ДДС Ф 4 Физическая химия. Учебнометодический комплекс дисциплины Для специальности 050102. 65 Биология с дополнительной специальностью Химия
 Скачать 0.58 Mb.
|
|
Вопросы для подготовки к экзамену Первый закон термодинамики, математическое выражение его для изолированной, закрытой, адиабатной и открытой системы. Общая характеристика электрохимических процессов и систем. Гальванический элемент, химический и концентрационный. Возникновение электродного потенциала. Уравнение Нернста. Первый закон термодинамики. Функции состояния, их признаки. Внутренняя энергия. Энтальпия. Работа и теплота. Растворы. Термодинамические и молекулярно-кинетические условия образования растворов. Классификация растворов по агрегатному состоянию, размеру частиц, способности к диссоциации. Особенности газообразных, жидких и твёрдых растворов. Природные растворы. Теория теплоёмкости газов и твёрдых веществ. Теплоёмкость при постоянном давлении и объёме. Термодинамическая классификация растворов. Идеальные растворы. Законы Вант-Гоффа и Рауля. Закон Генри и вытекающие из него следствия. Основные положения электролитической диссоциации Аррениуса. Причины и механизм электролитической диссоциации. Сольватация ионов. Энергия сольватации. Недостатки теории Аррениуса и её развитие в работах Д. Бренстеда, Т. Лоури, Н.А. Измайлова. Гетерогенный катализ. Теории гетерогенного катализа А.А. Баландина и Н. И. Кобозева. Второй закон термодинамики. Обратимые и необратимые, самопроизвольные и не самопроизвольные процессы. Изменение энтропии при изменении V системы, Т, числа частиц при фазовых превращениях. Реальные растворы. Растворы с положительными и отрицательными отклонениями от закона Рауля. Причины отклонений. Энтропия как функция состояния. Доказательство существования энтропии. Уравнение Больцмана. Энтропия α- и β-. Кинетическая классификация химических реакций. Кинетические уравнения сложных химических реакций. Молекулярность и порядок реакции. Третий и нулевой законы термодинамики, их значение. Зависимость скорости химической реакции от температуры. Уравнение Аррениуса. Энергия активации. Энтальпия и энтропия активации. Электрохимическая коррозия металлов и методы защиты от неё. Ингибиторы коррозии. Пассивность металлов. Фотохимические и радиационно-химические реакции. Закон эквивалентности. Квантовый выход. Значение фотохимических и радиационно-химических реакций в природе и химической промышленности. Растворы электролитов. Основные положения теории сильных электролитов Дебая-Хюккеля. Термодинамическая константа диссоциации. Цепные реакции. Классификация элементарных стадий. Ингибиторы цепных реакций. Разветвлённые и неразветвлённые цепные реакции. Основные термодинамические функции. Термодинамические потенциалы, их физический смысл, применение. Условия самопроизвольного протекания процессов и достижения равновесия. Сложные реакции. Кинетические закономерности последовательных реакций, слагающиеся из реакций первого порядка. Автокаталитические и самотормозящиеся реакции. Теория электрической проводимости растворов Дебая-Онзагера. Электрофоретический и релаксационный эффекты. Ионная атмосфера, время релаксации ионного облака. Методы определения порядка и константы скорости реакции по экспериментальным данным. Константа химического равновесия. Способы выражения и зависимость от температуры. Уравнение изобары и изохоры химической реакции. Электрохимическая кинетика. Законы Фарадея. Выход вещества по току. Фазовое равновесие. Условия равновесия между фазами. Критические фазы. Характеристика агрегатных состояний вещества. Правило фаз Гиббса, его применение в производстве и для исследования биологических систем. Электрохимические цепи, химические и концентрационные. Измерение ЭДС гальванических элементов. Электрохимический метод определения рН: водородный, хингидронный, стеклянный. Химическое равновесие. Принципы смещения химического равновесия. Уравнение изотермы химической реакции. Энергия Гиббса и Гельмгольца в стандартных условиях, способы их расчёта. Предмет, задачи и методы химической кинетики. Гомогенные и гетерогенные реакции, их скорость. Основной постулат химической кинетики. Теплоёмкость истинная, средняя, молярная, удельная. Зависимость теплоёмкости от температуры. Максимальная работа процесса. Химическое сродство. Приложение I закона термодинамики к химическим процессам. Термохимические уравнения. Закон Гесса и вытекающие из него следствия. Тепловые эффекты химических реакций при постоянном давлении и объёме. Закон Кирхгофа. Энтальпия. Энтальпийные диаграммы. Энтальпия образования, сгорания, растворения, фазовых переходов. Энергия связи, кристаллической решётки, ионизации, гидратации. Химическое равновесие. Термодинамический вывод для константы химического равновесия. Химическое равновесие в гетерогенных реакциях. Различные способы выражения констант равновесия, соотношения между ними. Предмет и роль химической термодинамики в изучении химических и физико-химических процессов. Методы и ограничения термодинамики. Историческая обусловленность возникновения физической химии и других смежных наук. Предмет, задачи и методы физической химии. Двухкомпонентные жидкие и твёрдые системы. Диаграммы состав – температура кристаллизации бинарных неизоморфных смесей с простой эвтектикой и смесей, образующих устойчивое и неустойчивое химическое соединения. Применение фазовых диаграмм в производстве и для исследования биологических систем. Коллигативные свойства разбавленных растворов. Криоскопия и эбуллиоскопия, их применение. Осмос и его роль в биологических процессах. Изотонические растворы. Зависимость температуры кипения и давления пара бинарного раствора от его состава. Законы Коновалова. Азеотропные растворы. Законы Вревского. Методы разделения азеотропных смесей. Химические потенциалы и стандартные состояния компонентов раствора. Парциальные молярные величины. Уравнение Гиббса-Дюгема-Маргулеса. Электрическая проводимость растворов электролитов. Удельная и молярная (эквивалентная) электрические проводимости, зависимость их от различных факторов. Закон Кольрауша. Подвижность ионов и числа переноса. Аномальная подвижность ионов Н+ и ОН–. Молекулярная кинетика. Теория молекулярных столкновений и её применение к биомолекулярным реакциям. Молекулярная кинетика. Теория переходного состояния или активного комплекса. Катализ. Влияние на механизм снижения энергетических барьеров. Селективность. Отравление, промотирование и модифицирование катализаторов. Классификация каталитических процессов. Гомогенный катализ. Кислотно-основной катализ. Автокатализ. Классификация обратимых электродов по типу электродных реакций. Характеристика электродов I и II рода, редокс-электродов. Использование редокс-электродов для определения направления реакции. Гетерогенный катализ. Общая стадийная схема катализа. Электронная и цепная теории катализа. Сложные реакции. Кинетические закономерности обратимых, параллельных и сопряжённых реакций, слагающихся из реакций первого порядка. Поляризация электродов при прохождении электрического тока. Перенапряжение электрохимической реакции и перенапряжение концентрации. Перенапряжение восстановления. Химические источники электрической энергии. Первичные сухие элементы. Элемент Лекланше. Характеристика топливных элементов на примере водородно-кислородного. Аккумуляторы кислотные и щелочные. |