Вопросы к экзамену по дисциплине «Физическая химия»
1. Что такое физическая химия, что изучает физическая химия? Отличие физической химии от общей химии. Что изучает термодинамика?
2. Что такое внутренняя энергия? Основные свойства вещества.
3. Что такое термодинамическая система? Какие бывают термодинамические системы? Что такое работа, теплота, фаза, термодинамический процесс, какие бывают термодинамические процессы? Какими могут быть условия проведения процессов?
4. Что такое термодинамический цикл, уравнение состояния системы внутренняя энергия системы? Какие бывают формы передачи энергии?
5. Термодинамическое равновесие. Метастабильное равновесие. Признаки термодинамического равновесия.
6. Первое начало (закон) термодинамики. Формулировки первого начала термодинамики. Вечный двигатель первого рода.
7. Первое начало (закон) термодинамики применительно к идеальному газу при различных условиях. Теплоемкость при постоянстве отдельных параметров.
8. Первое начало (закон) термодинамики применительно к реальным процессам. Процесс нагревания (охлаждения вещества), изменение агрегатного состояния вещества.
9. Первое начало (закон) термодинамики применительно к реальным процессам. Химические реакции. Закон Гесса, использование закона Гесса применительно к расчету тепловых эффектов.
10. Что такое энтальпия? Расчет теплового эффекта при стандартных условиях.
11. Расчет теплового эффекта реакции при любой температуре.
12. Экспериментальное определение тепловых эффектов
13. Второе начало термодинамики (что определяет и устанавливает). Формулировка. Его математическое выражение.
14. Вечный двигатель второго рода. Схема работы реальной тепловой машины.
15. Идеальная машина (цикл) Карно и ее КПД. Теорема Карно.
16. Второе начало термодинамики. Самопроизвольные процессы. Энтропия и ее свойства. Приведенное тепло.
17. Расчет энтропии для идеальных процессов (идеальный газ).
18. Расчет энтропии для реальных процессов. Расчет энтропии изобарного нагревания (охлаждения) вещества.
19. Расчет энтропии для реальных процессов. Расчет энтропии фазовых превращений и изменения агрегатного состояния.
20. Расчет энтропии для реальных процессов. Химические реакции. Постулат Планка. III закон термодинамики.
21. Признаки самопроизвольности протекания процессов и равновесия в системах при постоянстве отдельных параметров. Энергия Гиббса. Энергия Гельмгольца.
22. Химический потенциал. Вычисление химических потенциалов.
23. Равновесные соотношения при фазовых переходах. Уравнение Клаузиуса-Клапейрона. Способы решения уравнения Клаузиуса-Клапейрона.
24. Сродство химической реакции и способы его расчета.
25. Константа равновесия и ее зависимость от температуры. Уравнение изобары Вант-Гоффа.
26. Последовательность вычисления химического сродства (изменения энергии Гиббса) реакции.
27. Константа равновесия для газов, растворов.
28. Связь между Kp, Kc, Ka, Kn. Определение констант равновесия для гомогенных и гетерогенных реакций.
29. Условия равновесия в гетерогенных системах. Уравнение Клаузиуса— Клапейрона для процессов испарения и сублимации.
30. З ависимость температур плавления и полиморфного превращения от внешнего давления. Диаграмма состояния однокомпонентных систем.
31. Химическая кинетика. Что изучает. Скорость гомогенной химической реакции, от чего она зависит. Константа скорости реакции. Уравнение Аррениуса. Способы регулирования скорости гомогенной реакции.
32. Скорость гетерогенной химической реакции, законы Фика. Способы регулирования скорости гетерогенной реакции.
33. Давление пара над раствором. Относительное понижение давления насыщенного пара в зависимости от концентрации растворенного вещества.
34. Зависимость между свойствами раствора и его концентрацией. Температура кристаллизации разбавленных растворов.
35. Определение молекулярного веса растворенного вещества. Криоскопический метод. Эбуллиоскопия.
36. Закон Рауля, его практическое применение.
37. Закон Генри, его практическое применение.
38. Условие кипения раствора. Условие замерзания раствора.
39. Термодинамическая классификация растворов. Использование модели регулярных растворов.
40. Химический потенциал компонента раствора для идеального и реального раствора.
41. Активность компонентов растворов (расплавов), расчеты коэффициентов активности.
42.. Распределение компонентов между фазами. Константа распределения. Закон распределения Нернста-Шилова.