Конспект уроку з хімії для 9 класу на тему "Розв'язування термохімічних задач"

                                                         Урок № 21                        ______________

Розв’язування задач за термохімічними рівняннями

Мета: закріпити знання про тепловий ефект хімічних реакцій; продовжити формувати вміння складати термохімічні рівняння реакцій; навчити учнів розв’язувати задачі за термохімічними рівняннями; удосконалювати навички розв’язування розрахункових задач.

Очікувані результати: учні мають знати алгоритм розв’язування задач за термохімічними рівняннями; учні мають складати термохімічні рівняння; учні мають проводити за термохімічними рівняннями найпростіші обчислення.

Базові поняття та терміни: рівняння реакцій, термохімічні рівняння, езотермічні та ендотермічні рівняння, тепловий ефект хімічної реакції.

Обладнання: ____________________________________________________

Тип уроку: комбінований.

• 1. Організаційний момент
• 2. Етап перевірки домашнього завдання

2.1. Перевірка наявності в учнів виконаних письмових робіт. Обговорення запитань, що виявилися найбільш складними.

2.2. Фронтальне опитування.

1. Що таке екзотермічні реакції? Наведіть приклад.

2. Що таке ендотермічні реакції? Наведіть приклад.

3. Дайте визначення теплового ефекту реакції.

4. Чому реакції супроводжуються тепловими ефектами?

5. Як за значенням теплового ефекту визначити тип хімічної реакції?

6. Які рівняння реакцій називають термохімічними?

2.3. Робота біля дошки (двоє учнів працюють біля дошки, а всі інші самостійно виконують завдання в зошитах).

1. При згорянні сірки кількістю речовини 1 моль в кисні виділяється 297 кДж теплоти. Складіть термохімічне рівняння реакції.

2. При розкладанні меркурій (ІІ) оксиду кількістю речовини 2 моль поглинається 176 кДж теплоти. Запишіть термохімічні рівняння реакції.

• 3. Актуалізація опорних знань та мотивація навчальної діяльності

3.1. Технологія «Мозковий штурм».

Термохімічне рівняння розкладу малахіту:

(CuOH)₂CO₃ = 2CuO + H₂O + CO₂ – 47 кДж.

— Яку інформацію можна дізнатися із цього рівняння?

Слово вчителя

Термохімічні рівняння крім хімічних формул речовин визначають тепловий ефект реакції. Числове значення в рівнянні реакції строго відповідає кількості речовини всіх сполук, тобто коефіцієнтам. Завдяки цій відповідності, можна встановити пропорційні співвідношення між кількістю речовини або масою і кількістю теплоти в цій реакції.

3.2. Повідомлення теми уроку.

3.3. Формулювання разом з учнями мети уроку.

• 4. Етап засвоєння нових знань

Для того щоб успішно проводити розрахунки за рівняннями реакцій (розв’язувати задачі), слід правильно проаналізувати дані умови задачі й визначити послідовність дій (скласти алгоритм).

Давайте проаналізуємо алгоритм розв’язування задач за термохімічними рівняннями. (Алгоритм на столі в кожного учня.)

1. Прочитати уважно умову задачі.

2. Скласти термохімічне рівняння.

3. Перенести дані з умови до рівняння.

4. Визначити за рівнянням масу або кількість речовини.

5. Скласти й розв’язати пропорцію.

6. Записати відповідь.

Крім алгоритмів учні отримують шаблони з розв’язаними типовими задачами, які вони можуть використовувати для роботи.

• 5. Узагальнення й систематизація знань

5.1. Завдання на закріплення. (Письмова робота.)

1. При взаємодії заліза масою 4,2 г із сіркою виділилося 7,5 кДж теплоти. За цими даними складіть термохімічне рівняння. (Відповідь: Fe + S = FeS + 100 кДж.)

2. Обчисліть кількість теплоти, що виділиться при згоранні вугілля масою 10 кг, якщо відомо, що тепловий ефект реакції горіння вугілля виражається термохімічним рівнянням: C + O₂  CO₂ + 394 кДж. (Відповідь: 328333,3 кДж.)

