Tema lecției: Calcule privind ecuațiile termochimice
Tipul lecției: Învățarea materialului nou
să ia în considerare procesele chimice din punctul de vedere al componentei lor energetice, să actualizeze noțiunile de "reacții termochimice", "efect termic al reacției chimice", "procese exoterme și endoterme";
pentru a descoperi noțiunea de "căldură de formare a compușilor", entalpia standard, legea lui Hess;
introducerea conceptului de entropie și evaluarea posibilității reacțiilor spontane;
dezvolta capacitatea de a rezolva problema calculată de ecuații termochimice, calcula entalpia standard, de formare, folosind termenii „căldura de formare“ să fie ecuații de reacție termochimice, pentru a determina căldura formării substanțelor prin ecuații de reacție termochimice
Computer, echipamente de proiecție
I. Cuvântul introductiv al profesorului, introducerea temei lecției Slide 1
II. Actualizarea cunoștințelor. Slide 2
Efectele termice ale reacțiilor chimice. Reacția chimică constă în ruperea unora și în formarea altor legături, astfel încât este însoțită de eliberarea sau absorbția energiei sub formă de căldură, lumină, lucrarea de extindere a gazelor formate.
Introducere referință (clasificarea HR prin efect termic) elevi independenți de activitate la conceptele de masă „reacție termochimice“, „standardul de formare entalpie“, „exotermă și reacția endotermă.
III. Explicarea materialului nou.
Reacțiile chimice se produc odată cu eliberarea sau absorbția energiei, cel mai adesea sub formă de căldură. Reacțiile în care se eliberează căldură sunt numite exoterme și sunt absorbite de reacțiile endoterme. Cantitatea de căldură eliberată sau absorbită într-o reacție chimică la o temperatură constantă se numește efectul termic al reacției. La presiune constantă, efectul termic al reacției este egal cu schimbarea entalpiei (ΔH).
Efectul termic al reacției este exprimat în unități de energie - kilojoule (kJ) sau kilocalorii (kcal) (1kcal = 4,1868kJ).
Știința, care studiază efectele termice ale reacțiilor chimice, se numește termochimie, iar ecuațiile reacțiilor chimice, în care este indicat efectul termic, se numesc ecuații termochimice.
Efectul termic al reacției (ΔH) depinde de natura reactanților, de cantitatea acestor substanțe și de starea lor agregată, asupra temperaturii.
Pentru a compara efectele energetice ale diferitelor reacții și pentru a efectua calcule termochimice, utilizați efectele termice standard (notate).
Slide 3 Standardul este înțeles ca efectul termic al reacției efectuate în condiții în care toate substanțele implicate în reacție sunt în stările standard specificate (presiune de 101 kPa).
Slide 4 ecuații termochimice necesare pentru a specifica starea de agregare a substanțelor prin utilizarea codurilor de scrisori și căldura de reacție (ΔN) înregistrate separat, separate prin virgulă.
De exemplu, ecuația termochimică
Acesta arată că reacția chimică este însoțită de evoluție a căldurii 1531kDzh dacă 101kPa de presiune, și se referă la numărul de moli din fiecare substanță, care corespunde raportului stoichiometric în ecuația reacției.
În cazul reacțiilor exoterme, atunci când căldura este eliberată, ΔH este negativă. În reacțiile endotermice (căldura este absorbită) și ΔH este pozitivă.
unde Q este cantitatea de căldură eliberată. Dacă folosim entalpia (caracteristica conținutului energetic al sistemului), atunci această ecuație trebuie scrisă diferit:
H2 + Cl2 = 2CI2. ΔН о 298 = -890 kJ / mol (energia este eliberată).
Slide 6 În schimb, dacă, ca rezultat al reacției endoterme, sistemul absoarbe energia, atunci entalpia unei astfel de reacții endoterme este scrisă cu un semn plus. De exemplu, pentru reacția de producere a CO și a hidrogenului din cărbune și apă (cu încălzire):
(ΔH 298 = +131,3 kJ / mol)
Efectul termic al reacției exoterme este considerat negativ (ΔH 0).
Slide 7 se bazează pe calcule termochimice zakonGessa. Efectul termic (? H) reacția chimică (pentru P constantă și T) este independentă de calea de curgere, și depinde de natura și starea fizică a materiilor prime și a produselor de reacție.
Consecințe din legea lui Hess
Efectele termice ale reacțiilor directe și inverse sunt egale în magnitudine și opuse în semn.
Entalpia standard de formare (? H) este diferența dintre suma entalpiile de formare a produșilor de reacție și suma entalpiile de formare a materiilor prime, combinate cu coeficienții din ecuația reacției.
IV. Explicarea algoritmului de rezolvare a problemelor computaționale cu utilizarea calculelor termochimice prin ecuații.
Slide 8 Exemplu Atunci când s-a format 1,8 g apă (H2O (g)), 28,6 kJ de căldură a fost eliberată din hidrogen gazos și oxigen. Calculați entalpia de formare a H2O (x) și scrieți ecuația reacției, efectul termic al cărui efect este egal cu.
Deoarece 1 mol de apă este egal cu 18 g, entalpia formării
Se poate calcula 1 mol H20 (g)
care corespunde ecuației
A doua metodă: Din starea: H = -28,6 kJ.
V. Controlul primar al asimilării materialului teoretic, soluția problemelor computaționale.
Slide 9 Exemplul 1. Câtă cantitate de căldură va fi eliberată când 1 kg de fier este produs prin reacție
1. Calculam efectul termic al reacției (H), folosind o consecință a legii Hess.
Deoarece entalpia formării unei substanțe simple este luată egală cu zero, atunci.
Vom calcula ecuația termochimică:
dacă se formează 2,56 g de Fe, atunci se eliberează 27,2 kJ;
dacă se formează 1000 g Fe, atunci x kJ este eliberat.
Rezolva proporția și obține
Se va elibera 242,9 kJ de căldură.
Slide 10 Exemplul 2. Reacția de ardere a etanului este exprimată prin ecuația termochimică
C2 H6 (g) + 3½O2 = 2 C02 (g) + 3H20 (g); ΔHh.r. = -1559,87 kJ. Calculați căldura de formare a etanului, dacă căldura de formare a CO2 (r) și H2O (x)
Pe baza următoarelor date:
b) C (grafit) + O2 (r) = C02 (r); ΔH = -393,51 kJ
Bazat pe legea lui Hess
ΔH = -1559,87-2 (-393,51) -3 (-285,84) = +84,67 până la J;
Slide 11 Exemplul 3. Reacția de ardere a alcoolului etilic este exprimată printr-o ecuație termochimică:
Se calculează căldura de reacție, se știe că mol (molar) căldura de vaporizare C2 H5 OH (x) este egal cu 42,36 kJ și cunoscut căldura de formare: C2 H5 OH (g); CO2 (g); H2O (x).
Soluția. Pentru a determina reacția ΔH, este necesar să se cunoască căldura de formare a C2H5OH (g). Noi le găsim din date:
ΔHC2H5OH (g) = -235,31 - 42,36 = -277,67 kJ.
Calculam reacția ΔH aplicând consecințele legii lui Hess:
ΔNh.r. = 2 (-393,51) + 3 (-285,84) + 277,67 = -1366,87 kJ.
Slide 12Primer 4. Se calculează entalpia formării 2O 5 (Cr) în cazul în care căldura de reacție cunoscută 2O 5 (a) + 2KOH (a) = 2KNO3 (a) + H2O (g); kJ și entalpia de formare a KOH (a), KNO3 (k) și H2O (x), care sunt, respectiv -425.0, -493.2 și -286.0 (kJ / mol).
Folosind corolarul legii lui Hess, scriem
Înlocuim datele din condiție și obținem
Realizăm calcule aritmetice:
VI. Reflecție Slide 13
Care este efectul termic al reacției chimice (DH)?
Listează factorii care afectează efectul termic al reacției chimice (DH).
Ce reacții se numesc exoterme și endoterme? Dați exemple.
Ce semn are un efect termic (DH) pentru reacțiile exoterme și endoterme?
Definiți entalpia standard pentru formarea unei substanțe complexe.
Dați formularea legii lui Hess.
Formularea consecințelor din legea lui Hess.
VII. Tema de acasă Slide 14
1. În reacția a 1 mol de hidrogen și 1 mol de clor, se eliberează 184 kJ. Care este entalpia formării acidului clorhidric?
2. Descompunerea a 1 mol de bromhidrat în substanțe simple necesită 72 kJ de căldură. Care este entalpia formării HBr?
3. Câtă cantitate de căldură va fi eliberată când 1 kg de aluminiu este ars, dacă kJ / mol.
4. Când ardeți cât de mult magneziu este eliberat de 1000 kJ, dacă kJ / mol?
Încălzirea standard (entalpii) de formare a ΔH298 a unor substanțe
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: