какие данные нужно указывать при составлении термохимических уравнений

Тепловой эффект химической реакции. Термохимические уравнения. Расчеты теплового эффекта реакции.

Любая химическая реакция сопровождается выделением или поглощением энергии в виде теплоты.

По признаку выделения или поглощения теплоты различают экзотермические и эндотермические реакции.

Экзотермические реакции – такие реакции, в ходе которых тепло выделяется (+Q).

Эндотермические реакции – реакции, при протекании которых тепло поглощается (-Q).

Тепловым эффектом реакции (Q) называют количество теплоты, которое выделяется или поглощается при взаимодействии определенного количества исходных реагентов.

Термохимическим уравнением называют уравнение, в котором указан тепловой эффект химической реакции. Так, например, термохимическими являются уравнения:

Также следует отметить, что термохимические уравнения в обязательном порядке должны включать информацию об агрегатных состояниях реагентов и продуктов, поскольку от этого зависит значение теплового эффекта.

Расчеты теплового эффекта реакции

Пример типовой задачи на нахождение теплового эффекта реакции:

При взаимодействии 45 г глюкозы с избытком кислорода в соответствии с уравнением

выделилось 700 кДж теплоты. Определите тепловой эффект реакции. (Запишите число с точностью до целых.)

Решение:

Рассчитаем количество вещества глюкозы:

Т.е. при взаимодействии 0,25 моль глюкозы с кислородом выделяется 700 кДж теплоты. Из представленного в условии термохимического уравнения следует, что при взаимодействии 1 моль глюкозы с кислородом образуется количество теплоты, равное Q (тепловой эффект реакции). Тогда верна следующая пропорция:

0,25 моль глюкозы — 700 кДж

Из этой пропорции следует соответствующее ей уравнение:

Решая которое, находим, что:

Таким образом, тепловой эффект реакции составляет 2800 кДж.

Расчёты по термохимическим уравнениям

Намного чаще в заданиях ЕГЭ по термохимии значение теплового эффекта уже известно, т.к. в условии дается полное термохимическое уравнение.

Рассчитать в таком случае требуется либо количество теплоты, выделяющееся/поглощающееся при известном количестве реагента или продукта, либо же, наоборот, по известному значению теплоты требуется определить массу, объем или количество вещества какого-либо фигуранта реакции.

Пример 1

В соответствии с термохимическим уравнением реакции

образовалось 68 г оксида алюминия. Какое количество теплоты при этом выделилось? (Запишите число с точностью до целых.)

Решение

Рассчитаем количество вещества оксида алюминия:

В соответствии с термохимическим уравнением реакции при образовании 4 моль оксида алюминия выделяется 3330 кДж. В нашем же случае образуется 0,6667 моль оксида алюминия. Обозначив количество теплоты, выделившейся при этом, через x кДж составим пропорцию:

Данной пропорции соответствует уравнение:

Решая которое, находим, что x = 555 кДж

Т.е. при образовании 68 г оксида алюминия в соответствии с термохимическим уравнением в условии выделяется 555 кДж теплоты.

Пример 2

В результате реакции, термохимическое уравнение которой

выделилось 1655 кДж теплоты. Определите объем (л) выделившегося диоксида серы (н.у.). (Запишите число с точностью до целых.)

Решение

В соответствии с термохимическим уравнением реакции при образовании 8 моль SO₂ выделяется 3310 кДж теплоты. В нашем же случае выделилось 1655 кДж теплоты. Пусть количество вещества SO₂, образовавшегося при этом, равняется x моль. Тогда справедливой является следующая пропорция:

8 моль SO₂ — 3310 кДж

x моль SO₂ — 1655 кДж

Из которой следует уравнение:

Решая которое, находим, что:

Таким образом, количество вещества SO₂, образовавшееся при этом, составляет 4 моль. Следовательно, его объем равен:

V(SO₂) = V_m ∙ n(SO₂) = 22,4 л/моль ∙ 4 моль = 89,6 л ≈ 90 л (округляем до целых, т.к. это требуется в условии.)

Больше разобранных задач на тепловой эффект химической реакции можно найти здесь.

Источник

Какие данные нужно указывать при составлении термохимических уравнений

1. Составьте краткий план-конспект параграфа
А) Один из признаков классификации химических реакций — тепловой эффект. По этому признаку реакции делятся на экзо- или эндотермические.
Б) выделяющаяся в ходе реакции энергия может быть преобразована в другие виды энергии
В) при записи термохимических уравнений реакций указывают агрегатное состояние веществ и количество теплоты, выделенной или поглощенной
Г) используя данные о тепловых эффектах, можно проводить различные расчеты.

2. Какие данные нужно обязательно указывать при составлении термохимических уравнений? Поясните на конкретных примерах.
При составлении термохимических уравнений обязательно указывают агрегатное состояние веществ:
а) СH₄(г) + 2 O₂(г) = СO₂(г) + 2 H₂О(ж) + 890 кДж
б) С(тв) + O₂(г) = СO ₂ (г) + 394 кДж
в) 2 H₂(г) + O₂(г) = 2 H₂О(ж) + 572 кДж

3. Какое количество теплоты выделится при сжигании 100 л водорода, взятого при нормальных условиях, в избытке кислорода? Термохимическое уравнение реакции: 2H₂(г.) + О₂(г.) = 2Н₂О (г.) + 484 кДж
Решение
2H₂(г.) + О₂(г.) = 2Н₂О (г.) + 484 кДж
Согласно уравнению, с учетом коэффициентов, V (H2) = 2моль*22.4л/моль = 44.8 л.
Составляем пропорцию:
44,8 л – 484 кДж
100 л – Х кДж
Х = 1080,4 кДж
Ответ: 1080,4 кДж теплоты

4. Вычислите, сколько сгорело угля, если при этом выделилось 33 520кДж.
С(тв)+О₂(г)=СО₂(г)+402,24кДж
12г.
Mr(С)=12(при сгорании 1 моля выделяется)
Q=402,24кДж
m(1 моль с)=12г
12г—402,24кДж
х г.—33520кДж
х= 12*33520/402,24=1000г.
Ответ: 1000 г.

Источник

Тепловой эффект химической реакции. Термохимическое уравнение

Содержание:

Когда исходные вещества начинают реагировать друг с другом, то происходит взаимодействие молекул между собой. При этом выделяется большое количество энергии, после образования окончательных продуктов. Во время разрушения кристаллической решетки, поглощается тепло. Оно имеет разные формы: энергию, свет, фотоны, звук.

Тепловой эффект химической реакции

Тепловой эффект – это количества тепла или энергии, которое выделилось или поглотилось во время химической реакции, относительно 1 моль вещества. В химии тепловой эффект обозначают символом Q, измеряют в ккал/моль или кДж/моль. Согласно определению выделяют два типа процессов:

Чем больше прореагирует химического вещества, тем больше выделиться энергии. Следовательно, тепловой эффект зависит от химического вещества в моль вступившего в реакцию.

Экзотермическая реакция

По энергии ионизации реагенты в эндотермической реакции находятся выше оси нулевой энергии, т.е. скорость прямой реакции выше, чем обратной и наоборот, в эндотермических реакциях – скорость обратной реакции выше, чем прямой.

Термохимическое уравнение

Химические уравнения, в которых отображается тепловой эффект называются термохимическими. При записи в скобках обязательно указывают агрегатное состояние вещества: твердое, жидкое, газообразное и другое. Коэффициенты прописываются в условии: дробные или цельные числа.

При расчете учитывают температуру и давление, при которых протекает процесс. Если в условиях задачи не прописаны значения, то их принимают как стандартные: температура 278К, а давление 110,3 кПа.

В конце записи химического уравнения записывают значение Q₀, которое берут в справочнике, отдельно для каждого вещества. Энергия представлена в кДж в стандартных условиях. Применяется для расчета по формулам.

Расчеты по термохимическим уравнениям

Термохимические уравнения записываются в готовом виде с коэффициентами, представленной энергией. Целью задачи обычно стоит выяснить массу прореагировавшего вещества или выяснить потраченную энергию до десятых.

