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阿伯丁大学化学工程专业热力学课程知识点详解

发布时间: 2023-04-25 23:32:59
文章来源: 考而思
摘要:
化学工程是一门工程技术学科,里面涉及到很多专业性学术知识,同学们需要将里面的知识贯彻落实,以实践与理论知识相结合,将不懂的知识点进行系统化的总结梳理,那么化学工程这门学科就会变得简单易懂。

  化学工程的确是一门有趣的学科,这门专业注重理论与实践的相互结合,多方面分析理论要领,从实践中总结经验,现代化工发展的非常迅速,给人们的生活同时带来极大便利,鉴于给人们生活方式产生了深远的影响,同学们更要学好这门学科。

  学姐给大家今天来讲讲阿伯丁大学这门课程中的知识,学姐比较懂的就是化学工程当中的热力学知识点,可能和大家遇到的课程问题不太吻合,学姐也只能是借助此篇文章的微薄之力,给广大英国留学生尽可能的提供帮助。

  热力学的作用

  状态变化的热力学参数是描述化学键、结构和反应所必需的。在无机化学中也是如此,热力学中最重要的概念将在本节中描述。即使是简单的热力学知识对于判断化合物的结构是否稳定和自发反应的可能性,以及对于反应热的计算、反应机理的确定和电化学的理解也是相当有用的。

化学工程

  

  由于焓是系统在恒压下的热含量,因此 Δ h在放热反应中为负,在吸热反应中为正。标准反应焓, Δ H0,是标准状态下1摩尔产物和反应物之间的焓变化(105Pa和298.15 K)。这标准生成焓, Δ Hf0,是化合物从其组成元素形成的标准反应焓。由于焓是状态函数,所以通过将简单物质的标准生成焓定义为零来计算标准反应焓。也就是说,

  ΔH0=ΣnΔH0f(product)−ΣnΔH0f(reactant)

  

  熵是一个状态函数,是决定一个状态是否可以从另一个状态自发达到的标准。热力学第二定律指出,孤立系统的熵S随着自发变化而增加。也就是说,

  ΔS%3E0

  热力学不可逆过程产生熵。熵与统计热力学中系统的无序有关,如下所示:

  S=klnW

  k是玻尔兹曼常数,W是同能量系统的原子或分子排列的个数,对应无序的程度。当熵变大时,系统的无序度就越大。

  吉布斯能量

  该数量定义为

  ΔG=ΔH−TΔS

  在恒定的温度和压力下,当反应的吉布斯自由能为负时,就会发生自发反应。标准吉布斯自由能 Δ G0与反应的平衡常数K有关

  A⇌KB。

  ΔG0=−稀有TlnK

  k大于1时 Δ G0变为负值,反应向右进行。

  氧化值

  这氧化值是化合物或离子中组成原子的形式电荷,其分配方式是电负性较小的原子带正电荷。由于电荷在由相同原子组成的分子中没有区别,原子的氧化数是净电荷除以原子数的商。对于由不同原子组成的化合物或离子,电负性较大的原子可视为阴离子,电负性较小的原子可视为阳离子。例如,氮在氮中是0价的2;氧是氧中的-122-;氮是+4,氧是-22;但是在NH中氮是-3,氢是+13。也就是说,对于与不同伙伴结合的相同原子,氧化数可以不同,并且该原子被称为处于对应于该氧化数的形式氧化态。虽然这不能表示实际电荷的数量偏差,但在计算价电子或处理氧化还原反应时很方便。

  氧化还原反应

  最初,氧化是指元素形成氧化物或在氧的作用下形成化合物,而还原是氧化的逆过程。的当前定义减少是产生电子的反应,并且氧化是带电子的反应。因此,给出电子的试剂是还原剂带电子的是氧化剂。作为氧化还原反应的结果,还原剂被氧化,氧化剂被还原。例如,在金属钼和氯气反应形成五氯化钼时,钼是还原剂,其氧化态从0变为+5,氯是氧化剂,其氧化态从0变为-1。

  2Mo+5Cl2→Mo2Cl10

  近年来,每当合成新的无机化合物时,通常通过电化学测量来研究其氧化还原性质。循环伏安法是研究其氧化还原性质的首选技术,包括电势、转移电子的数量和反应的可逆性等。因为测量简单。认为氧化电势对应于HOMO的能级是近似正确的,因为氧化通常从HOMO带走一个电子,而还原电势对应于LUMO的能级,因为还原给LUMO增加了一个电子。然而,在定量讨论氧化还原过程时,应考虑各种因素,如溶剂效应。

  上面这些就是学姐所知道的关于热力学的一切啦,知识覆盖的面积相当的有限对不对,没关系,更多的专业知识和考而思英国留学生辅导老师来进行深入沟通,绝对能帮助阿伯丁大学留学生解决疑惑,不然就来找学姐理论。

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