Какую термодинамическую функцию можно использовать для предсказания возможности самопроизвольного

Какие процессы называют экзотермическими?

1)для которых ∆Н отрицательно; 2)для которых ∆G отрицательно;

3)для которых ∆Н положительно; 4)для которых ∆G положительно.

15.Укажите формулировку закона Гесса:

1)тепловой эффект реакции зависит только от начального и конечного состояния системы и не зависит от пути реакции;

2)теплота, поглощаемая системой при постоянном объеме, равна изменению внутренней энергии системы;

3)теплота, поглощаемая системой при постоянном давлении, равна изменению энтальпии системы;

4)тепловой эффект реакции не зависит от начального и конечного состояния системы, а зависит от пути реакции.

16.Самопроизвольным называется процесс, который:

1)осуществляется без помощи катализатора;

2)сопровождается выделением теплоты;

3)осуществляется без затраты энергии извне;

17.Энтропия реакции — это:

1)количество теплоты, которое выделяется или поглощается в ходе химической реакции при изобарно-изотермических условиях;

2)количество теплоты, которое выделяется или поглощается в ходе химической реакции при изохорно-изотермических условиях;

3)величина, характеризующая возможность самопроизвольного протекания процесса;

4)величина, характеризующая меру неупорядоченности расположения и движения частиц системы.

18.В каком соотношении находятся энтропии трех агрегатных состояний одного вещества: газа, жидкости, твердого тела:

4)агрегатное состояние не влияет на значение энтропии.

Какое уравнение является математическим выражением второго закона термодинамики для изолированных систем?

1)∆U = 0; 2)∆S ≥ Q/T; 3)∆S ≤ Q/T; 4)∆H = 0.

В изолированной системе все самопроизвольные процессы протекают в сторону увеличения беспорядка. Как при этом изменяется энтропия?

1)не изменяется; 2)увеличивается;

3)уменьшается; 4)сначала увеличивается, а затем уменьшается.

21.Энтропия возрастает на величину Q/Т для:

1)термодинамически обратимого процесса;

Какие процессы называют эндэргоническими?

Какие процессы называют экзэргоническими?

24.Самопроизвольный характер процесса лучше определять путем оценки:

1)энтропии; 2)свободной энергии Гиббса;

Какую термодинамическую функцию можно использовать для предсказания возможности самопроизвольного протекания процессов в живом организме?

1)энтальпию; 2)внутреннюю энергию;

3)энтропию; 4)свободную энергию Гиббса.

26.В изобарно-изотермических условиях в системе самопроизвольно могут осуществляться только такие процессы, в результате которых энергия Гиббса:

1)не меняется; 2)увеличивается;

3)уменьшается; 4)достигает максимального значения.

В каком из следующих случаев реакция возможна при любых температурах?

1)∆H 0; 2)∆Н 0; ∆S > 0; 4)∆Н = 0; ∆S = 0.

28.Экзэргонические реакции в организме протекают самопроизвольно, так как:

31.В каком направлении реакция идет в стандартных условиях самопроизвольно? АДФ + НРО₄ 2- АТФ + Н₂О, δG_{реакции} = +31 кДж/моль.

1)слева направо; 2)справа налево; 3)остается в равновесии.

32.Какое значение имеет δG, если константа равновесия при 298 К равна 1?

Основы химической термодинамики

1 – 2; 2 – 2; 3 – 3; 4 – 1; 5 – 1; 6 – 2; 7 – 3; 8 – 1; 9 – 3; 10 – 1; 11 – 1; 12 – 2; 13 – 3; 14 – 1; 15 – 1; 16 – 3; 17 – 4; 18 – 1; 19 – 2; 20 – 2; 21 – 1;22 – 4; 23 – 2; 24 – 2; 25 – 4; 26 – 3; 27 – 1; 28 – 2; 29 – 1; 30 – 4; 31 – 2;32 – 3.

Химическая кинетика

Что изучает химическая кинетика?

1)возможность протекания химических процессов;

2)энергетические характеристики физических и химических процессов;

3)скорости протекания химических превращений и механизмы этих превращений;

4)тепловые эффекты биохимических процессов.

Что называют истинной (мгновенной) скоростью химической реакции?

1)количество вещества, прореагировавшего в единицу времени в единице объема;

2)производная от концентрации реагирующего вещества по времени при постоянном объеме;

3)пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, возведенных в степени, равные стехиометрическим коэффициентам в реакции;

4)изменение концентрации вещества за единицу времени в единице объема.

Источник

Термодинамическое условие самопроизвольного протекания процесса.

Исходя из принципов стремления к максимальной энтропии и минимальной внутренней энергии можно определить термодинамическую возможность протекания процесса, будет ли он идти до конца.