Для правильного расчета необходимо знать правила составления пропорции и формулу для расчета химического количества вещества в 1 моле.

Примеры задач

Задача 1

45 г глюкозы (С₆Н₁₂О₆) подвергли обработке избытком кислорода, в результате чего выделилось 700 кДж энергии. Выясните значение теплового эффекта? Реакция протекала по следующей формуле:

Найдем химическое количество глюкозы:

Получается, что при взаимодействии 0,25 моль вещества образуется 700 кДж энергии. Тепловой эффект приравнивают к значению 1 моль. Следовательно, составим пропорцию:

Q = (1* 700) : 0,25 = 700 : 0,25 = 2800 кДж

Задача 2

Представлено термохимическое уравнение, в процессе которого выделилось 3330 кДж энергии, образовалось 68 г Al₂O₃.Рассчитайте какое количества тепла выделилось, уравнение имеет следующий вид:

Найдем химическое количество оксида алюминия(III):

Исходя из исходного уравнения, для получения 4 моль оксида алюминия(III) расходуется 3330 кДж энергии, для того, чтобы выяснить, сколько выделяется тепла для 68 г, нужно составить пропорцию:

Q = (0,667 * 3330) : 4 = 2,221 : 4 = 555 кДж;

Закон Гесса

В 1840 году русский ученый описал закон термохимии, который до сих пор используется. Его называют законом Гесса:

Это правило помогает узнать тепловой эффект промежуточных стадий. Он будет равен разнице между начальным и конечным значением. По сумме переходных реакций выясняют общий тепловой эффект.

Тепловой эффект химических реакций

Количество теплоты, которые выделяется или поглощается в результате реакции, называют тепловым эффектом данной реакции.

Q_p = Q_кон. — Q_исх.

Источник

Тепловой эффект химических реакций

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

__________________ Химия 9 класс

Тема: «Тепловые эффекты химических реакций»

Образовательная: продолжить формирование представлений о классификации химических реакций. Сформировать представления о тепловых эффектах химических реакций. Научить различать экзо- и эндотермические реакции; познакомить с новым типом расчётных задач – по термохимическому уравнению реакции.

Развивающая: продолжить развивать умение наблюдать, анализировать природные явления и проводимый химический эксперимент; совершенствовать навыки ведения наблюдений, устанавливать причинно-следственные связи, делать выводы и заключения.

Воспитательная: воспитывать патриотизм и чувство гордости за достижения отечественной науки на примере личности академика Г.И.Гесса, а так же способствовать воспитанию у учащихся коммуникативных навыков, чувства товарищества и взаимопомощи.

Оборудование: учебник, проектор, электронная презентация; иллюстрации, демонстрирующие экзотермические и эндотермические реакции; магний (порошок), растворы серная кислота, нитрат натрия, вода, штатив с пробирками, держатель; карточки с заданиями.

Тип урока: усвоение новых знаний

Постановка цели и задач урока. Мотивация учебной деятельности учащихся

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.

― Какое ключевое слово в стихотворении? (огонь)

Приём «Ассоциативный ряд».

― Назовите ассоциативные ощущения, связанные со словом огонь (свет, костёр, тепло, химические реакции )

― А существуют ли химические реакции, которые протекают с поглощением теплоты? (реакции разложения: разложение воды под действием эл. тока….)

― О каких реакциях пойдёт речь на уроке?

Количество теплоты, которое выделяется или поглощается при химической реакции, называют тепловым эффектом реакции.

― Откройте, пожалуйста, учебники на стр. 9, посмотрите название темы нашего урока. Давайте определим цель и задачи урока.

Первичное усвоение новых знаний

1. Экзо- и эндотермические реакции. ( Работа по учебнику. Смысловое чтение )

― Как классифицируются реакции по тепловому эффекту? Приведите примеры соответствующих реакций.

Опыт. Растворение азотного удобрения в воде

1) В пробирку с белым кристаллическим веществом прилейте имеющуюся воду, встряхните

2) потрогайте пробирку

Наблюдения запишите в тетрадь

3. Термохимические уравнения реакций ( Работа по учебнику. Смысловое чтение )

― Что такое ТХУ? Какие данные нужно обязательно указывать при составлении ТХУ?

