II . Первый закон термодинамики

1. Математическая запись и формулировки первого закона термодинамики.

2. Из каких видов энергии складывается запас внутренней энергии?

3. На основании чего утверждается, что внутренняя энергия является функцией состояния?

4. Какие формы передачи энергии от одной системы к другой или от системы к окружающей среде предусматривает первый закон?

5. Чем отличаются формы передачи энергии друг от друга?

6. Что представляет собой вечный двигатель первого рода и почему он невозможен?

III. Термохимия. Закон Гесса. Расчет тепловых эффектов реакций

1. Что называется тепловым эффектом реакции?

2. Чем занимается термохимия?

3. Сформулируйте и докажите закон Гесса при постоянном объеме и постоянном давлении.

4. Что такое энтальпия образования? Как рассчитываются тепловые эффекты реакций по энтальпиям образования?

5. Что такое энтальпия сгорания? Как рассчитываются тепловые эффекты реакций по энтальпиям сгорания?

6. Сущность метода алгебраического сложения.

7. Как строят термохимические схемы?

 

Вопросы и задачи для самоконтроля знаний

1. Какие из следующих термодинамических функций относятся к функциям состояния: теплота, работа расширения, внутренняя энергия, энтропия?

2. Напишите уравнение первого закона термодинамики для микро- и макропроцессов.

3. Теплота и работа – это функции состояния или функции процесса?

4. Какие существуют основные формулировки первого закона термодинамики?

5. Согласно первому закону термодинамики, теплота есть функция процесса. Закон Гесса утверждает, что теплота не зависит от пути процесса. Дайте объяснение этому противоречию.

6. Как рассчитать энтальпию образования органического соединения, располагая данными об энтальпиях сгорания соответствующих веществ?

7. Определите тепловой эффект реакции 4NO (г) = 2N₂O (г) + O₂ (г), используя следующие данные:

½ N₂ (г) + ½ O₂ (г) = NO (г); ∆ H=90, 0 кДж

N₂ (г) + ½ O₂(г) = N₂O (г); ∆ H=82, 0 кДж

Ответ: ∆ H= -196, 0 кДж

8. Рассчитайте тепловой эффект реакции гидролиза мочевины, одного из важнейших продуктов жизнедеятельности организма, при 298 К, если известны стандартные энтальпии образования веществ, участвующих в реакции:

CO(NH₂)₂ (р-р) + H₂O (ж) = CO₂ (водн. р-р) + 2 NH₃ (водн.р-р)

∆ H (CO(NH₂)₂ (р-р)) = -319, 2 кДж/моль

∆ H (H₂O (ж)) = -285, 8 кДж/моль

∆ H (CO₂ (водн.р-р)) = -413, 6 кДж/моль

∆ H (NH₃ ( водн.р-р)) = -79, 9 кДж/моль

Ответ: 31, 6 кДж/моль.

 

В рабочей тетради

1. Запишите формулы по теоретической части.

2. Докажите справедливость закона Гесса при постоянном объеме и постоянном давлении.

3. Решите предложенные в методическом пособии задачи.

4. Подготовьтесь к выполнению самостоятельной работы по пройденной теме.

 

Образец билета

1. Что такое функция состояния? Приведите примеры.

2. Какие виды энергии включаются в понятие «внутренняя энергия»?

3. Как формулируется I закон термодинамики?  

4. Что называется тепловым эффектом реакции? О чем говорит основной закон термохимии - закон Гесса?

5. Расчет тепловых эффектов по энтальпиям сгорания. Что такое энтальпия сгорания?

6. Какое количество теплоты выделится при окислении 90 г глюкозы по уравнению

С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ = 6СО₂ + 6Н₂О, если:

∆ H⁰_обр (СО₂) = -393 кДж/моль;

∆ H⁰_обр (H₂O) = -286 кДж/моль;

∆ H⁰_обр (С₆Н₁₂О₆) = -1273 кДж/моль при стандартных условиях?

Ответ: -1400, 5 кДж

 

Сделайте конспект лабораторной работы «Тепловой эффект реакции нейтрализации».

Занятие второе

 

Лабораторная работа

«Тепловой эффект реакции нейтрализации»

Мотивация темы

Термохимия изучает тепловые эффекты химических реакций. Сюда относится экспериментальное определение тепловых эффектов, их сопоставление и систематика, а также установление закономерностей, позволяющих рассчитать тепловые эффекты для процессов, в которых их экспериментальное определение не возможно.

Термохимия имеет как теоретическое, так и практическое значение. С помощью тепловых эффектов реакций можно получить сведения о химическом равновесии, об энергии химических связей и их прочности.

На основании данных калорийности пищевых продуктов составляются научно обоснованные нормы потребности в пищевых веществах для отдельных групп населения с учётом энергетических затрат.

Термохимический анализ применяется для исследования стадий биологического окисления, мышечного сокращения и некоторых физиологических процессов в клетках. Сравнение энергетики здоровых и больных клеток позволяет изучать различные патологические явления, разрабатывать диагностику и методы лечения некоторых заболеваний на ранних стадиях. На основании

глубокого изучения энергетики процесса ожирения можно делать заключение о том, как протекает обмен веществ в организме.

Цель работы

1. Освоить метод калориметрического определения тепловых эффектов химических процессов.

2. Определить тепловой эффект реакции нейтрализации сильной кислоты сильным основанием.

3. Подтвердить справедливость закона постоянства теплот нейтрализации.

4. Рассчитать ошибку эксперимента.

 

Оснащение   

1. Прибор для определения теплового эффекта – сосуд Дьюара.

2. Термометр.

3. Весы технические.

4. Секундомер.

5. Реактивы: растворы NaOH, HCl с молярной концентрацией 2 моль/л, сухая соль КСl (квалификации «хч»), дистиллированная вода.

6. Посуда: мерные цилиндры емкостью от 250 до 500 мл.

 

Теоретическая часть

Одним из признаков химического взаимодействия между компонентами системы является изменение ее энергии. Для сопоставления изменения энергии при различных реакциях пользуются величиной теплового эффекта реакции.

Сильные электролиты в водных растворах полностью диссоциируют на ионы, поэтому реакция нейтрализации сильной кислоты сильным основанием сводится к соединению 1 моль гидратированных ионов водорода с 1 моль гидроксид-ионов по уравнению:

/моль

Теплота нейтрализации эквивалентных количеств сильных кислот и оснований при достаточном разбавлении одна и та же и приблизительно равна -57, 2 кДж/моль.

Если кислота, основание или оба компонента - слабые электролиты, то в этом случае протекают два процесса: процесс

диссоциации слабого электролита и процесс нейтрализации, и теплота нейтрализации отлична от -57, 2 кДж/моль (-13, 66 ккал/моль). Например,

 (HCN + NaOH) = ‑ 10, 290 кДж/моль;

 (Н₃РО₄ + КОН) = ‑ 63, 850 кДж/моль.

 

Порядок выполнения работы

 

Измерение теплового эффекта производится в сосуде Дьюара. Калориметрический опыт делят на три периода:

1. Предварительный период – 5 минут.

2. Главный период – время протекания изучаемого процесса.

3. Заключительный период – 5 минут.

 

12345678910Следующая ⇒

Поделиться: