Урок изучения нового материала - pismo.netnado.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Урок русского языка во 2 классе Жигулина Е. Н. Умк: "Начальная школа... 1 96.97kb.
Изучить экологические законы природопользования 1 150.8kb.
Разработка урока: «Понятие наводнения и его поражающие факторы» 1 72.73kb.
Урок информатики по теме: "Компьютерное моделирование" 1 168.71kb.
Урок № Тема «Узловые районы Центральной России» Тип: изучение нового... 1 99.63kb.
Исполнители: Гришарина Н. Г., учитель химии Сергеева О. А., учитель... 1 122.01kb.
План-конспект Урок географии в 6-ом классе. Учитель гбоу цо №1481... 1 63.54kb.
Учебного занятия Дидактическая цель Структура Изучение нового материала... 1 13.67kb.
Урок в 8 классе Тип урока: изучение нового материала. Тема: Определение... 1 81.73kb.
Изложение нового материала 1 30.8kb.
Цели и задачи 1 37.79kb.
Вопросы к экзамену по общей химии Энергетика и направление химических... 1 47.51kb.
Урок литературы «Война глазами детей» 1 78.68kb.
Урок изучения нового материала - страница №1/1

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 ).



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