Термохимия: что это, химические реакции и энтальпия

Термохимия - это раздел химии, изучающий количество тепла (энергии), участвующего в химических реакциях.

Когда реакция выделяет тепло, она классифицируется как экзотермическая. Поглощение тепла в реакции вызывает эндотермию.

Термохимия также изучает передачу энергии в некоторых физических явлениях, таких как изменения в состояниях материи.

Термохимия и тепло

В химических реакциях энергия может поглощаться или выделяться. Эта передача тепла происходит от тела с самой высокой температурой к телу с самой низкой температурой.

Передача тепла от горячего тела (A) к холодному телу (B)

Стоит помнить, что тепло, также называемое тепловой энергией, - это понятие, определяющее обмен тепловой энергией между двумя телами. О тепловой баланс устанавливается, когда два материала достигают одинаковой температуры.

Эндотермические и экзотермические реакции

это называется эндотермическая реакция реакция поглощения тепла. Таким образом тело поглощает тепло из окружающей среды, в которую оно помещено. Вот почему эндотермическая реакция вызывает чувство похолодания.

Пример: При протирании руки спиртом рука поглощает тепло этого вещества. Но, дуя на руку после того, как мы выпили алкоголь, мы чувствуем небольшой озноб - ощущение, которое является результатом эндотермической реакции.

уже экзотермическая реакция это наоборот. Это выделение тепла и, следовательно, ощущение тепла.

Пример: В лагере люди стоят у костра, чтобы тепло, выделяемое пламенем, согревало окружающих.

Тепловой поток в эндотермических и экзотермических реакциях

Тепловые обмены также происходят при смене физическое состояние. Оказывается, что при переходе от твердого тела к жидкости и от жидкости к газу процесс является эндотермическим. И наоборот, переход от газа к жидкости и от жидкости к твердому телу является экзотермическим.

энтальпия

Энтальпия (H) - это энергия обмениваются в реакциях поглощения и высвобождения энергии, соответственно, эндотермических и экзотермических.

Нет прибора для измерения энтальпии. По этой причине его изменение (ΔH) измеряется с учетом энтальпии реагента (начальная энергия) и энтальпии продукта (конечная энергия).

Наиболее часто встречающиеся типы энтальпии:

Энтальпия образования	Поглощенная или высвобожденная энергия, необходимая для образования 1 моля вещества.
Энтальпия горения	Высвободившаяся энергия, в результате которой сгорает 1 моль вещества.
Энтальпия звена	Энергия, поглощаемая при разрыве 1 моля химической связи в газообразном состоянии.

Энтальпия измеряет энергию, энтропия измеряет степень беспорядка химических реакций.

Закон Гесса

Жермен Генри Гесс установил, что:

Изменение энтальпии (ΔH) в химической реакции зависит только от начального и конечного состояний реакции, независимо от количества реакций.

Изменение энергии, согласно закону Гесса, устанавливается по следующей формуле:

ΔH = H_ж - H_я

Где,

• ΔH: изменение энтальпии
• ЧАС_ж: конечная энтальпия или энтальпия продукта
• ЧАС_я: начальная энтальпия или энтальпия реагента

Из этого мы заключаем, что изменение энтальпии отрицательно, когда мы сталкиваемся с экзотермической реакцией. В свою очередь, изменение энтальпии положительно, когда мы сталкиваемся с эндотермической реакцией.

Обязательно ознакомьтесь с этими текстами, чтобы узнать больше по теме.:

• Термодинамика
• Калориметрия
• явное тепло
• скрытая теплота

Упражнения с комментариями

1. (Udesc / 2011) Учитывая следующие уравнения:

(THE)	2CO(грамм) + O2 (г) → 2CO2(грамм)	ΔH = - 565,6 кДж
(В)	2CH4О(грамм) +302 (г) → 2CO2(грамм) + 4H2О(1)	ΔH = - 1462,6 кДж
(Ç)	3O2 (г) → 2O3 (г)	ΔH = + 426.9 кДж
(D)	Вера2О3 (г) + 3C(s) → 2Fe(s) + 3CO(грамм)	ΔH = +490,8 кДж

Рассмотрим следующие предложения по отношению к уравнениям:

Я. Реакции (A) и (B) эндотермические.
II. Реакции (A) и (B) экзотермические.
III. Реакции (C) и (D) экзотермические.
IV. Реакции (C) и (D) эндотермические.
В. Реакция с наибольшим высвобождением энергии - (B).
УВИДЕЛ. Реакция с наибольшим выделением энергии - (D).

