Процессы в веществах (термодинамика, кинетика и химическое равновесие)

Теоретическая часть:

· основы термодинамики и равновесная термодинамика;

· первое начало термодинамики и его применение. Термохимия;

· второе начало термодинамики. Его статическая природа. Энтропия;

· термодинамические потенциалы. Термодинамическое равновесие;

· кинетические закономерности процессов. Закон действующих масс. Правило Вант-Гоффа;

· катализ и его виды. Катализаторы и ингибиторы;

· обратимые процессы. Химическое равновесие. Принцип Ле Шателье-Брауна.

Практическая часть:

87.Учение о химических процессах – третий уровень химических знаний. В чем его сущность и на какой идее оно базируется? Методы управления химическими процессами. Термодинамический и кинетический методы.

Основы термодинамики. Равновесная термодинамика

88.Что такое термодинамика? Что такое энергия и её основные виды? Основные понятия термодинамики (термодинамическая система, состояние системы, изолированные и неизолированные, закрытые и открытые системы). Термодинамические параметры, термодинамический процесс. Что лежит в основе термодинамики? Три начала термодинамики и их сущность. Что такое химическая термодинамика и что она изучает?

89.Первое начало термодинамики – закон сохранения и превращения энергии. Понятие «внутренняя энергия системы». Изменение внутренней энергии системы. Способы обмена энергией между системой и окружающей средой (теплота и работа). Формулировка первого начала термодинамики и его математическое выражение для открытых систем. «Вечный двигатель первого рода невозможен» (Что это означает?). Внутренняя энергия – функция состояния системы (поясните).

90.Термодинамические процессы: изотермический, изобарный и изохорный. Применение первого начала термодинамики к изохорным и изобарным процессам. Энтальпия (теплосодержание) системы и её физический смысл. Термохимия. Тепловой эффект химических реакций. Экзотермические и эндотермические реакции. Закон Гесса и его следствия.

91.Второе начало термодинамики (закон возрастания энтропии), его сущность. Термодинамические процессы: самопроизвольные и несамопроизвольные, обратимые и необратимые. Формулировка второго начала термодинамики (Постулат Р. Клаузиуса, Постулат Томпсона). Следствие формулировки второго начала термодинамики – «вечный двигатель второго рода невозможен» (поясните, что это означает). Математическое выражение второго начала термодинамики – равенство-первенство Клаузиуса. Энтропия – функция состояния системы.

92.Статистическая природа второго начала термодинамики. Энтропия – мера неупорядоченности систем (или мера беспорядка). Микро- и макросостояния системы. Понятие «термодинамическая вероятность». Статистическое обоснование второго начала термодинамики Больцманом. Уравнение Больцмана. Постоянная Больцмана.

93.Термодинамические потенциалы и состояние равновесия. Самопроизвольные процессы в неизолированных системах. Свободная энергия Гиббса (изобарно-изотермический потенциал) и её физический смысл. Характер изменения энергии Гиббса (направление протекания процесса и условие состояния равновесия). Термодинамическое равновесие. Основное уравнение химической термодинамики.

Кинетика и кинетические закономерности процессов

94.Протекание процессов во времени. Кинетические закономерности процессов. Гомогенные и гетерогенные реакции. Понятие «скорость химической реакции». Закон действующих масс (зависимость скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ) и его математическое выражение. Физический смысл константы скорости химической реакции.

95.Зависимость скорости химической реакции от температуры. Правило Вант-Гоффа. Температурный коэффициент скорости химической реакции и его физический смысл. Уравнение Аррениуса. Энергия активации и её физический смысл.

96.Катализ. Понятие гомогенного, гетерогенного и ферментативного катализа. Катализаторы и ингибиторы. Автокатализ. Рол катализаторов в построении разнообразных органических соединений. Катализаторы и проблема освоения новых источников энергии.

Химическое равновесие

97.Открытые системы. Обратимые и необратимые процессы. Состояние химического равновесия. Динамическое равновесие. Термодинамическое и кинетическое условия состояния равновесия. Какими параметрами характеризуется состояние равновесия? Какой процесс называют смещением химического равновесия?

98.Обратимые процессы. Состояние равновесия. Влияние внешних воздействий (температуры, давления, концентрации реагирующих веществ) на состояние равновесия. Принцип Ле Шателье-Баруна (принцип подвижного равновесия) и его сущность. Рассмотрите его применение на конкретном процессе. Найдите примеры применения этого принципа вне химии.

Эволюционная химия

Теоретическая часть:

· эволюционные процессы в химии. Самоорганизация и саморазвитие химических систем;

· биокатализ – основа живого организма;

· общая теория химической эволюции и биогенеза А.П. Руденко. Её сущность и следствия.

Практическая часть:

99.Эволюционная химия-четвертый уровень химических знаний.Эволюционные процессы в химии. Самоорганизация и саморазвитие химических систем.

100.Биокатализ – основа живого организма. Работы Й. Берцелиуса. Подражание живой природе. Работы Н.Н. Семенова (каталитический опыт живой природы).

101.Общая теория химической эволюции и биогенеза А.П. Руденко. Сущность этой теории. Основной закон химической эволюции. Важные следствия из теории саморазвития открытых каталитических систем.