Материал: Некоторые аспекты химической термодинамики. Корнеева В.В., Корнеева А.Н

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

1)Gнеобр 200Дж;

2)Gнеобр 200Дж;

3)ответ дать невозможно, так как не существует математического выражения для описания необратимых процессов

4)Gнеобр 200Дж.

5. Пар над жидкостью становится насыщенным, если:

1) в паре появляются мельчайшие капельки жидкости;

2) пар образуется при кипении жидкости;

3) пар находится в равновесии с жидкостью;

4) пара находится в соприкосновении с открытой поверхностью жидкости.

6. Температура плавления вещества при повышении давления уменьшается, если:

1) плотность жидкости больше плотности твѐрдого веще-

ства;

2) плотность жидкости меньше плотности твѐрдого веще-

ства;

3)теплота плавления меньше теплоты возгонки;

4)теплота плавления больше теплоты возгонки.

ВАРИАНТ 12

1. Энтропия изолированной системы, в которой обратимо кристаллизуется вещество, изменяется так:

1)энтропия системы возрастает;

2)энтропия системы уменьшается;

3)энтропия системы остается неизменной;

4)для ответа необходимо знать, какое вещество кристаллизуется.

75

2. Энтальпия является критерием самопроизвольного протекания процесса в условиях

1)постоянство энтропии и объема, в самопроизвольно идущих процессах энтальпия увеличивается;

2)постоянство энтропии и давления, в самопроизвольно идущих процессах энтальпия увеличивается;

3)постоянство энтропии и объема, в самопроизвольно идущих процессах энтальпия уменьшается;

4)постоянство энтропии и давления, в самопроизвольно идущих процессах энтальпия уменьшается

3. Реакция протекает в закрытом автоклаве при постоянной температуре. Термодинамический потенциал, определяющий направленность процесса и его изменение это:

1)G, G 0;

2)F, F 0;

3)H, H 0;

4)S, S 0.

4. Понятия о термодинамических потенциалах вводятся:

1)для решения вопроса о направлении процессов, протекающих в различных условиях;

2)для того, чтобы можно было рассчитать работу про-

цесса;

3)для того, чтобы иметь возможность рассчитать величину ∆S в ходе процесса;

4)для того, чтобы решить вопрос об общем запасе энергии в системе.

76

5. Анализ уравнения Клапейрона - Клаузиуса показывает, что давление насыщенного пара всегда возрастает с ростом температуры, так как:

1)плотность пара всегда меньше плотности жидкости, а теплота испарения – величина положительная;

2)изменение объема при испарении и возгонке всегда положительно, теплота этих процессов также величина положительная;

3)теплота испарения всегда больше теплоты плавления;

4)теплоемкость пара всегда меньше теплоемкости жид-

кости.

6. Математическое выражение зависимости (в дифференциальной форме) температуры плавления вещества от давления имеет вид:

1)

d lnP

 

Hпл. ;

 

dT

 

RT 2

 

dT

 

RT 2

 

2)

dP

 

;

 

 

 

 

 

P Hпл.

 

3)

dT

 

Hпл.

;

dP

(Vж Vтв.)T

4)dT (Vж Vтв.)T . dP Hпл.

ХИМИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ

Все, что ранее было сказано об изобарно-изотермическом потенциале, относилось к закрытой системе, в которой масса сохранялась постоянной. При изучении растворов и гетерогенных систем, состоящих из двух или более веществ, необходимо рассматривать открытые системы, где состав и масса могут

77

быть непостоянными вследствие химических реакций, испарения, кристаллизации и т.д.

В растворах изменения состава влияет на условия существования каждого компонента и соответственно на их термодинамические свойства. Поэтому изобарно-изотермический потенциал компонента раствора является функцией не только

температуры и давления, но и количеств n1,n2,n3...ni (молей) компонентов, т. е. G f (T,P,n1,n2,n3...ni ). Такие системы характеризуются с помощью химических потенциалов:

i

 

(dG)T,P,

 

 

(80)

Gi

 

nj

 

 

dni

 

 

Химический потенциал вещества в многокомпонентной системе равен его парциально-молярному изобарноизотермическому потенциалу, т. е. частной производной от экстенсивного свойства системы по числу молей данного компонента при условии постоянства температуры, давления и чисел молей всех остальных компонентов. Численно химический потенциал находится по приращению изобарноизотермического потенциала раствора при добавлении 1 моля компонента к такому большому количеству раствора, что при

T,P const

его состав практически не изменяется. При

T,P const

изобарно-изотермический потенциал (энергия

Гиббса) для рассматриваемых сложных систем:

 

 

dG idni ,

(81)

а учитывая

dG(T,P) 0, получаем условие возможности само-

произвольного течения процесса и равновесия таких систем:

idni 0,

(82)

из которого следует, что при равновесии химический потенциал каждого компонента во всех фазах одинаков. Самопроизвольно процесс протекает в сторону убыли химических потен-

78

циалов. Зависимость химического потенциала от давления и концентрации выражается уравнениями:

i

i

i

io

io

io

RT lnPi RT lnNi

RT lnC

;

i

;

;

(83)

(84)

(85)

где io - стандартный химический потенциал, зависящий от природы вещества и температуры;

Pi – парциальное давление газа; Ni – мольная доля вещества (газа);

Ci – мольно-объемная концентрация вещества (газа), т.е. моль/л.

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

Закон действующих масс (ЗДМ) для гомогенной реакции, протекающей в газовой фазе

n1A1 n2 A2 n3A3 n4 A4

при условиях, для которых применимы законы идеального газообразного состояния имеет вид

 

Pn3

Pn4

 

Kp

A3

A4

,

(86)

n

n

 

P 1

P 2

 

 

 

A

A

 

 

 

1

2

 

 

где A2 и A1 - исходные вещества,

A3 и A4 - конечные вещества;

n1,n2,n3,n4 - стехиометрические коэффициенты соответственно исходных и конечных вещества;

P1 - равновесное парциальное давление i-го вещества;

Kp - константа равновесия реакции, выраженная через равновесные парциальные давления веществ.

79

Источник: https://studfile.net/preview/16563639/