Учебно-методического комплекса дисциплины Рабочая учебная программа Приложение №1 «Тематический план лекций»; Тематический план практических занятий; Приложение №2 Методические рекомендации для преподавателей по дисциплине


НазваниеУчебно-методического комплекса дисциплины Рабочая учебная программа Приложение №1 «Тематический план лекций»; Тематический план практических занятий; Приложение №2 Методические рекомендации для преподавателей по дисциплине
страница9/21
ТипРабочая учебная программа
filling-form.ru > Туризм > Рабочая учебная программа
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   21

Занятие 5, 6. Энергетика химических процессов.




Актуальность темы

Все термодинамические процессы, связанные с переходом одного вида энергии в другой, подчинены I закону термодинамики – закону сохранения энергии. Однако важно знать не только энергетику, но и направление и глубину протекания того или иного процесса.


Направленность и пределы протекания самопроизвольных процессов изучает II закон термодинамики.

Мотивация


Живые системы подчиняются всем основным законам природы. К ним полностью применим закон сохранения и превращения энергии, а также II начало термодинамики. Трансформацию энергии в организме изучает биоэнергетика. Живые системы являются открытыми, гетерогенными системами. В процессе жизнедеятельности организм поглощает в виде пищи разнообразные вещества, ассимилирует и преобразует их, а затем в процессе диссимиляции разрушает и удаляет их в виде отработанных продуктов во внешнюю среду. Термодинамические особенности открытых систем объясняют устойчивость живого организма и его способность в течение многих лет сохранять на определенном уровне энтропию, энергию Гиббса и относительное постоянство внутренней среды, называемое в биологии гомеостазом.

Знание общих законов термодинамики позволяет врачу осуществить научный подход к пониманию энергетики биохимических реакций в организме, процессов эмбриогенеза, регенерации тканей, старения и возможности регулировать эти процессы проведением профилактических и лечебных мероприятий.

Цель занятия:


приобрести навыки термодинамических расчетов. На конкретных примерах решать вопрос о возможности самопроизвольного протекания реакции в заданных условиях (из анализа величин «G, «Н, «S и их зависимость от температуры), а также определения условий, при которых наступает термодинамическое равновесие в системе.
Студент должен знать:

    • формулировки и математическое выражение II закона термодинамики;

    • зависимость энтропии от различных факторов;

    • убыль энергии Гиббса как реакционной способности химической системы;

    • связь между изменением энергии Гиббса и константой равновесия.



Студент должен уметь:

    • формулировать и применять I и II законы термодинамики к различным физико-химическим процессам в термодинамических системах;

    • правильно характеризовать и объяснять взаимосвязь следующих понятий: открытая, закрытая, изолированная системы; внутренняя энергия U, работа А, теплота Q, энтальпия Н, энтропия S, энергия Гиббса G;

    • рассчитывать энергетические характеристики химических и физических процессов;

    • определять направление самопроизвольного протекания процессов в организме.



Необходимый исходный уровень знаний и умений.


Для усвоения материала данной темы необходимо знать:

  • атомно-молекулярное учение;

  • виды энергии и взаимосвязь между ними;

  • химические процессы, протекающие в организме;

  • тепловые эффекты химических реакций;

  • закон Гесса и следствия из него.

Решение задач по теме занятий

  1. Теплота реакции взаимодействия гидроксида алюминия Al(OH)3 с соляной кислотой составляет 234,2 кДж/моль. Сколько выделится теплоты, если для реакции взято 7,02 г Al(OH)3?


  2. При сгорании 1 кг бензола выделяется 41990 кДж. Определите теплоту сгорания бензола.

  3. Теплоты образования оксида и диоксида азота равны соответственно 21,6 и 643 ккал/моль. Вычислите тепловой эффект реакции 2NO+O2= 2NO2 (в кДж/моль).

  4. Теплоты сгорания ацетилена и этана равны соответственно 1300 и 1540 кДж/моль. Чему равна теплота гидрирования ацетилена до этана?

  5. Вычислите теплоту образования кристаллогидрата СаСl2 · 6Н2О из безводной соли и воды по следующим данным: теплота растворения кристаллогидрата –18,02 кДж/моль; теплота растворения безводной соли 72,9 кДж/моль.

  6. Теплота растворения Na2SO3 равна 11,3 кДж/моль; теплота гидратации этой соли до Na2SO3·7Н2О составляет 58,1 кДж/моль. Вычислите теплоту растворения кристаллогидрата.

  7. Теплота сгорания глюкозы равна 2816 кДж/моль; теплота сгорания этилового спирта равна 1236 кДж/моль. На основании этих данных вычислите тепловой эффект биохимического процесса брожения глюкозы:

С6Н12О6= 2С2Н5ОН(ж)+ 2СО2(г)+ Q


  1. Теплота сгорания углеводов и белков в организме человека составляет 4,1 ккал/г, жиров – 9,3 ккал/г. Среднесуточная потребность в белках, жирах и углеводах для студентов мужчин составляет соответственно 113, 106 и 451 г, для студентов женщин 96, 90 и 383 г. Какова суточная потребность студентов в энергии?

  2. На испарение 1 моля воды требуется 40,7 кДж. Сколько теплоты будет потеряно за день при выделении через кожу 800 г воды? Сколько граммов углеводов должно быть окислено для получения этого количества теплоты?

  3. В 100 г трески в среднем содержится 11,6 г белков и 0,3 г жиров. Рассчитайте калорийность порции трески массой 220 г.

  4. При взаимодействии газообразного метана и сероводорода образуется сероуглерод CS2(г) и водород. Определите изменение энтальпии реакции; напишите термохимическое уравнение.

  5. При взаимодействии трех моль оксида азота (I) с аммиаком образуются пары воды и азота. Тепловой эффект реакции равен (ΔН=-877,76 кДж). Напишите термохимическое уравнение реакции и вычислите изменение энтальпии образования N2O(г).

  6. Тепловые эффекты растворения MgSO4 и МgSO4 .2О в воде соответственно равны: -84,8 кДж/моль и 15,9 кДж/моль. Какова теплота гидратации при переходе MgSO4 в МgSO4 .2О?

  7. Рассчитайте энтальпию образования Н2О2(ж), исходя из теплового эффекта реакции:

Н2О2(ж)= Н2О(ж)+ 1/2О2(г) ΔН= -98,03 кДж/моль

  1. При получении одного моль эквивалента гидроксида кальция из СаО(к) и Н2О(ж) выделяется 32,63 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение и вычислите энтальпию образования оксида кальция.

  2. Энтальпия реакции нейтрализации азотной кислоты гидроксидом калия равна –57,3 кДж/моль. Вычислите энтальпию процесса, протекающего при добавлении к 100 мл раствора азотной кислоты с С=1 моль/л 150 мл раствора гидроксида калия с С=0,9 моль/л?

  3. Энергетическую ценность пищевого продукта оценивают его теплотой сгорания (калорийностью) и выражают в кДж/г (ккал/г). Вычислите калорийность (в кДж/г):

а) жира тристеарина (С57Н110О6), если энтальпия сгорания жира равна (-37760 кДж/моль);

б) сахарозы (С12Н22О11), если энтальпия сгорания сахарозы равна (-5653 кДж/моль).

  1. Реакция горения этилового спирта выражается термохимическим уравнением:

С2Н5ОН(ж)+ 3О2(г)= 2СО2(г)+ 3Н2О(ж). ΔН=?

Вычислите энтальпию реакции, если известно, что энтальпия парообразования С2Н5ОН(ж)=+38,58 кДж/моль и известны энтальпии образования С2Н5ОН(г), СО2(г), Н2О(ж).

  1. В некоторых микроорганизмах при анаэробной (в отсутствии воздуха) ферментации протекает следующая реакция:

С6Н12О6 2 С3Н6О3

глюкоза молочная кислота

Вычислите тепловой эффект этой реакции, если известны тепловые эффекты следующих процессов:

С6Н12О6(г) + 6О2(г) 6СО2(г) + 6Н2О(ж) ΔН= -2808 кДж/моль

С3Н6О3(ж) + 3О2(г) 3СО2(г) + 3Н2О(ж) ΔН= -1369 кДж/моль

  1. Вычислите энтальпию образования метана, исходя из следующих термохимических уравнений:

а) Н2(г) + 1/2О2(г)2О(ж) ΔН1= -285684 кДж

б) С(к) + О2(г)=СО2(г) ΔН2= -393,51 кДж

в) СН4(г) + 2О2(г)=2Н2О(ж) + СО2(г) ΔН3= -890,31 кДж

  1. Вычислить энтальпию растворения лития в воде, используя данные по гидратированным ионам:

2Li(к) + 2Н2О(ж)= 2Li+ + 2ОН- + Н2(г)

  1. Какие из следующих оксидов могут быть восстановлены алюмотермически при 298 К:

а) CaO б) Fe2O3 в) РвО?

  1. Какие из следующих оксидов могут быть восстановлены водородом до свободного металла при 298 К:

а) ZnO б) FeO в) Al2O3?

  1. Определите устойчивость металлического кальция в атмосфере углекислого газа при 298К.

  2. Пероксид водорода, образующийся в организме, разлагается под действием каталазы крови на воду и кислород. Возможен ли этот процесс в отсутствии каталазы? (p=1 атм., t=25˚ С)?

  3. Какой из 2х путей превращения глюкозы в организме сопровождается

большим изменением энергии Гиббса:

а) С6Н12О6(р-р) = 2СО2(г)+ 2С2Н5ОН(ж)

б) С6Н12О6(р-р) = 2С3Н6О3(р-р)

  1. Могут ли существовать друг с другом сернистый газ и сероводород при t=25˚С?

  2. Покажите с помощью термодинамического расчета, что процесс перехода


НС-СООН НООС-СН

║ → ║

НС-СООН НС-СООН

а) малеиновая кислота б) фумаровая кислота
может осуществляться самопроизвольно в организме человека (t=37оС), если известно:

∆Но298(кДж/моль): а) -791 б) –312

∆Sо(кДж/моль•к): а) =160 б) 166
Термодинамические константы некоторых веществ


Вещество

ΔН0298 кДж/моль

ΔG0 298 кДж/моль

S0 298 кДж/моль? К

AgCI(к)

AL2O3(к)

BaCО3(к)

ВеСО3(к)

С(алмаз, к)

С(графит, к)

СН4(г)

С2Н2(г)

С2Н4(г)

СН3ОН(г)

С2Н5ОН(г)
CS2(г)

CS2(ж)

СО(г)

СО2(г)

СаСО3(к)

СаО(к)

Са(ОН)2(к)

НСI(г)

НСI(ж)

FeO(к)

Fe2O3(к)

Fe3O4(к)

Н2(г)

N2(г)

2(г)

4CI(к)

NO(г)

NO2(г)

O2(г)

ОН (р)

Н+(р)

Н2О(г)

Н2О(ж)

PCI3(г)

PCI5(г)

PОCI3(ж)

S(к, ромб.)

Н2S(г)

С6Н6(ж)

С2Н6(г)

Сахароза С12Н22О11(т)

Li+ (р)

-127,1

-1676

-1219

-982

1,828

0

-74,86

226,75

52,28

-201,17

-235,31
115,27

88,7

-110,52

-393,51

-1206,9

-635,5

-986,6

-91,8

-166,9

-264,8

-822,2

-1117,1

0

0

-46,19

-314,2

90,25

33

0

-230,19

0

-241,82

-285,83

-287,02

-366,0

-597,1

0

-21

-210,9

-846,67

-2220,9

-278,5

-109,8

-1582

1139

-944,7

2,833

0

-50,79

64

-137,14

-394,38

-1128,8

-604,2

-896,8

-94,79

-131,2

-244,3

-740,3

-1014,2

0

0

-16,71

-203,2

86,58

51,5

0

-157,42

0

-228,61

-237,24

-260,5

-305,4

-521,3

0

-33,8


96,11

50,92

112

67,29

2,36

5,74

186,19

200,82

219,45

239,780

278,03
237,82

151,0

197,54

213,68

92,9

39,7

76,1

186,8

56,5

60,75

87,4

146,2

130,52

199,9

192,6

95,8

210,6

240,2

205,04

-10,86

0

188,72

70,08

311,7

364,5

222,5

31,9

205,7

359,8


1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   21

Похожие:

Учебно-методического комплекса дисциплины Рабочая учебная программа Приложение №1 «Тематический план лекций»; Тематический план практических занятий; Приложение №2 Методические рекомендации для преподавателей по дисциплине iconУчебно-методического комплекса дисциплины I. Рабочая учебная программа...
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования (гос впо)...

Учебно-методического комплекса дисциплины Рабочая учебная программа Приложение №1 «Тематический план лекций»; Тематический план практических занятий; Приложение №2 Методические рекомендации для преподавателей по дисциплине iconУчебно-методического комплекса дисциплины I. Рабочая учебная программа...
Использование понятий, терминов и алгоритмов работы в области информационных автоматизированных медико-технологических систем подготовит...

Учебно-методического комплекса дисциплины Рабочая учебная программа Приложение №1 «Тематический план лекций»; Тематический план практических занятий; Приложение №2 Методические рекомендации для преподавателей по дисциплине iconУчебно-методического комплекса дисциплины • Рабочая учебная программа...
Программа составлена в соответствии с требованиями фгос впо по направлению подготовки стоматология

Учебно-методического комплекса дисциплины Рабочая учебная программа Приложение №1 «Тематический план лекций»; Тематический план практических занятий; Приложение №2 Методические рекомендации для преподавателей по дисциплине iconБиофизика
Приложение 1 к рабочей учебной программе «Тематический план лекций», «Тематический план практических занятий»

Учебно-методического комплекса дисциплины Рабочая учебная программа Приложение №1 «Тематический план лекций»; Тематический план практических занятий; Приложение №2 Методические рекомендации для преподавателей по дисциплине iconУчебно-методического комплекса дисциплины рабочая программа учебной...

Учебно-методического комплекса дисциплины Рабочая учебная программа Приложение №1 «Тематический план лекций»; Тематический план практических занятий; Приложение №2 Методические рекомендации для преподавателей по дисциплине iconТематический план дисциплины 8
При разработке учебно – методического комплекса учебной дисциплины в основу положены

Учебно-методического комплекса дисциплины Рабочая учебная программа Приложение №1 «Тематический план лекций»; Тематический план практических занятий; Приложение №2 Методические рекомендации для преподавателей по дисциплине iconЛитература по дисциплине «Семейное право» 5 Тематический план для...
I. Задачи и методические рекомендации для проведения практических занятий по семейному праву 8

Учебно-методического комплекса дисциплины Рабочая учебная программа Приложение №1 «Тематический план лекций»; Тематический план практических занятий; Приложение №2 Методические рекомендации для преподавателей по дисциплине iconПрограмма «Семья!» Составили воспитатели: Хафизова Л. Р. Хузина А. Т. 2014 год
Учебно – тематический план Родительские собрания Учебно-тематический план Родительского клуба Клуб

Учебно-методического комплекса дисциплины Рабочая учебная программа Приложение №1 «Тематический план лекций»; Тематический план практических занятий; Приложение №2 Методические рекомендации для преподавателей по дисциплине iconПояснительная записка 2 Планируемые результаты обучения дисциплине...
Рабочая учебная программа предназначена для реализации государственных требований к уровню подготовки и обязательному минимуму содержания...

Учебно-методического комплекса дисциплины Рабочая учебная программа Приложение №1 «Тематический план лекций»; Тематический план практических занятий; Приложение №2 Методические рекомендации для преподавателей по дисциплине iconУчебно-методический комплекс по дисциплине «Организация и техника внешнеэкономических операций»
Включает рабочую программу дисциплины и учебно-тематический план для очной формы обучения; календарный план дисциплины; структуру...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:


Все бланки и формы на filling-form.ru




При копировании материала укажите ссылку © 2019
контакты
filling-form.ru

Поиск