Тепловые эффекты химических реакций

«Тепловые эффекты химических реакций»

9класс

«Тепловые эффекты химических реакций»

Цели урока:

● изучить классификацию химических реакций по тепловому эффекту на основе самостоятельной работы с учебным текстом;

● познакомить с новым типом расчётных задач по термохимическому уравнению реакции;

● повторить классификацию химических реакций по количеству и качеству веществ, участвующих в реакции.

О каких реакциях идёт речь в данном стихотворении? Каковы признаки этих реакций?

Огонь свечи, огонь костра…

Огонь свечи, огонь костра, Огонь могучего пожара. Огни – они все  мастера Ниспосланного людям  дара.

Двух мастеров прислал Господь, И Мир наш стал таким уютным. А третий – явно чёрта плоть, Беду лишь мастер нёс беспутный

Свеча дарила людям свет, Костёр стал очагом в их доме. И Ада страшного ответ – Пожар рычал, как зверь в загоне.

Кто скажет: что же есть огонь? Он наказание иль благо? Что означали дым и вонь В пылу горящего Рейхстага?

И все же людям без огня Жить  стало бы на редкость  трудно… Не стоит нам,  огонь виня, Жизнь делать тёмной беспробудно.

Шампанское и свет свечи, Свет маяка, что нужен в  море , Дрова,  горящие в печи – Всё это счастье, а не горе…

Классификация реакций по термохимическому эффекту

Эндотермические –идут с поглощением энергии

Экзотермические - идут с выделением энергии

S + O 2 = SO 2 + Q

N 2 + O 2 = 2 NO – Q

CaO + H 2 O =Ca(OH) 2 + Q

CaCO 3 = CaO + CO 2 - Q

СH 4 + 2 O 2 = СO 2 + 2 H 2 О + 890 кДж

H 2 O = H 2 + O 2 - Q

Тепловой эффект химической реакции

Q – это количество теплоты, которое выделилось или поглотилось в ходе химической реакции

Единицы измерения:Дж; кДж

Химические уравнения, в которых указываются тепловой эффект, называются термохимическими В термохимических уравнения указывают агрегатное состояние вещества, так как одно и тоже вещество в разных агрегатных состояниях имеет разную энергию СH 4 (г) + 2 O 2(г) = СO 2(г) + 2 H 2 О ( г ) + 890 кДж

Тепловой эффект прямой реакции всегда равен тепловому эффекту обратной реакции с противоположным знаком.

Это означает, что при образовании любого соединения выделяется (поглощается) столько же энергии, сколько поглощается (выделяется) при его распаде на исходные вещества. Например:

2 H 2 (г) + O 2 (г) 2 H 2 О(ж) + 572 кДж

(горение водорода в кислороде)

2 H 2 О(ж) + 572 кДж = 2 H 2 (г) + O 2 (г)

(разложение воды электрическим током)

Все реакции сопровождаются тепловым эффектом

Изучением теплового эффекта химических реакций  занимался наш соотечественник Герман Иванович Гесс

  Учёный сформулировал основной закон термохимии – «закон постоянства сумм теплот» в 1840г., который, впоследствии получил название закона Гесса, а Германа Ивановича считают основоположником термохимии.

Знания о тепловых эффектах химических реакций имеют большое практическое значение.

Самая мощная в мире российская ракета "Энергия".

Двигатели одной из её ступеней работают на сжиженных газах - водороде и кислороде:

2 H 2 (г) + O 2 (г) = 2 H 2 О(ж) + 572 кДж

В химической промышленности тепловые эффекты нужны для расчета количества теплоты для нагревания реакторов, в которых идут эндотермические реакции. В энергетике с помощью теплоты сгорания топлива рассчитывают выработку тепловой энергии .

Врачи-диетологи используют тепловые эффекты окисления пищевых продуктов в организме для составления правильных рационов питания не только для больных, но и для здоровых людей - спортсменов, работников различных профессий. По традиции для расчетов здесь используют не джоули, а другие энергетические единицы - калории (1 кал = 4,1868 Дж).

Термохимические расчЁты

При определении

Задача 1.

выделившейся или

Используя термохимическое уравнение реакции 2Н 2 О (ж)  = 2Н 2(г)  + О 2(г)  – 572кДж, определите какое количество теплоты надо затратить на разложение 72г воды.

поглощенной энергии в результате химической реакции пользуются правилом:

Дано:

  количество теплоты прямо пропорционально количеству веществ, вступивших в реакцию и образовавшихся веществ в результате нее . Запишите решение задач в тетрадь.

m(H 2 O)=72г

Q 1 -?

Решение:

1. Определяем количество вещества воды

  n=m/M ,

M(H 2 O)=1∙2+16=18(г/моль); n(H 2 O)=72г:18г/моль=4 моль

2. Запишем термохимическое уравнение реакции, составив пропорцию определяем количество теплоты.

2Н 2 О (ж)  = 2Н 2(г)  + О 2(г)  – 572кДж

2 моль 571 кДж

4 моль х кДж

Х= 4 моль * 571 кДж /2 моль

Х = 1144 кДж

Ответ: 1144кДж

Расчёты по термохимическим уравнениям реакций

• Задача 3.  Какой объем кислорода (при н.у.) выделится в результате реакции, термохимическое уравнение которой
•  
• 2KClO 3  = 2KCl + 3O 2  – 91 кДж,
•  
• если на разложение бертолетовой  соли было  затрачено 182 кДж теплоты.
•  
• Дано:
• Q 1  = 91 кДж
•  
• Найти:
• V (O 2 )-?
• Решение:
•  
• 1)Установим пропорциональные отношения между количеством вещества кислорода и количеством теплоты.
•  
• По уравнению   3 моль O 2     ----------  91 кДж
• По условию        х моль        ----------  182 кДж
•  
• Решаем пропорцию: Х = 3 моль * 182 кДж /91 кДж = 6 моль

•  
•   2) Вычислим  объем кислорода, согласно закону Авогадро
•   (Vm = 22б4 л.моль)             V = n * Vm
•  
• V(O 2 ) =  6 моль * 22,4 л/моль =  134,4 л
•  
•  
• Ответ: объем выделившегося кислорода равен 134,4 л.

Задача 2.

Определите тепловой эффект реакции 2SO 2(г)  + O 2(г)  = 2SO 3(г)  + Q, если прореагировал оксид серы (IV) объемом 67,2л (н.у.), и при этом выделилось 294 кДж теплоты.

Дано:

Решение.

Q 1 =294 кДж

V(SO 2 )(н.у.)=67,2л

Q - ?

1. Запишем термохимическое уравнение реакции. Над формулами веществ напишем данные задачи, под формулами – количественные отношения.

67,2л 294 кДж

2SO 2(г)  + O 2(г)  = 2SO 3(г)  + Q

2 моль

2. Какое количество оксида серы (IV) занимает объем 67,2л?  n=V/V m

n=67,2л:22,4л/моль= 3 моль.

3. Определяем тепловой эффект химической реакции.

3 моль 294 кДж 3моль:2моль=294кДж:Q

2SO 2(г)  + O 2(г)  = 2SO 3(г)  + Q Q=2моль∙294кДж:3моль=196кДж

2 моль

Ответ: Q=196кДж

4. Термохимическое уравнение реакции 2SO 2(г)  +O 2(г)  =2SO 3(г)  + 196кДж

Решите самостоятельно:

1). Согласно термохимическому уравнению реакции СН 4(г) +2О 2(г) =СО 2(г) +2Н 2 О (г) +802кДж количество теплоты, выделившейся при сжигании24г метана, равно:

а) 1604 кДж, б) 1203 кДж, в) 601,5 кДж, г) 401 кДж.

2). В результате реакции, термохимическое уравнение которой 4NH 3(г) +5О 2(г) =4NO (г) +6Н 2 О (г) +902 кДж, выделилось 1127, кДж теплоты. Объем (н.у.) образовавшегося при этом оксида азота (II) равен:

а) 112л, б) 11,2л, в) 89,6л, г) 896л

Что твёрдо выучишь, долго помнится.

― С реакциями какого типа мы познакомились на уроке?

― Чем экзотермические реакции отличаются от эндотермических?

― Что такое тепловой эффект реакции?

― Какие данные нужно обязательно указывать при составлении термохимических уравнений?

― Приведите примеры экзо- и эндотермических реакций.

Проработать материал параграфа 19, выучить понятия, решить задачи № 5-8письменно.

Спасибо за активную работу на уроке .