Тепловой эффект химической реакции, понятие о термохимическом уравнении, экзо- и эндотермических реакциях

Научиться различать экзо- и эндотермические реакции и понимать, что означает тепловой эффект в термохимическом уравнении.

Тепловые эффекты лежат в основе работы батареек, обогревателей, химических грелок, а также важны в промышленности, чтобы управлять процессами и избегать перегрева или переохлаждения.

• Химические реакции всегда сопровождаются выделением или поглощением энергии, чаще всего в виде теплоты.
• Экзотермические реакции выделяют теплоту в окружающую среду, поэтому они ощущаются как горячие.
• Эндотермические реакции поглощают теплоту из окружающей среды, поэтому они ощущаются как холодные.
• Тепловой эффект реакции обозначается буквой Q и измеряется в килоджоулях (кДж).
• Термохимическое уравнение — это уравнение реакции, в котором указан тепловой эффект.
• В термохимических уравнениях разрешены дробные коэффициенты, так как важно соотношение веществ, а не их точное количество.
• Тепловой эффект зависит от агрегатного состояния веществ и условий протекания реакции.
• Закон сохранения энергии: энергия не исчезает и не возникает из ничего, она лишь переходит из одной формы в другую.

Тепловой эффект химической реакции

Количество теплоты, которое выделяется или поглощается при реакции, обычно измеряется в килоджоулях (кДж).

Экзотермические реакции

Реакции, при которых теплота выделяется в окружающую среду (например, горение, соединение водорода с кислородом).

Эндотермические реакции

Реакции, при которых теплота поглощается из окружающей среды (например, разложение известняка при нагревании).

Термохимическое уравнение

Уравнение химической реакции, в котором справа указан тепловой эффект (Q) с указанием агрегатного состояния веществ.

Теплота (Q)

Энергия, которая передается от более горячего тела к более холодному; в химии — энергия, выделяемая или поглощаемая при реакции.

• Для экзотермических реакций Q записывается со знаком «+», для эндотермических — со знаком «−».
• Пример термохимического уравнения: C + O₂ = CO₂ + 393 кДж (экзотермическая реакция).
• Пример эндотермической реакции: CaCO₃ = CaO + CO₂ − 180 кДж (разложение известняка).
• В термохимических уравнениях коэффициенты могут быть дробными, например, ½ O₂, так как важно соотношение, а не целое число молекул.
• Тепловой эффект реакции зависит от агрегатного состояния веществ: например, для воды (ж) и (г) значения Q различаются.
• Горение — это всегда экзотермический процесс, а большинство реакций разложения — эндотермические.

1. Пример 1случай

   Горение дров в костре

   Пояснение

   • выделяется тепло, поэтому реакция экзотермическая
2. Пример 2случай
   • Разложение мрамора (карбоната кальция) при обжиге в печи: требуется постоянный нагрев, значит, реакция эндотермическая
3. Пример 3случай

   Растворение аммиачной селитры в воде

   Пояснение

   • стакан холодеет — это эндотермический процесс
4. Пример 4случай

   Реакция нейтрализации кислоты щелочью

   Пояснение

   • пробирка нагревается, значит, выделяется тепло

• Химические грелки работают за счет экзотермической реакции, например, окисления железа кислородом воздуха.
• Взрыв — это экзотермическая реакция, которая идет так быстро, что выделяющаяся теплота резко расширяет газы.
• Некоторые эндотермические реакции используются в охлаждающих пакетах для спортивных травм: при разрыве пакета с аммиачной селитрой температура резко падает.

• При проведении экзотермических реакций (например, горения) необходимо соблюдать осторожность, чтобы не обжечься.
• Эндотермические реакции могут сильно охлаждать сосуд, что может привести к обморожению при длительном контакте с кожей.
• Всегда работай в защитных очках и перчатках, так как выделение или поглощение тепла может сопровождаться разбрызгиванием веществ.

• Закон сохранения массы веществ
• Химические уравнения
• Количество вещества. Моль
• Реакции соединения и разложения