5.2. Самостійна робота.

Варіант 1

Обчисліть кількість теплоти, що виділиться при горінні сірки масою 64 г, якщо тепловий ефект реакції становить 310 кДж. (Відповідь: 620 кДж.)

Варіант 2

Обчисліть кількість теплоти, що виділиться при горінні водню масою 100 г, якщо тепловий ефект реакції становить 484 кДж. (Відповідь: 12 100 кДж.)

5.3. Виконання тестових завдань. (Роздавальний матеріал.)

• 6. Домашнє завдання, інструктаж щодо його виконання
• 7. Підбиття підсумків уроку

Учитель разом з учнями підбиває підсумки уроку, виставляє оцінки, дякує активним учням за плідну роботу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Додатки

Розв’язування задач за термохімічними рівняннями реакцій.

Задача 1

Дано термохімічне рівняння реакції горіння карбон(ІІ) оксиду:

2СО (г) + О₂ (г) = 2СО₂ (г), ΔН = – 566 кДж.

Обчисліть кількість теплоти, що виділиться при спалюванні  4 моль  карбон(ІІ) оксиду.

Розв’язок

Дано:   4 моль      Х кДж

υ(СО) = 4 моль  2СО (г) + О₂ (г) = 2СО₂ (г) + 566 кДж.

   2моль

Q - ?

 4 Х   4∙ 566

 = ;   Х =  =  1132 кДж

 2 566        2

 

 Відповідь:  Q = 1132 кДж

 

Задача 2.

За певних умов вуглець масою 120 г окиснюють до карбон (ІІ) оксиду. При цьому виділяється 1105 кДж теплоти. Напишіть термохімічне рівняння реакції.

Розв’язок

 

Дано:    120 г 1105 кДж

m(С) = 120 г 2С + О₂ → 2СО +Х кДж

Q  = 1105 кДж 2∙12 г

 

∆Н - ?

 120 1105    2∙12 ∙ 1105

 =      ;  Х =      =  221 кДж

 2∙12 Х            120

 

Відповідь:  2С + О₂ → 2СО ; ∆ Н = - 221 кДж

 

Задача 3.

Дано термохімічне рівняння горіння вуглецю:

С _(т) + О_{2 (г)} = СО_{2 (г)}, ΔН = – 394 кДж.

Обчисліть об’єм вуглекислого газу (н.у.), що утворився під час реакції, якщо виділилося 985 кДж теплоти.

Розв’язок

 

Дано:            Х л      985  кДж

Q  = 985кДж   С _(т) + О_{2 (г)} = СО_{2 (г)} +  394 кДж.

                 22,4 л

 V(СО₂) -?          Х 985         22,4∙985

 =      ;  Х =              =  56 л

 22,4 394          394

 

 Відповідь: V(СО₂) = 56 л

 

Задача4.

Термохімічне рівняння реакції горіння вуглецю:

С_(т)+ О_2(г) = СО_2(г), ΔН° = –402 кДж.

Обчисліть

а) кількість теплоти, яка виділиться при спалюванні 800 г вугілля, масова частка Карбону в якому становить 98 %;

б) масу вугілля, при спалюванні якого виділилось 2800 кДж теплоти.

Розв’язок

 

а) Дано:                                                Х кДж

m (C) _{з дом} = 800г 784 г

ω (С) = 98%   С _(т) + О_{2 (г)} = СО_{2 (г)} +  402 кДж.

               12 г  

 Q  -?         

 

1.    m (C) = m (C) _{з дом}∙ ω (С)

 

   m (C) = 800 ∙0,98 = 784 г

 

2.   Знайдемо кількість теплоти, що виділилася:

           Х            784         402∙784

 =      ;  Х   =              =  26264кДж

 402 12                     12

 

Відповідь:  ΔН = –26,3 · 10³ кДж.

 

а) Дано:                                                2800кДж

Q  = 2800кДж х г

     С _(т) + О_{2 (г)} = СО_{2 (г)} +  402 кДж.

               12 г  

 m (C)  -?         

 

   m (C) :                         Х            2800          12∙2800

 =      ;  Х   =              =  83,6 г

 12 402                     402

 

Відповідь:  m (C) = 83,6 г.

 

 

Задача5.

При розкладанні кальцій карбонату масою 24,4 г поглинулося 43,9 кДж теплоти. Напишіть термохімічне рівняння реакції розкладу кальцій карбонату.

 

Розв’язок

Дано:    24,4 г        43,9 кДж

m(СаСО₃ ) = 24,4 г СаСО₃→ СО₂ + СаО  - Х кДж

Q  = 43,9 кДж 100 г

 

∆Н - ?

 24,4 43,9   100 ∙ 43,9

 =      ;  Х =     =  180 кДж

 100 Х               24,4

Відповідь:  ΔН = 180 кДж,    СаСО₃→ СО₂ + СаО  - 180 кДж

 

Задача 6.

Обчисліть об’єм метану, потрібного на обігрівання 100-квартирного будинку протягом доби, якщо затрати теплоти на одну квартиру становлять 1000 кДж, а термохімічне рівняння реакції:

СН₄ + 2О₂ = СО₂ + 2Н₂О, ΔН = –803 кДж.

 

Розв’язування

а) Дано:                                                               1000кДж

Q  = 1000кДж Х л

     СН₄ + 2О₂ = СО₂ + 2Н₂О, ΔН = –803 кДж.               

 V (СН₄)  -?         22,4л

 

Обчислимо об’єм метану потрібного для обігрівання 1 квартири:

 

 Х             1000   1000 ∙ 22,4

 =      ;  Х =     =  28 л

 22,4 803               803

 

Обчислимо об’єм метану потрібного для обігрівання 100 квартир:

 

V(CH₄) = 28 ∙100 = 2800 л або 2,8 м³

 

Відповідь: V (СН₄) = 2,8 м³.

 

 

Задача 7.

При відновленні вуглецем купрум(ІІ) оксиду масою 7,95 г поглинаються 5,15 кДж теплоти. Обчисліть кількість теплоти, необхідної для добування таким чином 100 г металічної міді.

 

Розв’язання

Дано:    7,95 г        5,15 кДж

m(СuО ) = 7,95 г СuO + C → СО + Сu  - Х кДж

Q  = 5,15 кДж           80 г

m (Cu) =  100 г 

 

Q  - ?

Знайдемо тепловий ефект реакції (∆Н):

 

 7,95 5,15   80 ∙ 5,15

 =      ;  Х =     = 51,8 кДж

   80 Х               7,95

Знайдемо кількість теплоти (Q): 

 

 100 г     Х кДж 

                          СuO + C → СО + Сu  -   51,8 кДж

 64 г

 

 100 Х   100∙ 51,8

 =      ;  Х =     = 81 кДж

 64  51,8               64

 

 

Відповідь: 81 кДж.

 

Задача8.

Дано термохімічне рівняння реакції: 2СО + О₂ = 2СО₂, ΔН = – 566 кДж.

Обчисліть об’єм карбон(ІІ) оксиду (н.у.), що його треба спалити, аби одержати кількість теплоти, достатньої для розкладу вапняку масою 1000 кг за рівнянням реакції:

 СаСО_{3 (т)} = СаО _(т) + СО_{2 (г),} ΔН = + 180 кДж.

 

 

 

Розв’язок

Дано:    1000 кг                                 Х кДж

m(СаСО₃ ) = 100кг  СаСО_{3 (т)} = СаО _(т) + СО_{2 (г),} ΔН = + 180 кДж.

      100кг

 

V (CO)  - ?

 1000 Х   1000 ∙ 180

 =      ;  Х =     =  1800кДж

 100 180               100

 

Y м³ 1800 кДж

2СО + О₂ = 2СО₂, ΔН = – 566 кДж.

    2∙22,4м³

 

 Y  1800   2∙22,4 ∙ 1800

 =      ;  Х =     =  142 м³

 2∙22,4 566                     566

 

 Відповідь: V (СО) = 142 м³.