Общие методические указания
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Методические указания и контрольные задания
для студентов заочной формы обучения
Направление:
220700.62 «Автоматизация технологических процессов и производств»
Профиль подготовки бакалавра:
Автоматизация химико-технологических процессов и производств
Издательство
Пермского национального исследовательского
политехнического университета
Составители:
М.М. Соколова, О.И. Бахирева, Н.Б. Ходяшев, Л.С. Пан
УДК
Рецензент
канд. хим. наук, доц. Т.К. Томчук
(Пермский национальный исследовательский
политехнический университет)
Теоретические основы химических процессов. Метод. указания и контр. задания для студентов заочной формы обучения/ сост. М.М. Соколова, О.И. Бахирева, Н.Б. Ходяшев, Л.С. Пан – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2015. – 34 с.
Содержит программу для подготовки к зачету и многовариантные индивидуальные задания для контрольной работы по дисциплине «Теоретические основы химических процессов», а также примеры с решениями и справочную информацию, необходимую для расчетов.
Предназначено для студентов заочной формы обучения направления 220700.62 «Автоматизация технологических процессов и производств».
ПНИПУ, 2015
Содержание
Общие методические указания ……………………………………………….. 4
Контрольная работа …………………………………………………………… 6
Модуль 1. Химическая термодинамика ………………………………………. 6
Задание 1.1. Определение тепловых эффектов химических реакций ……….. 7
Задание 1.2. Определение возможности протекания химической
реакции в стандартных и нестандартных условиях ………………………….. 8
Задание 1.3. Химическое равновесие ………………………………………….10
Модуль 2. Кинетика гомогенных и гетерогенных процессов. Физико-химические методы анализа ………………………………………………….. 14
Задание 2.1. Определение кинетических характеристик
простых односторонних реакций …………………………………………….. 15
Задание 2.2. Определение энергии активации и других кинетических
констант химических реакций …………………………………………………19
Задание 2.3. Адсорбция на поверхности твердого тела …………………… 22
Список литературы …………………………………………………………….. 31
Приложение 1 …………………………………………………………………... 32
Приложение 2 …………………………………………………………………... 34
Общие методические указания
Дисциплина «Теоретические основы химических процессов» относится к вариативной части цикла математических и естественнонаучных дисциплин и является дисциплиной по выбору при освоении студентами ООП по направлению 220700.62 «Автоматизация технологических процессов и производств».
Цель дисциплины–углубление знаний в области термодинамики, кинетики химических процессов, формирование представлений по отдельным физико-химическим методам анализа; формирование осознанной необходимости применения знаний законов и методов химической термодинамики и кинетики при решении практических задач.
Предметом освоения дисциплины являются следующие объекты:
· химические превращения;
· фазовые процессы;
· гомогенные и гетерогенные взаимодействия.
В результате изучения дисциплины обучающийся должен демонстрировать следующие результаты:
· знать:
– начала термодинамики и основные уравнения химической термодинамики;
– методы термодинамического описания химических равновесий;
– уравнения формальной кинетики;
– особенности кинетики гомогенных и гетерогенных реакций;
– способы управления скоростями и направлениями химических процессов.
· уметь:
– определять по справочным данным энергетические характеристики индивидуальных веществ, термодинамические характеристики химических реакций;
– составлять энергетический баланс процессов;
– определять движущие силы и возможности протекания процессов;
– проводить кинетические исследования и расчеты процессов;
– составлять кинетические уравнения в дифференциальной и интегральной формах для простых реакций;
– прогнозировать влияние температуры на скорость процесса;
– применять современное физическое оборудование и приборы при решении практических задач.
· владеть:
– методами термодинамического описания химических равновесий,
– навыками вычисления тепловых эффектов химических реакций при заданной температуре в условиях постоянства давления или объема;
– навыками вычисления констант равновесия химических реакций при заданной температуре;
– методами кинетического анализа гомогенных и гетерогенных реакций;
– методами определения констант скоростей реакций различных порядков по результатам кинетического эксперимента;
– навыками самостоятельной работы при проведении физико-химических исследований;
– навыками работы на основных физических приборах.
Основной вид учебных занятий студентов заочной формы обучения – самостоятельная работа над учебным материалом. По курсу «Теоретические основы химических процессов» она слагается из следующих элементов: посещение установочных лекций; изучение материала по учебникам и учебным пособиям; выполнение контрольных заданий; выполнение лабораторного практикума; посещение индивидуальных консультаций; сдача зачета.
Всего студент заочной формы обучения должен выполнить одну контрольную работу. Контрольная работа охватывает вопросы по термодинамике химических реакций, химическому равновесию, химической кинетике, адсорбции на поверхности твердого тела.
Решения задач и ответы на теоретические вопросы должны быть коротки, но четко обоснованы, за исключением тех случаев, когда по существу вопроса такая мотивировка не требуется. При решении задач нужно приводить все математические преобразования, избирая простейший путь решения. Нельзя переписывать текст из учебника или учебных пособий. Контрольная работа должна быть аккуратно оформлена. Для замечаний рецензента надо оставлять достаточно широкие поля, писать четко и ясно. В работах номера и условия задач следует переписывать в том порядке, в каком они указаны в задании.
Контрольная работа, выполненная не по своему варианту, преподавателем не рецензируется и не зачитывается. Вариант указывает преподаватель. Контрольная работа выполняется в тетради школьного типа, на лицевой стороне которой приводятся следующие сведения:
ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Контрольная работа № ______ вариант № _____
студента ПНИПУ группы _________________
направление ______________________________
профиль ___________________________________
______________________________________________________________
фамилия, имя, отчество
В конце работы должны быть указаны дата ее окончания и подпись лица, выполнившего работу. Обсуждение контрольных заданий и вопросов может проходить дистанционно, через Интернет. Конечные варианты контрольных работ должны быть представлены в рукописном виде, набранные на компьютере или сканированные работы не принимаются.
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА