Презентация «Тепловой эффект химической реакции»

Содержание урока: Закон сохранения энергии. Превращение энергии в ходе химических реакций.     

                                         Тепловой эффект химической реакции. Экзо– и эндотермические реакции.     

                                         Термохимические уравнения. Определение теплового эффекта химической 

                                         реакции.

Цели урока: Обеспечить развитие представлений учащихся о законе сохранения энергии.

                           Организовать деятельность учащихся по применению знаний закона сохранения    

                           энергии в разнообразных ситуациях.

                           Актуализировать личностный смысл учащихся к изучению темы, помочь осознать    

                           практическую направленность учебного материала.

                           Содействовать развитию у школьников научных методов познания (наблюдение,     

                           эксперимент), химически правильной речи.

Требования к уровню подготовки учащихся:

Знать: 
* закон сохранения энергии; 
* термины: тепловой эффект химической реакции, экзотермические и эндотермические реакции, термохимическое уравнение. 

Понимать: причину появления теплового эффекта химической реакции. 

Уметь: 
* определять тип химических реакций по тепловому эффекту; 
* составлять уравнения реакций; 
* проводить вычисления теплового эффекта химической реакции. 
* использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни  

   для: критической оценки информации о веществах, используемых в быту; 

Оценивать: 
* значимость представлений о тепловом эффекте реакции для прогнозирования ее практического осуществления; 
* экологические последствия протекания экзотермических реакций; 

Понимать: личную ответственность за качество приобретаемых знаний и умений. 

Проявлять: 
* уверенность в личных возможностях, самостоятельность в работе; 
* способность к самоанализу, самодиагностике.

 

Оборудование:Учебно-электронное пособие «Химия (8-11 классы). Виртуальная лаборатория»,         

                                 «Химия для всех – XXI», «Репетитор по химии Кирилла и Мефодия», компьютер,       

 

                                 проектор, экран.

Тепловой эффект реакции. Справочный лист. — 9 класс — Уроки химии — Классная комната

Справочник

             

  Тепловой эффект реакции  Q – количество теплоты, которое поглощается или выделяется в ходе реакции.

 

  Чтобы вычислить числовую величину теплового эффекта находят разность между выделившейся и затраченной энергией.

 

Тепловой эффект включается в химическое уравнение со знаком «+», если тепло выделяется (экзотермическая реакция) и со знаком «-», если тепло поглощается (эндотермическая реакция). Его величина рассчитывается на один моль полученного или разложившегося  вещества.

                      

             Q =Δ E ₂  — Δ E  ₁

 

Рассчитайте тепловой эффект и заполните энергетические диаграммы:

 

1.         2P + 5 Cl ₂  = 2 PCl ₅           (  +/_Q )  ?      

 

           исходные                     2P + 5 Cl ₂ 

          активное состояние   2P + 10 Cl 

           продукты                      2 PCl

5              

 

    ΔE ₁  = 238 кДж            ΔЕ ₂ = 1568 кДж

 

 

2.   CuO + H ₂ = Cu + H₂ O   (  +/_Q )  ?      

 

         исходные                        CuO + H ₂

        активное состояние     Cu + O + 2H

        продукты                        Cu + H₂ O  

 

    ΔE ₁  = 1668 кДж            ΔЕ ₂ = 1020 кДж

 

1. Тренировка по теме «Классификация химических реакций по тепловому эффекту»

1.	Экзотермические реакции	1 Б.
2.	Тепловой эффект реакций	2 Б.
3.	Термохимические уравнения экзотермических реакций	2 Б.
4.	Запись термохимических уравнений	4 Б.
5.	Расчёт количества теплоты по известному тепловому эффекту	4 Б.
6.	Расчёт объема газа по теплоте, выделившейся в ходе реакции	5 Б.

Конспект урока «Тепловые эффекты химических реакций»

Дата ______________ Класс_____

Тема урока «Тепловые эффекты химических реакций»

Задачи:

1. Познакомить учащихся с тепловыми явлениями, сопровождающими химические процессы; провести классификацию химических реакций на основе теплового эффекта

2. Продолжить формирование умения наблюдать, описывать наблюдения и делать выводы по результатам эксперимента

3. Развивать у учащихся умение выделять главное, анализировать и сравнивать информацию, аргументировано отвечать на вопросы

Тип урока: изучение нового материала

Оборудование: мультимедийная доска, презентация, компьютер.

Планируемые результаты обучения:

Личностные. Формировать мировоззрение, соответствующее современному уровню развития науки, умение организовывать сотрудничество с учителем и одноклассниками.

Метапредметные. Развивать умения делать обобщения, устанавливать аналогии, строить логические рассуждения и выводы.

Предметные. Знать термохимические уравнения реакции, чем отличаются от химических. Знать экдотермический и экзотермические эффекты. Уметь решать задачи.

Ход урока:

I. Организационный момент

II.Актуализация знаний

Химиков всегда интересует вопрос о том, пойдет ли та или иная химическая реакция в нужном направлении. И если пойдет, то когда она

закончится? Каков будет конечный продукт реакции?Какие необходимо создать условия , чтобы увеличить его выход?

Как вы думаете какая область науки отвечает на этот вопрос?

III. Объяснение нового материала

Один из главных законов природы – закон сохранения энергии. Вещества обладают разным запасом энергии, поэтому в результате превращения одних веществ в другие,часть энергии превращается или поглощается в виде теплоты.

Реакции, протекающие с выделением теплоты , называются экзотермическими.

Реакции, протекающие с поглощением теплоты, называются эндотермическими.

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

Химическое уравнение, в котором указывается тепловой эффект, называется термохимическим уравнением.

Тепловые эффекты различных химических реакций выражаются количеством теплоты, выделяемой или поглощаемой при образовании 1 моля продукта.

Выбрав энергию простых веществ в качестве стандарта, тепловые эффекты реакций выражают через теплоты образования продуктов и реагентов.

Теплотой образования веществ называют теплоту реакции, в которой 1 моль вещества образуется из простых веществ.

Такие расчеты выполняют с использованием термохимических уравнений, которые отличаются от обычных химических уравнений следующими особенностями:

1. Коэффициенты в термохимических уравнениях указывают не число атомов и молекул, участвующих во взаимодействии, а количества вещества. В силу этого в подобных уравнениях допустимо использование дробных коэффициентов, которые обычно подбирают таким образом, чтобы коэффициент перед целевым продуктом реакции равнялся единице.

2. В термохимических уравнениях указывается тепловой эффект реакции (обычно величина ΔН). Тепловой эффект при этом относят к числу молей реагентов и продуктов реакции, определяемых коэффициентами уравнения, и выражают в кДж.

3. В термохимических уравнениях обязательно указывают агрегатное состояние реагентов и продуктов реакции, поскольку фазовые переходы сопровождаются выделением или поглощением энергии. Агрегатное состояние вещества обозначают сокращениями: к — кристаллическое, ж — жидкое, г — газообразное, р — растворенное.

IV. Закрепление

Решим задачи:

 

Задача 1. Определите количество теплоты, которое выделится при образовании 120 г MgO  в результате реакции горения магния, с помощью термохимического уравнения.

 

2 Mq + O₂   = 2MqO + 1204  кДж

 

Дано:

m (Mg0) = 120г

Найти:

Q₁ -?

Решение:

1) Определяем количества оксида магния, используя формулу для нахождения количества вещества через массу. 

 

n = m / M 

n(MqO) = 120г/ 40 г/моль = 3 моль

 

2) Составляем пропорцию с учетом коэффициентов в уравнении реакции

По уравнению   2 моля MqO —  1204 кДж

По условию        3 моля MqO —  Q₁

 

Отсюда

 

3 моль* 1204кДж

 

Q₁

=

————————

= 1803 кДж

 

 

2моль

 

 

Ответ: При образовании 120г  оксида магния выделится 1803 кДж энергии.

 

 

 

 

Задача 2. В результате реакции, термохимическое уравнение которой 

 

2 C₂H₂+ 5O₂   = 4CO₂ +2H₂O + 2610  кДж

 

выделилось 652,5 кДж теплоты. Определите массу сгоревшего ацетилена.

 

 

Дано:

Q₁ = 652,5 кДж

Найти:

m(C₂H₂)-?

Решение:

 

1) Установим пропорциональные отношения между количеством вещества ацетилена и количеством теплоты.

По уравнению   2 моль C₂H_{2_}———-  2610 кДж

По условию        х моль        ———-  652,5 кДж

 

Решаем пропорцию

 

 

2 моль* 652,5кДж

 

х

=

————————

= 0,5 моль

 

 

2610 кДж

 

 

 

2) Определяем массу ацетилена по  формуле  m= n * M

m = 0,5 моль * 26 г/моль = 13 г.

 

Ответ: масса сгоревшего ацетилена 13 г.

 

 

Задача 3.  В результате горения 48 г метана выделилось 2406 кДж теплоты. Составьте термохимическое уравнение этой реакции.

 

Дано:

m(CH₄)= 48г

Q₁ = 2406 кДж

Найти:

Q -?

 

Решение:

1. Запишем уравнение реакции горения метана в общем виде

 

 CH₄+ 2O₂   = CO₂ +2H₂O + Q

 

2. Определим количество  48 г  метана

 

n = m / M 

n(CH₄) = 48г/ 16 г/моль = 3 моль

 

3. Составляем пропорцию с учетом коэффициентов в уравнении реакции

 

По условию            3моля CH₄    —  2406 кДж

По уравнению        1 моль CH₄    —    Q

 

Решаем пропорцию

 

 

1 моль* 2406 кДж

 

х

=

————————

= 802 кДж

 

 

3 моля

 

 

 

Ответ:  термохимическое уравнение реакции горения метана

 

 CH₄+ 2O₂   = CO₂ +2H₂O + 802 кДж

 

 

Задача 4. Какой объем кислорода (при н.у.) выделится в результате реакции, термохимическое уравнение которой

 

2KClO₃ = 2KCl + 3O₂ – 91 кДж,

 

если на разложение бертолетовой  соли было  затрачено 182 кДж теплоты.

 

Дано:

Q₁ = 91 кДж

 

Найти:

V (O₂)-?

Решение:

 

1)Установим пропорциональные отношения между количеством вещества кислорода и количеством теплоты.

 

По уравнению   3 моль O₂    ———-  91 кДж

По условию        х моль        ———-  182 кДж

 

Решаем пропорцию

 

 

3 моль* 182 кДж

 

х

=

————————

= 6 моль

 

 

91 кДж

 

 

2) Вычислим  объем кислорода, согласно закону Авогадро

 (Vm = 22б4 л.моль)             V = n * Vm

 

V(O₂) =  6 моль * 22,4 л/моль =  134,4 л

 

 

Ответ: объем выделившегося кислорода равен 134,4 л.

V. Домашнее задание

§ 2, упр…

1. Согласно термохимическому уравнению  реакции

 

 CH₄+ 2O₂   = CO₂ +2H₂O + 802 кДж

 

определите количество теплоты, выделившейся при сжигании 24 г метана.

 

2. Тепловой эффект реакции горения серы равен 297 кДж. Какая  масса серы сгорела, если выделилось 742,5 кДж теплоты.

Классификация химических реакций по тепловому эффекту

1.	Экзотермические реакции	1 вид — рецептивный	лёгкое	1 Б.	Знать определение экзотермических реакций, понятие о тепловом эффекте реакции.
2.	Эндотермические реакции	1 вид — рецептивный	лёгкое	1 Б.	Знать определение эндотермических реакций, понятие о тепловом эффекте реакции.
3.	Тепловой эффект реакций	2 вид — интерпретация	среднее	2 Б.	Знать определение теплового эффекта реакций, условия, от которых он зависит.
4.	Термохимические уравнения экзотермических реакций	2 вид — интерпретация	среднее	2 Б.	Знать определение экзотермических реакций, термохимических уравнений реакций, их важнейших отличительных особенностей.
5.	Термохимические уравнения эндотермических реакций	2 вид — интерпретация	среднее	2 Б.	Знать определение эндотермических реакций, термохимических уравнений реакций, их важнейших отличительных особенностей.
6.	Запись термохимических уравнений	3 вид — анализ	сложное	4 Б.	Уметь анализировать запись термохимических уравнений.
7.	Расчёт количества теплоты по известному тепловому эффекту	3 вид — анализ	сложное	4 Б.	Уметь проводить расчёт количества теплоты по известному тепловому эффекту реакции.
8.	Расчёт теплового эффекта реакции по количеству выделившейся теплоты	3 вид — анализ	сложное	4 Б.	Уметь проводить расчёт теплового эффекта реакции по количеству выделившейся теплоты.
9.	Расчёт объема газа по теплоте, выделившейся в ходе реакции	3 вид — анализ	сложное	5 Б.	Уметь проводить расчёт объёма газа по теплоте, выделившейся в ходе реакции.
10.	Расчёт массы вещества по теплоте, выделившейся в ходе реакции	3 вид — анализ	сложное	5 Б.	Уметь проводить расчёт объёма газа по теплоте, выделившейся в ходе реакции.

Тепловой эффект химической реакции и его значение.

Тема: Тепловой эффект химической реакции и его значение.

Оборудование:  компьютер, презентация “Тепловой эффект химических реакций” .

I. Организационно-мотивационный этап

II. Актуализация знаний учащихся

Отработка понятий: химические реакции, признаки химических реакций.

III. Изучение новой темы

1. Лабораторный эксперимент.

Опыт 1. Взаимодействие Mg с кислотой.

1) В пробирку с порошком магния (Mg) прилить осторожно, по каплям! 0,5 мл раствора кислоты HCl, что наблюдаете?

2) Аккуратно! потрогайте нижнюю часть пробирки. Наблюдения и уравнение реакции записать в таблицу:

Опыт 2. Растворение азотного удобрения в воде

1) В пробирку с белым кристаллическим веществом прилейте имеющуюся воду, встряхните

2) потрогайте пробирку; наблюдения запишите в соответствующую графу таблицы:

2. Понятие тепловой эффект химических реакций

Причина теплового эффекта — разница внутренней энергии продуктов реакции и внутренней энергии реагентов.

(работа с учебником стр. 65 –определение )

3. Термохимия, термохимические уравнения.

Термохимия — раздел химии, в задачу которого входит определение и изучение тепловых эффектов реакции.

Термохимические уравнения – уравнения в которых указывается количество поглощенной или выделенной теплоты.

2HgO —> 2Hg + O₂ – 180 кДж, С(тв) + O₂(г) —> СO₂(г) + 394 кДж

4. По термохимическим уравнениям реакций можно проводить различные расчёты. Для решения задач по термохимическим уравнениям реакций нужно записать само уравнение и провести необходимые расчеты по нему.

Алгоритм решения задач по термохимическому уравнению реакции

1. Кратко записать условия задачи (“дано”).

2. Записать термохимическое уравнение реакции (ТХУ), одной чертой в уравнении реакции подчеркивают то, что известно, двумя чертами подчёркивают то, что необходимо определить.

3. Провести вспомогательные вычисления (корень квадратный, М_r, М, m).

4. Составить соотношение, используя вспомогательные вычисления и условия задачи; решить соотношение (пропорцию).

5. Записать ответ.

Пример задачи

Ответ: 2Са + О₂ —> 2СаО + 5080 кДж

Решение задач учениками.

1.

х= 20* 5654/337 = 38,81 кДж

Ответ: 38,81 кДж.

2. Вычислите массу разложившегося мела (СаСО₃), если известно, что на его разложение затрачено 1570 кДж.

М_r (СаСО₃) = А_r(Са) + А_r(С) + А_r(О) 3 = 40 + 12 + 16 3 = 100

М_r = М_r m = v * М

M(СаСО₃) = 1 моль* 100 г/моль = 100г

100г СаСО₃ — 157 кДж —

х г СаСО₃ — 1570 кДж

100г : 157 кДж = х г : 1570 кДж

х = 1000г СаСО₃

Ответ: m (СаСО₃) = 1 кг (или разложилось 1000г мела)

IV. Закрепление изученного материала

1. Заполни пропуски

Реакции, протекающие с выделением теплоты и света, называют реакциями

…. Это реакции ….

Выберите пропущенные слова (укажи буквы, соответствующие по смыслу пропускам):

а) разложения;

б) горения;

в) эндотермические;

г) экзотермические.

2. Какие схемы можно назвать термохимическими уравнениями реакций?

а) 2 H₂(г) + O₂(г) = 2 H₂О(ж) + 572 кДж

б) 2 H₂ + O₂ = 2 H₂О + 572 кДж

в) 2 H₂(г) + O₂(г) = 2 H₂О(ж)

г) H₂ + O₂ —> H₂О + 572 кДж

3. Какая запись, соответствует эндотермической реакции?

а) С(тв) + O₂(г) = СO₂(г) + 394 кДж

б) СаСO₃ = СO₂ + СаО – 310 кДж

г) Н₂ + I₂ = 2HI – 52 кДж

д) 3Fe + O₂ = Fe₃O₄ + 118 кДж

4. Установите соответствие между схемой реакции и её типом:

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

Б) 2 H₂О = 2 H₂ + О₂ – 572 кДж

1. Эндотермическая реакция

2. Экзотермическая реакция

5. Приведены уравнения реакций:

А. СаО + Н₂О = Са(ОН)₂

Б. 2HgO = 2Hg + O₂

V. Итог по уроку:

— Как классифицируются реакции по тепловому эффекту?

— Что такое тепловой эффект реакции?

— Чем отличаются термохимические уравнения

VI. Д/з