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.