Термохімічне рівняння

Дата ___/____/____             Клас 9        ПІБ вчителя        Андрієвська Л. Г.

Урок № 27

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Тема Термохімічне рівняння.

Цілі:

-   Формування ключових компетентностей:

-   саморозвитку й самоосвіти — створення проблемних ситуацій;

- математичної – розвивати логічне мислення при розв’язуванні розрахункових задач;

-   інформаційної — вміння робити короткий раціональний запис, робити висновки та узагальнення.

-   Формування предметних компетентностей:  сформувати уявлення про термохімічне рівняння реакції, навчити учнів проводити найпростіші обчислення за термохімічним рівнянням реакції, формувати комунікативну, діяльнісну, самоосвітню компетентності.

Обладнання: періодична система хімічних елементів.

Тип уроку:  комбінований.

Девіз: Не бійся, що не знаєш. Бійся, що не навчишся. 

                                                                                          Китайська мудрість

Хід уроку

І. Організаційний момент

ІІ. Актуалізація опорних знань.

Фразеологічний диктант (приклад одного з варіантів)

1.Виділення або поглинання теплоти під час реакції є….. реакції.

2.Реакції, що відбуваються з поглинанням теплоти називаються…….

3. Реакції, що відбуваються з виділенням теплоти називаються…….

4.Горіння магнію відноситься до ……реакцій.

5. Розклад малахіту відноситься до….. реакцій.

6. Під час протікання екзотермічної реакції реагуюча система енергію…….

7. Під час протікання ендотермічної реакції реагуюча система енергію…….

8. Значення теплового ефекту реакції залежить від……..

9.Внутрішня енергія речовини це - …..

10. На руйнування хімічних зв’язків енергія………., на утворення – енергія………

ІІІ. Зіткнення учнів із проблемою й висловлення первинних гіпотез

1.Термохімічні рівняння реакцій.

Розповідь учителя.

Розділ хімії, що вивчає теплові ефекти хімічних процесів, називається термохімією. Хімічні рівняння, в яких приводяться теплові ефекти реакцій, називаються термохімічними рівняннями.

Оскільки тепловий ефект реакції залежить від температури й тис­ку, він приводиться для стандартних умов: температура 25 °С і тиск р = 101,3 кПа. У термохімічних рівняннях також вказується стан речовин: кристалічна (к), рідка (р), газоподібна (г), розчинена (роз). Для того щоб можна було порівнювати теплові ефекти різних про­цесів, термохімічні розрахунки звичайно відносять до 1 моль речовини. Тому коефіцієнти в термохімічних рівняннях реакцій можуть бути дробовими.

Знак «плюс» перед значенням ∆Н для екзотермічних реакцій озна­чає, що запасу енергії в продуктах реакції менше, ніж у вихідних речовинах і теплота виділяється у зовнішнє середовище. Знак мінус перед значенням ∆Н   для ендотермічних реакцій указує на те, що, поглинувши теплоту із зовнішнього середовища, продукти реакції збільшили свого енергію порівняно з вихідними речовинами.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Наприк­лад, термохімічне рівняння горіння сірки має такий вигляд:

S + O₂ → SO₂ ;  ∆H = +297 кДж

Демонстрація.     1)Горіння магнієвої стрічки

Учні спостерігають яскраве горіння магнію, що відбувається з ви­діленням великої кількості теплоти. Термохімічне рівняння реакції:

2Мg + О₂ → 2МgО ; ∆H = +1205 кДж .

2)      Взаємодія сірки з розплавом калієвої селітри.

Порошок КNО₃ поміщається у пробірку і нагрівають до розплавлення солі. У гарячий розплав опускається крупинка сірки. За необхідності пробірка додатково підігрівається. Спостерігаються спа­лах і яскраве світіння.

3)      Розклад малахіту під час нагрівання.

У пробірку поміщається зелений порошок малахіту (чи купрум ІІ гідроксиду), пробірку нагрівають. Спостерігається утворення чорного порошку купрум (II) оксиду. Як тільки припиняється нагрівання малахіту, хімічна реакція зупиняється. Термохімічне рівняння реакції:

Сu₂(ОН)₂СО₃ → 2СuО + СО₂ + Н₂О ; ∆H  = -47 кДж .

(Аналогічно проводиться термічний розклад купрум ІІ гідроксиду.)

(Фізкультхвилинка)

2. Розрахунки за термохімічним рівнянням реакції (учні разом з вчителем складають таблицю).

                    Алгоритм обчислення теплового ефекту хімічної реакції

                               за термохімічним рівнянням реакції

Послідовність дій	Приклади виконання дій
1)Прочитайте текст задачі	Обчисліть тепловий ефект реакції спалювання фосфору масою 6,2 г. Термохімічне рівняння реакції горіння фосфору: 4P +5O2 = 2P2O5;   ∆Н = +3010 кДж
2)Запишіть скорочену умову задачі	m(Р) = 6,2 г ∆Н = 3010 кДж ∆Н1 = х кДж
3) Запишіть термохімічне рівняння	4P +5O2 = 2P2O5;   ∆Н = +3010 кДж
4) Підкресліть формулу речовини з відомими вихідними даними і числове значення теплового ефекту	4P +5O2 = 2P2O5;   ∆Н = +3010 кДж
5) Над формулою речовини вкажіть вихідні дані, під фор -мулою – числові дані, що ви -пливають з рівняння реакції; над числовим значенням теплового ефекту – його умовне позначення.	__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 6,2 г                         х, кДж 4P +5O2 = 2P2O5;   ∆Н = +3010 кДж 124 г
6) обчислити шукану кількість теплоти.	6,2: х = 4,31: 3010
7) Запишіть відповідь.	Відповідь:  ∆Н = 150,5 кДж.

                                                  Наскрізна змістова лінія   Здоров’я і безпека

3. Застосування знань про теплові ефекти реакцій    

Лікарі-дієтологи використовують теплові ефекти окислення харчових продуктів в організмі для складання правильних раціонів харчування не тільки для хворих, але і для здорових людей - спортсменів, працівників різних професій. За традицією для розрахунків тут використовують не джоулі,  а інші енергетичні одиниці - калорії (1кал = 4,1868 Дж). Енергетичний зміст їжі відносять до якої-небудь маси харчових продуктів: до 1 г,  до 100 г або навіть до стандартної упаковки продуктів. Наприклад, на етикетці баночки зі згущеним молоком можна прочитати такий напис  - "калорійність 320 ккал/100 г".

IV. Робота над гіпотезами, висловленими учнями

Такі рівняння можна використати для хімічних розрахунків.

Завдання 1. У процесі згоряння 12 г вуглецю виділяється 393 кДж тепла. Запишіть термохімічне рівняння.

C + О₂   CО₂ + 393  кДж/моль

                     або

C + О₂   CО₂; ΔH = -393 кДж.

Завдання 2. Для взаємодії азоту з киснем необхідно 180,5 кДж тепла. Запишіть термохімічне рівняння.

N₂ + О₂   2NО -180,5 кДж/моль

                     або

N₂ + О₂   2NО; ΔH = +180,5  кДж.

Завдання 3. Обчисліть, яка кількість тепла виділиться внаслідок спалювання 1 м³ метану, якщо термохімічне рівняння горіння метану:

CH₄ +2O₂ → CO₂ +2H₂O + 891 кДж/моль

n=  =  = 44,6 моль

Q = 891 кДж/моль ×44,6 моль = 39776(кДж)

Відповідь: 39 776 кДж.

Завдання 4. Обчисліть,  яка маса цинку окислилася, якщо в результаті реакції поглинулося 174,5 кДж/моль тепла. Термохімічне рівняння:

2Zn + O₂ → 2ZnO; ΔH = +34,9  кДж

n (Zn) =   = 5 моль

m (Zn) =  n (Zn) ×M(Zn)  = 5 моль × 64г/моль = 320(г)

Відповідь: 320 г цинку.

             Наскрізна змістова лінія   Підприємливість і фінансова грамотність

   Для виконання наступного завдання клас об’єднується в групи, після виконання відповіді обговорюються, коригуються, оцінюються учнями в класі.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Завдання 5. Уявіть себе хіміком-технологом на заводі й охарактеризуйте хімічну реакцію за всіма відомими вам ознаками. Запропонуйте умови, за яких швидкість реакції буде максимальною.

а) N₂ + 3H₂ → 2NH₃; ∆H < 0

б) SO₂ + O₂ → 2SO₃; ∆H < 0

Завдання 6. Учень спалює однакову кількість сірки на повітрі й у циліндрі з киснем. Де реакція протікатиме швидше? Чому?

Завдання 7. Під час сполучення 4,2 г заліза із сіркою виділилася теплота, яка дорівнює 7, 15 кДж. Складіть термохімічне рівняння реакції.

V. Домашнє завдання.

ü    Опрацювати матеріал параграфа, відповісти на запитання до нього, виконати вправи.

ü    Задача. При згорянні Карбону (у вигляді графіту) кількістю речовини 1 моль виділяється 394 кДж теплоти. Запишіть термохімічне рівняння реакції. Як змінюється внутрішня енергія речовин у процесі реакції? (Відповідь: С + О2 = СО2 + 394 кДж.)

ü    Творче завдання. Підготуйте розповідь про значення каталітичних реакцій, про ферменти та їх значення для людини.

Список використаних джерел :

1. Хімія.7 - 9 класи – Програма для загальноосвітніх навчальних закладів. Хімія. 7-9 класи (оновлена), затверджена наказом МОН України від 07.06.2017 № 804. (http://mon.gov.ua/activity/education/zagalna-serednya/navchalni-programi-5-9-klas-2017.html)

2. Критерії оцінювання навчальних досягнень учнів у системі загальної середньої освіти,— К.; Ірпінь, 2004,— 176 с.

3. Державний стандарт  Постанова Кабінету Міністрів України від 23 листопада 2011 року № 1392 «Про затвердження Державного стандарту базової і повної загальної середньої освіти».

4. П. П. Попель, Л. К. Крикля Хімія: Підруч. для 9 кл. загальноосвітніх навчальних закладів – Київ: ВЦ «Академія», 2017. – 240 с., іл.

5. Ярошенко О. Новицкая В. И. Задания и упражнения по химии: Учебное пособие для средних школ,— К.: Станица, 1997,— 180 с.

6. http://www.chem.asu.ru

7. http://www.nanoworld.org.ru