ВОПРОСЫ ПО ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ (І СЕМЕСТР)

ВОПРОСЫ ПО ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ
(І СЕМЕСТР)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
Основные понятия и определения: термодинамические системы и их
характеристики, составляющие вещества, компоненты, параметры системы
и их классификация, состояние системы. Виды систем. Состояния системы.
Уравнения состояния идеальных и реальных газов.
Процесс – изменение состояния системы. Равновесные и неравновесные
процессы, обратимые и необратимые процессы.
Энергия системы. Внутренняя энергия системы. Теплота и работа.
Внутренняя энергия идеального газа.
Однородные функции. Теорема Эйлера и парциальные величины.
Первый закон термодинамики для изолированной, закрытой и открытой
систем.
Применение І закона термодинамики к изохорическим, изобарически,
изотермическим процессам.
Применение І закона термодинамики к адиабатическим процессам.
Уравнение адиабаты идеального газа.
Химические процессы и химическая переменная.
Применение
І закона термодинамики
к закрытым гомогенным
многокомпонентным системам, в которых протекает химическая реакция.
Калорические коэффициенты.
Тепловой эффект химической реакции. Термохимия. Закон постоянства
состава сумм теплот Гесса. Теплоты сгорания и теплоты образования и их
применение для расчета тепловых эффектов химической реакций.
Стандартные тепловые эффекты.
Теплоемкости и их зависимости от температуры. Зависимость теплового
эффекта реакции от температуры. Дифференциальные и интегральные
формулы Кирхгоффа.
Самопроизвольные и не самопроизвольные процессы. Формулировки
второго закона термодинамики. Энтропия. Теорема Карно-Клаузиуса.
Расчет изменения энтропии в различных процессах в закрытых системах.
Критерии направления самопроизвольных процессов в изолированной и
аддиабатической системах.
Термодинамические
потенциалы.
Определение
направления
самопроизвольного процесса и условия равновесия с помощью
термодинамических потенциалов и энтропии.
Характеристические функции. Уравнения Максвелла (вторые смешанные
производные от термодинамических потенциалов).
Уравнения Гиббса-Гельмгольца для изотермических процессов.
Тепловая теорема Нернста. Постулат Планка и расчет абсолютных
энтропий.
Химические потенциалы компонентов системы. Химический потенциал как
интенсивный параметр. Зависимость химического потенциала от
температуры и давления для газов, жидкостей и твердых веществ.
1
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
Химический потенциал компонентов для смеси идеальных и реальных
газов. Летучести реальных газов. Методы вычисления летучестей.
Основные понятия и определения статистической термодинамики: Микрои макросостояния системы, обобщенные координаты, степени свободы,
фазовое пространство, функция распределения.
Функция распределения. Метод Больцмана для идеального газа.
Термодинамическая вероятность.
Распределение Максвелла-Больцмана.
Постулаты связи статической и классической термодинамики. Расчет сумм
по состояниям для идеального газа: поступательной, вращательной и
колебательной.
Общее условие химического равновесия. Закон действия масс Гульдберга и
Вааге.
Константы химического равновесия в смесях идеальных газов Кр, Кс, Кх и
связь между ними. Комбинирование реакций и расчет констант равновесий.
Химическое равновесие в смесях реальных газов, в гетерогенных системах,
в конденсированных системах.
Уравнение изотермы химической реакции. Химическое сродство.
Стандартное изменение термодинамического потенциала и его вычисление
из справочных данных. Влияние температуры на химическое равновесие.
Изобара и изохора химической реакции. Приближенный расчет
зависимости константы равновесия от температуры.
Принцип смещения равновесий Ле-Шателье – Брауна. Влияние различных
факторов на смещение равновесия.
Гетерогенные многокомпонентные системы. Условие фазовых равновесий.
Правило фаз Гиббса.
Однокомпонентные гетерогенные системы. Уравнение КлапейронаКлазиуса и его применение для фазовых переходов первого рода.
Условие фазовых равновесий. Фазовые переходы I и II рода.
Физико-химический анализ. Диаграммы состояния однокомпонентных
систем воды и серы. Энантиотропия и монотропия.
Равновесия в двухкомпонентных системах. Диаграмма плавкости бинарной
системы с неограниченной взаимной растворимостью компонентов в
жидком и твердом состоянии. Правила Гиббса-Розебума.
Равновесия в двухкомпонентных системах. Правило рычага.
Равновесия в двухкомпонентных системах. Диаграмма плавкости бинарной
системы компоненты которой неограниченно растворимы в жидком
состоянии и нерастворимы в твердом.
Равновесия в двухкомпонентных системах. Диаграмма плавкости бинарной
системы компоненты которой образуют химическое соединение.
Равновесия в двухкомпонентных системах. Диаграмма плавкости бинарной
системы компоненты, которой неограниченно растворимы в жидком
состоянии и ограничено в твердом.
Химический потенциал компонента раствора. Химические потенциалы для
идеальных и реальных жидких растворов в равновесии с паром.
2
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
51.
52.
53.
54.
55.
Парциальные мольные величины. Уравнения Гиббса-Дюгема, ДюгемаМаргулиса.
Функции смешения. Типы растворов.
Равновесие между жидким раствором и паром. Закон Рауля. Отклонения от
закона Рауля для неидеальных жидких растворов.
Диаграммы состояния жидкость-пар для бинарных систем. Первый закон
Коновалова и его доказательство.
Азеотропные растворы. Второй закон Коновалова и его доказательство.
Равновесие между жидким раствором и паром. Влияние температуры на
состав пара. Законы Вревского.
Фракционная перегонка раствора летучих жидкостей.
Диаграммы жидкий раствор – пар для ограниченно растворимых
жидкостей.
Растворимость газов в жидкостях.
Диффузия в растворах.
Осмос. Осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа.
Понижение температуры замерзания растворов. Криоскопия.
Повышение температуры кипения растворов. Эбулиоскопия.
Коллигативные свойства растворов электролитов и неэлектролитов.
Изотонический коэффициент Вант-Гоффа.
Трехкомпонентные системы. Треугольник Гиббса-Розебома. Диаграмма
растворимости трех жидкостей. с тройной эвтектикой.
3