Современные образовательные технологии Деятельностный подход в обучении химии Энергетика химических реакций



Дата24.02.2016
өлшемі75.88 Kb.
Современные образовательные технологии
Деятельностный подход в обучении химии

Энергетика химических реакций

Цели урока: дать представление о причинах, вызывающих в химических реакциях выделение или поглощение энергии;

Углубить знания учащихся о законе сохранения энергии и превращении её при химических реакциях;

Закрепить знания о тепловом эффекте, термохимическом уравнении реакции;

Научить выполнять расчёты по термохимическим уравнениям.



Основные понятия: тепловой эффект, экзо- и эндотермические реакции, термохимические уравнения, энтальпия, теплота образования.

См. презентация.

Актуализация знаний.

Дать характеристику химических реакций по признакам классификации:

А) S + O2 = SO2 + Q б) N2 + O2 = 2NO – Q

По какому признаку отличаются эти реакции?



  1. Классификация химических реакций по энергетическим эффектам.

Опыты.

Измеряем начальную температуру растворов. Помощью мерного цилиндра наливаем в стакан по 10 мл растворов 1 и 2, измеряем конечную температуру полученного раствора, заполняем таблицу.




№ опыта

Смешиваем растворы

Уравнение р-и

Нач.t

0C

Конечн t 0C

р-р 1

р-р 2

1

NaCl(p-p)

AgNO3 (P-P)










2

NaOH (p-p)

HCl (p-p)










3

CaCl2 (p-p)

Na2CO3(p-p)











Вывод. При химических процессах обмен энергией между химической системой и окружающей средой……………………………………………….

Происходит /не происходит

Задание 2. Проанализируй рисунки и определи, как называют реакции, при которых происходит обмен энергией между реакционной системой и окружающей средой. Слайд.

Закончи схему. Укажи, в каком случае процесс называется экзотермическим, а в каком – эндотермическим.



энергия процесс

выделяется ………..

Реакционной

системой




энергия процесс

поглощается ………..

Составь определения.

Экзотермические реакции – химические реакции, протекающие с ………………………

Эндотермические реакции – химические реакции, протекающие с …………………..

Тепловой эффект реакции Q - энергия, выделяющаяся или поглощающаяся в ходе реакции.

Если теплота выделяется, то Q > 0 и реакция - ……………………………



экзотермическая / эндотермическая

Если теплота поглощается, то Q < 0 и реакция ……………………………..



экзотермическая / эндотермическая

Термохимия – раздел химии, изучающий тепловые эффекты химических реакций.



Упр. Назови экзотермические процессы: разряд батареи фотографической лампы – вспышки, плавление льда, испарение одеколона с поверхности лица, разряд молнии, горение древесины.

  1. Энтальпия.

Рассматриваем проблемный вопрос: «Откуда же берётся энергия, которая выделяется в результате реакции. Вводим понятие «Энтальпия».

Задание. По энергетическим диаграммам 1-5 определи, от каких факторов зависит энтальпия вещества в каждом случае См. слайд



Н А Н 2 моль А Н А (t1P1) Н А(жидк) Н А1

В 1мольА А(t2P2) А(тв ) А2
А
1 и А2-
аллотропы


Энтальпия зависит от:
1……………………..
2……………………..
3……………………..
4……………………..
5………………………


Задание 3.



На основании проведённого анализа запиши соотношение между Q и ΔH

Q …………… ΔH

ΔH = - Q





Упр. Используя знания по термохимии, объясни, почему:

А) после тяжёлой физической работы хочется есть

Б) зимой калорийность потребляемой пищи должна быть больше, чем летом

В) человеку, желающему похудеть, советуют, есть поменьше, а двигаться больше.




  1. Термохимические уравнения,

Вводим понятие «термохимическое уравнение»

Экзотермическая реакция: t, p

а) А(ТВ,) + 2В(Ж) = 3С(Г) + Х кДж

или t, p

б) ) А(ТВ,) + 2В(Ж) = 3С(Г). ΔH = - Х кДж
Эндотермическая реакция: t, p

а) 3С(Г).= А(ТВ,) + 2В(Ж) - Х кДж



t, p или

б) 3С(Г).= А(ТВ,) + 2В(Ж), ΔH = + Х кДж



Упр. Укажи, какие из следующих реакций являются экзотермическими, а какие эндотермическими. Укажи значение Q для каждого процесса.


  1. Н2(г) + ½ О2 (г) = Н2О(г), ΔH = - 57,8 ккал, ……………………….

  2. ½ N2(г) + ½ O2 (г) = NO(г), ΔH = - 21,6 ккал, ………………………

  3. ½ N2(г) + O2 (г) = NO2(г) – 8,1 ккал, …………………………………

  4. ½ N2(г) + 3/2 Н2(г) = NH3(г) + 11,0 ккал, ……………………………

  5. NH3(г) = ½ N2(г) + 3/2 Н2(г), ΔH = 11,0 ккал.

Задание. Для уравнения, записанного в общем виде:
aA + bB = cC + dD ± X кДж,

где А, В.C, D –формулы реагентов и продуктов; а, b, c, d – стехиометрические коэффициенты,

Х – значение теплового эффекта, справедливо следующее соотношение:
n(A)/a = n(B) /b = n(C) /c = n(D) / d = Q /X,
Составь отдельные соотношения между количествами веществ для каждого реагирующего вещества и тепловым эффектом реакции:

n(A) / Q = … / … n(B) / Q = … / … n(C) / Q = … / … n(D) / Q = ... / ...