Выберите правильный вариант.

а) Верны только утверждения II, III и V.
б) Верны только утверждения I, III и VI.
c) Верны только утверждения I, IV и VI.
г) Верны только утверждения II, V и VI.
д) Верны только утверждения II, IV и V.

См. Ответ

Правильная альтернатива: д) Только утверждения II, IV и V верны.

а) НЕПРАВИЛЬНО. Утверждение III неверно.

В отличие от утверждения III, реакции (C) и (D) являются эндотермическими, поскольку положительный знак в изменении энтальпии указывает на поглощение тепла.

б) НЕПРАВИЛЬНО. Ни одно из утверждений, приведенных в этой альтернативе, неверно. Они ошибаются, потому что:

• Реакции (A) и (B) являются экзотермическими, поскольку отрицательный знак в изменении энтальпии указывает на выделение тепла.
• Реакции (C) и (D) эндотермические, поскольку положительный знак в изменении энтальпии указывает на поглощение тепла.
• Реакция (D) не выделяет энергии, поскольку является эндотермической.

в) НЕПРАВИЛЬНО. Из трех утверждений, приведенных в этой альтернативе, правильным является только IV. Два других неверны, потому что:

• Реакции (A) и (B) являются экзотермическими, поскольку отрицательный знак в изменении энтальпии указывает на выделение тепла.
• Реакция (D) не выделяет энергии, положительный знак в изменении энтальпии указывает на то, что реакция эндотермическая.

г) НЕПРАВИЛЬНО. Утверждение VI не соответствует действительности.

В отличие от утверждения VI, реакция (D) не выделяет энергию, так как она эндотермическая.

а) ПРАВИЛЬНО. Утверждения верны, потому что:

• Реакции (A) и (B) экзотермические, так как изменение энергии отрицательное.
• Реакции (C) и (D) эндотермические, так как значение ΔH положительное.
• Реакция с наибольшим выделением энергии - это (B), поскольку среди экзотермических реакций произнесения это та, которая имеет наивысшее значение с отрицательным знаком.

Эти тексты помогут вам расширить свои знания:

• Упражнения по термохимии
• химические превращения
• Химические реакции

2. (Enem / 2011) Необычный вариант приготовления фасоли - использование термоса. В кастрюлю поместите часть фасоли и три части воды и дайте сервировке закипеть около 5 минут, затем переложите весь материал в термос. Примерно через 8 часов фасоль будет приготовлена.

Приготовление бобов происходит внутри термоса, потому что

а) вода вступает в реакцию с бобами, и эта реакция экзотермична.
б) бобы продолжают поглощать тепло из окружающей воды, так как это эндотермический процесс.
в) рассматриваемая система практически изолирована, не позволяя бобам набирать и терять энергию.
г) термос обеспечивает достаточно энергии для приготовления бобов после начала реакции.
д) энергия, участвующая в реакции, нагревает воду, которая поддерживает постоянную температуру, поскольку это экзотермический процесс.

См. Ответ

Правильная альтернатива: б) бобы продолжают поглощать тепло из окружающей воды, так как это эндотермический процесс.

а) НЕПРАВИЛЬНО. Химическая реакция характеризуется образованием новых веществ, которых не происходит при варке бобов.

б) ПРАВИЛЬНО. Когда вода нагревается, она нагревается, и термос не позволяет этой энергии теряться в окружающей среде. Таким образом, фасоль поглощает тепло воды и готовится, протекая эндотермически.

в) НЕПРАВИЛЬНО. Система изолирована от внешней среды. Внутри бутылки зерна и вода находятся в прямом контакте и, следовательно, осуществляют теплообмен.

г) НЕПРАВИЛЬНО. Колба-термос выполняет функцию изоляции системы, не позволяя смеси внутри нее обмениваться теплом с окружающей средой.

д) НЕПРАВИЛЬНО. Температура непостоянна, так как вода передает тепло бобам, и она теряет энергию до тех пор, пока две температуры не сравняются.

Ознакомьтесь с приведенными ниже текстами и узнайте больше о темах, затронутых в этом выпуске.:

• Физико-химические превращения
• тепло и температура
• Термальная энергия