Тепловой эффект
химической реакции.
Расчет по термохимическим
уравнениям

Цель урока. Познакомить с новой характеристикой химической реакции — тепловым эффектом – теоретически, экспериментально и при помощи решения расчетных задач.

1. Теоретическая часть с элементами повторения

· Что называется химической реакцией?
Химическая реакция – это превращение одних веществ в другие.
· Какие типы химических реакций известны?
Реакции соединения, разложения, замещения и обмена.
· На основании какого закона составляются уравнения химических реакций?
На основании закона сохранения массы веществ, открытого русским ученым М.В.Ломоносовым.
· Как он читается?
Масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе веществ, получившихся в результате реакции.
Следствие закона: при химических реакциях происходит только перегруппировка атомов, но их количество до и после реакции остается неизменным.
Пример:

4Р + 5О₂ = 2Р₂О₅.

Четыре атома фосфора до реакции и четыре после реакции. Десять атомов кислорода до реакции и десять после реакции.
Но это не простая перегруппировка. Атомы в веществе соединены между собой связями (о них узнаем позже), и при химических реакциях происходит либо их разрыв, либо образование новых связей.
Показываем это на разъемных моделях. Чтобы связь разорвать, нужно затратить энергию, а при образовании новых связей энергия выделяется.
Затрачивается и выделяется энергия в виде тепловой. Эти тепловые явления подчиняются закону Ломоносова о сохранении энергии. (Привлекаем знания учащихся из физики.) Энергия не исчезает и не появляется вновь, а она переходит из одного вида в другой.
Реакции делятся на экзотермические, которые идут с выделением тепла:

S + О₂ SО₂ + Q,

и эндотермические, идущие с поглощением тепла:

2НgО 2Нg + O₂ – Q.

Количество теплоты Q, которое выделяется или поглощается при данной реакции, называется тепловым эффектом реакции.

 

2. Лабораторные опыты

ОПЫТ 1. Взаимодействие оксида кальция с водой

Цель: убедиться, что данная реакция экзотермическая.
План эксперимента:
1. Что делаем? (Условие реакции.)
Прилили воду к оксиду кальция и перемешали смесь стеклянной палочкой. Измерили температуру термометром.
2. Что наблюдаем? (Признак реакции.)
Температура поднимается на 1–2 градуса.
3. Вывод: данный опыт показал, что взаимодействие оксида кальция с водой – реакция экзотермическая, т.к. выделилось тепло:

СаО + Н₂О Са(ОН)₂ + Q.

4. Характеристика реакции.
Реакция соединения. Реакция экзотермическая.

ОПЫТ 2. Разложение гидроксида меди
Цель: убедиться, что данная реакция эндотермическая.
План эксперимента:
1. Что делаем? (Условие реакции.)
Нагревание.
2. Что наблюдаем? (Признак реакции.)
Изменение цвета. Исходное вещество было голубого цвета, после нагревания продукт реакции черного цвета. Образовался оксид меди:

Сu(ОН)₂ СuО + Н₂О – Q.

3. Вывод: данный опыт показал, что реакция эндотермическая, т.к. идет только при нагревании.
4. Характеристика реакции.
Реакция разложения. Реакция эндотермическая*.

3. Расчеты по термохимическим
уравнениям реакций

Прямо пропорциональная зависимость между массой исходного вещества и выделенным количеством теплоты:

m:Q = m₁:Q₁.

Величина постоянная для данной реакции.
Любая величина из пропорции может быть неизвестной. Задачи решаются методом пропорции.
Типовая задача: сколько теплоты выделяется при сгорании 24 г графита, если тепловой эффект реакции 393,5 кДж/моль?

* Тот факт, что для начала реакции требуется предварительный подогрев, еще не служит доказательством ее эндотермичности. Большинство реакций с участием органических соединений протекает при температуре значительно выше комнатной, и многие из них являются экзотерическими. Так, окисление углеводородов протекает с заметной скоростью при 130 °С и выше и сопровождается большим тепловыделением. – Примеч. ред.

М.А.ЛИПАЕВА,
учитель химии
(г. Электросталь)