11 класс
Урок по теме
Почему протекают химические реакции
Составитель презентации – учитель химии МОУ СОШ им. А.С. Попова
Иванова И.Г.
Слайд 2План урока.
Закон сохранения массы и энергии.
Тепловой эффект химической реакции.
Экзотермические и
эндотермические реакции.
Термохимия. Законы термохимии.
Кто он Герман Гесс?
Понятие об энтропии и
энтальпии.
Выводы по теме.
Слайд 3Почему протекают химические реакции
Закон сохранения массы и энергии.
Масса веществ, вступающих
в реакцию равна массе веществ, образующихся в результате реакции.
Закон сохранения
массы дает материальную основу для составления уравнений химических реакций и проведения расчетов по ним.
Слайд 4Закон сохранения массы и энергии
Взаимосвязь массы и энергии выражается уравнением
Эйнштейна:
E = mc2
где Е – энергия; m – масса;
с –
скорость света в вакууме.
Слайд 5Тепловые эффекты химических реакций нужны для многих технических расчетов. Представьте
себя на минуту конструктором мощной ракеты, способной выводить на орбиту
космические корабли и другие полезные грузы
Слайд 6Тепловые 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.
• И трещат сухие сучья,
Разгораясь жарко,
Освещая тьму ночную
Далеко и ярко!
И.Суриков
Слайд 8 Реакции, протекающие с выделением теплоты, проявляют положительный тепловой эффект (Q>0,
DH
кДж/моль
Реакции, которые идут с поглощением теплоты из окружающей среды (Q<0, DH>0), т.е. с отрицательным тепловым эффектом, являются эндотермическими.
Слайд 9Тепловой эффект химической реакции
Количество теплоты, которое выделяется или поглощается в
результате реакций между определенными количествами реагентов
обычно обозначают символом Q.
Q р =
Q кон.- Q исх.
Слайд 11Раздел химии, занимающийся изучением превращения энергии в химических реакциях, называется
ТЕРМОХИМИЕЙ.
Существует два важнейших закона термохимии.
Первый из
них, закон Лавуазье–Лапласа, формулируется следующим образом:
Слайд 12
закон Лавуазье–Лапласа
Тепловой эффект
прямой реакции всегда равен тепловому эффекту обратной реакции с противоположным
знаком.
Слайд 13Второй закон термохимии был сформулирован в 1840 г российским академиком
Г. И. Гессом:
Тепловой эффект реакции зависит только от начального и
конечного состояния веществ и не зависит от промежуточных стадий процесса.
Слайд 14 Сульфат натрия Na2SO4 можно получить двумя путями из едкого натра NaOH.
Первый
путь (одностадийный):
2 NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2 H2O +
131 кДж;
Второй путь (двухстадийный):
а) NaOH + H2SO4 = NaНSO4 + H2O + 62 кДж
б) NaHSO4 + NaOH = Na2SO4 + H2O + 69 кДж
складывая тепловые эффекты двух последовательных реакций в способе (2) мы получаем тот же тепловой эффект, что и для способа (1): 65 кДж + 69 кДж = 131 кДж
Слайд 15Ученый, чьим именем назван основной закон термохимии, несколько лет работал
врачом в Иркутске; по учебнику, написанному им, учился Дмитрий Менделеев
По-настоящему
его звали Гесс Герман Генрих. И немудрено — родился он в многонациональной Женеве, где говорили по-немецки столь же широко, как и на других языках. Однако вырос и до конца своих дней прожил в России, где его величали на славянский манер — Герман Иванович. Так что в историю науки он вошел русским ученым, хоть и с заморской фамилией. Герман Гесс стал мировым светилом. Что примечательно, не только благодаря острому уму, знаниям и интересу к химии, но и Сибири — Иркутску, Байкалу. Изучая наш край, он собрал богатый фактический материал и написал работу, представив которую в Санкт-Петербургскую академию наук, был сразу произведен в адъюнкты и продолжил исследования по части химии при этом авторитетном научном заведении: открыл лабораторию, проводил многочисленные опыты.
Слайд 17Энтальпия
это определенное свойство вещества, оно является мерой энергии, накапливаемой веществом
при его образовании.
Величина, характеризующая теплосодержание - D Н
Слайд 18Энтальпия и тепловой эффект противоположны по знаку
При экзотермических реакциях, когда тепло
выделяется, D Н отрицательно.
При эндотермических реакциях (тепло поглощается) и D H положительно.
Слайд 19Как вычислить тепловой эффект реакции
Тепловой эффект химической реакции равен разности
суммы теплот образования продуктов реакции и суммы теплот образования исходных веществ (суммирование проводится
с учетом числа молей веществ, участвующих в реакции, т. е. стехиометрических коэффициентов в уравнении протекающей реакции):
DH = Hкон.- Hисх.
Слайд 20энтропия
Функция характеризующая степень беспорядка
DS
Чем больше частиц в системе, тем больше
в системе беспорядка
Твердое вещество жидкость газ
Степень беспорядка увеличивается
----->
Вычислить изменения энтропии можно на основании справочных данных по формуле:
DS =S кон.- Sисх.
Слайд 21Выводы
Всякая химическая реакция характеризуется двумя энергетическими характеристиками:
энтальпией (DH) и энтропией
(DS).
Для самопроизвольных реакций характерно стремление к уменьшению энергии за счет
выделения ее в окружающую среду и к увеличению степени беспорядка.
При вычислении Qр необходимо учитывать закон Гесса.
Слайд 22Задача 5
При соединении 18 г алюминия с кислородом выделяется 547
кДж теплоты. Составьте термохимическое уравнение этой реакции.
Решение
Составить уравнение. 3О2 + 4Аl
= 2Аl2О3 + Х кДж
Вычислить количество вещества содержащего 18 г алюминия.
n = m/M n (Аl) = 18г : 27г/моль =0,67 моль
Составить и решить пропорцию.
При окислении 0,67 моль алюминия выделяется 547 кДж теплоты
При окислении 4 моль алюминия выделяется Х кДж теплоты
Х = 4 •547 : 0,67 = 3265,67 кДж
Составим термохимическое уравнение этой реакции.
3О2 + 4Аl = 2Аl2О3 + 2365 кДж
Слайд 23Домашнее задание
Изучить материал учебника параграф 12,
выполнить задания № 2.6;
приготовить сообщение из дополнительной литературы,
составить суточный рацион питания для
подростков.