термохимия рабочий лист
термохимия рабочий лист
Термохимия имеет дело с тепловыми (энергетическими) изменениями химических реакций. В химических реакциях тепло выделяется или поглощается. Если реакция поглощает тепло, то мы называем их «эндотермическими реакциями », а если реакция выделяет тепло, мы называем их «экзотермическими реакциями ».
Эндотермические реакции:
В эндотермических реакциях потенциальная энергия реагентов ниже, чем потенциальная энергия продуктов. Чтобы уравновесить эту разницу в энергии, тепло отдается реакции. Потенциальная энергия показана H.
Экзотермические реакции:
Конденсация газов, реакции горения являются примерами экзотермических реакций. В этих реакциях потенциальные энергии реагентов выше, чем потенциальные энергии продуктов. Избыточное количество энергии записывается в правой части реакции, чтобы сбалансировать разницу энергии.
Энтальпия и термохимические реакции
Физико-химические изменения делаются под постоянным давлением. Полученное или потерянное тепло в реакциях под постоянным давлением называется изменением энтальпии. Энтальпия - это полная кинетическая и потенциальная энергия частиц вещества. Обозначается буквой «Н».
Если HR - энтальпия реагентов, а HP - энтальпия продуктов, изменение энтальпии становится
∆= HP; H-HR
- В экзотермических реакциях ЧСС больше, чем НР, поэтому изменение энтальпии становится отрицательным
HP <HR так; ; ∆H <0
- Поскольку эндотермические реакции поглощают тепло, HP> HR и изменение энтальпии становятся положительными.
HP> HR так; ; ∆H> 0
- Изменение энтальпии зависит от температуры и давления. Таким образом, вы должны сравнить изменения энтальпии реакций при той же температуре и давлении.
- Изменение энтальпии при давлении 1 атм и температуре 25 ° С называется стандартным изменением энтальпии.
Реакции, показывающие как изменения веществ, так и энергии, называются термохимическими реакциями. Примеры термохимических реакций;
- Экзотермическая реакция;
C(s) +O2(g) → CO2(g) ; ∆H=-94 ккал
- Эндотермическая реакция;
2H2O(g) → 2H2(g) + O2(g) ; ∆H=116 ккал
Свойства термохимических реакций
- Коэффициенты перед каждым элементом показывают количество молей веществ, а данное значение ΔH показывает тепло, выделяемое или поглощаемое реакцией, уравновешенной этими числами.
- Если вы умножаете реакцию на число «n», то вы должны умножить значение ΔH также на «n».
- Если направление термохимической реакции изменяется, то знак ΔH также изменяется.
- Поскольку ∆H зависит от состояний веществ, вы должны записывать состояния веществ в термохимических реакциях.
Закон Гесса (Суммирование термохимических реакций)
Закон Гесса гласит, что вы можете суммировать более одной реакции, чтобы сформировать новую реакцию. При этом вы применяете те же изменения и к изменениям энтальпии используемых реакций.
1) Стандартная молярная энтальпия образования:
Изменение энтальпии образования 1 моля соединения из его элементов называется стандартной молярной энтальпией образования и выражается в ккал / моль или кджоуль / моль. Будьте внимательны при написании реакций формирования и обратите внимание на следующие предложения;
- Реакция должна быть написана для 1 моль соединения
- Состав должен быть сформирован из элементов
- Состав должен быть сформирован стабильными элементами
2) Стандартная энтальпия разложения:
Изменение энтальпии разложения 1 моля соединения на его элементы называется стандартной молярной энтальпией разложения.
Пример:
H2O(l) → H2(g) + 1/2 O2(g) ; ∆H=68ккал
3) Стандартная энтальпия горения:
Это тепло, выделяемое при реакции одного мольного элемента с O2 (г).
Пример:
CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l) ; ∆H=-212 ккал
4) Стандартная энтальпия реакции нейтрализации:
Это изменение энтальпии нейтрализации 1 моль кислоты и одного моль основания. Эти реакции являются экзотермическими реакциями.
Кислота + Основа → Соль + Вода + Тепло
Пример:
H+ + OH- → H2O + 13,5 ккал
Образующиеся атомы химической связи становятся более стабильными, а их энергии уменьшаются, и эта энергия выделяется наружу. При разрыве этой связи требуется столько же энергии. Энергия, выделяемая при образовании одной мольной связи и необходимая для разрыва одной мольной связи, называется э нергией связи .
Реактивы → Продукты; =; ∆H?
∆H = ∑ (Энергии связи) Реактанты-∑ (Энергии связи)Продукты
Где ∑ показывает сумму заданных величин.
В реакции Если;
(Сумма энергий связи реагентов)> (Сумма энергий связи продуктов), тогда, H> 0, другими словами, реакция является эндотермической. Некоторая часть энергии, необходимой для разрыва связей реагентов, берется из энергии, выделяющейся при образовании связей продуктов, а некоторая ее часть извлекается извне.
(Сумма энергий связи реагентов) <(Сумма энергий связи продуктов), тогда, H <0, другими словами, реакция экзотермическая. Таким образом, некоторая часть энергии, выделяющейся при образовании новых связей в продуктах, используется для разрыва связи в реагентах, а некоторая часть энергии выделяется наружу.
Измерение энтальпии и калориметра
Большая часть изменения энтальпии может быть измерена экспериментально. Этот процесс называется «измерение теплопередачи» калориметрии. Калориметры - это устройства, используемые для измерения теплового потока. В калориметрах;
Тепло поглощается = тепло выпущено
Тепловой поток в калориметре рассчитывается по следующей формуле: Q=mcal.ccal.∆T + mwater. cwater.∆T
Где;
mcal= масса калориметра, в г
ccal = удельная теплоемкость калориметра
mwater = масса воды в г
cwater = удельная теплоемкость воды
∆T = разница между начальной и конечной температурой Энтальпия реакций зависит от;
- Количество вещества
- Физическое состояние материи
- давление
- температура
- Типы материи