4. Рассказ о работах Г.И.Гесса

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.
Знание о тепловых эффектах химических реакций имеет большое практическое значение.

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.

Решение задач у доски.

При определении выделившейся или поглощенной энергии в результате химической реакции пользуются правилом: количество теплоты прямо пропорционально количеству веществ, вступивших в реакцию и образовавшихся веществ в результате нее.

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.

1. Определяем количество вещества воды

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.

Х= 4 моль * 571 кДж /2 моль

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.

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

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

Первичная проверка понимания

1. Работа в парах. Решение задачи с последующей самопроверкой по эталону.

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.

1)Установим пропорциональные отношения между количеством вещества кислорода и количеством теплоты.

Решаем пропорцию: Х = 3 моль _* 182 кДж /91 кДж = 6 моль

2) Вычислим объем кислорода, согласно закону Авогадро

(Vm = 22,4 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.

2. Самостоятельное решение задачи

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

Взаимопроверка по эталону. Обсуждение допущенных ошибок и их коррекция

Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению

ОБЩЕЕ: § 2, выучить понятия, вопросы 1,2 с. 11

ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОЕ: решить задачи № 3,4

6) Рефлексия (подведение итогов занятия)

― 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.

Приём «Личный результат»

Я знаю… Я умею…. Я затрудняюсь….. Мне было….

Источник

Какие данные нужно указывать при составлении термохимических уравнений

На своем сайте я выкладываю уникальные, адаптивные, и качественные шаблоны. Все шаблоны проверяются на всех самых популярных браузерх.
Раньше я занимался простой вёрсткой одностраничных, новостных и т.п. шаблонов на HTML, Bootstrap. Однажды увидев сайты на DLE решил склеить пару шаблонов и выложить их в интернет. В итоге эта парочка шаблонов набрала неплохую популярность и хорошие отзывы, и я решил создать отдельный проект.
Кроме шаблонов я так же буду выкладывать полезную информацию для DataLife Engin и «статейки» для веб мастеров. Так же данный проект будет очень полезен для новичков и для тех, кто хочет правильно содержать свой сайт на DataLife Engine. Надеюсь моя работа вам понравится и вы поддержите этот проект. Как легко и удобно следить за обновлениями на сайте?
Достаточно просто зарегистрироваться на сайте, и уведомления о каждой новой публикации будут приходить на вашу электронную почту!

Задание 3
Какое количество теплоты выделится при сжигании 100 л водорода, взятого при нормальных условиях, в избытке кислорода? Термохимическое уравнение реакции: 2H₂ (г.) + O₂ (г.) = 2H₂O (г.) + 484 кДж Ответ
Рассчитаем количество вещества водорода объёмом 100 л.
n(H₂)=V(H₂)/V_m=100 л : 22,4 л/моль=4,46 моль
Составляем пропорцию и решаем её.
По термохимическому уравнению реакции с 2 моль Н₂ выделяется 484 кДж теплоты,
по условию задачи с 4,46 моль Н₂ ― х кДж теплоты.
2 моль / 4,46 моль = 484 кДж / х кДж, отсюда
х = 4,46 моль ● 484 кДж : 2 моль=1079 кДж
Ответ: 1079 кДж

Задание 4
Вычислите, сколько сгорело угля, если при этом выделилось 33520 кДж теплоты.
Термохимическое уравнение реакции С (тв) + О₂ (г) = СО₂ (г) + 402,24 кДж
По термохимическому уравнению реакции с 1 моль С выделяется 402,24 кДж теплоты,
по условию задачи с х моль С ― 33520 кДж теплоты.
1 моль / х моль = 402,24 кДж / 33520 х кДж, отсюда
х = 33520 кДж ● 1 моль : 402,24 кДж=83,3 моль
Рассчитаем массу углерода количеством вещества 83,3 моль.
m(C)=n(C)●V_M=83,3 моль ● 12 г/моль=999,6 г=1 кг
Ответ: 1 кг

Источник