Тема урока: по термохимическим

Тема урока:
Вычисления
уравнениям
по
термохимическим
Цели урока:
учить составлять термохимические уравнения
реакций и выполнять расчеты по ним;
развивать логическое мышление и умение
сравнивать, обобщать, анализировать на
примере решения задач с использованием
понятия о тепловом эффекте реакции;
обратить внимание учащихся на разнообразный
характер явлений окружающего мира;
расширить понятие «химические реакции»;
воспитывать умение работать в группах,
толерантность.
Оборудование:
Тип урока:
Методы урока:
учебники, мультимедийная установка
урок рефлексии
Словесный (рассказ, беседа, объяснение);
Практический( решение упражнений).
фронтальная беседа, индивидуальная и
групповая работа
математика, информатика
Форма работы:
Межпредметные связи:
Ход урока
Человек должен верить, что
непонятное можно понять: иначе
он не стал бы размышлять о нём.
1. Организационный этап.
ІІ. Этапвсестороннейпроверки знаний.
Фронтальнаябеседа:
1. Чтосчитаетсявесомымпризнакомпрохожденияхимическойреакции?
2. Чемотличаетсяэкзотермическаяреакция
от
эндотермической?
Приведитепримеры.
3. Объясните, каквыпонимаететермин «тепловойэффект»?
4. Какиеуравненияназываютсятермохимическими?
5. В
какиевидыэнергииможетпревращатьсяхимическаяэнергия?
Приведитеконкретныепримеры.
Задание 1. Проверкадомашнейзадачи.
Красный фосфор при комнатнойтемпературе не воспламеняется,
ноеслиегонагреть, он горит ярким пламенем. Какаяэтореакция по
эенргетическомуэффекту?
какиевидыэнергиипревращаетсяхимическаяэнергия в этойреакции?
4Р + 5О2 =2Р2О5
реакцияэндотермическая, т.к. требуетсядополнительное тепло.
В
IІІ. Этап проверки понимания учащимися новых знаний
При определениинеобходимогоколичестватоплива для получения
тепла,
получаемого
при
реакциигорения,
используютзнания
о
тепловомэффекте.
В
термохимическомуравненииуказываютпосле
формул
продуктовреакциитепловойэффект с определенным знаком: (+Q) для
экзотермических реакций и (-Q) - для эндотермических реакций.
Количество
теплоты
рассчитывается
на
определенные
стехиометрические количества вещества продуктов реакции или реагентов.
Выражается в кДж/моль.
Известно, что при реакции разложения оксида ртути теплота
поглощается. Запишем уравнение этой реакции:
2HgO = 2Hg + O2 – 180 кДж - эндотермическая реакция
Проделаем мысленно обратную реакцию: соединение ртути с
кислородом. При этом выделяется такое же количество энергии, как то, что
было затрачено на разложение.
Записываем уравнение реакции соединения:
2Hg + O2 = 2HgO + 180 кДж - экзотермическая реакция
Знаки «+» и «–» в уравнениях реакций имеют свое логическое объяснение.
Попробуйте объяснить их значение?
Знак «+» означает, что запаса энергии в продуктах реакции меньше,
чем в исходных веществах. Знак «-» указывает на то, что поглотив теплоту
из внешней среды,
продукты реакции увеличили свою энергию по
сравнению с исходными веществами.
Задание 1. Определите, какие реакции в данном перечне относятся к
экзо-, а какие к эндотермическим и запишите их:
2Н2О = 2Н2 + О2 – Q;
2Mg + О2 = 2MgO + Q;
Fе + S = FеS + 95,4кДж;
N2 + О2 = 2NO – 180,8кДж;
СаСO3 + 175,7 кДж = СаО + CO2
Ответ: экзотермические реакции – б), в); эндотермические реакции – а), г), д).
Алгоритм решения задач по термохимическим уравнениям.
1. Прочитать внимательно задачу.
2. Составить термохимическое уравнение.
3. Перенести данные из условия в уравнение.
4. Найти по уравнению массу или количество вещества.
5. Составить и решить пропорцию.
6. Записать ответ.
Задача 1. При взаимодействии 4,2 г железа с серой выделилось 7,5
кДж. На основании этих данных составьте термохимическое уравнение.
Дано:
M(Fe) = 4,2 г
Решение:
Q = + 7,5кДж.
Написать уравнение
Fe + S = FeS + Q
M(Fe) = 56 г/моль.
Составляем пропорцию:
56 г Fe – x кДж,
4,2 г Fe – 7,5 кДж;х = 100 кДж.
О т в е т. Fe + S = FeS + 100 кДж.
Задача 2. Термохимическое уравнение серы имеет вид:
S + O2 =SO2+ 297 кДж.
Вычислить, сколько теплоты выделяется при сжигании 12,8 г серы?
Дано:
Решение:
M(S) =12,8г
1. Запишем термохимическое уравнение реакции:
М(S) = 32 г/мольS + O2 =SO2 + 297 кДж
Найти:
2. Определяем по коэффициентам соотношения количества
Q-?
вещества, о котором имеется информация в условии задачи
и тепловым эффектом. Запишем это соотношение:
n(S) :Q =1: 297.
3.Определим количество вещества серы по формуле:
n=
𝑚
𝑀
; n(S) =
12,8 г
32
г
моль
= 0,4 моль;
4.Из соотношения в п.2 вычислим количество теплоты серы:
Q = n(S) ∙ 297: 1 = 0,4 ∙297 : 1 = 118 (кДж).
Ответ: при сгорании 12,8 г серы выделяется 118,8 кДж теплоты.
Решение задач самостоятельно в группах:
Задание 1. Термическое уравнение горения серы имеет вид:
S + O2 =SO2 + 297 кДж
Вычислите сколько серы нужно сжечь, чтобы выделилось 21,6 кДж
теплоты.
Решение:
32 г (S) выделяет 297 кДж тепла
Х
21,6 кДж
х= 2,33 г
Задание 2. Каждые сутки на Земле сжигают 11 млн. т каменного угля,
содержащего Карбон, Сульфур и другие элементы. Вычисли тепловой
эффект реакции горения угля, содержащей 48 г углерода, по
термохимическому уравнению: С +О2 =СО2 +393,5 кДж.
Решение:
12 г(С) выделяет 393,5 кДж тепла
48 г
х
х = 1574 кДж
Задание 3. Во многих украинских домах во время приема пищи
используют природный газ, состоящий в основном из метана СН4. По
термохимическому уравнению вычисли тепловой эффект сгорания 56 л
метана (н.у.): СН4 +2О2 = СО2 +Н2О + 890 кДж. 1 моль любого газа при
нормальных условиях занимает объем 22,4 л/моль.
Решение:
22,4 л СН4 сгорает, выделяя 890 кДж тепла
56 л
х
х = 2225 кДж.
Задание 4. Вычисли объем кислорода, выделяемого при разложении
меркурий (ІІ) оксида по термохимическомууравнению, если при
этомпоглощается 33,6 кДж теплоты: 2НgО = 2Нg +О2 – 186 кДж.
Решение:
22,4 л О2 поглощают 186 кДж тепла
Хл
33,6 кДж
х= 4,05 г
Это интересно!
Творческие работы учащихся выполнялись дома: зназначение
теплового эффекта химических реакций для технических расчетов.
Первая группа: тепловые 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.
Самая мощная в мире ракета "Энергия" перед стартом на космодроме
Байконур. Двигатели одной из её ступеней работают на сжиженных газах водороде и кислороде.
Допустим, вам известна работа (в кДж), которую придется затратить
для доставки ракеты с грузом с поверхности Земли до орбиты, известна
также работа по преодолению сопротивления воздуха и другие затраты
энергии во время полета. Как рассчитать необходимый запас водорода и
кислорода, которые (в сжиженном состоянии) используются в этой ракете в
качестве топлива и окислителя?
Без помощи теплового эффекта реакции образования воды из водорода
и кислорода сделать это затруднительно. Ведь тепловой эффект - это и есть
та самая энергия, которая должна вывести ракету на орбиту. В камерах
сгорания ракеты эта теплота превращается в кинетическую энергию молекул
раскаленного газа (пара), который вырывается из сопел и создает реактивную
тягу.
Вторая группа: в химической промышленности тепловые эффекты
нужны для расчета количества теплоты для нагревания реакторов, в которых
идут эндотермические реакции. В энергетике с помощью теплоты сгорания
топлива рассчитывают выработку тепловой энергии.
Третья группа: врачи-диетологи используют тепловые эффекты
окисления пищевых продуктов в организме для составления правильных
рационов питания не только для больных, но и для здоровых людей спортсменов, работников различных профессий. По традиции для расчетов
здесь используют не джоули, а другие энергетические единицы - калории (1
кал = 4,1868 Дж). Энергетическое содержание пищи относят к какой-нибудь
массе пищевых продуктов: к 1 г, к 100 г или даже к стандартной упаковке
продукта. Например, на этикетке баночки со сгущенным молоком можно
прочитать такую надпись: "калорийность 320 ккал/100 г".
V. Этап подведения итогов урока:
повторили: классификацию химических реакций по тепловому эффекту;
познакомились с алгоритмом составления термохимических уравнений
реакций, узнали области применения знаний о термохимических реакциях.
Рефлексия
Что я узнал (а) сегодня на уроке….?
Я научился (ась)….?
Над чем мне нужно поработать…?
Дать возможность детям оценить свои ощущения к концу урока:
Каково ваше эмоциональное состояние в конце урока?
VІ.Этап информированности учащихся о домашнем задании и
инструктаж о его выполнении.
Творческое задание: опираясь на свои знания - придумать и составить 3
термохимических уравнения.