в ходе каких реакций выделяется газ

Тепловой эффект химических реакций. Закон Гесса.

При протекании любых химических реакций происходит разрыв химических связей между атомами в молекулах одних веществ и образование химических связей между атомами в молекулах других веществ. Разрыв химических связей связан с затратами энергии, а образование новых химических связей приводит к выделению энергии. Суммы энергий всех разорванных и всех образованных связей не являются равными, поэтому все реакции проходят либо с выделением, либо с поглощением энергии. Энергия может выделяться или поглощаться в виде звуковых волн, света, работы расширения или сжатия и т.п. В большинстве случаев энергия химической реакции выделяется или поглощается в виде тепла.
Выделение или поглощение теплоты при протекании химической реакции называют тепловым эффектом реакции и обозначают буквой Q.

Уравнения химических реакций, в которых приведен тепловой эффект реакции, называют термохимическими. В термохимических уравнениях указывают агрегатное со­стояние веществ (кристаллическое, жидкое, газообразное и т. д.) и могут стоять дробные коэффициенты.
Тепловой эффект реакции зависит от температуры и давления, поэтому, как правило, его приводят для стандартных условий, т. е. тем­пературы 298 К и давления 101,3 кПа.

При образовании любого соединения выделяется (поглощается) столько же энергии, сколько поглощается (выделяется) при его распаде на исходные вещества.
Поэтому реакция разложения воды электрическим током требует затрат энергии и является эндотермической:
H₂О(ж) = H₂(г) + 1/2 O₂(г) — 286 кДж (ΔH₁ = + 286 кДж).
Это является следствием закона сохранения энергии.

Большинство термохимических расчетов основано на важнейшем законе термохимии, которым является закон Гесса. Этот закон, установленный русским ученым Г.И. Гессом в 1840 г., называют также основным законом термохимии.

Этот закон гласит:
тепловой эффект химической реакции зависит только от начального и конечного состояний веществ и не зависит от промежуточных стадий процесса.

Например, тепловой эффект реакции окисления углерода (графит) в оксид углерода (IV) не зависит от того, проводится ли это окисление в одну стадию (при непосредственном сжигании углерода) до углекислого газа:

или реакция протекает через промежуточную стадию образования оксида углерода (II):

с последующим дожиганием угарного газа в углекислый газ:

При обоих способах проведения процесса система переходит из одного и того же начального состояния (графит) в одно и то же конечное состояние оксид углерода (IV). В соответствии с законом Гесса тепловой эффект реакции 1 равен сумме тепловых эффектов реакций 2 и 3:

Используя закон Гесса можно вычислить тепловой эффект промежуточной стадии реакции, если известны общий тепловой эффект реакции и тепловые эффекты других ее промежуточных стадий.

Пример решения задачи на тепловой эффект.
Реакция окисления глюкозы в организме может протекать так:

Какое количество теплоты выделится при окислении 800 г глюкозы?

Ответ. В результате окисления указанного количества глюкозы выделяется 12 458 кДж теплоты.

Источник

§ 19. Тепловые эффекты химических реакций

Оглавление

Протекание химических реакций всегда сопровождается выделением или поглощением энергии.

Тепловой эффект реакции — это количество теплоты Q, выделяющейся или поглощающейся в ходе превращения, если количества реагентов (моль) соответствуют стехиометрическим коэффициентам уравнения реакции.

От чего зависит величина теплового эффекта химической реакции?

В качестве примера определим значение теплового эффекта реакции образования оксида азота(II) из простых веществ:

Общий тепловой эффект реакции Q равен сумме тепловых эффектов Q₁ и Q₂:

Отрицательное значение теплового эффекта показывает, что данная реакция является эндотермической и протекает в соответствии с термохимическим уравнением:

Термохимическими называют уравнения, в которых указаны значения тепловых эффектов.

Для осуществления эндотермических реакций необходимо постоянно передавать системе энергию в виде теплоты, электромагнитного излучения (свет, ультрафиолетовое излучение), электричества и др. Так, эндотермические реакции либо протекают при высоких температурах (например, разложение карбонатов, нитратов и гидроксидов щёлочноземельных металлов), либо требуют подведения электрической энергии (электролиз, образование NO в грозовом разряде) или энергии света (образование озона в атмосфере под действием ультрафиолетового излучения). Эндотермическим процессом является фотосинтез, в котором энергия солнечного света поглощается и запасается в виде химической энергии продуктов — кислорода и глюкозы:

Экзотермические реакции либо не требуют нагревания, либо для начала реакции нужно небольшое нагревание: например, водород со фтором реагирует мгновенно, а для взаимодействия водорода с кислородом смесь газов необходимо нагреть.

Величина теплового эффекта реакции определяется экспериментально в специальном приборе — калориметре, уже знакомом вам по урокам физики в 8-м классе. Результаты измерений приводят к определённым условиям. Обычно это давление 100 кПа и температура 25 °С ( 298,15 K ), что необходимо для сравнения и обобщения экспериментальных данных.

Рассмотрим примеры термохимических расчётов.

Пример 1. Рассчитайте количество теплоты, выделяющейся в результате полного сгорания в кислороде метана объёмом 6,72 м 3 ( н. у. ) в соответствии с термохимическим уравнением:

Источник

В ходе каких реакций выделяется газ

ХИМИЯ – это область чудес, в ней скрыто счастье человечества,

величайшие завоевания разума будут сделаны

именно в этой области.(М. ГОРЬКИЙ)

Таблица
Менделеева

Универсальная таблица растворимости

Коллекция таблиц к урокам по химии

Признаки и условия протекания химических реакций. Тепловой эффект химической реакции

I. Признаки и условия протекания химических реакций

Вы уже знаете многие вещества, наблюдали их превращения и сопровождающие эти превращенияпризнаки.

Самым главным признаком химической реакции является образование новых веществ. Но об этом сожно судить и по некоторым внешним признакам протекания реакций.

Внешние признаки протекания химических реакций:

Очевидно, что для возникновения и течения химических реакций необходимы некоторые условия:

II. Тепловой эффект химической реакции

Д.И. Менделеев указывал: важнейшим признаком всех химических реакций является изменение энергии в процессе их протекания.

В каждом веществе запасено определенное количество энергии. С этим свойством веществ мы сталкиваемся уже за завтраком, обедом или ужином, так как продукты питания позволяют нашему организму использовать энергию самых разнообразных химических соединений, содержащихся в пище. В организме эта энергия преобразуется в движение, работу, идет на поддержание постоянной (и довольно высокой!) температуры тела.

Выделение или поглощение теплоты в процессе химических реакций обусловлено тем, что энергия затрачивается на процесс разрушения одних веществ (разрушение связей между атомами и молекулами) и выделяется при образовании других веществ (образование связей между атомами и молекулами).

Энергетические изменения проявляются либо в выделении, либо в поглощении теплоты.

Экзотермическая реакция:

Исходные вещества → продукты реакций + Q кДж

Эндотермическая реакция:

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.

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?

В химической промышленности тепловые эффекты нужны для расчета количества теплоты для нагревания реакторов, в которых идут эндотермические реакции. В энергетике с помощью теплот сгорания топлива рассчитывают выработку тепловой энергии.

Область химии, занимающаяся изучением тепловых эффектов, химических реакций, называется термохимией.

Уравнения химических реакций, в которых указан тепловой эффект, называют термохимическими.

Источник

Урок 10. Признаки химических реакций

В уроке 10 «Признаки химических реакций» из курса «Химия для чайников» рассмотрим, что из себя представляют физические и химические явления; выясним, что такое химическая реакция, а также признаки и условия протекания химических реакций.

Давайте внимательно посмотрим вокруг себя. Мы уже знаем, что весь окружающий нас мир состоит из различных веществ: органических и неорганических, простых и сложных, твердых, жидких и газообразных. Остаются ли эти вещества в природе неизменными? Нет, в природе происходят различные изменения, которые называются явлениями. В зависимости от того, какие изменения происходят с веществами, различают явления физические и химические. Эти два рода явлений можно отличить друг от друга.

Физические явления

Нальем воду в колбу и нагреем ее до кипения. Каждый из вас знает, что при кипении вода превращается в пар, т. е. переходит в другое агрегатное состояние. Однако несложно доказать, что вода и пар — это одно и то же вещество. Подумайте, как это можно сделать.

Нагреем тонкую стеклянную трубку в пламени спиртовки. Стекло станет мягким, и мы легко изменим форму трубки, но стекло как вещество остается тем же.

Эти явления физические. При физических явлениях не происходит образования новых веществ. Изменяется только агрегатное состояние веществ, их форма, а состав веществ остается прежним (рис. 48).

Например, вода — это вещество, которое в природе образует не только реки, моря, но и ледники, и облака. Ледники тают, облака роняют капли воды, вода испаряется, т. е. происходит изменение ее агрегатного состояния, но состав молекул остается неизменным.

Сгибание проволоки, дробление соли, плавление металлов (рис. 49), образование мраморной крошки, перемалывание зерна в муку, превращение воды в пар при кипячении — все это физические явления. Они осуществляются в результате деятельности человека. У веществ при этом изменяется только форма или агрегатное состояние.

Физическими называются явления, при которых изменяется только форма или агрегатное состояние веществ.

Химические явления (реакции)

Всегда ли вещества остаются неизменными? Нагреем красную медную проволоку в пламени спиртовки. Проволока покрывается черным налетом, который можно легко соскоблить ножом в виде черного порошка. Это уже новое вещество, в которое превратилась медь. Оно отличается от меди по цвету и плотности. В этом опыте мы наблюдаем химическое явление, которое происходит благодаря химической реакции.

Химические реакции — это явления, при которых происходит превращение одних веществ в другие.

Природа — это огромная лаборатория, в которой непрерывно происходит образование новых веществ. Горные породы и минералы под воздействием солнца, воды, углекислого газа и других веществ постепенно разрушаются и превращаются в новые вещества. В зеленых растениях из углекислого газа и воды образуются глюкоза и крахмал.

Человек превращает взятые из природы вещества (природный газ, нефть, руды) в необходимые ему бензин, резину, пластмассы, волокна, металлы. Часто в результате множества превращений получаются новые вещества, которых нет в природе. При всех этих явлениях происходит разрушение исходных веществ и образование новых веществ.

Например, в результате сгорания магния образуется новое вещество MgO (рис. 50). При сгорании метана получаются два вещества: углекислый газ CO₂ и вода H₂O. Из одного сложного вещества HgO в результате его разложения образуются два новых — ртуть Hg и кислород O₂ (рис. 51).

Ржавление железа (рис. 52), кипячение воды, горение лучины, распространение запаха — какие из этих явлений можно отнести к химическим реакциям? По каким признакам можно судить, что химическая реакция произошла?

Признаки химических реакций

Проведем несколько химических реакций. Нагреем в пробирке зеленый порошок малахита (рис. 53) — минерала, в состав которого входят атомы меди, углерода, водорода и кислорода. Порошок малахита начинает «кипеть» из-за выделяющегося газа. Поднесем к отверстию пробирки спичку, она гаснет — это выделяющийся углекислый газ препятствует ее горению. На стенках пробирки заметны капельки воды, на дне остается черный порошок соединения меди (CuO). Наблюдения доказывают, что образуются новые вещества с другими свойствами. Прекратим нагревание. Сразу прекращается выделение углекислого газа — реакция больше не протекает.

Существуют и другие признаки химических реакций. Например, при горении магния излучается яркий свет и выделяется много теплоты (см. рис. 50).

На заметку: Раньше вспышка магния использовалась для освещения объекта во время фотографирования.

При сливании некоторых растворов наблюдается выпадение осадка (рис. 54). Некоторые осадки можно растворить при помощи других веществ. Например, при сливании растворов соды и известковой воды образуется белый осадок, который легко растворяется в уксусе.

При сгорании спички ощущается резкий запах. Какие еще признаки химических реакций наблюдаются при горении спички?

Изменения, происходящие с веществами, свидетельствуют о протекании химических реакций и являются признаками химических реакций.

Признаки химических реакций:
• Выделение газа.
• Образование или исчезновение осадка.
• Изменение цвета.
• Появление запаха.
• Излучение света.
• Выделение или поглощение теплоты.

Большинство веществ не могут взаимодействовать друг с другом самопроизвольно. Для протекания многих химических реакций необходимо создавать определенные условия.

Условия протекания химических реакций

Необходимое и главное условие для протекания большинства реакций между различными веществами — это их соприкосновение. Для обеспечения лучшего контакта вещества измельчают, переводят в газообразное состояние. Многие вещества лучше реагируют друг с другом, если они растворены в воде.

Во многих случаях этого недостаточно, поэтому реагирующие вещества нагревают. Деревянная лучинка, смесь железа и серы, медь могут долгое время сохраняться при комнатной температуре, реакции начинаются только при их нагревании.

Мало знать, как начать химическую реакцию, надо еще знать, при каких условиях она будет протекать дальше. Почему необходимо все время нагревать сахар, чтобы добиться его полного сгорания, а деревянную лучинку зажигают один раз и она продолжает гореть?

Если при образовании новых веществ выделяется много теплоты, то ее бывает достаточно, чтобы нагревались новые порции вещества и реакция продолжалась. Во многих случаях реакции, начавшись, продолжаются за счет теплоты, выделяемой в этих реакциях, не требуя дополнительной энергии. Примером является горение угля. Другие реакции, например разложение сахара, требуют постоянной затраты энергии на ее продолжение.

В некоторых случаях для начала химического процесса необходимо освещение. Одной из таких реакций, требующих постоянного освещения, является известная вам реакция фотосинтеза.

Таким образом, окружающий нас мир состоит из множества веществ, которые вступают в различные химические реакции. Изучая химические реакции, человек познает сущность процессов, протекающих в живой и неживой природе. Полученные знания помогают более эффективно использовать вещества для получения больших урожаев, выращивания животных, борьбы с различными болезнями. Человечество учится бережно и грамотно относиться к окружающему нас миру.

Краткие выводы урока:

Надеюсь урок 10 «Признаки химических реакций» был понятным и познавательным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.

Источник

Конспект урока: «Типы химических реакций. Реакции обмена»

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Разработка урока по теме: «Типы химических реакций. Реакции обмена.»

Образовательная — актуализация знаний обучающихся о типах химических реакций, классификации веществ, номенклатуре основных классов неорганических соединений, введение понятия о реакциях обмена, их значимости в повседневной жизни человека.

1) обобщить и систематизировать знания о типах химических реакций, закрепить умения составлять уравнения химических реакций и расставлять коэффициенты в уравнениях химических реакций.

3) совершенствовать коммуникативные и организационные умения (правильное использование химической терминологии и символики, потребности вести диалог, выслушивать оппонента, способности открыто выражать и аргументированно отстаивать свою точку зрения).

Место урока в школьном курсе: урок изучается в разделе «Изменения, происходящие с веществами», является последним из типов химических реакций, изучаемых в этом разделе.

урок должен помочь обучающимся 8 класса сформировать следующие универсальные учебные действия:

1) Личностные УУД: определиться в выборе индивидуальных образовательных потребностей; научиться общаться со сверстниками, отстаивать свою точку зрения в процессе беседы, показывать свою убежденность в вопросах значения химических знаний в повседневной жизни; оценивать жизненные ситуации и поступки с точки зрения общечеловеческих норм.

2) Регулятивные УУД: организовывать свое рабочее место под руководством учителя; определять цель и составлять план выполнения задания; развивать практические навыки и умения при решении повседневных проблем связанных с химией.

3) Познавательные УУД: научиться выполнять творческие задания для самостоятельного получения и применения знаний; устанавливать причинно-следственные связи; выдвигать гипотезы и обосновывать их; формулировать проблемы.

4) Коммуникативные УУД : участвовать в диалоге на уроке и в жизненных ситуациях; сотрудничать с одноклассниками в поиске и сборе информации; принимать решения и реализовывать их; точно выражать свои мысли.

Форма учебного процесса: классный урок.

Тип урока : комбинированный.

Оборудование : мультимедийный проектор, электронная презентация, экран, карточки с заданиями, оценочные карты, рефлексивные карты, демонстрационное оборудование (штатив с порбирками, пробиркодержатель, растворы соляной кислоты, серной кислоты, гидроксида натрия, хлорида бария, карбонат натрия, индикатор)

Организационный момент ……………………………… 1 мин.

Актуализация опорных знаний ………………………… 3 мин.

Мотивация знаний ………………………………………..2 мин.

Изучение нового материала …………………………….. 15 мин.

Первичное закрепление знаний ………………………… 4 мин.

Подведение итогов урока.

Информация о домашнем задании …………………….. 2 мин.

Источник