكال الاتجاهية لحركة الجسيمات أثناء تفاعل النظام مع البيئة.

الحرارة (Q kJ/mol) هي مقياس للطاقة للأشكال الفوضوية لحركة الجسيمات أثناء تفاعل النظام مع البيئة.

القانون الأول للديناميكا الحرارية (Q= U+A) - يتم إنفاق الحرارة الموردة لنظام مغلق في الزيادة الطاقة الداخليةالنظام وللنظام لأداء العمل ضد قوى خارجية بيئة.

الإنتروبيا (S، J/mol . إلى S = Q (t)) هي دالة حالة تميز درجة اضطراب النظام، أي. عدم تجانس موقع وحركة جزيئاته، الزيادة فيها تساوي الحرارة الموردة للنظام في عكسها عملية متساوية الحرارة، مقسمة على درجة الحرارة المطلقة، حيث تتم العملية.

المحتوى الحراري (H، kJ/mol، H = U+P V) هو دالة حالة تميز حالة الطاقة للنظام في ظل ظروف متساوية الضغط.

المحتوى الحراري للتفاعل (محلول H، كيلوجول/مول) هو كمية الحرارة التي يتم إطلاقها أو امتصاصها عند إجراء التفاعلات الكيميائية في ظل ظروف متساوية الضغط.

الحالة القياسية هي الشكل الأكثر استقرارًا عند درجة حرارة معينة (عادة 298 كلفن) وضغط 1 ATM.

الشروط القياسية (s.u.) - الضغط: 101325 باسكال = 1 ATM = 760 مم زئبق؛ درجة الحرارة: 25 درجة مئوية»298 ك؛ ن(س)=1 مول.

المحتوى الحراري القياسي للتكوين مواد بسيطة[ح 0 arr298 (مادة، حالة التجميع) ، kJ/mol] - مقبول في s.u يساوي الصفرللمواد البسيطة في حالاتها التجميعية والمتآصلة الأكثر استقرارًا من الناحية الديناميكية الحرارية.

المحتوى الحراري القياسي للتكوين مواد معقدة

[ ن 0 الاحتراق (X)، كيلوجول / مول] - المحتوى الحراري للاحتراق (الأكسدة) من 1 مول من المادة ل أكاسيد أعلىفي بيئة الأكسجين في الظروف المحيطة.

المحتوى الحراري للذوبان (H pH، kJ/mol) – التأثير الحراري للذوبان صلبتحت الظروف isobaric.

طاقة جيبس ​​(G, kJ/mol) هي طاقة حرة، وهي دالة ديناميكية حرارية معممة لحالة النظام، مع الأخذ في الاعتبار طاقة النظام واضطرابه في ظل الظروف متساوية الضغط.

أسئلة للتحكم في النفس

1. مفهوم الديناميكا الحرارية الكيميائية: البنية، الأنظمة الديناميكية الحرارية (معزولة، مغلقة، مفتوحة).

2. الأنظمة المتجانسة وغير المتجانسة. ردود الفعل التي تحدث في هذه الأنظمة.

3. سرد خصائص النظام التي تحدد حالته.

4. تحديد وتوصيف وظائف حالة النظام.

5. قم بالتوسيع المعنى الدلالي المفاهيم التالية: الطاقة الداخلية، الشغل، الحرارة، الإنتروبيا، القانون الأول للديناميكا الحرارية، أنتالبية التفاعل، الحالة القياسية، الظروف القياسية، طاقة جيبس.

6. قانون هيس وأهم النتائج المترتبة عليه.

8. حل المشكلة وتحديد محتوى السعرات الحرارية منتج غذائيوزن 350 جرام، تحتوي على 50% ماء، 30% بروتينات، 15% دهون و5% كربوهيدرات.

9. باستخدام البيانات المرجعية، احسب كمية الحرارة التي سيتم إطلاقها أثناء أكسدة جلوكوز وزنه 90 جم في الظروف المحيطة.

10. باستخدام البيانات المرجعية، تحديد التأثير الحراري للتفاعل التوليفي لثنائي إيثيل الأثير، المستخدم في الطب للتخدير، عند 298 كلفن.

ما هي مواردنا ل؟

الهدف الرئيسي لموقعنا هو مساعدة الطلاب الذين يواجهون صعوبات في حل مهمة معينة، أو فاتهم بعضها موضوع المدرسة. سيأتي موردنا أيضًا لمساعدة أولياء أمور الطلاب الذين يواجهون صعوبات في التحقق من الواجبات المنزلية لأطفالهم.

يمكنك العثور على مواردنا على واجبات منزلية جاهزة لجميع الصفوف من الصف الأول إلى الصف الحادي عشر. المواد الأكاديمية. على سبيل المثال، يمكنك العثور على GDZ في الرياضيات، لغات اجنبية، الفيزياء، الأحياء، الأدب، الخ. للقيام بذلك، تحتاج فقط إلى تحديد الفصل المطلوب، والموضوع المطلوب و حلول GDZالمؤلفين المناسبين، وبعد ذلك تحتاج إلى العثور على القسم المطلوب والحصول على إجابة للمهمة. تتيح لك GDs التحقق بسرعة من المهمة المخصصة للطالب في المنزل، وكذلك إعداد الطفل للاختبار.

كيف تحصل على A في واجباتك المنزلية؟

للقيام بذلك، عليك الذهاب إلى مواردنا، حيث يتم نشر الواجبات المنزلية الجاهزة لجميع التخصصات. المنهج المدرسي. في الوقت نفسه، لا داعي للقلق بشأن الأخطاء والأخطاء المطبعية وأوجه القصور الأخرى في GDZ، لأن جميع الأدلة المنشورة معنا تم فحصها من قبل متخصصين ذوي خبرة. جميع إجابات الواجب المنزلي صحيحة، لذا يمكننا أن نقول بثقة أنك ستحصل على علامة A لأي منها! لكن لا ينبغي عليك نسخ كل شيء إلى دفتر ملاحظاتك دون تفكير؛ بل على العكس من ذلك، عليك القيام بالمهام بنفسك، ثم التحقق منها بمساعدة GDZ وبعد ذلك فقط أعد كتابتها في نسخة نظيفة. هذا سوف يسمح لك بالحصول على المعرفة اللازمةوالثناء الكبير.

جي دي زي على الانترنت

الآن لا أحد لديه مشاكل في الوصول إلى GDZ، لأن موارد الإنترنت لدينا تتكيف مع جميع الأجهزة الحديثة: أجهزة الكمبيوتر الشخصية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللوحية والهواتف الذكية التي لديها إمكانية الوصول إلى الإنترنت. الآن، حتى أثناء الاستراحة، يمكنك الانتقال إلى موقعنا على الويب من هاتفك ومعرفة الإجابة على أي مهمة على الإطلاق. يتيح لك التنقل المريح والتحميل السريع للموقع البحث في GDZ وعرضه بأسرع ما يمكن وبشكل مريح. الوصول إلى مواردنا مجاني، والتسجيل سريع جدًا.

GDZ للبرنامج الجديد

يتغير المنهج الدراسي بشكل دوري، لذلك يحتاج الطلاب إلى الجديد باستمرار وسائل تعليميةوالكتب المدرسية وGDZ. يقوم المتخصصون لدينا بمراقبة الابتكارات باستمرار، وبعد تنفيذها، يقومون فورًا بنشر الكتب المدرسية والأقراص الرقمية الجديدة على المورد حتى يتمكن المستخدمون من الوصول إليها أحدث الإصدارات. موردنا هو نوع من المكتبة لأطفال المدارس التي يحتاجها أي طالب دراسات ناجحة. في كل عام تقريبًا، يصبح المنهج الدراسي أكثر تعقيدًا، مع تقديم موضوعات ومواد جديدة. أصبحت الدراسة صعبة بشكل متزايد، ولكن موقعنا الإلكتروني يجعل الحياة أسهل لأولياء الأمور والطلاب.

مساعدة للطلاب

نحن لا ننسى الحياة المعقدة والمزدحمة للطلاب. كل جديد السنة الأكاديميةيرفع مستوى المعرفة، لذلك ليس كل الطلاب قادرين على التعامل مع هذا العبء العالي. فصول طويلة وملخصات مختلفة ومختبرية و الأطروحاتتحتل كل شيء تقريبا وقت فراغطلاب. بمساعدة موقعنا، يمكن لأي طالب أن يقوم بذلك الحياة اليومية. للقيام بذلك، يقوم المتخصصون لدينا بنشر أعمال جديدة على البوابة كل يوم تقريبًا. الآن يمكن للطلاب العثور على أوراق الغش لأية مهمة معنا، وبشكل مجاني تمامًا.

الآن لا تحتاج إلى حمل عدد كبير من الكتب المدرسية إلى المدرسة كل يوم

لرعاية تلاميذ المدارس، نشر المتخصصون لدينا على الموقع الوصول المفتوحجميع الكتب المدرسية. لذلك، يمكن لأي طالب أو ولي أمر استخدامها اليوم، ولم يعد الطلاب مضطرين إلى إجهاد ظهورهم كل يوم بحمل الكتب المدرسية الثقيلة إلى المدرسة. كل ما عليك فعله هو تنزيل الكتب المدرسية الضرورية على جهازك اللوحي أو هاتفك وما إلى ذلك. جهاز حديثوستكون الكتب المدرسية معك دائمًا في أي مكان. يمكنك أيضًا قراءتها عبر الإنترنت مباشرةً على الموقع الإلكتروني - فهو مريح جدًا وسريع ومجاني تمامًا.

مقالات مدرسية جاهزة

إذا طُلب منك فجأة كتابة مقال عن بعض الكتب، فتذكر أنه على موقعنا يمكنك دائمًا العثور على عدد كبير من الكتب الجاهزة مقالات المدرسةوالتي كتبها أساتذة الكلمات ووافق عليها المعلمون. نقوم بتوسيع قائمة المقالات كل يوم، وكتابة مقالات جديدة حول العديد من المواضيع ومراعاة توصيات المستخدم. وهذا يسمح لنا بتلبية الاحتياجات اليومية لجميع أطفال المدارس.

لكتابة المقالات بشكل مستقل، قمنا بتوفير أعمال مختصرة، ويمكن أيضًا مشاهدتها وتنزيلها على الموقع الإلكتروني. أنها تحتوي على المعنى الرئيسي للمدرسة أعمال أدبيةمما يقلل بشكل كبير من دراسة الكتب ويوفر طاقة الطالب التي يحتاجها لدراسة مواد أخرى.

عروض تقديمية حول مواضيع مختلفة

إذا كنت بحاجة ماسة إلى القيام بشيء ما عرض المدرسةعلى موضوع محدد، والذي لا تعرف عنه شيئًا، فبمساعدة موقعنا يمكنك القيام بذلك. الآن لا تحتاج إلى قضاء الكثير من الوقت في البحث عن الصور والصور الفوتوغرافية والمعلومات المطبوعة والتشاور حول هذا الموضوع مع الخبراء، وما إلى ذلك، لأن مواردنا تقوم بإنشاء عروض تقديمية عالية الجودة مع محتوى الوسائط المتعددة حول أي موضوع. لقد نشر خبراؤنا على الموقع عدد كبير منالعروض التقديمية للمؤلف التي يمكن مشاهدتها وتنزيلها مجانًا. لذلك، سيكون التعلم أكثر تعليمية ومريحة بالنسبة لك، لأنه سيكون لديك المزيد من الوقت للراحة والمواد الأخرى.

إيجابياتنا:

* قاعدة بيانات كبيرة من الكتب والسجلات العامة.

* يتم تحديث المواد يوميا؛

* الوصول من أي أداة حديثة؛

* نحن نأخذ في الاعتبار رغبات المستخدمين؛

* نجعل حياة التلاميذ والطلاب وأولياء الأمور أكثر حرية وأكثر متعة.

نحن نعمل باستمرار على تحسين مواردنا لجعل حياة مستخدمينا أكثر راحة وخالية من الهموم. بمساعدة gdz.host، سوف تصبح طالبًا ممتازًا، وبالتالي ستفتح لك آفاق كبيرة حياة الكبار. ونتيجة لذلك، سيكون والديك فخورين بك لأنك ستفعل ذلك مثال جيدلجميع الناس.

لم يتم التحقق من الإصدار الحالي للصفحة بعد

لم يتم التحقق من الإصدار الحالي للصفحة من قبل المشاركين ذوي الخبرة وقد يختلف بشكل كبير عن الإصدار الذي تم التحقق منه في 30 مايو 2015؛ الشيكات مطلوبة.

لا توجد مصطلحات موحدة تتعلق بالكميات الديناميكية الحرارية. يمكن تسمية نفس الكمية الفيزيائية بالإحداثيات الديناميكية الحرارية، أو الكمية، أو المتغير، أو المعلمة، أو الوظيفة، أو ببساطة خاصية، اعتمادًا على السياق والدور الذي تلعبه في علاقة ديناميكية حرارية معينة. بالنسبة لبعض المفاهيم والمصطلحات هناك توصيات IUPAC ومجموعة من التعريفات التي أوصت بها أكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية لاستخدامها في الأدبيات العلمية والتقنية، العملية التعليميةوالمعايير والوثائق الفنية.

ويوضح الرسم البياني، المبني على مجموعة من التعريفات والكتاب، أحد هذه التعريفات الخيارات الممكنةتصنيف الكميات الديناميكية الحرارية:

تحت حالة النظام الديناميكي الحراريفهم مجموع خصائصه. جميع المتغيرات الفيزيائية والفيزيائية والكيميائية المستخدمة لوصف الخصائص العيانية للنظام الديناميكي الحراري، بغض النظر عن عصور ما قبل التاريخ للنظام (كيف جاء النظام إلى الوضع الحالي)، أي يتم تحديده بالكامل من خلال حالة النظام في هذه اللحظةالوقت يسمى متغيرات الحالة الديناميكية الحرارية (معلمات الدولة , وظائف الدولة ).

تسمى حالة النظام ثابتة إذا لم تتغير معلمات النظام بمرور الوقت. حالة التوازن الديناميكي الحراري هي حالة خاصة حالة مستقرة. أي تغيير في حالة النظام يسمى عملية الديناميكا الحرارية. في أي عملية، يجب أن يتغير متغير حالة واحد على الأقل. يسمى التسلسل المستمر للحالات التي تحل محل بعضها البعض أثناء انتقال النظام من الحالة الأولية إلى الحالة النهائية من خلال هذه العملية .

منذ نفس متغير الحالة في مهام مختلفةيمكن أن يعمل كمتغير مستقل وكدالة لمتغيرات مستقلة أخرى، مصطلحات "دالة الحالة" و"معلمة الحالة" و"متغير الحالة" تعتبر في بعض الأحيان مرادفات وتطلق على أي متغير حالة دالة حالة، دون التمييز التي تتطلبها الرياضيات بين الدالة ووسائطها والمعاملات العددية المتضمنة في تعريف الدالة.

ترتبط متغيرات الحالة بمعادلات الحالة (الحرارية والسعرات الحرارية) وعلاقات أخرى (على سبيل المثال، معادلة جيبس-دوهيم)، وبالتالي، لتوصيف حالة النظام بشكل لا لبس فيه، يكفي معرفة كميات قليلة فقط تسمى متغيرات الحالة المستقلة. متغيرات الحالة المتبقية هي دوال للمتغيرات المستقلة - دوال الحالة - ويتم تعريفها بشكل فريد إذا تم إعطاء قيم وسيطاتها. علاوة على ذلك، بالنسبة للعديد من المشكلات، لا يهم ما إذا كانت المعادلات المحددة لحالة النظام قيد الدراسة معروفة أم لا؛ الشيء المهم الوحيد هو أن التبعيات المقابلة موجودة دائمًا بالفعل. يعتمد عدد متغيرات الحالة المستقلة على طبيعة نظام معين، ويكون اختيارها تعسفيًا تمامًا ويرتبط باعتبارات المنفعة. بمجرد إجراء الاختيار، لا يمكن تغيير مجموعة المتغيرات المستخدمة بشكل تعسفي أثناء سير المشكلة. جزء كبير جهاز رياضيالديناميكا الحرارية الكلاسيكية (بما في ذلك استخدام اليعاقبة والتحول الأسطوري) مكرسة بدقة لحل مشكلة تغيير المتغيرات والانتقال من مجموعة من المتغيرات المستقلة إلى أخرى.

وفي المعادلة الحرارية لحالة غاز الفوتون لا يظهر الحجم على الإطلاق:

والعكس صحيح أيضًا: إذا كان التغير في الكمية الديناميكية الحرارية في الدورة هو صفر، فإن هذه الكمية هي متغير الحالة.

مساحة الحالة، السطح الديناميكي الحراري، مخططات الطور

الفضاء المجرد المتكون لنظام التشوه الحراري المغلق بواسطة ثلاثة متغيرات حالة، اثنان منها مستقلان، والثالث وظيفتهما، يسمى بالديناميكية الحرارية مساحة الدولة (الفضاء الديناميكي الحراري). المتغيرات بي في تي-مساحات الدولة متصلة المعادلة الحراريةولاية

مناسب السطح الديناميكي الحراري - موقع هندسي النقاط التصويريةمما يعكس حالة النظام في الفضاء الديناميكي الحراري. تتوافق العملية في مساحة الحالة مع الخط الموجود على هذا السطح.

يشير بعض المؤلفين إلى أن الفضاء الديناميكي الحراري يتشكل فقط من خلال متغيرات مستقلة، أي في الحالة التي ندرسها، فهو ليس ثلاثي الأبعاد، بل ثنائي الأبعاد ويمثل مجالًا ديناميكيًا حراريًا الرسم التخطيطي للدولة - الإسقاط المسطحسطح ديناميكي حراري ثلاثي الأبعاد إلى واحد من ثلاثة تنسيق الطائرات. كل حالة من حالات النظام لها مراسلات عكسية وفريدة من نوعها لنقطة على مخطط الحالة، و عملية الديناميكا الحرارية- الخط الموجود ب-ف- يسمى المخطط متساوي الحرارة, بي تي-رسم بياني - isochores، على V-T-رسم بياني - إيزوبار. إذا تم رسم خطوط العزل على مخطط الطور، فسيتم تصوير العملية على أنها جزء من متساوي الحرارة أو متساوي التجويف أو متساوي الضغط.

تسمى الصورة ثلاثية الأبعاد للسطح الديناميكي الحراري لنظام غير متجانس مخطط مرحلة الحجم (مخطط المرحلة المكانية, مخطط المرحلة ثلاثي الأبعاد, مخطط الحالة ثلاثي الأبعاد ):

إسقاط السطح الديناميكي الحراري لنظام غير متجانس بي تي- المستوى الإحداثي هو منحنى الطور، أي مخطط حالة مع خطوط توازن الطور المرسومة عليه:

في الديناميكا الحرارية، تنقسم متغيرات الحالة إلى فئتين - تلك التي لها قيمة معينة عند كل نقطة، وتلك التي لها معنى فقط بالنسبة للنظام ككل أو أجزائه ذات الأبعاد المحدودة ولها الخاصية المضافة في الحجم. جمع متغير الحالة يعني أنه يمكن جمع قيمه، بحيث تكون قيمة المتغير للنظام مساوية لمجموع قيم ذلك المتغير لجميع أجزاء النظام.

متغيرات حالة نظام متجانس، بغض النظر عن حجمها، تسمى شديد. تعتبر الديناميكا الحرارية أي كمية مكثفة المتغير العياني المحلي، والتي لديها تماما قيمة محددةفي كل نقطة من النظام. المتغيرات الديناميكية الحرارية المكثفة هي، على سبيل المثال، الضغط ودرجة الحرارة والإمكانات الكيميائية والتركيز والكثافة والكميات المولية والمحددة.

شاسِعيسمى متغير الحالة المحدد بواسطة عالميا، وهذا هو، اعتمادا على حجم النظام وتميزه لا نقطة معينةالفضاء، وبعض الأجزاء ذات الحجم المحدود من النظام أو النظام ككل. نظرًا لأن المتغيرات الشاملة لها خاصية الجمع، فإن المصطلحين "شامل" و"مضاف" عند تطبيقهما على متغيرات الحالة عادة ما يعتبران مترادفين. إن إضافة متغير شامل تعني أنه يمكن تعريف هذا المتغير لأي أنظمة ديناميكية حرارية، بما في ذلك الأنظمة غير المتجانسة (والتي يمكن دائمًا تقسيمها إلى أجزاء متجانسة، إذا كان شرط التجانس يعتبر ضروريًا في البداية عند إدخال المتغير المعني).

ومن أمثلة المعلمات الشاملة الحجم، وكتل المواد، والطاقة الداخلية، والإنتروبيا، والإمكانات الديناميكية الحرارية.

تعتمد طريقة قياسها بالمقارنة مع المعيار على خاصية الجمع للكميات الكبيرة. يعتمد قياس الكمية المكثفة على استخدام العلاقة بين التغيرات في الكمية المكثفة من ناحية، والتغيرات في الكمية المكثفة المناسبة من ناحية أخرى. لقياس درجة الحرارة باستخدام مقياس حرارة سائل، يمكنك استخدام حجم الكحول أو كمية كبيرة.

من وجهة نظر المصطلحات، من الصحيح أيضًا الحديث عن أي حل باعتباره نظامًا متجانسًا ونظامًا أحادي الطور، والحديث عن مكعبات الثلج في الماء كنظام غير متجانس ونظام ثنائي الطور. ويعتمد اختيار المصطلح الأكثر ملاءمة على صياغة المشكلة قيد النظر، حيث أن الاختلاف في مصطلحي "النظام الديناميكي الحراري" و"المرحلة الديناميكية الحرارية" يعكس الاختلاف في طرق وصف النظام والطور. تُفهم حالة المرحلة على أنها مجموعة من المتغيرات المكثفة المستخدمة لوصفها. تتميز الكميات المكثفة مثل الكثافة والسعة الحرارية ومعامل التمدد الحراري وما إلى ذلك الخصائص الديناميكية الحراريةمادة فردية أو محلول يشكل المرحلة. تم تقديم مفهوم المرحلة الديناميكية الحرارية من قبل جيبس ​​بهدف "وجود مصطلح يشير فقط إلى التركيب والحالة الديناميكية الحرارية [...] للجسم والذي ليس لحجمه أو شكله أي معنى."

