Рабочая программа курса «Физическая химия»




Скачать 80.96 Kb.
НазваниеРабочая программа курса «Физическая химия»
Дата публикации14.02.2014
Размер80.96 Kb.
ТипРабочая программа курса
zadocs.ru > Математика > Рабочая программа курса
Рабочая программа курса «Физическая химия», 3 курс, 2013/2014 уч. год
Коллоквиум №1

  1. Предмет физической химии. Основные разделы современной физической химии. Применяемые методы и подходы.

  2. Химическая термодинамика. Основные понятия. Термодинамическая система. Различные типы систем (изолированные, открытые, закрытые). Параметры (измеряемые, неизмеряемые, интенсивные, экстенсивные). Процессы (равновесные, неравновесные, обратимые, необратимые, квазистатические, круговые).

  3. Температура. Закон термического равновесия (нулевой закон термодинамики). Две формулировки этого закона. Различные температурные шкалы.

  4. Уравнения состояния идеального и реального газов. Физический смысл газовой постоянной R и ее численные значения в разных системах единиц. Уравнение Менделеева-Клапейрона, закон Гей-Люссака-Джоуля. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Физический смысл его констант.

  5. P-V изотермы для идеального и реального газов. Конденсация газа в жидкость. Критические параметры газов. Уравнение с коэффициентом сжимаемости. Фугитивность и коэффициент активности. Теорема о соответственных состояниях. Вириальное уравнение состояния.

  6. Межмолекулярные взаимодействия. Потенциал Леннард-Джонса для взаимодействия неполярных молекул (потенциал шесть-двенадцать). Уравнение Лондона для энергии дисперсионного притяжения. Поляризуемость.

  7. Энергия индукционного взаимодействия. Энергия диполь-дипольного (ориентационного) притяжения. Дипольный момент молекул. Качественное представление о проявлении водородной связи.

  8. Теплота и работа. Внутренняя энергия. Первый закон термодинамики. Различные формулировки первого закона термодинамики. Первый закон в дифференциальной и интегральной форме. Три определения, характеризующие математические свойства функции состояния.

  9. Применение первого закона термодинамики к различным процессам в идеальном газе. Расширение газа в пустоту. Изотермическое расширение (сжатие) идеального газа. Изохорный процесс. Изобарный процесс. Адиабатический процесс. График, иллюстрирующий расширение газа от V1 до V2 при различных способах проведения процесса.

  10. Теплоемкость: истинная, средняя, изохорная, изобарная. Связь Cp и Cv для идеального газа. Влияние температуры на теплоемкость. Графики и эмпирические уравнения в виде степенных рядов.

  11. Теоретические подходы для оценки теплоемкости одноатомных, двухатомных и многоатомных идеальных газов и кристаллов.

  12. Уравнения адиабаты (без вывода), работа адиабатического процесса.

  13. Энтальпия – функция состояния. Изменения энтальпии вещества при нагревании и фазовом переходе.

  14. Термохимия. Закон Гесса. Теплоты образования и сгорания соединений. Два следствия из закона Гесса. Интегральные и дифференциальные теплоты растворения.

  15. Закон Кирхгоффа в дифференциальном и интегральном виде. Два способа интегрирования уравнения Кирхгоффа (ΔCp = const и ΔCp = f(T)).


Коллоквиум №2

  1. Цикл Карно. Лемма Карно. Её вывод. Анализ леммы Карно в двух предельных случаях.

  2. Второй закон термодинамики. Его различные формулировки в виде постулатов. Вывод уравнения, описывающего второй закон термодинамики, исходя из леммы Карно. Второй закон термодинамики в дифференциальном и интегральном виде. Энтропия – функция состояния. Ее физический смысл, размерность. Изменение энтропии для необратимого и обратимого процессов в изолированной системе.

  3. Расчеты изменения энтропии некоторых обратимых и необратимых процессов. Изменение энтропии для различных процессов с участием идеального газа. Смешение идеальных газов. Изменение энтропии химической реакции. Расчет изменения энтропии для необратимого процесса на примере кристаллизации переохлажденной жидкости.

  4. Статистический характер второго закона термодинамики. Формула Больцмана. Термодинамическая вероятность. Постулат Планка. Третий закон термодинамики.

  5. Вычисление абсолютной энтропии твердых, жидких и газообразных веществ (уравнения и графики).

  6. Фундаментальное уравнение Гиббса для закрытых систем. Энергия Гельмгольца. Энергия Гиббса. Их полные дифференциалы.

  7. Термодинамические потенциалы. Характеристические функции. Условия равновесия и самопроизвольного протекания процесса.

  8. Характеристические функции идеального газа (энтропия, внутренняя энергия, энтальпия, энергия Гельмгольца, энергия Гиббса). Показать графически, как изменяются эти функции при изотермическом расширении газа.

  9. Термодинамическая летучесть (фугитивность) реального газа. Принципы расчета этой величины из опытных данных. Использование этой величины при термодинамических расчетах.

