Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.students.chemport.ru/materials/physchem/questphys.doc Дата изменения: Thu Jan 15 18:05:22 2009 Дата индексирования: Mon Oct 1 22:27:12 2012 Кодировка: koi8-r

Вопросы к экзамену по физической химии (кинетика, катализ, электрохимия)
для студентов IV курса Химического факультета МГУ (зима 2005 года)
Основные понятия и постулаты формальной кинетики. Прямая и обратная
кинетические задачи. Параметры кинетических уравнений.

Молекулярность и порядок реакции. Методы определения порядка реакции.
Реакции переменного порядка (привести примеры).

Уравнение Аррениуса. Способы определения опытной энергии активации и ее
связь с энергиями активации элементарных процессов.

Кинетическое описание необратимых реакций первого порядка в закрытых
системах. Время полупревращения и среднее время жизни исходных молекул.

Обратимая реакция первого порядка и определение ее кинетических параметров.
Скорость реакции и химическое сродство.

Необратимые реакции нулевого и второго порядков, определение константы
скорости из опытных данных. Время полупревращения (при одинаковых
концентрациях компонентов).

Необратимые последовательные реакции первого порядка (точное и приближенное
решения кинетической задачи). Принцип квазистационарных концентраций и
область его применения.

Методы квазистационарных и квазиравновесных концентраций в химической
кинетике (на любом промере).

Уравнение Михаэлиса-Ментен. Определение его кинетических параметров из
опытных данных. Сопоставление со схемой Ленгмюра-Хиншельвуда в гетерогенном
катализе.

Кинетика ферментативных реакций с конкурентным ингибированием.

Неразветвленные цепные реакции. Скорость темновой и фотохимической реакции
образование HBr. Уравнение Боденштейна-Линдаю

Вывод кинетического уравнения для разветвленных цепных реакций и его анализ
(на примере горения водорода). Метод квазистационарности Семенова.

Разветвленные цепные реакции: полуостров воспламенение и причины появления
нескольких пределов воспламенения. Положение первого предела воспламенения
для смеси водорода с кислородом.

Положение второго предела воспламенения для реакции H2+O2

Использование адиабатического приближения для описания химической реакции
частиц: поверхность потенциальной энергии, путь реакции, энергия
активизации.

Теория активированного комплекса и статический вывод основного уравнения.
Взаимосвязь опытной и истинной энергии активации.

Термодинамический аспект теории активированного комплекса. Реакции в
растворах. Уравнение Бренстеда-Бьеррума.

Теория активных соударений. Уравнение Траутца-Льюиса.

Применение теории активных соударений к бимолекулярным реакциям.

Использование теории активированного комплекса для оценки стерического
множителя теории активных соударений.

Интерпретация предэкспоненциального множителя в статическом и
термодинамическом аспектах теории активированного комплекса. Энтропия
активации.

Мономолекулярные реакции и их описание в теории активированного комплекса
(в статистическом и термодинамических аспектах).

Кинетические особенности мономолекулярных реакций. Применение теории
соударений. Схема Линдемана. Поправка Хиншельвуда.

Реакции в растворах. Уравнение Смолуховского (без вывода) и его применение
в кинетике бимолекулярных реакций. "Клеточный эффект".

Кинетические характеристики элементарных процессов фотохимии. Принцип
Франка-Кондона. Физические и химические свойства молекул в электронно-
возбужденном состоянии.

Законы фотохимии. Квантовый выход. "Двухквантовые процессы". Кинетическая
схема Штерна-Фольмера.

Основные понятия и классификации в катализе. Механизмы каталитических
реакций. Особенности гетерогенно-каталитических процессов.

Механизмы кислотно-основных каталитических реакций и их классификация.
Цеолиты и их свойства. Твердые кислоты как катализаторы.

Кинетика реакций специфического кислотного катализа. Механизмы лимитирующие
стадии. Функции кислотности Гаммета.

Кинетика реакций общего кислотного и общего основного катализа. Механизмы
реакций и лимитирующие стадии процесса. Уравнение Бренстеда и его анализ.

Корреляционные соотношения между теплотами и энергиями активации различных
процессов. Уравнение Бренстеда. Уравнение Семенова для радикальных реакций.

Кинетика Ленгмюра-Хиншельвуда для реакций на однородной поверхности
катализатора. Особенности кинетики и записи константы равновесия в
адсорбционном слое (общий случай).

Кинетика гетерогенно-каталитических реакций с диффузионными ограничениями.
Внешняя диффузия (метод равнодоступной поверхности). Внутренняя
диффузионная кинетика (без вывода).

Кинетика каталитических реакций во внутренней диффузионной области. Решение
кинетической задачи Зельдовича-Тиле для необратимой реакции первого
порядка.

Основные положения теории Аррениуса. Причины устойчивости ионов в растворах
электролитов. Энергии кристаллической решетки и сольватации ионов.

Теория сильных электролитов Дебая-Хюккеля: вывод формулы для потенциала
ионной атмосферы в растворе 1,1-валентного электролита.

Первое и второе приближения теории Дебая-Хюккеля для расчета среднего
ионного коэффициента активности.

Современные подходы к теории сильных электролитов.

Удельная и эквивалентная электропроводности электронов. Подвижности
отдельных ионов. Первоначальная современная формулировки закона Кольрауша.

Числа переноса, их зависимость от концентрации раствора. Методы определения
чисел переноса.

Зависимость эквивалентной электропроводности от температуры и концентрации
раствора. Уравнение Онзагера.

Процессы диффузии и миграции в растворах электролитов. Формула Нернста-
Эйнштейна. Диффузионный потенциал на границе двух разделов.

Разности потенциалов в электрохимических системах. Потенциалы Вольта и
Гальвани. Потенциал нулевого заряда и методы его определения.

Электрохимический потенциал. Условия равновесия на границе электрода с
раствором и в электрохимической цепи.

Относительные и стандартные электродные потенциалы. Расчет ЭДС с помощью
таблиц стандартных потенциалов.

Классификация электродов и электрохимических цепей.

Уравнение Гиббса-Гельгольца и его применение к электрохимическим системам.

Определение методом ЭДС энергии Гиббса, энтальпии и энтропии химической
реакции.

Определение методом ЭДС коэффициентов активности, рН раствора и чисел
переноса.

Применение кондуктивности и потенционометрии для определения
термодинамических величин и аналитических цепей.

Электрокапиллярные явления. Основное уравнение электрокапиллярности и
уравнение Лаппмана. Потенциал нулевого заряда.

Модельные представления о двойном электрическом слое (модели Гельгольца,
Гуи -Чапмена, Штерна и Грэма)

Лимитирующие стадии в электрохимических реакциях. Поляризация электрода и
ток обмена.

Диффузионная кинетика электродных процессов: три основных уравнения, вывод
уравнения поляризационной кривой для реакции типа О+ne=R

Полярография: сущность метода, вывод уравнения полярографической волны.
Уравнение Ильковича.

Основные теории замедленного заряда: Вывод основного уравнения Батлера-
Фольмера и его анализ. Уравнение Тафеля.

Теория замедленного заряда: влияние двойного электрического слоя на
скорость электровосстановления ионов Н3О+ и S2O82-

Электрохимическая теория коррозии: Стационарный потенциал и ток
саморастворения металла. Методы защиты металлов от коррозии.

Химические источники тока. Термодинамические и кинетические аспекты их
работы. Причины саморазряда.