للمهمة الحالة الديناميكية الحراريةأي النظام، أي مجمل خصائصه، فلا يكفي معرفة خصائص الأطوار التي تشكل هذا النظام: في مجموعة من العناصر المستقلة متغيرات النظاميجب تمثيل كمية واسعة واحدة على الأقل، على سبيل المثال حجم أو كتلة النظام.

يتم استدعاء عدد المتغيرات المكثفة المستقلة اللازمة لتعيين حالة جميع مراحل النظام تقلب النظام. يسمى عدد المتغيرات المستقلة اللازمة لتحديد حالة النظام مع الأخذ في الاعتبار كتل جميع مراحله الاختلاف الكامل (العام) للنظام. تم العثور على التباين والتباين الكامل للنظام باستخدام قاعدة مرحلة جيبس.

بعض الإحداثيات والقوى المعممة مذكورة أدناه:

دعونا نكتب لنظام ديناميكي حراري متجانس متوازن دون تقسيم المتغيرات الطبيعية المستقلة للطاقة الداخلية إلى إنتروبيا وإحداثيات معممة وكتل المكونات

لنتصل إمكانات التفاعل الديناميكي الحراري. باستخدام إحداثيات الحالة وإمكاناتها، نحصل على الشكل التفاضلي لمعادلة جيبس ​​الأساسية من حيث الطاقة النموذج التالي :

مع الأخذ بعين الاعتبار أن الإحداثيات الحراريةهناك الانتروبيا، الإمكانات الحرارية- درجة الحرارة الديناميكية الحرارية المطلقة، تنسيق تشوه السوائل- مقدار ، احتمال تشوه السوائل- الضغط من إشارة سلبية، بالنسبة لنظام التشوه الحراري المغلق نحصل على المعادلة الأساسية للديناميكا الحرارية بالشكل التقليدي:

يتم استخدام مصطلحات "إحداثيات الحالة الديناميكية الحرارية" و"إمكانات التفاعل الديناميكي الحراري" من قبل النظام الذي اقترحه أ.أ.جوكمان لبناء وتقديم الديناميكا الحرارية. - التخلي عن المصطلحات التقليدية والتحول إلى شيء جديد الجهاز المفاهيمييسمح لنظام جوكمان بتجنب الاصطدامات المرتبطة بالاستخدام غير التقليدي للمصطلحات المعمول بها.

في بعض الأحيان يتم تقسيم متغيرات الحالة إلى خارجي، تميز البيئة ومستقلة عن حالة النظام قيد النظر، و داخلي- توصيف النظام قيد الدراسة. تعريف آخر يحدد المتغيرات الخارجية ذات الإحداثيات الديناميكية الحرارية المعممة. يحدد التعريف التالي المتغيرات الخارجية (الحجم والانتروبيا وكتلة النظام) بإحداثيات الحالة الديناميكية الحرارية. ووفقا للتعريف التالي، فإن المتغيرات الخارجية (الحجم، الشدة ميدان القوةوما إلى ذلك) هناك متغيرات الحالة التي تميز النظام، ولكن يتم تقييمها من خلال حالة البيئة الخارجية. بمعنى آخر، هي وظائف لخصائص البيئة (وظائف إحداثيات الأجسام الخارجية)، اعتمادًا على المكان الذي يتم فيه رسم الحدود بين النظام و بيئة خارجية (الهيئات الخارجية)، وعلى الظروف التي يوجد فيها النظام، بحيث يكون في حالات مختلفةيمكن أن تعمل نفس الكمية كمتغير خارجي وداخلي. على سبيل المثال، مع موضع ثابت لجدران الوعاء، يكون حجم السائل متغيرًا خارجيًا، والضغط متغيرًا داخليًا؛ وفي حالات أخرى، عندما يكون النظام في أسطوانة ذات مكبس متحرك تحت ضغط ثابت، فإن الضغط سيكون خارجياً، وسيكون الحجم متغيراً داخلياً (الحجم صلب- متغير داخلي لأنه لا يعتمد على خصائص الأجسام المحيطة . إن اتفاقية تقسيم متغيرات الحالة إلى خارجية وداخلية واضحة: يمكن دائمًا اعتبار النظام قيد الدراسة وبيئته جزءًا من نظام موسع واحد يتكون من النظام قيد الدراسة وبيئته، وبالنسبة لمثل هذا النظام الموسع جميع متغيرات الحالة التي تهمنا يمكن اعتبارها داخلية.

هناك تفسيرات أخرى لمصطلح "المتغير الخارجي" إلى جانب تلك المذكورة. إن عدم وجود تفسير مقبول بشكل عام يجعل من الصعب استخدام عرض المتغير الخارجي.

تصنف درجة حرارة النظام عادة كمتغير داخلي، ولكن في بعض الأحيان تصنف كمتغير خارجي.

تعد المتغيرات الخارجية مهمة لتلك الأساليب في بناء/عرض الديناميكا الحرارية، حيث يعتبر النظام الديناميكي الحراري بمثابة صندوق أسود: عن طريق تغيير المتغيرات الخارجية (المرتبطة مباشرة بالعمل المنجز على النظام - أو على النظام)

معيار الكميات الديناميكية الحرارية.

يعتمد حجم التغير في طاقة جيبس ​​أثناء التفاعل على درجة الحرارة، أوكذلك على طبيعة المواد المتناولة وتركيزها والمواد الناتجة عنها. لسهولة المقارنة ردود فعل مختلفةمن المعتاد مقارنة قيم ΔG في ظل الظروف القياسية، أي. بنفس تركيزات المواد (الحالة النقية ل المواد الفردية); تركيز يساوي 1 مول لكل 1000 غرام من المذيب (للحلول)؛ الضغط الجزئي يساوي الضغط الجوي الطبيعي للغازات. تسمى حالة المادة في الظروف القياسية بالحالة القياسية.

الكميات الديناميكية الحرارية التي تميز المادة في وجودها حالة قياسية، تسمى القيم القياسية. التغييرات في الكميات الديناميكية الحرارية أثناء التفاعل الذي يتم خلاله تحويل المواد الأولية في الحالة القياسية إلى منتجات التفاعل، أيضًا في الحالة القياسية، تسمى التغييرات القياسية في الكميات المقابلة. القيم القياسيةوعادةً ما تتم الإشارة إلى تغييراتها باستخدام علامة "o". على سبيل المثال، يُشار إلى الإنتروبيا القياسية بالرمز S°، التغير القياسي في المحتوى الحراري - ΔН°، التغير القياسي في طاقة جيبس ​​- ΔG 0.

يرتبط التغير المعياري في طاقة جيبس ​​للتفاعل بثابت توازن التفاعل بالمعادلة:

ΔG 0 = - 2.3RTlgK ص (19)

عند استبدال قيمة R = 8.314 J/(mol K) سيتم التعبير عن القيمة ΔG 0 بالصيغة ΔG 0 = - 2.3 8.314T lg K = - 19.15 T log Kr, J/mol

ΔG 0 = - 0.01915T lg Kr , كيلوجول/مول (20)

تتيح هذه المعادلة، بمعرفة ΔG 0، حساب ثابت التوازن، وعلى العكس من ذلك، تحديد ΔG 0 للتفاعل من القيمة التي تم العثور عليها تجريبيًا لثابت التوازن. إنه صالح لأي درجة حرارة، ولكنه يستخدم غالبًا عند 25 درجة مئوية (298 كلفن)؛ يتم قبول درجة الحرارة هذه كمعيار. تتم الإشارة إلى درجة الحرارة بواسطة منخفض

ΔG 0 293 = - 0.01915 298 lg K 298، كيلوجول/مول

أو ΔG 0 293 = - 5.71 إل جي ك 298 (21)

عند حساب تغيرات المحتوى الحراري القياسي وطاقات جيبس ​​للتفاعلات، عادةً ما يتم استخدام المحتوى الحراري القياسي وطاقات جيبس ​​لتكوين المواد. تمثل هذه القيم تفاعلات التكوين ΔН 0 293 و ΔG 0 293 من هذه المادةمن تلك البسيطة في ظل الظروف القياسية. علاوة على ذلك، إذا كان العنصر يشكل عدة مواد بسيطة، فسيتم أخذ أكثرها ثباتًا (في ظل ظروف معينة). من المفترض أن يكون المحتوى الحراري للتكوين وطاقة جيبس ​​لتكوين المواد البسيطة الأكثر استقرارًا صفرًا.

وفقا لقانون هيس، تغير الانثالبي القياسي للتفاعل(مختصر: المحتوى الحراري القياسي للتفاعل) يساوي مجموع المحتوى الحراري القياسي لتكوين منتجات التفاعل مطروحًا منه مجموع المحتوى الحراري القياسي لتكوين المواد الأولية.وبالمثل، فإن التغير المعياري في طاقة جيبس ​​للتفاعل (المختصرة بطاقة جيبس ​​القياسية للتفاعل) يساوي مجموع طاقات جيبس ​​القياسية لتكوين نواتج التفاعل مطروحًا منه مجموع طاقات جيبس ​​القياسية لتكوين نواتج التفاعل مواد. وفي هذه الحالة يتم إجراء جميع عمليات الجمع مع الأخذ بعين الاعتبار عدد مولات المواد المشاركة في التفاعل وفقا لمعادلته.

يوفر هذا وبعض الكتب المرجعية الأخرى قيمًا للمحتوى الحراري القياسي للتكوين ( ΔН 0298) والانتروبيا القياسية (S°) للمواد. لحساب طاقة جيبس ​​القياسية للتكوين ( Δز 0298الشكل) للمادة، يجب على المرء أولاً حساب الإنتروبيا القياسية للتكوين ( Δ S o 6п) المواد، ثم استخدم الصيغة

ΔG arr = ΔН arr - TΔS arr

مثال 1.احسب ΔН 0298التأثير الحراري عند 298 كلفن وضغط ثابت وتفاعلات ΔG 0 293:

عملية حسابية ΔН 0298والتأثير الحراري للتفاعل. نجد في الجدول. _. ΔH 0 298 Fe 2 O3 (-822.2 كيلو جول/مول) وA1 2 O 3 (-1676.0 كيلو جول/مول) عند 298 كلفن وإجراء الجمع الجبري:

ΔН 0 298 = - 1676.0 - (-822.2) = - 853.8 كيلوجول

حيث أن التغير في أنتلبي التفاعل متساوي في المقدار ومعاكس في الإشارة التأثير الحراريعند درجة حرارة وضغط ثابتين، سيتم كتابة المعادلة الكيميائية الحرارية للتفاعل بالطريقة الآتية: Fe 2 O 3 + 2A1 = A1 2 O 3 + 2Fe + 853.8 كيلوجول.

في درجات الحرارة المنخفضةيمكن أن تعمل علامة التغير في المحتوى الحراري للتفاعل على تحديد الاتجاه المحتمل للتفاعل بشكل تقريبي. تم الحصول عليها لرد الفعل قيد النظر معنى سلبي∆ 0 يشير إلى إمكانية حدوثه تلقائيا في درجات حرارة منخفضة بما فيه الكفاية؛ علاوة على ذلك، فإن القيمة المطلقة الكبيرة البالغة ΔН 0 298 تسمح لنا أن نفترض باحتمالية كافية أنه في ظل ظروف لا تختلف كثيرًا عن الظروف القياسية، يمكن أن يستمر رد الفعل هذا أيضًا في الاتجاه الأمامي.

حساب ΔG° 298 تفاعلات . نجد في الجدول_. ΔG o 6 p Fe 2 O 3 (-740.3 كيلوجول/مول) وA1 2 أوقية (-1582 كيلوجول/مول) عند 298 كلفن وإضافة: ΔG° 298 = - 1582 - (-740.3) = - 831.7 كيلوجول

تؤكد القيمة السلبية الناتجة البالغة ΔG° 298 الاستنتاج الذي تم التوصل إليه على أساس تقييم تفاعل ΔH 0 298. يرجع التقارب بين القيم الموجودة ΔН 0 298 و ΔG° 298، على وجه الخصوص، إلى حقيقة أنه أثناء التفاعل قيد النظر، لا يتغير عدد جزيئات الغاز (في مثالنا، لا المواد الأولية ولا المواد منتجات التفاعل هي غازات). عندما يتغير عدد جزيئات الغاز، يمكن أن تتغير إنتروبيا النظام بشكل كبير (يصاحب الانتقال إلى الحالة الغازية زيادة قوية في الاضطراب الجزيئي!)، ونتيجة لذلك تظهر قيم ΔG° 298 وΔH 0 298 لا يمكن أن تختلف بشكل ملحوظ في القيمة فحسب، بل قد تكون كذلك علامات مختلفة(انظر المثال 2). لذلك، في مثل هذه الحالات، لا يمكن أن تكون إشارة ΔG° 298 بمثابة معيار محدد لاتجاه حدوث التفاعل التلقائي.

إن القيمة المطلقة الكبيرة البالغة ΔG° 298 الموجودة للتفاعل قيد النظر تسمح لنا بالتحدث باحتمالية كافية عن إمكانية حدوث هذا التفاعل في الاتجاه الأمامي ليس فقط عند درجة الحرارة القياسية (25 درجة مئوية)، ولكن أيضًا عند درجات حرارة أخرى. وفي حالة القيم المطلقة الصغيرة ΔG° 298 أيضًا للتفاعلات التي تحدث مع تغير في عدد جزيئات الغاز، لا يمكن التوصل إلى مثل هذا الاستنتاج؛ في مثل هذه الحالات، تحتاج إلى معرفة مدى اعتماد ΔG° 298 على درجة الحرارة.

مثال 2.احسب ΔH 0 298 والتأثير الحراري عند 298 K والضغط الثابت وΔG° 298 للتفاعل: CuO + C = Cu + CO

عملية حسابيةΔН 0298 تفاعلات.نجد في الجدول. 7. ΔH 0 298 CuO (-162.0 كيلو جول/مول) وCO (-110.5 كيلو جول/مول) عند 298 كلفن وإضافة: ΔH 0 298 = -110.5-(-162.0) = 51 .5 كيلو جول

وبالتالي CuO + C = Cu + CO - 51.5 كيلوجول

وتكون القيمة الناتجة ΔН 0 298 موجبة، ولكنها صغيرة في القيمة المطلقة. ولذلك، فإنه لا يمكن أن يكون بمثابة معيار لاتجاه التفاعل حتى في درجات الحرارة المنخفضة، خاصة أنه في الحالة قيد النظر يتغير عدد جزيئات الغاز نتيجة للتفاعل.

عملية حسابيةΔز° 298 تفاعلات.نجد في الجدول. _. ΔG° 298 arr CuO (-129.4 كيلو جول/مول) وCO (-137.1 كيلو جول/مول) عند 298 كلفن وإضافة ما يلي: ΔG° 298 = - 137.1 - (-129.4) = - 7 .7 كيلو جول

القيمة الناتجة ΔG° 298 صغيرة أيضًا قيمه مطلقهولكن سلبية. فهو يشير إلى إمكانية حدوث التفاعل في الاتجاه الأمامي في ظل الظروف القياسية، ولكنه لا يوفر أساسًا للاستنتاجات حول اتجاهه في ظل ظروف مختلفة عن الظروف القياسية.

في في هذا المثاليتم تفسير العلامات المختلفة لـ ΔН 0 298 و ΔG° 298 من خلال زيادة عدد جزيئات الغاز أثناء التفاعل والزيادة المرتبطة بالإنتروبيا. هذا هو السبب في إمكانية حدوث التفاعل الماص للحرارة لاختزال النحاس.

مثال 3.احسب ثابت التوازن للتفاعل:

NH 3 + HC1 = NH 4 C1

أولاً، دعونا نحدد التفاعل ΔG° 298. للقيام بذلك، نجد في الجدول. _. ΔG° 298 NH 3 (-16.7 كيلو جول/مول)، HCI (-94.8 كيلو جول/مول) وNH 4 CI (-203.2 كيلو جول/مول) عند 298 كلفن وإضافة ما يلي:

AG° 98 = - 203.2 - (-16.7 - 94.8) = - 91.7 كيلوجول

الآن نعوض بالقيمة التي تم العثور عليها ΔG° 298 في المعادلة ونحصل على: -91.7 = - 5.71 1g K 298، وبالتالي 1g K 298 = 16؛ أي ك 298 = 10 16

أهمية عظيمةالثابت الذي وجدناه يوضح أن التوازن عند درجة الحرارة القياسية

NH 3 + HC1 ↔ NH 4 CI

تحولت بقوة إلى اليمين. وبعبارة أخرى، في ظل الظروف القياسية، كلوريد الأمونيوم مركب مستقر.

طاولة _.

المحتوى الحراري القياسي للتكوين وطاقة جيبس ​​القياسية لتكوين مواد معينة عند 298 كلفن (25 درجة مئوية)

التسميات المختصرة لحالة تجميع المواد: g - غازي، g - سائل، j - بلوري.

الطاقة الداخلية	U، كيلو جول / مول	إجمالي الطاقةالنظام يساوي مجموع الطاقة الحركية والمحتملة وأنواع الطاقة الأخرى لجميع جزيئات هذا النظام. هذه هي وظيفة الحالة التي تساوي زيادتها الحرارة التي يتلقاها النظام في عملية متساوية
وظيفة	أ، كيلوجول / مول	قياس الطاقة للأشكال الاتجاهية لحركة الجسيمات أثناء تفاعل النظام مع البيئة
حرارة	س، كيلوجول / مول	مقياس الطاقة للأشكال الفوضوية لحركة الجسيمات أثناء تفاعل النظام مع البيئة.
القانون الأول للديناميكا الحرارية	∆Q = ∆ U + A	يتم إنفاق الحرارة الموردة للنظام لزيادة الطاقة الداخلية للنظام ولأداء العمل الذي يقوم به النظام ضد القوى البيئية الخارجية
إنتروبيا	S، J/(mol∙K) ∆S =Q / T، ∆S 0 r -tions =∑n i S i 0 (تابع). - ∑ n i S i 0 (المرجع)	وظيفة الدولة التي تميز درجة اضطراب النظام
الطاقة الداخلية الكامنة	N، كيلو جول/مول ∆Н = ∆U + p∆V	وظيفة الحالة التي تميز حالة الطاقة للنظام في ظل الظروف المتساوية
المحتوى الحراري للتفاعل (نتيجة طبيعية لقانون هيس)	∆Н 0 r-tion = ∑n i Н i 0 (تابع). - ∑ n i Н i 0 (المرجع)i 0	يعتمد التأثير الحراري للتفاعل في ظل الظروف متساوية الضغط على طبيعة وحالة المواد البادئة ونواتج التفاعل، ولكنه لا يعتمد على المسار الذي يستمر التفاعل من خلاله
طاقة جيبس	G، كجول/مول ∆G = ∆H- T∆S ∆G 0 r-tions = ∑n i G i 0 (تابع). - ∑ n i G i 0 (المرجع)i 0	الطاقة الحرة هي دالة لحالة النظام، مع الأخذ في الاعتبار طاقة النظام واضطرابه في ظل الظروف متساوية الضغط

حل المهام النموذجية

1. لنكتب المعادلة

2. اكتب ن

3. اكتب قيم DH 0

4. دعونا نجري العمليات الحسابية باستخدام الصيغة: DН 0 رد فعل = åDН 0 إنتاج -åD Н 0 خارج

مهمة 1. تحديد التأثير الحراري للتفاعل بين أكسيد الألومنيوم وأكسيد الكبريت (VI) مع تكوين ملح - كبريتات الألومنيوم.

Al 2 O 3 (t) + 3SO 3 (t) = Al 2 (SO 4) 3 (t) اكتب n و DH 0

الاسم المميز 0 298 -1676 -396 -3442

DН 0 رد فعل = å(n ∙DН 0 تابع) - å(n∙D Н 0 خارج);

حيث å هي علامة الجمع؛

ن – معاملات العناصر المتكافئة.

DН 0 - المحتوى الحراري القياسي للتكوين المواد الكيميائية;

خوارزمية لحساب المحتوى الحراري للتفاعل:

1) نقوم بتكوين معادلة التفاعل، مع الإشارة إلى حالة تجميع المواد بالمؤشر الأيمن السفلي.

2) باستخدام الجدول الملحق نجد قيم DН 0 298 لتكوين Al 2 O 3 و SO 3 و Al 2 (SO 4) 3 وتحت كل منها رمز كيميائيفي معادلة التفاعل نوقع القيمة DН 0 298 المأخوذة من الجدول بمضاعف يساوي معامل العناصر المتكافئة؛

3) نجمع كل المحتوى الحراري لنواتج التفاعل ونطرح منها مجموع المحتوى الحراري للمواد الأولية.

4) الحساب: DН= (-3442) – = -578 كيلوجول، أي تفاعل طارد للحرارة

إجابة:درهم = -578 كيلوجول.

المهمة 2. ما هي علامة DN وDS وTDS للتفاعل الطارد للحرارة:

2H2 (ز) + O2 (ز) = 2H2O (ز)

إجابة: رد الفعل طارد للحرارة، أي. درهم< 0.

ومع استمرار ذلك، يتناقص حجم النظام (من أصل 3 مول المواد الغازيةيتم تشكيل 2 الشامات)، أي. د.س.<0, поэтому TDS<0.

المهمة 3. في أي اتجاه - للأمام أو للخلف - يحدث التفاعل 2H 2 (g) + O 2 (g) = 2H 2 O (g)؟

أ) T = 298 0 K (25 0 C)، إذا DN = -484 كيلو جول، TDS = -26 كيلو جول

ب) T = 1000 0 K (737 0 C)، إذا DN = -484 كيلو جول، TDS = -890 كيلو جول

حل:

رد الفعل ممكن إذا تم استيفاء الشرط: DH - TDS< 0

لنستبدل قيم DN وTDS في هذا التعبير.

أ) عند T=298 0 K: -484-(-26) = -458 كيلوجول،

أولئك. يستمر التفاعل في الاتجاه الأمامي، ويتم تحديد تنفيذه بواسطة عامل المحتوى الحراري.

ب) T=1000 0 K: -484-(-890) = 406 كيلوجول،

في الاتجاه الأمامي، يكون التفاعل مستحيلًا بسبب عامل الإنتروبيا TDS (بالقيمة المطلقة) >DN.

المهمة 4.

هل يمكن أن يحدث تفاعل اختزال أكسيد الحديد (III) مع الهيدروجين في ظل الظروف القياسية إذا كانت DS = 0.1387 kJ/mol 0 K؟ في أي درجة حرارة ستتم هذه العملية؟

Fe2O3 + 3H2 = 2 Fe + 3H2O, DH = 96.61 كيلوجول

حل:

DG = DH-TDS = 96.61-298×0.1387 = 55.28 كيلوجول/مول؛

في ظل الظروف القياسية، يكون رد الفعل هذا مستحيلًا، لأن DG > 0، في ظل هذه الظروف يحدث التآكل (تفاعل أكسدة الحديد).

لنحسب درجة الحرارة التي يصبح عندها هذا التفاعل ممكنًا (التوازن: DG = 0 Þ DH=TDS).

إجابة : ولذلك، عند T ~ 696.5 0 K، يبدأ تفاعل الاختزال لأكسيد الحديد (III).

المهمة 5. تحديد اتجاه التفاعل في النظام

CH 4 + CO 2 « 2СО + 2Н 2

دعونا نحسب قيمة DG 0 298 للتفاعل المباشر. نجد في الجدول أن هذه القيمة بالنسبة لـ CH 4 تساوي 50.85 كيلو جول/مول، وبالنسبة لـ CO 2 - 394.37 كيلو جول/مول، بالنسبة لـ CO - 137.15 كيلو جول/مول، وبالنسبة لـ H 2 0 كيلو جول/مول. وفقا للنتيجة الطبيعية الثانية لقانون هيس

د ج 0 298 = - [(- 50.85) + (- 394.37)] =

170.92 كيلوجول/مول

إجابة: وبما أن القيمة الناتجة أكبر من الصفر، فلا يمكن أن يحدث تفاعل مباشر في الحالة القياسية للنظام.

المهمة 6.

باستخدام البيانات المرجعية (انظر الملحق)، احسب التغير في الإنتروبيا وطاقة جيبس ​​والمحتوى الحراري في عملية استيعاب السكروز في جسم الإنسان، والذي يتلخص في أكسدته:

C 12 H 22 O 11 (k) + 12 O 2 (g) → 12 CO 2 (g) + 11 H 2 O (F)

ن مول 1 12 12 11

∆ح 0كيلوجول/مول-2222 0 –393.5 –286

∆ س 0 دث / مول360 205 214 70

∆ ز 0كيلوجول/مول-1545 0 –394.4 –237

حل:

∆ ح 0 رد فعل = -

[∆ ن 0 خارج. (C 12 H 22 O 11 (k)) + 12 ∆ H 0 out (O 2 (g)) ] = - [ -2222 + 12 0] = -5646 كيلوجول/مول؛

∆ S 0 رد فعل = -

[∆ S 0 خارج. (C 12 H 22 O 11 (k)) + 12 ∆ S 0 خارج (O 2 (g)) ] = - = + 723 J/(mol K)

∆ رد فعل G0 = -

[∆ G 0 خارج. (C 12 H 22 O 11 (k)) + 12 ∆ G 0 out (O 2 (g)) ] = - [ (-1545)- 12 0] = -5794.8 كيلوجول/مول؛

إجابة: ∆ تفاعل H0 = -5646 كيلوجول/مول؛

∆ تفاعل S0 = + 723 J/(mol K);

∆ تفاعل G 0 = -5794.8 كيلوجول/مول؛

المهام للفرد عمل مستقل

53. – 77. بناءً على المحتوى الحراري القياسي للتكوين ΔН 0 298 والإنتروبيا المطلقة DS 0 298، الواردة في الملحق، لكل نوع مختلف من المواد، حدد:

· ΔH 0 298 تفاعل، DS 0 298 تفاعل وDG 0 298 تفاعل.

· استخلص استنتاجاً حول الاحتمال الديناميكي الحراري لحدوث التفاعل في ظل الظروف القياسية.

· صياغة قوانين الكيمياء الحرارية التي استخدمتها لحل هذه المشكلة.

خيار	معادلة التفاعل	خيار	معادلة التفاعل
	CO (ز) + H2O (ل) → CO2 (ز) + H2 (جم)		2H2S + 3O2 → 2H2O +2SO 2
	ح 2 + الكلور 2 → 2 حمض الهيدروكلوريك		ثاني أكسيد الكربون + الكلور 2 → COCl 2
	2C 2 H 2 + 5O 2 → 4CO 2 +2H 2 O		4NH3 +3O2 → 6H2O + 2N2
	ح 2 + كو 2 → كو + ح 2 أو		CS 2 + 3O 2 → CO 2 + 2SO 2
	CO + 3H2 → CH4 + H2O		Fe 2 O 3 + 3CO → 2Fe + +3CO 2
	C 2 H 4 + 3 O 2 → 2 CO 2 + 2 H 2 O		2H2S + SO2 → 3S + 2H2O
	4NH3 +5O2 → 4NO + 6H2O		2CH 3 OH+3O 2 → 2 CO 2 + 4H 2 O
	NH 3 + حمض الهيدروكلوريك → NH 4 Cl		CO + H2O → H2 +CO 2
	2H2O2 → 2H2O + O2		2C 2 H 6 +7O 2 → 4CO 2 +6H 2 O
	2SO 2 + O 2 →2SO 3		CH 4 +2O 2 →CO 2 + 2H2O
	SO 2 + NO 2 → SO 3 + NO		4HCl + O2 → 2H2O +2Cl2
	CH 4 + 4Cl 2 →CCl 4 +4HCl		2PH 3 + 4O 2 → P 2 O 5 + 3 H 2 O
	SO 2 + 2H 2 S → 3S + 2 H 2 O

78. احسب التغير في الإنتروبيا عندما يتحول 1 مول من الجليد عند درجة حرارة -5 0 مئوية إلى بخار ماء عند درجة حرارة 105 درجة مئوية؟

79. احسب طاقة جيبس ​​عند 373K، إذا كان تفاعل ΔH0 هو 13873 J/mol، S = 42.2 J/(mol∙K)

80. التأثير الحراري لتفاعل احتراق البنزين السائل مع تكوين بخار الماء وثاني أكسيد الكربون يساوي -3135.58 كيلوجول. اكتب معادلة كيميائية حرارية لهذا التفاعل واحسب حرارة تكوين البنزين.

81. – 86. باستخدام البيانات الواردة في الجدول، احسب درجة الحرارة (K) التي يكون عندها كلا اتجاهي التفاعل محتملين بالتساوي:

خيار	معادلة التفاعل	ΔН 0، كيلوجول	∆S 0، J/(mol∙K)
	CO 2 (ز) + C (ر) ↔ 2 CO (ز)	+173	+176
	ن 2 (جم) + 3 ح 2 (جم) ↔ 2 نه 3 (جم)	-92	-201
	CO (ز) + H 2 (ز) ↔ C (ر) + H 2 O (ز)	-132	-134
	2NO (ز) + O 2 (ز) ↔ 2NO (ز)	-116	-147
	PCl 5 (جم) ↔ PCl 3 (جم) + Cl 2 (جم)	+88	+171
	2NO 2 (ز) ↔ N 2 O 4 (ز)	-57	-176

حركية

الإجابة على الأسئلة:

1. ما هي الخاصية الحركية تفاعل كيميائي?

2. ما المقصود بمعدل التفاعل الكيميائي؟

3. لماذا في المعادلة. سرعة لحظيةردود الفعل لها علامتان قبل المشتقة؟

4. اذكر العوامل التي تعتمد عليها سرعة التفاعل الكيميائي.

5. كيف يختلف التسجيل؟ المعادلة الحركيةلتفاعلات متجانسة من تلك غير المتجانسة؟

6. أي مرحلة رد فعل معقديسمى الحد؟

7. ما هو رد الفعل الذي يعتبر رد فعل من الدرجة الأولى؟ ما المعادلة التي تصفها؟

8. في أي حالة يكون ترتيب التفاعل وجزيئية التفاعل

أ) تطابق، ب) لا تطابق؟ ما هي الحالة الأكثر شيوعا؟

9. أي المعنى الجسديثوابت المعدل؟ ما هي العوامل التي يعتمد عليها؟

10. ما هو أبعاد ثوابت المعدل للتفاعلات من الدرجة الأولى والثانية؟

11. لماذا يعتمد معدل التفاعل الكيميائي في معظم الحالات على تركيز الجزيئات المتفاعلة؟

13. لماذا يزداد معدل التفاعلات مع زيادة درجة الحرارة؟ ما هو تنشيط الطاقة؟ كيف ولماذا يتم تحديدها؟

14. ما هي النظريات التي تعرفها والتي تفسر اعتماد معدل التفاعل على درجة الحرارة؟ ما هي أوجه التشابه والاختلاف بينهما؟

15. ما هو جوهر نظرية أرهينيوس التي تصف تأثير درجة الحرارة على معدل التفاعل؟

16. كيف يعتمد معدل التفاعل على طاقة التنشيط؟ ما هي مصادر التنشيط الجزيئي التي تعرفها؟

17. اذكر أنواع الحفز التي تعرفها. ما هي مميزات العمليات التحفيزية؟ يشير إلى أمثلة محددةأهمية الحفز في الصناعة وحياة الكائنات الحية

18. ما هي خصوصية وانتقائية المحفزات؟ أظهر ذلك بالأمثلة.

19. لماذا لا تؤثر المحفزات على تحول التوازن؟

20. كيف نظريات مختلفةشرح العمل التحفيزي؟ ما هي الميزات الحفز غير المتجانس?

21. ما هو التحفيز الذي يسمى الأنزيمي؟ ما هي الميزات الحفز الأنزيمي؟ أعط أمثلة على العمليات التي تحدث تحت تأثير الإنزيمات.

22. أعط أمثلة على المواد التي تعتبر مثبطات النترجة ومثبطات عمليات الأكسدة والاختزال التي تحدث أثناء تخزين المنتجات.

23. أعط مثالاً لتفاعل كيميائي يكون من المرغوب فيه أن تكون طاقة التنشيط منخفضة نسبيًا. في أي الحالات يكون من المرغوب فيه الحصول على المزيد طاقة عاليةالتنشيط؟

24. من المعروف أنه في التربة التي تنمو فيها البقوليات يتحول النيتروجين من الهواء إلى مادة كيميائية النموذج المرتبطوفي النباتات الخضراء يحدث تخليق مباشر للبروتينات من النترات ومركبات الأمونيوم. لماذا، في نفس درجات الحرارة والتركيزات والضغوط، تكون العمليات المذكورة غير ممكنة بحتة كيميائيافي المختبر أو ظروف الإنتاج?

25. ما هي التفاعلات التي تسمى الكيمياء الضوئية؟ ما هي الأنماط الكمية التي تصف هذه العمليات؟

26. ما هو تأثير الضوء في التفاعلات الكيميائية الضوئية؟

27. ما هو جوهر عملية التمثيل الضوئي؟ ما هي مراحل العملية الكيميائية الضوئية؟

28. ما هو العائد الكمي؟

29. ما هو جوهر قانون جروثوس؟ كيف تعتمد كمية المادة المتفاعلة أثناء عملية البناء الضوئي على قوة الضوء وزمن تشعيع النبات؟

30. ما هو جوهر قانون أينشتاين للتكافؤ الكيميائي الضوئي؟

أسئلة متعددة الخيارات

31. أثناء التفاعل الكيميائي طاقة حراريةنظام التفاعل:

أ) لا يتغير؛ ب) يتم امتصاصه

ج) يبرز. د) يمكن استيعابها وإطلاقها.

32. يتميز معدل التفاعل الكيميائي بما يلي:

أ) التغير في كميات المواد لكل وحدة زمنية في وحدة الحجم أو وحدة المساحة؛

ب) الوقت الذي ينتهي فيه التفاعل الكيميائي.

ج) العدد الوحدات الهيكليةالمواد التي دخلت في تفاعل كيميائي.

د) حركة جزيئات أو أيونات المواد المتفاعلة بالنسبة لبعضها البعض.

33. تعتمد سرعة التفاعل الكيميائي بين الزنك والحمض على:

أ) انخفاض الضغط.

ب) طبيعة الحمض.

ج) زيادة الضغط.

د) وجود المحفز.

34. عندما تزيد درجة الحرارة بمقدار 30 درجة فإن معدل التفاعل يزداد 8 مرات. ما يساوي معامل درجة الحرارةتفاعلات؟

أ) 8؛ ب) 2؛ على الساعة 3؛ د) 4

35. يزداد معدل التفاعل المباشر N 2 + 3H 2 = 2NH 3 + Q عندما :

أ) زيادة في تركيز النيتروجين.

ب) انخفاض في تركيز النيتروجين.

ج) زيادة تركيز الأمونيا.

د) انخفاض تركيز الأمونيا

36. كم مرة سيتغير معدل التفاعل 2 A + B = 2C إذا انخفض تركيز المادة A بمقدار مرتين؟

أ) سيزيد 4 مرات؛ ب) سينخفض ​​بمقدار مرتين

ج) سينخفض ​​بمقدار 4 مرات؛ د) سيزيد بمقدار 2 مرات.

37. التوازن الكيميائي- هذه دولة رد فعل عكسي، بحيث:

أ) ثوابت معدل التفاعلات الأمامية والعكسية متساوية

ب) تركيزات المواد المتفاعلة ونواتج التفاعل متساوية

ج) معدلات التفاعلات الأمامية والعكسية متساوية

د) معدل التفاعل العكسي صفر

38. المحفز:

أ) يزيد من عدد تصادمات الجزيئات المتفاعلة لكل وحدة زمنية

ب) يزيد من سرعة حركة جزيئات الكاشف

ج) يقلل من طاقة التنشيط للتفاعل

د) يزيد من التأثير الحراري للتفاعل

39. كم مرة يتغير معدل التفاعل 2A + B = 2C إذا تضاعف تركيز المادتين A و B؟

أ) سيزيد 8 مرات؛ ب) سينخفض ​​بمقدار 8 مرات؛

ج) سينخفض ​​بمقدار 4 مرات؛ د) سيزيد بمقدار 4 مرات.

40. ما الذي يميز التغير في تركيز الجسيمات المتفاعلة:

أ) معدل التفاعل؛ ب) ترتيب رد الفعل.

ج) الجزيئية. د) طاقة التنشيط.