Nzev vzdlvacho materilu Termochemie slo vzdlvacho materilu ICT

Název vzdělávacího materiálu: Termochemie Číslo vzdělávacího materiálu: ICT 9/13 Šablona: III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Název sady vzdělávacích materiálů: Anorganická a obecná chemie Autor: Šárka Kirchnerová Datum vytvoření: 5. 4. 2014 Garant (kontrola): Jakub Siegl Ročník: vyšší gymnázium Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Vzdělávací obor: Chemie Téma: Termochemie Metodika/anotace: Powerpointová prezentace slouží jako výukový materiál pro třídu kvinty a jako opakování k maturitě z chemie. Objasňuje základní pojmy z termochemie, přináší vzorové vyřešené příklady a obsahuje materiál k dalšímu opakování. Časový rozvrh: 45 min Gymnázium Františka Křižíka a základní škola, s. r. o.

TERMOCHEMIE • Věda zabývající se tepelným zabarvením reakcí

ZÁKLADNÍ TERMINOLOGIE • Soustava – část prostoru s hmotnou náplní, která je od okolí oddělena stěnami skutečnými, nebo myšlenými izolovaná – nevyměňuje s okolím energii, ani hmotu uzavřená – vyměňuje pouze hmotu, ale ne energii otevřená – vyměňuje hmotu i energii • exotermní reakce – reakce, při kterých se uvolňuje teplo • endotermní reakce – reakce, při kterých se spotřebovává teplo • při exotermních reakcích ΔH < 0, při endotermních ΔH > 0

VYJADŘOVÁNÍ SKUPENSTVÍ • v termochemických rovnicích je třeba uvádět skupenství látek • používáme tedy: pro pevnou látku zkratku s (solidus) pro kapalnou látku zkratku l (liquidus) pro plynnou látku zkratku g (gasseus) pro vodný roztok zkratku aq (aquatic)

REAKČNÍ TEPLO A ENTHALPIE Reakční teplo je teplo které se uvolní, popřípadě spotřebuje, při provedení dané reakce při jejím jednotkovém rozsahu. (jednotkový rozsah= množství, jaká uvádějí stechiometrické koeficienty v rovnici reakce) Jednotka: k. J Enthalpie je stavová veličina, která také popisuje výměnu tepla s okolím. Absolutní hodnotu enthalpie nelze změřit, avšak můžeme zjistit její změnu ΔH. Změnu enthalpie lze změřit pouze za tzv. standardního stavu. Je to stav o teplotě 298, 15 K (25 °C) a tlaku 101, 325 k. Pa (1 atmosféra), ve kterém je daná látka nejstálejší. Za předpokladu izobarického děje je reakční teplo to samé, co reakční enthalpie.

TERMOCHEMICKÉ ZÁKONY 1. termochemický zákon (Zákon Laplace – Lavoisierův): Reakční teplo přímé a zpětné reakce jsou až na znaménko stejné. Příklad: Určete změnu enthalpie při reakci rozkladu sulfanu na vodík a síru, víte-li, že Δ H reakce H 2(g) + S(s) → H 2 S (g) je – 19, 74 k. J Řešení: Na základě 1. termochemického zákona určíme, že Δ H = +19, 74 k. J

TERMOCHEMICKÉ ZÁKONY 2. termochemický zákon (Zákon Hessův): Reakční teplo dané reakce je součtem tepel postupně prováděných reakcí, vycházejících ze stejných počátečních látek a končících stejnými produkty reakce. Příklad: Určete reakční enthalpii Δ H reakce CO(g) + 1/2 O 2(g) →CO 2 (g), víte li, že C(s, grafit) + O 2 (g) → CO 2(g) Δ H = − 395 k. J C(s, grafit) + 1/2 O 2(g) → CO(g) Δ H = − 111 k. J Řešení: Δ H= -395 – (-111) = - 284 k. J Součet reakčních tepel dílčích reakcí musí být roven reakčnímu teplu reakce souhrnné.

STANDARDNÍ SLUČOVACÍ TEPLO

STANDARDNÍ SPALNÉ TEPLO

PŘÍKLADY K PROCVIČENÍ 1. Vypočítejte reakční teplo reakce uhlíku s vodní párou ze spalných tepel. ΔH 0 spal. C(s) = -393, 1 k. J/mol ΔH 0 spal. CO(g) = -282, 6 k. J/mol ΔH 0 spal. H 2(g)= -241, 8 k. J/mol ΔH 0298. = ? C (s, grafit) + H 2 O(g) → CO(g) + H 2(g)

2. Urči reakční teplo reakce: C (g) + 1/2 O 2 (g) -> CO (g), ΔH 0298 = ? , známe-li C (g) + O 2 (g) -> CO 2 (g) ΔH 0298 = -393, 7 k. J CO (g) + 1/2 O 2 -> CO 2 (g) ΔH 0298 = -283, 6 k. J 3. Jaké množství tepla se uvolní, jestliže zreaguje 16 g síry podle termochemické rovnice S (s) + O 2 (g) -> SO 2 (g) ΔH 0298 = -297 k. J. mol-1

4. Jaké množství tepla se uvolní spálením 70 g methanu za standardních podmínek? Spalné teplo methanu je -890 k. J/mol. 5. Jaké množství tepla je při standardních podmínkách třeba na převedeni 1 kg vody z kapalného stavu do plynného, jestliže ΔH 0 sluč. ((H 2 O(l)) = -285, 8 k. J/mol ΔH 0 sluč. ((H 2 O(g)) = - 241, 8 k. J/mol

6. Vypočítej reakční teplo izomerizace dimethyletheru na ethanol CH 3 OCH 3 (g) -> CH 3 CH 2 OH (g), znáte-li standardní spalné teplo látek: ΔH 0 spal. (CH 3 OCH 3(g)) = -1454 k. J/mol ΔH 0 spal. (CH 3 CH 2 OH(g)) = -1402 k. J/mol 7. Jaké množství tepla je třeba na rozklad 5 molů amoniaku na vodík a kyslík, známe-li 2 NH 3 (g) -> 3 H 2 (g) + N 2 (g) ΔH 0298 = 92, 4 k. J