Тема занятия icon

Тема занятия



НазваниеТема занятия
Дата конвертации10.09.2012
Размер97.25 Kb.
ТипУрок

Занятие №17

Тема занятия: Расчеты по термохимическим уравнениям


Тип занятия: урок изучения нового материала

Цель занятия:

  • рассмотреть химические процессы с точки зрения их энергетической составляющей, актуализировать понятия «термохимические реакции», «тепловой эффект химической реакции», «экзотермические и эндотермические процессы»;

  • раскрыть понятие «теплота образования соединений», стандартная энтальпия, закон Гесса;

  • познакомить с понятием энтропия и оценкой возможности самопроизвольного протекания реакций;

  • развивать умение решать расчетные задачи по термохимическим уравнениям, рассчитывать тепловой эффект химической реакции с использованием понятий «теплота образования», составлять термохимические уравнения реакций, определять теплоты образования веществ по термохимическим уравнениям реакций


^ Средства обучения:

Компьютер, проекционная аппаратура


Ход занятия:

I. Вводное слово учителя, введение в тему урока Слайд 1


II. Актуализация знаний. Слайд 2

Тепловые эффекты химических реакций. Химическая реакция заключается в разрыве одних и образовании других связей, поэтому она сопровождается выделением или поглощением энергии в виде теплоты, света, работы расширения образовавшихся газов.

Вводное задание (классификация х.р. по тепловому эффекту) Самостоятельная деятельность учащихся по актуализации понятий «термохимические реакции», «тепловой эффект химической реакции», «экзотермические и эндотермические реакции».


III. Объяснение нового материала.

Химические реакции протекают с выделением или поглощением энергии, чаще всего в виде теплоты. Реакции, при которых теплота выделяется, называются экзотермическими, поглощается – эндотермическими. Количество теплоты, выделяющееся или поглощающееся при химической реакции, протекающей при постоянной температуре, называется тепловым эффектом реакции. При постоянном давлении тепловой эффект реакции равен изменению энтальпии (ΔН).

Тепловой эффект реакции выражается в единицах энергии – килоджоулях (кДж) или килокалориях (ккал) (1ккал = 4,1868кДж).

Наука, которая изучает тепловые эффекты химических реакций, называется термохимией, а уравнения химических реакций, в которых указывается тепловой эффект, - термохимическими уравнениями.

Тепловой эффект реакции (ΔН) зависит от природы реагирующих веществ, от количества этих веществ и их агрегатного состояния, от температуры.

Для сопоставления энергетических эффектов различных реакций и для проведения термохимических расчетов используют стандартные тепловые эффекты (обозначаются gif" name="object1" align=absmiddle width=39 height=24>).

Слайд 3 Под стандартным понимается тепловой эффект реакции, осуществляемой в условиях, когда все участвующие в реакции вещества находятся в заданных стандартных состояниях (давление 101 кПа).

Слайд 4 В термохимических уравнениях необходимо указывать агрегатные состояния веществ с помощью буквенных индексов, а тепловой эффект реакции (ΔН) записывать отдельно, через запятую.

Например, термохимическое уравнение

кДж,

показывает, что данная химическая реакция сопровождается выделением 1531кДж теплоты, если давление 101кПа, и относится к тому числу молей каждого из веществ, которое соответствует стехиометрическому коэффициенту в уравнении реакции.

При экзотермических реакциях, когда тепло выделяется, ∆Н отрицательно. При эндотермических реакциях (тепло поглощается) и ∆H положительно.

H2 + Cl2 = 2Сl2 + Q,

где Q — количество выделенной теплоты. Если использовать энтальпию (характеристику энергосодержания системы), то это уравнение следует записать иначе:

H2 + Cl2 = 2Сl2, ∆Н < (Q = - ∆Н).

Важнейшей величиной в термохимии является стандартная теплота образования (стандартная энтальпия образования). ^ Стандартной теплотой (энтальпией) образования сложного вещества называется тепловой эффект (изменение стандартной энтальпии) реакции образования одного моля этого вещества из простых веществ в стандартном состоянии. Стандартная энтальпия образования простых веществ в этом случае принята равной нулю.

В термохимии часто используют уравнения, в которых тепловой эффект относят к одному молю образовавшегося вещества, применяя в случае необходимости дробные коэффициенты.

Например, кДж.

Тепловой эффект данной химической реакции равняется энтальпии образования HCl(г), т.е.

Слайд 5 Откуда взялся знак "минус" перед значением теплового эффекта? Принято потерянную любой системой энергию представлять со знаком "минус". Рассмотрим, например, уже знакомую нам систему из молекул метана и кислорода. В результате экзотермической реакции между ними происходит выделение теплоты:

СH4(г) + 2 O2(г) = СO2(г) + 2 H2О(ж) + 890 кДж

Можно записать эту реакцию и другим уравнением, где выделившаяся ("потерянная") теплота имеет знак "минус":

СH4(г) + 2 O2(г) – 890 кДж = СO2(г) + 2 H2О(ж)

По традиции энтальпию этой и других экзотермических реакций в термодинамике принято записывать со знаком "минус":

∆Но298 = –890 кДж/моль (энергия выделяется).

Слайд 6 Наоборот, если в результате эндотермической реакции система поглотила энергию, то энтальпия такой эндотермической реакции записывается со знаком "плюс". Например, для реакции получения CO и водорода из угля и воды (при нагревании):

C(тв) + H2О(г) + 131,3 кДж = CO(г) + H2(г)

(∆Но298 = +131,3 кДж/моль)

Тепловой эффект экзотермической реакции считают отрицательным (ΔН<0), а эндотермической – положительным (ΔН>0).


Слайд 7 В основе термохимических расчетов лежит закон Гесса. Тепловой эффект (∆Н) химической реакции (при постоянных Р и Т) не зависит от пути ее протекания, а зависит от природы и физического состояния исходных веществ и продуктов реакции.

ΔНх.р. = ∑ ΔНпрод обр - ∑ ΔНисх обр


^ Следствия из закона Гесса

  1. Тепловые эффекты прямой и обратной реакций равны по величине и противоположны по знаку.

  2. Тепловой эффект химической реакции (∆Н) равен разности между суммой энтальпий образования продуктов реакции и суммой энтальпий образования исходных веществ, взятых с учетом коэффициентов в уравнении реакции.


^ IV. Объяснение алгоритма решения расчетных задач с применением термохимических расчетов по уравнениям.


Слайд 8 Пример При образовании 1,8 г воды (H2O(ж)) из газообразных водорода и кислорода выделилось 28,6 кДж тепла. Вычислить энтальпию образования H2O(ж) и написать уравнение реакции, тепловой эффект которой равен .

Решение. 1-й способ.

Так как 1 моль воды равен 18 г, то энтальпию образования

1 моль H2O(ж) можно вычислить

кДж/моль,

что соответствует уравнению

кДж/моль.

2-й способ: Из условия: H=-28,6 кДж.

По определению: ;



Следовательно,

кДж/моль.


^ V. Первичный контроль усвоения теоретического материала, решение расчетных задач.


Слайд 9 Пример 1. Сколько выделится теплоты при получении 1 кг железа по реакции

Fe2O3(к)+3СО(г)=2Fe(к)+3СО2(г), если энтальпии образования Fe2O3(к), СО(г) и СО2(г) соответственно равны (кДж/моль): -822,7; -110,6 и -394,0.


Решение

1.Вычисляем тепловой эффект реакции (H), используя следствие из закона Гесса.



Так как энтальпия образования простого вещества принимается равной нулю то, .

Тогда

кДж

  1. Проведем расчет по термохимическому уравнению:

если образуется 256г Fe, то выделяется 27,2 кДж;

если образуется 1000г Fe, то выделяется х кДж.

Решаем пропорцию и получаем

кДж, т.е.

выделится 242,9 кДж теплоты.

Слайд 10 Пример 2. Реакция горения этана выражается термохимическим уравнением

C2H6(г) + 3½O2 = 2 CO2(г) + 3H2O (ж); ΔHх.р. = -1559,87 кДж. Вычислите теплоту образования этана, если известны теплоты образования СО2(г) и Н2О(ж)


Решение.

Исходя из следующих данных:

а) С2Н6(г) + 3 ½О2(г) = 2СО2(г) + 3Н2О(ж); ΔН = -1559,87 кДж

б) С (графит) + О2(г) = СО2(г); ΔН = -393,51 кДж

в) Н2(г) + ½О2 = Н2О(ж); ΔН = -285,84 кДж

На основании закона Гесса

С2Н6 = 3 ½О2 – 2С – 2О2 – 3Н23/2О2 = 2СО2 + 3Н2О – 2СО2 – 3Н2О

ΔН = -1559,87 – 2(-393,51) – 3(-285,84) = +84,67 к Дж;

ΔН = -1559,87 + 787,02 + 857,52; С2Н2 = 2С + 3Н2;

ΔН = +84,67 кДж

Следовательно

∆Hобр С2Н6= -84,67 кДж


Слайд 11 Пример 3. Реакция горения этилового спирта выражается термохимическим уравнением:

С2Н5ОН(ж) + 3О2(г) = 2СО2(г) + 3Н2О(ж); ΔН = ?

Вычислите тепловой эффект реакции, если известно, что мольная (молярная) теплота парообразования С2Н5ОН(ж) равна +42,36 кДж и известны теплоты образования: С2Н5ОН(г); СО2(г); Н2О(ж).


Решение. Для определения ΔН реакции необходимо знать теплоту образования С2Н5ОН(ж). Последнюю находим из данных:

С2Н5ОН(ж) = С2Н5ОН(г); ΔН = + 42,36 кДж.

+42,36 = -235,31 – ∆HC2H5OH(ж);

∆HC2H5OH(ж) = -235,31 – 42,36 = -277,67 кДж.


Вычисляем ΔН реакции, применяя следствия из закона Гесса:

ΔНх.р. = 2(-393,51) + 3(-285,84) + 277,67 = -1366,87 кДж.


Слайд 12 Пример 4. Вычислить энтальпию образования N2O5(кр), если известен тепловой эффект реакции N2O5(к)+2KOH(к)=2KNO3(к)+H2O(ж); кДж, а также энтальпии образования KOH(к), KNO3(к) и H2O(ж), которые соответственно равны -425,0;-493,2 и –286,0 (кДж/моль).


Решение.

Используя следствие из закона Гесса, запишем



Подставим данные из условия и получим

-380,6=(2-493,2-286)-(+2-425)

Проводим арифметические вычисления:

-380,6=-422,4-.

Отсюда

кДж/моль


^ VI. Рефлексия Слайд 13

  • Что называется тепловым эффектом химической реакции (DH)?

  • Перечислите факторы, влияющие на тепловой эффект химической реакции (DH).

  • Какие реакции называются экзотермическими и эндотермическими? Приведите примеры.

  • Какой знак имеет тепловой эффект (DH) для экзотермических и эндотермических реакций?

  • Дайте определение стандартной энтальпии образования сложного вещества .

  • Дайте формулировку закона Гесса.

Сформулируйте следствия из закона Гесса.


VII. Домашнее задание Слайд 14

1. При взаимодействии 1 моль водорода и 1 моль хлора выделяется 184 кДж. Чему равна энтальпия образования хлористого водорода ?

2. На разложение 1 моль бромистого водорода на простые вещества требуется затратить 72 кДж теплоты. Чему равна энтальпия образования HBr?

3. Сколько выделится теплоты при сжигании 1 кг алюминия, если кДж/моль.

4. При сжигании какого количества магния выделяется 1000 кДж, если кДж/моль?


^ Таблица 1

Стандартные теплоты (энтальпии) образования ΔHо298 некоторых веществ


Вещество

Состояние

ΔHо298, кДж/моль

Вещество

Состояние

ΔHо298, кДж/моль

С2H2

г

+226,75

CO

г

-110,52

CS2

г

+115,28

CH3OH

г

-201,17

NO

г

+90,37

C2H5OH

г

-235,31

C6H6

г

+82,93

H2O

г

-241,83

C2H4

г

+52,28

H2O

ж

-285,84

H2S

г

-20,15

NH4Cl

к

-315,39

NH3

г

-46,19

CO2

г

-393,51

CH4

г

-74,85

Fe2O3

к

-822,10

C2H6

г

-84,67

Ca(OH)2

к

-986,50

HCl

г

-92,31

Al2O3

к

-1669,80



Таблица на каждом столе учащихся.


Библиографический список:

1. Термохимия и кинетика: Методические указания /Cост.: В.В.Горбунов, Е.А.Зеляева, Г.С.Исаева;

М.: МГУИЭ, 2003. - 24.

2. [электронный документ] http://hkola.narod.ru/ Химия ОСНОВЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ХИМИИ

3. [электронный документ] http://www.hemi.nsu.ru/ Термохимия

4. [электронный документ] http://www.chemguru.ru/ Решение задач по химии




Похожие:

Тема занятия iconКонспект занятия Тема занятия: «Общение, способы взаимодействия»
Развитие способностей эффективного взаимодействия с окружающими и конструктивного выстраивания отношений с другими
Тема занятия iconТематическое планирование Тема занятия Форма проведения
...
Тема занятия iconТема занятия

Тема занятия iconПлан-конспект дополнительного занятия по овп с 6 взводом (6а казачье-кадетский класс) Тема занятия: Дни воинской славы России День победы воинов Александра Невского на немецкими рыцарями на Чудском озере (Ледовое побоище) 5 апреля 1242 года
Тема занятия: Дни воинской славы России – День победы воинов Александра Невского на немецкими рыцарями на Чудском озере (Ледовое...
Тема занятия icon3 нормальный менструальный цикл продолжительность занятия – 6 час. Цель занятия
Цель занятия: ознакомить студентов с регуляцией нормального менструального цикла
Тема занятия iconТема: Работа над основной частью научного исследования. (фрагмент занятия) Занятие 1 Цель: ознакомление учащихся с общими требованиями к оформлению текста исследовательских работ формирование навыков планирования исследовательской работы. Ход занятия
В ходе подготовки плана исследования вы можете лучше уяснить для себя содержание и объем вашей работы
Тема занятия icon9 внематочная беременность продолжительность занятия – 6 час. Цель занятия
Цель занятия: изучить этиологию, патогенез, классификацию внематочной беременности; методы диагностики, клиническое течение, дифференциальный...
Тема занятия iconТема занятия: «Создание интерактивных тестов. Работа с тестовой оболочкой Mytest»

Тема занятия iconКак воздействует табак на организм человека? Цели занятия
Здравствуйте! Очень приятно всех вас видеть. Тема нашего классного часа очень актуальна на данный момент, требует серьёзного восприятия...
Тема занятия iconУрока Тема занятия. Кол-во часов Примечания. 1 2-3 4-5 6 7 8
Решение показательных и логарифмических уравнений. Показательные и логарифмические неравенства
Тема занятия iconТема: Введение вспомогательного угла (аргумента). Цель
Описание факультативного учебного занятия по алгебре и началам анализа в 10 классе
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов