Инженер-химик и химик-технолог должны не только знать физико-химические законы, но и уметь применять их для решения конкретных задач. Решение задач помогает усвоить и глубже понять теоретические положения курса. Авторы стремились подобрать задачи, охватывающие практически все теоретические вопросы программы курса физической химии и представляющие интерес для различных специальностей.
Для привития навыка работы со справочной литературой авторы исключили из большей части задач величины, которые могут быть найдены в доступных справочниках. Сборник задач разделен на три части: «Теоретические основы физико-химических расчетов», «Равновесное состояние систем» и «Кинетика и катализ». Каждая глава содержит перечень основных уравнений и символов, задачи с решениями, задачи для самостоятельного решения, многовариантные задачи. Многовариантные задачи составлены так, чтобы дать индивидуальное задание каждому студенту академической группы. Эти задачи рекомендуются для самостоятельной работы. Многовариантные задачи могут быть использованы и как одновариантные, причем наличие 15—25 вариантов открывает возможность подбора объекта расчета с учетом специализации студента.
При подготовке этого издания были учтены основные изменения в программе курса физической химии и тенденции ее развития. Было учтено также стремление усилить общую теоретическую подготовку инженера-химика и химика-технолога. Последовательность глав соответствует более строгой логической структуре курса: изучение геометрических параметров и энергетических характеристик молекул (гл. I—V), далее изучение свойств веществ в идеальном газообразном состоянии, от идеального газообразного состояния сделан переход к реальному газообразному состоянию и к конденсированному состоянию индивидуального вещества (гл. X—XII). После ознакомления со свойствами индивидуального вещества сделан переход к системам многокомпонентным однофазным и многокомпонентным многофазным (гл. XIII—XVII). Более сложные системы, в которых происходят химические превращения, рассмотрены и в условиях равновесия {гл."XIX—XXI) и в динамике (гл. XXIII—XXXI). Вновь введенные главы отражают современное развитие физической химии.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие............................. 3
Методические указания к решению многовариантных задач....... 5
Международная система единиц.................... 6
Г л а в а I. Элементы квантовой химии. Теория химической связи, метод
МО ЛКАО............................ 8
Задачи с решениями....................... 10
Задачи................................ 15
Многовариантная задача..................... 16
Глава П. Закономерности геометрической конфигурации атомов в молекулах. Элементы теории симметрии молекул .......... 16
Задачи с решениями....................... 19
Задачи.............................. 21
Многовариантная задача ..................... 21
Г л а в а III. Вращательное движение и вращательные спектры двухатомных молекул.......................... 22
Задачи с решениями......................... 23
Задачи............................. 25
Многовариантные задачи...................... 26
Глава IV. Вращательное движениеи вращательные спектры многоатомных молекул......................... 27
Задачи с решениями........................ 27
Задачи.............................. 32
Многовариантные задачи....................... 33
Глава V. Колебательное движение атомов в молекулах. Колебательные и колебательно-вращательные спектры............ 33
Задачи с решениями......................... 36
Задачи......................... ..... 39
Многовариантные задачи..................... 41
Глава VI. Первый закон термодинамики............. 42
Задачи с решениями........................ 4Ь
Задачи ..........
Многовариантные задачи
60 6G
j л а в а VII. Второй закон термодинамики............. 69
Задачи с решениями .................. ..... 73
Задачи............................... 88
Многовариантные задачи . .................... 94
Глава VIII. Элементы статистической термодинамики....... 98
Задачи с решениями....................... 108
Задачи............................. И 9
Многовариантные задачи..................... 122
Глава IX. Газы.........., : . •:............. 125
Задачи с решениями....................... '30
Задачи..........................". . . . 135
Многовариантные задачи ...*..'.*.''.........-''•'•'• • • • 137
Глава X. Конденсированное состояние вещества.......... 139
Задачи с решениями..................-''.i''. . V . - 143
Задачи.........................•'. ; . . . 151
Многовариантные задачи................... . •. . 153
Глава XI. Фазовое равновесие однокомпонентных систем ....... 155
Задачи с решениями.......................157
Задачи.............................. 162
Многовариантные задачи................•'-;• .'•'•. . 166
г
Глава XII. Термодинамические характеристики растворов и процессов их образования......................-, - • 1?2
Задачи с решениями....................'. . . . 176
Задачи........................."-.;.•;. 185
Многовариантные задачи................j -.'-''.''. f '. 190
Г л .а в а XIII. Разбавленные растворы.............^ .. . . 193
Задачи с решениями.........................; ,. 196
Задачи.............................202
Многовариантные задачи....................206
Глава XIV. Гетерогенное равновесие в бинарных системах, содержащих жидкую и паровую фазы.................... 207
Задачи с решениями....................... 210
Задачи............................ 221
Многовариантные задачи..................... 224
Глава XV. Гетерогенное равновесие в бинарных системах, содержащих жидкую и твердую фазы....................234
Задачи с решениями........................235
Задачи............................../244
Многовариантная задача......................247
Глава XVI. Гетерогенное равновесие в трехкомпонентных системах,
содержащих жидкую и твердую фазы.................252
Задачи с решениями.......................253
Задачи..............................256
Многовариантная задача......................257
Глава XVII. Химическое равновесие................258
Задачи с решениями........................ 262
Задачи..............................277
Многовариантные задачи.......'...............283
Глава XVIII. Электрическая проводимость. Равновесие в растворах
электролитов........................... . 291
Задачи с решениями.......................295
Задачи..............................304
Многовариантные задачи...................... 309
Глава XIX. Электродвижущие силы. Электродные потенциалы . . .312
Задачи с решениями........................316
Задачи..............................328
Многовариантные задачи . . ,...................334
Глава XX. Адсорбция . . . . :.................337
Задачи с решениями...............,........339
Задачи.............................341
Многовариантная задача . ....................344
Комплексные задачи.........................345
Глава XXI. Формальная кинетика ..................346
Задачи с решениями........................350
Задачи................................360
Многовариантная задача.....................366
Глава XXII. Сложные реакции...............' . . . . 369
. Задачи с решениями........................371
Задачи.................................381
Многовариантная задача . . . .,................... 387
Глава XXIII. Зависимость скорости реакции от температуры .... 388
Задачи с решениями........................389
Задачи..............................391
Многовариантные задачи............•..........394
Глава XXIV. Теоретические основы расчета константы скорости реакции .............................396
Задачи с решениями........................398
Задачи..............................406
Многовариантные задачи.....................411
Глава XXV. Кинетика фотохимических и цепных реакций ...... 416
Задачи с решениями.......................419
Задачи...............................424
Многовариантная задача ...................... 430
R9R
Глава XXVI. Диффузия. Кинетика гетерогенных процессов .... 432
Задачи с решениями........................435
Задачи .......................... ..... 441
Многовариантная задача ...................... 444
Глава XXVII. Кинетика реакций в растворах. Гомогенный и гетерогенный катализ....................,.....445
Задачи с решениями........................449
Задачи................., ,г............452
Многовариантная задача.....................460
Глава XXVIII. Кинетика электрохимических реакций........461
Задачи с решениями............... *•; ....... 462
Задачи.............................468
Многовариантные задачи..................... 471
Комплексные задачи ........................ 472
Приложение.............................473
Ответы на задачи..........................507
