Химическая термодинамика предсказывает, сколько энергии выделится в реакции и пойдёт ли она самопроизвольно. Ключевые понятия — функции состояния, первое и второе начала, энтальпия, энтропия, энергия Гиббса и константа равновесия.
Что нужно знать
- Системы: открытая (вещество + энергия), закрытая (энергия), изолированная (ничего).
- Функции состояния: U, H, S, G; функции процесса: Q, W. Экстенсивные (m, V, U) и интенсивные (T, p, c) параметры.
- $pV = nRT$; при н. у. 1 моль идеального газа ≈ 22,4 л. Дальтон: $p = \sum p_i$. Ван-дер-Ваальс учитывает притяжение и объём молекул.
- Первое начало: $Q = \Delta U + W$; изохорный $Q_V = \Delta U$, изобарный $Q_p = \Delta H$, изотермический $\Delta U = 0$.
- Закон Гесса: $\Delta_r H = \sum \Delta_f H_{прод} - \sum \Delta_f H_{исх}$; у простых веществ $\Delta_f H = 0$. Калориметрия: $Q = cm\Delta T$.
- Второе начало: в изолированной системе $\Delta S > 0$; $S = k \ln W$.
- $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$; при $\Delta G < 0$ процесс самопроизволен (p, T = const).
- $\Delta G° = -RT \ln K$: при $\Delta G° < 0$ $K > 1$. Ле Шателье: система противодействует внешнему воздействию; катализатор равновесие не смещает.
Где чаще всего ошибаются
- Считать теплоту и работу функциями состояния.
- Забывать коэффициенты и знаки при расчёте по закону Гесса.
- Подставлять ΔS в Дж/К вместе с ΔH в кДж без перевода.
- Думать, что катализатор смещает равновесие.
Проверить себя
По этой же теме курса есть проверочная работа из 15 заданий на 30 минут. Проверка автоматическая, результат виден сразу — и по работе целиком, и по каждой теме.
Физическая химия (академический класс) · 10–11 классы · Химическая термодинамика и равновесие