Энергетика химических реакций

При химических реакциях происходит разрыв одних и образовании других связей. Поэтому химические реакции сопровождаются выделением или поглощением энергии в виде теплоты, света, совершением работы расширения газообразных продуктов

Системы
Системой называют тело или группу тел, отделенных от окружающей среды реальной или воображаемой поверхностью раздела.
В зависимости от способности системы к обмену энергией и веществом с окружающей средой различают три типа систем.

Внутренняя энергия
Полная энергия системы равна сумме ее кинетической энергии как целого, энергии ее взаимодействия с внешними телами и внутренней энергии U.
Внутренняя энергия U характеризует общий энергетический запас всех компонентов (частиц) системы и включает кинетическую энергию движения молекул, атомов, ионов, электронов и других частиц и потенциальную энергию их взаимодействия.
Изменение внутренней энергии (ΔU) системы при переходе системы из одного состояния в другое можно измерить с достаточной точностью как количество энергии, принимаемой системой из окружающей среды или отдаваемой ею.

Процессы
Переход системы из одного состояния в другое называют процессом. Процессы бывают:
изотермические (T = const)
изобарные (p = const)
изохорные (V = const)

1й закон термодинамики
Сумма изменения внутренней энергии системы и совершенной системой (или над нею) работы равна сообщенной (или выделенной) теплоте.

Энтальпия
Для химических реакций под работой против внешних сил обычно подразумевают работу против внешнего давления. Для изобарных процессов она равна произведению давления p на изменение объема системы ΔV при переходе из состояния 1 в состояние 2
Н – энтальпия
А в изохорном процессе? Qv=dU

Вывод
Тепловой эффект химической реакции возникает в результате изменения внутренней энергии U системы или энтальпии H

Термохимические расчеты
Большинство химических реакций происходит при постоянном давлении, поэтому энергетический (тепловой) эффект реакции оценивают изменением энтальпии
Химические реакции, при протекании которых происходит уменьшение энтальпии системы (ΔH < 0) и во внешнюю среду выделяется теплота (Qp > 0), называют экзотермическими. Реакции, в результате которых энтальпия увеличивается (ΔH > 0) и система поглощает теплоту извне (Qp < 0), называют эндотермическими

Стандартные условия
Давление 1 бар и произвольная температура

Термохимические уравнения
Указывают агрегатное состояние и аллотропную модификацию реагентов и продуктов

Стандартное состояние вещества
Стандартное состояние вещества — наиболее устойчивое состояние при стандартных условиях.
графит, ромбическая сера, белый фосфор, кислород O2, газообразный хлор, жидкий бром
Стандартное состояние может быть отнесено к любой температуре.

Стандартная энтальпия образования
Стандартной энтальпией (теплотой) образования (ΔH°обр = –Q) вещества называют энтальпию (теплоту) образования 1 моль этого вещества из простых веществ при стандартных условиях.
Согласно этому определению, энтальпия (теплота) образования простого вещества при стандартных условиях равна нулю.

Закон Гесса