  10. Уравнение Гиббса-Гельмгольца и его роль в химии. Работа и теплота химической реакции. Направление химической реакции.

  11. Фундаментальное уравнение Гиббса для открытых систем. Химический потенциал. Уравнения для расчета химического потенциала компонента в различных системах.


Коллоквиум №3

  1. Общие свойства растворов. Классификация растворов (истинные, коллоидные, газовые, жидкие, твёрдые). Способы выражения концентрации растворов (мольная доля, молярность, моляльность).

  2. Смеси идеальных газов. Законы Дальтона, Амага. Термодинамические свойства смесей идеальных газов. Общее условие идеальности растворов.

  3. Коллигативные свойства жидких растворов. Осмотическое давление. Уравнение Вант-Гоффа (без вывода). Изменение температуры затвердевания растворов. Криоскопия. Повышение температуры кипения растворов. Эбуллиоскопия. Понижение давления пара над раствором, содержащем нелетучее растворенное вещество. Коллигативные свойства водных растворов электролитов. Изотонический коэффициент.

  4. Парциальные мольные величины растворов. Парциальные объем, внутренняя энергия, энтальпия, энтропия, энергия Гиббса. Принцип определения парциальных величин из экспериментальных данных. Уравнение Гиббса-Дюгема.

  5. Равновесие жидкость-пар в двухкомпонентных системах из двух смешивающихся жидкостей. Выполнение закона Рауля в таких системах. Графическая иллюстрация. Примеры жидких идеальных систем. Состав газовой фазы над жидким идеальным раствором, подчиняющимися закону Рауля (идеальным раствором). Закон Рауля-Дальтона.

  6. Растворы с положительными и отрицательными отклонениями от идеальности. Закон Генри, связь с законом Рауля. Примеры, графическая иллюстрация. Два закона Коновалова. Азеотропные растворы. Дистилляция. Ректификация.

  7. Метод активностей. Химический потенциал компонента раствора. Стандартные состояния: симметричная и несимметричная системы отсчета стандартного состояния.

  8. Термодинамическая классификация растворов. Регулярные, атермальные, бесконечно разбавленные растворы.

  9. Ограниченная взаимная растворимость двух жидкостей. Несмешивающиеся жидкости, ограниченно растворимые жидкости. Критическая температура смешения. Третий компонент в системе двух несмешивающихся жидкостей. Вывод закона распределения Нернста-Шилова.

  10. Растворимость твердых тел в жидкостях. Влияние температуры на растворимость. Уравнение Шредера И.Ф. для идеального раствора.

  11. Влияние давления и температуры на растворимость газов в жидкостях. Закон Генри.


Коллоквиум №4

  1. Гетерогенные системы: фаза, составляющее вещество системы, компонент, число термодинамических степеней свободы. Расчет числа компонентов в однофазных и многофазных системах. Правило фаз Гиббса, его вывод.

  2. Однокомпонентные системы. Диаграммы состояния воды, серы. Энантиотропные и монотропные переходы.

  3. Фазовые переходы первого рода. Уравнения Клапейрона и Клаузиуса-Клапейрона: вывод, применение к различным фазовым переходам первого рода. Правило Трутона, отклонения от правила Трутона. Понятие о фазовых переходах второго рода.

  4. Физико-химический анализ. Принцип непрерывности, принцип соответствия. Термический анализ, основные методики термического анализа.

  5. Двухкомпонентные системы. Различные диаграммы состояния двухкомпонентных систем и их анализ на основе правила фаз:

    1. Диаграммы состояния систем с простой эвтектикой.

    2. Диаграммы состояния систем, образующих твердые растворы замещения и внедрения.

    3. Диаграммы состояния систем, образующих химические соединения с конгруэнтной и инконгруэнтной точками плавления.

  6. Трехкомпонентные системы. Способы выражения концентраций в трехкомпонентной системе: треугольники Гиббса и Розебома. Взаимная растворимость в системе трех жидкостей.

  7. Химическое равновесие. Закон действующих масс. История его открытия и современная трактовка. Химическая переменная. Химическое равновесие в идеальных и неидеальных системах. Термодинамический вывод закона действия масс.

  8. Различные виды констант равновесия и связь между ними для реакций в идеальной газовой фазе. Влияние давления на смещение химического равновесия.

  9. Уравнение изотермы химической реакции Вант-Гоффа, его вывод (изменение энергии Гиббса и энергии Гельмгольца при химической реакции, неравновесный состав реакционной смеси).

  10. Стандартная энергия Гиббса реакции (ΔGO). Термодинамическая трактовка понятия о химическом сродстве. Принцип Бертло и область его применимости. Тепловой закон Нернста.

  11. Влияние температуры на смещение химического равновесия. Уравнения изобары и изохоры реакции. Интегрирование уравнения изобары (различные приближения).

  12. Расчеты констант равновесия химических реакций с использованием таблиц стандартных значений термодинамических функций при стандартной температуре и температуре, отличной от стандартной.