Для характеристики термодинамического состояния ситемы вводятся также изобарно-изотермическим потенциалом, свободной энергией или энергией Гиббса (DG).

Изобарный потенциал связан с энтальпией, энтропией и температурой соотношением:

Если реакция осуществляется при постоянных давлении и температуре (изобарно-изотермический процесс), то

DU-внутренняя энергия системы.

РDV-работа, совершенная над системой

Свободная энергия — та энергия, которая может быть использована для совершения работы.

Используется также энергия Гельмгольца (F)

То есть она, в отличие от DG, не учитывает работу по расширению системы.

Известно уравнение изотермы Вант-Гоффа для химических реакций:

∆G= — RTInK, где R-универсальная газовая постоянная, Т – абсолютная температура, К – константа равновесия химического процесса. Это уравнение показывает, какую максимальную работу можно совершить за счет данного процесса. Если ∆G˂0, то процесс может идти самопроизвольно. Если ∆G˃0, то самопроизвольное протекание процесса невозможно. При ∆G=0 процесс находится в равновесии: скорость прямой реакции равна скорости обратной.

Электрохимический потенциал.

В биологических системах есть следующие источники энергии, которая может быть использована для совершения работы:

Химические процессы. Введем такое понятие как химический потенциал (μ): энергия, необходимая для того, чтобы синтезировать 1 моль данного вещества из устойчивых простых веществ и сконцентрировать в 1л водного раствора.

Диффузионные процессы. Их ∆G= -RTIn(C₂/C₁), где С₁ и С₂ – молярные концентрации вещества в различных точках, между которыми происходит диффузионный процесс.

Электрические процессы. Работа электрического тока А=I∆φ∆t = q∆φ, где I-сила тока, ∆φ – разность потенциалов, q-заряд, ∆t-время. Токи в биообъектах – токи в растворах, где носителями зарядов являются ионы. Для одного моля перенесенных зарядов А= — ∆G = zF∆φ, где F-число Фарадея: заряд электрона, умноженный на число Авогадро, z-число элементарных зарядов, переносимых ионом.

Электрохимический потенциал (μ):

Следовательно, самопроизвольно могут идти те процессы, в которых ∆μ (∆G)˂0.

6. Живые организмы – открытые системы. Термодинамика открытых систем. Понятие о стационарном состоянии.

Живые организмы являются открытыми системами, обменивающимися с внешней средой энергией и веществом. В таких системах идет множество процессов, каждый из которых стремится к равновесному состоянию, то есть к минимальной внутренней энергии и максимальной энтропии. Но в самой системе термодинамические параметры длительное время не меняются. То есть поддерживается динамическое равновесие: удаление продуктов распада за пределы системы и замена их новыми веществами, поступающими извне, — процессы, снижающие энтропию и увеличивающие внутреннюю энергию. Энтропия удаляется (диссипирует) из системы вместе с продуктами распада.

Открытую систему, таким образом, нельзя рассматривать по критериям замкнутой, в которой равновесие достигается при минимальной внутренней энергии и максимальной энтропии. В ней равновесие имеет динамический характер. Такое состояние называется стационарным.

Термодинамика открытых систем сформулированы в работах Онзагера и Пригожина. В основе ее лежит зависимость входных и выходных потоков от различных сил, вызывающих эти потоки. Показано, что стационарное состояние открытой системы характеризуется минимальной интенсивностью продукции энтропии (критерий Пригожина). В случае вывода системы из стационарного состояния последняя будет изменяться до тех пор, пока удельная скорость продукции энтропии не примет наименьшего значения.

1. Что такое тепло?

А. Величина, пропорциональная средней скорости движения молекул.

Б. Величина, пропорциональная средней скорости поступательного движения молекул.

В. Общая кинетическая энергия беспорядочного движения молекул, составляющих данную систему.

Г. Общая кинетическая и потенциальная энергия молекул, составляющих данную систему.

2. Что такое внутренняя энергия?

А. Совокупная кинетическая и потенциальная энергия слагающих систему частиц.

Б. Совокупная кинетическая энергия слагающих систему частиц.

В. Способность системы совершить работу.

Г. Совокупная потенциальная энергия слагающих систему частиц.

3. Равно ли изменение энтальпии изменению внутренней энергии для процесса гидролиза АТФ (АТФ+Н₂О →АДФ+Н₃РО₄)?

А. Да, потому что данная система не совершает работы против внешних сил.

Б. Равенство будет лишь в том случае, если рассматривать процесс в газовой фазе.

В. Да, потому что в результате реакции не изменяется число молекул в системе.

Г. Равенство будет только в том случае, если за счет высвобождающейся энергии не совершается работа.

4. Равен ли тепловой эффект процесса гидролиза АТФ (АТФ+Н₂О →АДФ+Н₃РО₄) изменению энтальпии системы, взятому с обратным знаком?

А. Да, потому что данная система не совершает работы против внешних сил.

Б. Равенство будет лишь в том случае, если рассматривать процесс в газовой фазе.

В. Да, потому что в результате реакции не изменяется число молекул в системе.

Г. Равенство будет только в том случае, если за счет высвобождающейся энергии не совершается работа.

5. Какой процесс в термодинамике называют обратимым?

А. Который можно произвести в обратном порядке, то есть вернуть систему в первоначальное состояние.

Б. Процесс, при котором систему можно вернуть в первоначальное состояние, пройдя все стадии в обратном порядке и не привнося в систему новых компонентов.

В. Процесс, который может протекать одновременно в прямом и в обратном порядке и характеризующийся константой равновесия.

Г. Циклический процесс, в котором вся полученная системой тепловая энергия трансформируется в работу.

6. Когда в изолированной системе достигается равновесное состояние?

А. При минимальной внутренней энергии и максимальной энтропии.

Б. Когда интенсивность продукции энтропии минимальна.

В. Когда термодинамические параметры длительное время не изменяются.

Г. Когда изменение внутренней энергии равно нулю.

7. Будет ли такой процесс идти до конца, или на определенном этапе обратная реакция уравновесит прямую и почему: 2Н₂О₂ ↔2Н₂О+О₂↑ (ΔН= — 194,5 кДж/M)?

А. Не будет идти до конца, поскольку за счет прямой экзотермической реакции активизируется обратная эндотермическая.

Б. Будет идти до конца только в том случае, если выделяющийся газ убирать из системы, исключая тем самым возможность обратной реакции.

В. Реакция будет идти до конца в том случае, если перекись водорода и вода в жидком состоянии, а выделяющийся кислород – в газообразном. Только тогда обеспечивается отрицательное изменение энтальпии и положительное изменение энтропии, необходимые для того, чтобы изменение свободной энергии было отрицательным (ΔG˂0).

Г. Реакция будет идти до конца и в жидкой и в газовой фазе, поскольку здесь из двух молекул образуются три, следовательно энтропия растет, а энтальпия (см. условия) уменьшается.

8. Что такое свободная энергия?

А. Энергия, высвобождающаяся в термодинамическом процессе в виде тепла, а также используемая для совершения работы.

Б. Часть энергии, высвобождаемой в термодинамическом процессе, которая может быть использована для совершения работы.

В. Кинетическая и потенциальная энергия молекул газа, выделяющихся в химическом процессе.

Г. Кинетическая энергия молекул газа, выделяющихся в химическом процессе.

9. Под действием какой силы совершается процесс диффузии?

А. Под действием электростатической силы взаимного отталкивания молекул.

Б. Под действием разницы осмотического давления.

В. Под действием обобщенной силы, пропорциональной градиенту концентрации (dC/dx). Сила равна градиенту энергии, которую необходимо затратить на создание разности концентраций.

Г. Под действием обобщенной силы, пропорциональной градиенту средней скорости молекул (dv/dx).

10. Какие термодинамические функции изменяются в процессе диффузии?

А. Уменьшается внутренняя энергия, вследствие чего уменьшается свободная энергия.

Б. В процессе диффузии уменьшаются и энтальпия (H) и энтропия (S). Когда в выражении ΔG=ΔH-TΔS изменение энтальпии ΔH станет равно ТΔS, тогда ΔG станет равной нулю и диффузионный процесс прекратится.

В. В процессе диффузии уменьшается энтальпия и увеличивается энтропия. Поэтому процесс необратимо идет до конца.

Г. В процессе диффузии энтальпия не изменяется (ΔH=0), а энтропия возрастает так как уменьшается структурированность системы, положение отдельной молекулы становится более неопределенным. Следовательно, ΔG= -TΔS. Процесс будет продолжаться до тех пор, пока не кончится рост энтропии.

Глава 2. Взаимодействие электромагнитных излучений с живыми системами. Фотохимические процессы, люминесценция. Лазерное излучение и его использование в медицине и ветеринарии

Источник

Свободную энергию Гиббса

При нагревании растет, при конденсации уменьшается;

2) при нагревании уменьшается, при конденсации растет;

3) не происходит изменение T-S;

4) при нагревании и конденсации растет.

48. Какие параметры системы необходимо поддержи­вать постоянными, чтобы по знаку изменения энтропии можно было судить о направлении самопроизвольного про­текания процесса?

1) давление и температуру;

2) объем и температуру;

3) внутреннюю энергию и объем;

4) только температуру.

49. В изолированной системе все самопроизвольные процессы протекают в сторону увеличения беспорядка. Как при этом изменяется энтропия?

1) не изменяется;

2) увеличивается;

4) сначала увеличивается, а затем уменьшается.

50. Энтропия возрастает на величину Q/T для:

1) обратимого процесса;

2) необратимого процесса;

51 Как изменяется энтропия системы за счет прямой и обратной реакции при синтезе аммиака?

1) прямая реакция идет с уменьшением энтропии, об­ратная — с увеличением;

2) прямая реакция идет с увеличением энтропии, обрат-лая __с уменьшением;

3) энтропия не изменяется в ходе реакции;

4) энтропия увеличивается для прямой и обратной ре­акции.

52. Какими одновременно действующими факторами определяется направленность химического процесса?

1) энтальпийным и температурным;

2) энтальпийным и энтропийным;

3) энтропийным и температурным;

4) изменением энергии Гиббса и температуры.

53.В изобарно-изотермических условиях максимальная работа, осуществляемая системой:

1) равна убыли энергии Гиббса;

2) больше убыли энергии Гиббса;

3) меньше убыли энергии Гиббса;

4) равна убыли энтальпии.

54. Какие условия необходимо соблюдать, чтобы мак­симальная работа в системе совершалась за счет убыли энер­гии Гиббса?

1) необходимо поддерживать постоянными V и t;

2) необходимо поддерживать постоянными Р и t;

3) необходимо поддерживать постоянными АН и AS;

4) необходимо поддерживать постоянными PиV

55. За счет чего совершается максимальная полезная работа химической реакции при постоянных давлении и температуре?

1) за счет убыли энергии Гиббса;

2) за счет увеличения энтропии;

3) за счет увеличения энтальпии;

4) за счет уменьшения энтропии.

56.За счет чего совершается маскимальная полезная рабо­та живым организмом в изобарно-изотермических условиях?

1) за счет убыли энтальпии;

2) за счет увеличения энтропии;

3) за счет убыли энергии Гиббса;

4) за счет увеличения энергии Гиббса.

57. Какие процессы называют эндэргоническими?

4) AG > 0.

58.Какие процессы называют экзэргоническими?

59.Самопроизвольный характер процесса лучше опре­делять путем оценки:

2) свободной энергии Гиббса;

60. Какую термодинамическую функцию можно исполь­зовать для предсказания возможности самопроизвольного протекания процессов в живом организме?

2) внутреннюю энергию;

61. Для обратимых процессов изменение свободной энергии Гиббса.

1) всегда равно нулю;

2) всегда отрицательно;

3) всегда положительно;

4) положительно или отрицательно в зависимости от обстоятельств.

62. Для необратимых процессов изменение свободной энергии:

1) всегда равно нулю;

2) всегда отрицательно;

3) всегда положительно;

4) положительно или отрицательно в зависимости от обстоятельств.

63.В изобарно-изотермических условиях в системе са­мопроизвольно могут осуществляться только такие процес­сы, в результате которых энергия Гиббса:

3) уменьшается;

4) достигает максиального значения.

64. Для некоторой химической реакции в газовой фазе при постоянных Р и TAG > 0. В каком направлении само­произвольно протекает эта реакция?

Г) в прямом направлении;

2) не может протекать при данных условиях;

3) в обратном направлении;

4) находится в состоянии равновесия.

65. Каков знак AG процесса таяния льда при 263 К?

1) AG > 0;

3) AG 0;AS>0; 2)AH>0;AH 0; 2)AH 0; AS > 0; 4)AH = 0;AS = 0.

68. Если АН [T4AS];

2) при любых соотношениях АН и TAS; 3)0;

2) АН 0;

71. При каких постоянных термодинамических парамет­рах изменение энтальпии может служить критерием направ­ления самопроизвольного процесса? Какой знак DH в этих условиях указывает на самопроизвольный процесс?

1) при постоянных S и Р, АН 0; 4) при постоянных Vn t, АН > 0.

72. Можно ли и в каких случаях по знаку изменения эн­тальпии в ходе химической реакции судить о возможности ее протекания при постоянных Ти Р1

1) можно, если ЛЯ » T-AS;

2) при данных условиях нельзя;

3) можно, если АН « T-AS;

4) можно, если АН = T-AS.

73. Реакция ЗН₂ + N₂ -> 2NH₃ проводится при 110°С, так что все реагенты и продукты находятся в газовой фазе. Ка­кие из указанных ниже величин сохраняются в ходе реакции?

4) масса.

74. Какие из следующих утверждений верны для реак­ций, протекающих в стандартных условиях?

1) эндотермические реакции не могут протекать само­произвольно;

2) эндотермические реакции могут протекать при дос­таточно низких температурах;

3) эндотермические реакции могут протекать при высо­ких температурах, если AS > 0;

4) эндотермические реакции могут протекать при высо­ких температурах, если AS 0;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник