Современные образовательные технологии Деятельностный подход в обучении химии Энергетика химических реакций

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.

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.
   

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

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

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 - ……………………………

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

Термохимия – раздел химии, изучающий тепловые эффекты химических реакций.

2. 
   Энтальпия.
   

На основании проведённого анализа запиши соотношение между Q и ΔH

Q …………… ΔH

ΔH = - Q

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.

3. 
   Термохимические уравнения,
   

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

б) 3С_(Г).= А_(ТВ,) + 2В_(Ж), ΔH = + Х кДж

1. 
   Н_2(г) + ½ О₂ (г) = Н₂О(г), ΔH = - 57,8 ккал, ……………………….
   
2. 
   ½ N_2(г) + ½ O_{2 (г)} = NO_(г), ΔH = - 21,6 ккал, ………………………
   
3. 
   ½ N_2(г) + O_{2 (г)} = NO_2(г) – 8,1 ккал, …………………………………
   
4. 
   ½ N_2(г) + 3/2 Н_2(г) = NH_3(г) + 11,0 ккал, ……………………………
   
5. 
   NH_3(г) = ½ N_2(г) + 3/2 Н_2(г), ΔH = 11,0 ккал.
   

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 = ... / ...

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. 
   2С₆Н₆ + 15О₂ = 12СО₂ + 6Н₂О + 6535 кДж/моль, …………
   
5. 
   С + Н₂О = СО + Н₂ - 131,3 кДж/моль, ……………
   

1. 
   образец (по уравнению 1): n(CH₃OH) / Q = 1 / 726,5; n(O₂) / Q = 1,5 / 726,5
   
2. 
   ……………………………………………….
   
3. 
   ……………………………………………….
   
4. 
   ………………………………………………
   
5. 
   ………………………………………………….
   

СН_4(г) + 2О_2(г) = СО_2(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.

4NH_3(г) + 3O_2(г) = 2N_2(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.

4).

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

Зная теплоты образования, можно вычислить тепловой эффект реакции

Qреакции = Ʃn (продуктов) ^. Q_обр.(продуктов) – Ʃn (реагентов) ^. Q_обр(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.

N₂O_4(г) + 4Н_2(г) = N_2(г) + 4 Н₂О_(ж)

2). Определи теплоту реакции сгорания сахарозы С₁₂Н₂₂О_11(ТВ) до СО₂ и Н₂О по приведённым стандартным значениям энтальпий образования:

ΔH_(обр) (С₁₂Н₂₂О_11(ТВ) ) = - 2221 кДж /моль, ΔH_(обр)) Н₂О_(ж) = - 286,04 кДж/моль ΔH_(обр) ( СО_2(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.

Расход энергии при разных видах деятельности