Тепловой эффект реакции. Термохимия
🧪 Химия · 11 класс
Тепловой эффект химической реакции
Любая химическая реакция сопровождается выделением или поглощением энергии, чаще всего в виде теплоты. Это связано с тем, что при разрыве старых связей энергия поглощается, а при образовании новых — выделяется. Тепловой эффект реакции — это количество теплоты, которое выделяется или поглощается в ходе реакции. Раздел химии, изучающий тепловые эффекты, называют термохимией.
Экзо- и эндотермические реакции
- Экзотермические реакции идут с выделением теплоты. К ним относятся горение, реакции нейтрализации, многие реакции соединения. Тепловой эффект Q у них положителен.
- Эндотермические реакции идут с поглощением теплоты из окружающей среды. К ним относятся, например, реакции разложения многих веществ. Тепловой эффект Q у них отрицателен.
Термохимические уравнения
Термохимическое уравнение — это уравнение реакции, в котором дополнительно указан тепловой эффект и часто агрегатные состояния веществ. Пример горения углерода:
C + O2 = CO2 + 393,5 кДж
Знак «плюс» перед величиной теплоты означает её выделение, то есть реакция экзотермическая. Для эндотермической реакции теплоту записывают со знаком «минус» либо переносят в левую часть уравнения.
Закон сохранения энергии в химии
В основе термохимии лежит закон сохранения энергии. Из него следует, что тепловой эффект реакции зависит только от начального и конечного состояния веществ, но не от пути, по которому идёт реакция. Это позволяет складывать термохимические уравнения, как обычные алгебраические, и рассчитывать тепловые эффекты, которые трудно измерить напрямую.
Расчёты по термохимическим уравнениям
Количество выделившейся или поглощённой теплоты прямо пропорционально количеству прореагировавшего вещества.
Пример. Сколько теплоты выделится при сгорании 2 моль углерода по уравнению выше? Так как на 1 моль приходится 393,5 кДж, то на 2 моль:
Q = 393,5 * 2 = 787 кДж
| Признак | Экзотермическая | Эндотермическая |
|---|---|---|
| Теплота | Выделяется | Поглощается |
| Знак Q | Положительный | Отрицательный |
| Примеры | Горение, нейтрализация | Разложение |
Правило: в термохимическом уравнении коэффициенты могут быть дробными, потому что они показывают количество вещества в молях, а не число молекул. Тепловой эффект всегда относят к указанным в уравнении количествам веществ.
Частые ошибки: путают знак теплового эффекта; не учитывают коэффициенты при расчёте; забывают про агрегатные состояния, которые влияют на величину эффекта; смешивают понятия теплового эффекта и температуры.
Кратко о главном
- Тепловой эффект — теплота, выделяемая или поглощаемая в реакции.
- Экзотермические реакции выделяют теплоту, эндотермические поглощают.
- Термохимическое уравнение указывает тепловой эффект.
- Теплота пропорциональна количеству прореагировавшего вещества.
- Тепловой эффект не зависит от пути реакции.