Тепловой эффект реакции

7 терминов

Тепловой эффект реакции \(Q\) — количество теплоты, выделяемой или поглощаемой в реакции (кДж). Экзотермическая реакция (+Q): горение, нейтрализация, соединение, взаимодействие металлов с кислотами, гашение извести; эндотермическая реакция (−Q): разложение, \(\ce{N2 + O2}\), \(\ce{C + H2O}\), растворение \(\ce{NH4NO3}\). Термохимическое уравнение — уравнение с указанием теплового эффекта и агрегатных состояний:

Энергия реагентов и продуктов: при экзотермической реакции теплота выделяется, при эндотермической — поглощается

Тепловой эффект пропорционален количеству вещества; знак теплового эффекта обратной реакции противоположный: разложение воды на 2 моль \(\ce{H2}\) требует 572 кДж.

Тип задачи	Решение
Сколько теплоты выделится при сгорании 8 г метана, если \(\ce{CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O} + 890\) кДж?	\(n(\ce{CH4}) = 8/16 = 0{,}5\) моль; по уравнению 1 моль → 890 кДж, значит 0,5 моль → \(890 \cdot 0{,}5 = 445\) кДж
Какой объём водорода (н. у.) сгорел, если выделилось 143 кДж (\(\ce{2H2 + O2 = 2H2O} + 572\) кДж)?	2 моль (44,8 л) → 572 кДж; \(x\) л → 143 кДж; \(x = \dfrac{44{,}8 \cdot 143}{572} = 11{,}2\) л
Составить термохимическое уравнение, если при сгорании 6 г магния выделилось 150 кДж	\(n(\ce{Mg}) = 6/24 = 0{,}25\) моль; на 2 моль \(\ce{Mg}\) (по уравнению \(\ce{2Mg + O2 = 2MgO}\)) приходится \(150 \cdot 8 = 1200\) кДж: \(\ce{2Mg + O2 = 2MgO} + 1200\) кДж
Сколько теплоты нужно для разложения 50 г \(\ce{CaCO3}\) (\(\ce{CaCO3 = CaO + CO2} - 178\) кДж)?	\(n = 50/100 = 0{,}5\) моль → поглотится \(178 \cdot 0{,}5 = 89\) кДж

Расчёт теплоты по уравнению: записать термохимическое уравнение → найти \(n\) вещества из условия (\(m/M\) или \(V/22{,}4\)) → составить пропорцию с коэффициентом и \(Q\) → ответ в кДж (или найти массу и объём по теплоте).

Лайфхак. «+Q — реакция греет, −Q — холодит». Почти все реакции горения, нейтрализации и соединения — экзотермические, почти все реакции разложения — эндотермические (исключения — разложение \(\ce{H2O2}\) и \(\ce{KClO3}\), они идут с выделением теплоты).

Ловушка ОГЭ. \(Q\) в термохимическом уравнении относится к количествам, указанным коэффициентами: в \(\ce{2H2 + O2 = 2H2O} + 572\) кДж 572 кДж — на 2 моль водорода, а на 1 моль — 286 кДж. Даже экзотермическую реакцию часто надо «запустить» нагреванием — это преодоление энергии активации, а не признак эндотермической реакции.

Интересный факт. Самонагревающиеся консервы и туристические грелки греются экзотермической реакцией (\(\ce{CaO + H2O}\), окисление железного порошка), а «холодные пакеты» из аптечки охлаждают эндотермическим растворением нитрата аммония в воде.

Из истории. Основателем термохимии считают Г. И. Гесса, профессора Петербургского горного института. В 1840 году он установил: тепловой эффект реакции не зависит от того, в одну стадию она идёт или в несколько, — это закон Гесса.

Как это спрашивают на ОГЭ. Задание 11 — выбрать экзо- или эндотермические реакции (горение, нейтрализация — экзо; разложение карбонатов и гидроксидов, \(\ce{N2 + O2}\) — эндо).

Тип задачи	Решение
Сколько теплоты выделится при сгорании 8 г метана, если \(\ce{CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O} + 890\) кДж?	\(n(\ce{CH4}) = 8/16 = 0{,}5\) моль; по уравнению 1 моль → 890 кДж, значит 0,5 моль → \(890 \cdot 0{,}5 = 445\) кДж

Теплотворная способность топлива — теплота, выделяемая при сгорании 1 г (или 1 м³) топлива; чем она больше, тем лучше топливо: водород > метан > бензин > уголь > дрова.

Закрепите теорию: 7 терминов с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.

Пройти урок arrow_forward