Самостоятельная работа.

Какие из следующих реакций являются экзотермическими, а какие эндотермическими. Рассчитай значение ΔH для каждого процесса:




  1. СН3ОН + 1,5О2 = СО2 + 2Н2О + 726,5 кДж /моль, …………..

  2. С + S = CS2 - 87, 8 кдж/моль, …………

  3. 2PH3 + 4O2 = P2O5 + 3H2O + 2360 кДж/моль, ………………..

  4. 6Н6 + 15О2 = 12СО2 + 6Н2О + 6535 кДж/моль, …………

  5. С + Н2О = СО + Н2 - 131,3 кДж/моль, ……………

Составь соотношения между количествами вещества каждого реагента и тепловым эффектом реакции.

  1. образец (по уравнению 1): n(CH3OH) / Q = 1 / 726,5; n(O2) / Q = 1,5 / 726,5

  2. ……………………………………………….

  3. ……………………………………………….

  4. ………………………………………………

  5. ………………………………………………….

Расчётные задачи

1). По термохимическому уравнению

СН4(г) + 2О2(г) = СО2(г) + 2Н2О(ж) + 891 кДж

рассчитай:

а) какое количество теплоты выделится при сгорании 160 г метана;

б) сколько литров кислорода (н.у.) вступает в реакцию, если при этом выделяется 4455 кДж теплоты;

в) какая масса воды образуется, если при этом выделяется 2673 кДж теплоты.



2). По термохимическому уравнению

4NH3(г) + 3O2(г) = 2N2(г) + 6H2O(ж;) + 1529,04 кДж

рассчитай:

а) сколько выделится теплоты при сгорании 17кг аммиака;

б) сколько литров кислорода (н.у.) вступает в реакцию, если выделяется 764,52 кДж теплоты;

в) сколько литров азота (н.у.) образуется, если выделяется 4587,12 кДж теплоты.



3). Вычисли тепловой эффект реакции фтора с водородом с образованием фтороводорода и составь соответствующее ТХУ, если известно, что при взаимодействии со фтором полностью расходуется 4,48 л (н.у.) водорода и выделяется 107,4 кДж теплоты.

4). Сколько энергии выделится при термическом разложении некоторой порции дихромата аммония, если масса твёрдого сухого остатка оказалась на 10г меньше массы исходного вещества? Уравнение реакции:

(NH4)2Cr2O7 - 503 кДж = N2 + 4H2O + Cr2O3



4.Вводим понятие «теплота образования».

Упр. Теплота образования, каких веществ равна нулю: NO, O2, CO2, He, CuSO4, CH4, H2, H2O, N2, NO2, C2H2.

Зная теплоты образования, можно вычислить тепловой эффект реакции



Тепловой эффект химической реакции равен сумме теплот образования всех конечных продуктов реакции минус сумма теплот образования всех исходных веществ, с учётом коэффициентов

Qреакции = Ʃn (продуктов) . Qобр.(продуктов) – Ʃn (реагентов) . Qобр(реагентов), где Ʃ – знак суммы

n –стехиометрические коэффициенты

Задание. Для реакции: aA + bB  cC + dD

запиши чему равен тепловой эффект и энтальпия , она рассчитывается аналогично.


Упр.1) Стандартные теплоты образования N2O4(г) и воды Н2О(ж) равны - 9,667 кДж/моль и 286,04 кДж/моль. Рассчитайте тепловой эффект реакции в стандартных условиях, уравнение которой:

N2O4(г) + 4Н2(г) = N2(г) + 4 Н2О(ж)



………………………………………………………………………………..

2). Определи теплоту реакции сгорания сахарозы С12Н22О11(ТВ) до СО2 и Н2О по приведённым стандартным значениям энтальпий образования:

ΔH(обр) 12Н22О11(ТВ) ) = - 2221 кДж /моль, ΔH(обр)) Н2О(ж) = - 286,04 кДж/моль ΔH(обр) ( СО2(г)) = - 393,5 кДж/моль

Выводы.

Причиной выделения или поглощения энергии в химических реакциях является энергосодержание веществ, вступающих в реакцию и образующихся в результате реакции. Энергосодержание веществ характеризуется понятием «энтальпия»

Зная теплоты образования веществ, можно вычислить Q химической реакции.

По ТХУ можно проводить расчёты, решать задачи.


Дома. Найди на этикетке мороженого данные о его калорийности. С помощью таблицы, подсчитай, сколько и как нужно двигаться, чтобы сжечь энергию, полученную тобой от порции мороженого.

Расход энергии при разных видах деятельности



Вид деятельности

Расход энергии, ккал/час

Прогулка пешком

210

Плавание

300

Бег

900





Достарыңызбен бөлісу:




©dereksiz.org 2020
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет