Химическая кинетика.

Энергетика и направление химических процессов.

Вопросы к экзамену по общей химии

Энергетика процессов. Температура, внутренняя энергия, теплота, работа (термодинамическая интерпретация). Первый закон термодинамики, его смысл, математическое выражение. Энтальпия. Экспериментальное определение тепловых эффектов процессов. Термохимия. Термохимические уравнения. Закон Гесса и его практическое использование. Типы процессов и стандартные термохимические величины. Зависимость теплового эффекта от температуры. Теплоемкость. Энтропия, её термодинамический и статистический смысл. Второй закон термодинамики. Предсказание знака изменения энтропии в химических реакциях. Третий закон термодинамики. Определение абсолютной и стандартной энтропии вещества. Изменения энтропии системы и окружающей среды. Объединение первого и второго законов термодинамики. Химическое сродство. Направление процессов. Самопроизвольные процессы. Термодинамически обратимые (квазистатические) и необратимые процессы. Энергия Гиббса и энергия Гельмгольца как основные критерии направления самопроизвольных процессов и равновесия в неизолированных системах, мера химического сродства. Изменения энергии Гиббса в реакциях. Энтальпийный и энтропийный факторы процесса. Термодинамический анализ реакции. Зависимость энергии Гиббса от температуры.

Закон действующих масс, его кинетическая интерпретация, применение для гомогенных и гетерогенных процессов. Размерные константы равновесия, их взаимосвязь. Равновесие в газовой фазе. Глубина протекания реакции.

Термодинамический вывод закона действующих масс. Термодинамическая константа равновесия, её связь с размерными константами равновесия. Влияние температуры и давления. Понятие о парциальных молярных величинах. Химический потенциал. Общие условия достижения равновесия

Кинетическая классификация реакций. Представление о механизме реакции. Лимитирующая (стадия реакции. Зависимость скорости реакции от концентрации реагентов. Методы определения порядка реакции и константы скорости.

Зависимость скорости реакции от температуры. Правило Вант-Гоффа. Уравнение Аррениуса. Энергия активации, её определение. Основные понятия теории активных столкновений и теории переходного состояния. Энергетическая диаграмма реакции. Термодинамическая и кинетическая устойчивость веществ. Катализ (гомогенный, гетерогенный).

Многокомпонентные системы; растворы.

Растворы и смеси. Физико-химическая природа растворов. Фазовые равновесия с участием растворов. Равновесие пар - жидкость. Закон Рауля. Идеальные и неидеальные (реальные) растворы. Критерии идеальности. Причины отклонений от закона Рауля.

Предельно разбавленные растворы. Закон Генри. Растворимость газов в жидкостях. Учет неидеальности растворов. Активность и коэффициент активности компонента. Выбор стандартных состояний. Определение коэффициентов активности.

Коллигативные свойства растворов, их термодинамическое обоснование, практическое использование для определения молекулярной массы растворённого вещества. Аномальные явления. Изотонический коэффициент, его смысл.

Теория электролитической диссоциации. Константа и степень диссоциации, их взаимосвязь. Степень диссоциации и изотонический коэффициент. Зависимость степени диссоциации от природы растворённого электролита и растворителя, концентрации, температуры, присутствия посторонних электролитов. Ионная сила раствора, её влияние на константу диссоциации.

Кислоты и основания, кислотно-основные взаимодействия и равновесия: теории Аррениуса, Брёнстеда – Лоури, Льюиса. Амфотерность. Факторы, определяющие силу кислот и оснований. Влияние растворителя.

Сильные электролиты и закон действующих масс. Кажущаяся степень диссоциации. Основные типы равновесий в растворах электролитов. Смещение равновесий. Влияние общих (одноименных) и посторонних ионов. Сложные равновесия (ступенчатые, взаимосвязанные равновесия). Количественные характеристики.

Общая методика расчета ионных равновесий в водных растворах. Анализ и выбор определяющих равновесий. Уравнение материального баланса и условие электронейтральности раствора. Учет влияния ионной силы раствора. Приближенный расчет.

Кислотно-основные равновесия. Характеристика кислотности (щелочности) раствора. Ионное произведение воды рН и рОН. Кислотно-основные индикаторы, принцип их действия. Буферные растворы, их применение, роль в биохимических процессах.

Гидролиз солей, его трактовка по Брёнстеду. Константа и степень гидролиза. Практически необратимый гидролиз.

Гетерогенные равновесия с участием малорастворимых ионных соединений. Произведение растворимости. Условия образования и растворения осадков.

Комплексообразование и равновесия с участием комплексных ионов. Влияние комплексообразования на растворимость веществ. Константы устойчивости и неустойчивости комплексов. Термодинамическая и кинетическая устойчивость комплексов.

Дата добавления: 2017-02-01