  13. Равновесие реакции синтеза аммиака.

  14. Гетерогенное химическое равновесие в системе газ - твердое тело.

  15. Адсорбция. Уравнения Генри, Ленгмюра, БЭТ.

Список обязательных вопросов по статистической термодинамике на экзамене

  1. Какие микроскопические теории вы знаете?

  2. В чем заключаются задачи статической термодинамики?

  3. Что такое микросостояние системы?

  4. Какое макросостояние является наиболее вероятным?

  5. Что такое фазовое Г – пространство? Сколько всего координат необходимо для его описания?

  6. Что такое Ω – пространство?

  7. Что такое μ – пространство? Сколько координат необходимо для его описания?

  8. Что такое ансамбль Гиббса? Какие типы ансамблей Гиббса вы знаете?

  9. Сформулируйте 3 постулата статической термодинамики.

  10. Изобразите на схеме канонический ансамбль при числе систем N=6.

  11. Запишите функцию распределения молекул по энергиям в идеальном газе (закон распределения Больцмана). Что такое молекулярная сумма по состояниям q?

  12. Запишите функцию распределения систем в каноническом ансамбле Гиббса. Что такое сумма по состояниям канонического ансамбля?

  13. Как связаны сумма по состояниям ансамбля и молекулярная сумма по состояниям для локализованных систем, делокализованных систем?

  14. Каков принцип расчета молекулярной суммы по состояниям?

  15. Как рассчитывают (принцип) сумму по состочниям канонического ансамбля Гиббса для идеального газа?

  16. Покажите связь основных термодинамических функций с суммой по состоянием канонического ансамбля.

  17. Поступательная сумма по состояниям. Какие характеристики молекулы и системы надо знать для расчета?

  18. Вращательная сумма по состояниям двухатомной молекулы. Какие характеристики молекул и системы надо знать для расчета?

  19. Колебательная сумма по состояниям для двухатомной и многоатомной молекул. Какие характеристики молекулы и системы надо знать для ее расчета?

  20. Каков принцип расчета Кр для газовой реакции методом статической термодинамики. Какие параметры молекул надо знать, чтобы рассчитать Кр?

  21. Напишите формулу для расчета Кр реакции изомеризации исходя из представлений статистической термодинамики. Объясните физический смысл сомножителей. Какие параметры молекул надо знать, чтобы рассчитать Кр?

  22. Напишите формулу для расчета Кр произвольной газовой реакции исходя из представлений статистической термодинамики. Объясните физический смысл сомножителей. Какие параметры молекул надо знать, чтобы рассчитать Кр?

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Рабочая программа курса «Физическая химия» iconФизическая химия лабораторный практикум Санкт-Петербург 2010 удк...
Физическая химия. Лабораторный практикум. Составители: Д. Э. Чиркст, О. В. Черемисина, Иванов И. И., Иванов М. В., Лобачева О. Л.,...

Рабочая программа курса «Физическая химия» iconПрограмма учебной дисциплины «Физическая химия» для специальности...
Специальность утверждена приказом Министерства образования Российской Федерации №686 от 02. 03. 2000 г

Рабочая программа курса «Физическая химия» iconФизическая и коллоидная химия сборник лабораторных работ Санкт-Петербург...
Физическая и коллоидная химия. Сборник лабораторных работ. Составители: Д. Э. Чиркст, О. В. Черемисина

Рабочая программа курса «Физическая химия» iconКоллоидная химия сборник лабораторных работ удк 541 076 (075. 83)...
Физическая и коллоидная химия. Сборник лабораторных работ. Составители: Д. Э. Чиркст, О. В. Черемисина

Рабочая программа курса «Физическая химия» iconГотовит бакалавров по направлению "Химия", магистров, специалистов...
Формы обучения: дневная; заочная с сокращенным сроком обучения на базе диплома младшего специалиста; заочная с сокращенным сроком...

Рабочая программа курса «Физическая химия» iconРабочая программа подготовлена
Рабочая учебная программа прохождения практики по профилю специальности для студентов 4 курса Бел юи мвд россии, обучающихся по специальности...

Рабочая программа курса «Физическая химия» iconРабочая программа курса «административное право зарубежных стран»...
Программа предназначена для студентов 3 курса Международно-правового факультета

Рабочая программа курса «Физическая химия» iconСпециальность 032101- физическая культура и спорт
Гимнастика: Программа курса (для специальности 032101- физическая культура и спорт). – Ставрополь: Изд-во сгу, 2009. – 30с

Рабочая программа курса «Физическая химия» iconРабочая программа по истории россии, XX
Рабочая программа курса истории России для 11-х классов составлена в соответствии с Федеральной примерной программой в рамках нового...

Рабочая программа курса «Физическая химия» iconРабочая учебная программа по учебному курсу «Химия»
Изучение химии на ступени основного общего образования направлено на достижение следующих целей

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
zadocs.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов