Тепловой эффект химических реакций

__________________                                           Химия                                       9 класс 

Тема: «Тепловые эффекты химических реакций»

Цели урока:

Образовательная: продолжить формирование представлений о классификации химических реакций. Сформировать представления о тепловых эффектах химических реакций. Научить различать экзо- и эндотермические реакции; познакомить с новым типом расчётных задач – по термохимическому уравнению реакции.

Развивающая: продолжить развивать умение наблюдать, анализировать природные явления и проводимый химический эксперимент; совершенствовать навыки ведения наблюдений, устанавливать причинно-следственные связи, делать выводы и заключения.

Воспитательная: воспитывать патриотизм и чувство гордости за достижения отечественной науки на примере личности академика Г.И.Гесса, а так же способствовать воспитанию у учащихся коммуникативных навыков, чувства товарищества и взаимопомощи.

Оборудование: учебник, проектор, электронная презентация; иллюстрации, демонстрирующие экзотермические и эндотермические реакции; магний (порошок), растворы серная кислота, нитрат натрия, вода, штатив с пробирками, держатель; карточки с заданиями.

Тип урока: усвоение новых знаний

ХОД УРОКА

1)        Организационный этап

2)        Постановка цели и задач урока. Мотивация учебной деятельности  учащихся

Александр Евгеньевич Гаврюшкин «Огонь свечи, огонь костра…»  

Огонь свечи, огонь костра, Огонь могучего пожара. Огни – они все  мастера Ниспосланного людям  дара. Двух мастеров прислал Господь, И Мир наш стал таким уютным. А третий – явно чёрта плоть, Беду лишь мастер нёс беспутный

Свеча дарила людям свет, Костёр стал очагом в их доме. И Ада страшного ответ – Пожар рычал, как зверь в загоне. Кто скажет: что же есть огонь? Он наказание иль благо? Что означали дым и вонь В пылу горящего Рейхстага?

И все же людям без огня Жить  стало бы на редкость  трудно… Не стоит нам,  огонь виня, Жизнь делать тёмной беспробудно. Шампанское и свет свечи, Свет маяка, что нужен в море, Дрова,  горящие в печи – Всё это счастье, а не горе…

―Какое  ключевое слово в стихотворении? (огонь)

Приём «Ассоциативный ряд».

― Назовите ассоциативные ощущения, связанные со словом огонь  (свет, костёр, тепло, химические реакции)

Проблемный вопрос.

― А существуют ли химические реакции, которые протекают с поглощением теплоты? (реакции разложения: разложение воды под действием эл. тока….)

― О каких реакциях пойдёт речь на уроке?

Количество теплоты, которое выделяется или поглощается при химической реакции, называют тепловым эффектом реакции.

―Откройте, пожалуйста, учебники на стр. 9, посмотрите название темы нашего урока. Давайте определим цель и задачи урока.

3)             Первичное усвоение новых знаний

1. Экзо- и эндотермические реакции. (Работа по учебнику. Смысловое чтение)

― Как классифицируются реакции по тепловому эффекту? Приведите примеры соответствующих реакций.

Опыт. Растворение азотного удобрения в воде

1) В пробирку с белым кристаллическим веществом прилейте имеющуюся воду, встряхните

2) потрогайте пробирку

Наблюдения запишите в тетрадь

3. Термохимические уравнения реакций (Работа по учебнику. Смысловое чтение)

― Что такое ТХУ? Какие данные нужно обязательно указывать при составлении ТХУ?

4. Рассказ о работах Г.И.Гесса

Изучением теплового эффекта химических реакций  занимался наш соотечественник Герман Иванович Гесс.  Учёный сформулировал основной закон термохимии – «закон постоянства сумм теплот» в 1840г., который, впоследствии получил название закона Гесса, а Германа Ивановича считают основоположником термохимии.
Знание о тепловых эффектах химических реакций имеет большое практическое значение.

 Самая мощная в мире российская ракета "Энергия". Двигатели одной из её ступеней работают на сжиженных газах - водороде и кислороде:

2 H₂(г) + O₂(г) = 2 H₂О(ж) + 572 кДж

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.

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).

5.Рассчёты по ТХУ

Решение задач у доски.

При определении выделившейся или поглощенной энергии в  результате химической реакции пользуются правилом:  количество теплоты прямо пропорционально количеству веществ, вступивших в реакцию и образовавшихся веществ в результате нее.

Задача 1.

 Используя термохимическое уравнение реакции 2Н₂О_(ж) = 2Н_2(г) + О_2(г) – 572кДж, определите какое количество теплоты надо затратить на разложение 72г воды.

Дано:

m(H₂O)=72г

Q₁-?

Решение:

1. Определяем количество вещества воды

              n=m/M,

M(H₂O)=1∙2+16=18(г/моль);               n(H₂O)=72г:18г/моль=4 моль

2. Запишем термохимическое уравнение реакции, составив пропорцию определяем количество теплоты.

2Н₂О_(ж) = 2Н_2(г) + О_2(г) – 572кДж

2 моль                          571 кДж

4 моль                            х кДж

Х= 4 моль * 571 кДж /2 моль

Х = 1144 кДж

Ответ: 1144кДж

Задача 2.

Определите тепловой эффект реакции 2SO_2(г) + O_2(г) = 2SO_3(г) + Q, если прореагировал оксид серы (IV) объемом 67,2л (н.у.), и при этом выделилось 294 кДж теплоты.

Дано:

Решение.

Q₁=294 кДж

V(SO₂)(н.у.)=67,2л

Q - ?

1. Запишем термохимическое уравнение реакции. Над формулами веществ напишем данные задачи, под формулами – количественные отношения.

67,2л 294 кДж

2SO_2(г) + O_2(г) = 2SO_3(г) + Q

2 моль

2. Какое количество оксида серы (IV) занимает объем 67,2л? n=V/V_m

n=67,2л:22,4л/моль= 3 моль.

3. Определяем тепловой эффект химической реакции.

3 моль 294 кДж 3моль:2моль=294кДж:Q

2SO_2(г) + O_2(г) = 2SO_3(г) + Q Q=2моль∙294кДж:3моль=196кДж

2 моль

 Ответ: Q=196кДж

4)             Первичная проверка понимания

1. Работа в парах. Решение задачи с последующей самопроверкой по эталону.

Какой объем кислорода (при н.у.) выделится в результате реакции, термохимическое уравнение которой 2KClO₃ = 2KCl + 3O₂ – 91 кДж, если на разложение бертолетовой  соли было  затрачено 182 кДж теплоты.

Дано:

Q₁ = 91 кДж 

Найти:

V (O₂)-?

Решение:

 1)Установим пропорциональные отношения между количеством вещества кислорода и количеством теплоты.

По уравнению   3 моль O₂    ----------  91 кДж

По условию        х моль        ----------  182 кДж 

Решаем пропорцию:  Х = 3 моль _* 182 кДж /91 кДж = 6 моль

 2) Вычислим  объем кислорода, согласно закону Авогадро

 (Vm = 22,4 л/моль)             V = n _* Vm

V(O₂) =  6 моль _* 22,4 л/моль =  134,4 л

 Ответ: объем выделившегося кислорода равен 134,4 л.

2. Самостоятельное решение задачи

1). Согласно термохимическому уравнению реакции СН_4(г)+2О_2(г)=СО_2(г)+2Н₂О_(г)+802кДж количество теплоты, выделившейся при сжигании24г метана, равно:

а) 1604 кДж, б) 1203 кДж, в) 601,5 кДж, г) 401 кДж.

2). В результате реакции, термохимическое уравнение которой 4NH_3(г)+5О_2(г)=4NO_(г)+6Н₂О_(г)+902 кДж, выделилось 1127, кДж теплоты. Объем (н.у.) образовавшегося при этом оксида азота (II) равен:

а) 112л, б) 11,2л, в) 89,6л, г) 896л

Взаимопроверка по эталону. Обсуждение допущенных ошибок и их коррекция

5)         Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению

ОБЩЕЕ: § 2, выучить понятия, вопросы  1,2 с. 11

ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОЕ: решить задачи № 3,4

  6) Рефлексия (подведение итогов занятия)

Беседа:

― С реакциями,  какого типа мы познакомились на уроке?

― Чем экзотермические реакции отличаются от эндотермических?

― Что такое тепловой эффект реакции?

― Какие данные нужно обязательно указывать при составлении термохимических уравнений?

― Приведите примеры экзо- и эндотермических реакций.

Приём «Личный результат»

Я знаю…             Я умею….    Я затрудняюсь…..    Мне было….