12.02.2015 5575 688 Хайруліна Лілія Євгенівна

Мета уроку: сформувати поняття закону збереження мас, навчити складати рівняння реакцій
Завдання уроку:
Освітня: досвідченим шляхом довести та сформулювати закон збереження маси речовин.
Розвиваюча: дати поняття про хімічне рівняння як про умовний запис хімічної реакції за допомогою хімічних формул; розпочати формування навичок складання хімічних рівнянь
Виховна: прищепити інтерес до хімії, розширити кругозір

Хід уроку
I. Орг.момент
ІІ. Опитування фронтальне:
– Що таке фізичні явища?
– Що таке хімічні явища?
- Приклади фіз та хімічних явищ
- умови протікання хімічних реакцій
ІІІ. Вивчення нового матеріалу

Формулювання закону збереження маси: маса речовин, що вступили в реакцію, дорівнює масі речовин, що утворилися.
З погляду атомно-молекулярного вчення цей закон пояснюється тим, що за хімічних реакцій Загальна кількістьатомів не змінюється, а відбувається лише їх перегрупування.

Закон збереження маси речовин є основним законом хімії, всі розрахунки з хімічних реакцій виробляються з його основі. Саме з відкриттям цього закону пов'язують виникнення сучасної хіміїяк точної науки.
Закон збереження маси був теоретично відкритий 1748 року і експериментально підтверджений 1756 року російським ученим М.В. Ломоносовим.
Французький вчений Антуан Лавуазьє в 1789 остаточно переконав вчений світ в універсальності цього закону. Як Ломоносов, і Лавуазьє користувалися у своїх експериментах дуже точними вагами. Вони нагрівали метали (свинець, олово, ртуть) у запаяних судинах і зважували вихідні речовини та продукти реакції.

Хімічні рівняння
Закон збереження маси речовин застосовується під час упорядкування рівнянь хімічних реакцій.
Хімічне рівняння – це умовний запис хімічної реакції у вигляді хімічних формул і коефіцієнтів.
Подивимося відео - експеримент: Нагрівання суміші заліза та сірки.
В результаті хімічної взаємодіїсірки та заліза отримана речовина – сульфід заліза (II) – вона відрізняється від вихідної суміші. Ні залізо, ні сірка неможливо знайти візуально виявлено у ньому. Неможливо їх поділити і за допомогою магніту. Сталося хімічне перетворення.
Вихідні речовини, що у хімічних реакціях називаються реагентами.
Нові речовини, що утворюються внаслідок хімічної реакції, називаються продуктами.
Запишемо реакцію у вигляді рівняння хімічної реакції:
Fe + S = FeS
Алгоритм складання рівняння хімічної реакції
Складемо рівняння хімічної реакції взаємодії фосфору та кисню
1. У лівій частині рівняння записуємо хімічні формули реагентів (речовин, що вступають у реакцію). Пам'ятайте! Молекули більшості простих газооб різних речовиндвоатомні – H2; N2; O2; F2; Cl2; Br2; I2. Між реагентами ставимо знак +, а потім стрілку:
P + O2 →
2. У правій частині (після стрілки) пишемо хімічну формулу продукту (речовини, що утворюється при взаємодії). Пам'ятайте! Хімічні формули необхідно складати, використовуючи валентність атомів хімічних елементів:

P + O2 → P2O5

3. Відповідно до закону збереження маси речовин, число атомів до і після реакції має бути однаковим. Це досягається шляхом розміщення коефіцієнтів перед хімічними формулами реагентів і продуктів хімічної реакції.
Спочатку зрівнюють число атомів, яких у реагуючих речовинах (продуктах) міститься більше.
У даному випадкуце атоми кисню.
Знаходимо найменше загальне кратне чисел атомів кисню у лівій та правій частинах рівняння. Найменше кратне для атомів натрію –10:
Знаходимо коефіцієнти шляхом розподілу найменшого кратного на число атомів даного виду, отримані цифри ставимо до рівняння реакції:
Закон збереження маси речовини не виконано, так як число атомів фосфору в реагентах і продуктах реакції не дорівнює, чинимо аналогічно ситуації з киснем:
Отримуємо остаточний вид рівняння хімічної реакції. Стрілка замінюється на знак рівності. Закон збереження маси речовини виконано:
4P + 5O2 = 2P2O5

IV. Закріплення
V. Д/з

Завантажити матеріал

Повний текст матеріалу дивіться в файлі, що скачується.
На сторінці наведено лише фрагмент матеріалу.

План-конспект уроку з хімії. Тема: Закон збереження маси речовин. Хімічні рівняння». 8 клас.

вчитель хімії Резцова Т. М.

Епіграф: «Доводи, до яких людина додумалася сама, зазвичай переконують її більше, ніж ті, які спали на думку іншим».

Цілі уроку:

Освітні –

Розглянути закон збереження маси речовин.

Розкрити роль вчених-хіміків (Р. Бойль, М.В. Ломоносов, А. Лавуазьє) у відкритті цього закону.

Пояснити значення закону збереження маси речовин у хімії як однієї з форм наукових знаньпро природу.

Ввести поняття «хімічне рівняння» як підтвердження закону збереження маси речовин.

Почати формувати вміння складати рівняння хімічних реакцій.

Розвиваючі –

Розвивати навички роботи з лабораторним обладнанням та реактивами, дотримуючись правил техніки безпеки.

Сприяти розвитку умінь спостерігати, логічно міркувати, робити висновки.

Створювати умови у розвиток пізнавального інтересу.

Виховні –

Виховувати культуру спілкування у колективі, вміння працювати у парі та у групі.

Виховувати спостережливість, акуратність, організованість

Тип уроку – урок формування знань, умінь, навичок із елементами проблемного навчання.

Форма організації навчальної діяльності - Поєднання фронтальної, індивідуальної та роботи в групі.

Обладнання та засоби навчання:

Комп'ютер;

Екран;

Мультимедійний проектор;

презентація;

Рудзітіс Г. Є. Хімія. Неорганічна хімія. 8 клас.

На столах у дітей – номери груп, робочі листи, картка-консультант, завдання для групової роботи.

Хід уроку

I. Організація діяльності учнів.

Підготовка учнів до роботи під час уроку.

При вході до кабінету хлопці отримують картку з номером групи та займають місце у своїй групі. Вчитель вітає дітей.

ІІ. Актуалізація опорних знань учнів

Активізувати раніше вивчені поняття «фізичні та хімічні явища, хімічна реакція», розмежувати ці поняття, щоб підготувати учнів до сприйняття нового матеріалу. Визначити цілі та завдання уроку.

Зовсім недавно ви почали відкривати для себе нову науку- Хімію. Згадаймо разом, що таке хімія? (Хімія – наука про речовини та їх перетворення). Навколо нас постійно відбуваються перетворення, зміни, які ми називаємо явищами. На минулих уроках ви вивчали фізичні та хімічні явища. Що таке фізичне явище? (Фізичне явище, це явище, яке супроводжується зміною форми або агрегатного стануречовини). Що таке хімічне явище? (Хімічне явище – перетворення одних речовин на інші).

Пропоную вам прочитати етюд. Зверніть увагу на те, які фізичні та хімічні явища згадуються в етюді?

Зима На вулиці стужа. Виє вітер, наче голодний звір. Мороз-художник зобразив на шибці химерні візерунки. А у хаті тепло! Гаряче горять поліна дров у печі. Скипіл самовар. Час за стіл. А на столі і соління, і варення: квашена капуста, мочені яблучка, з вчорашнього молока встигла кисляка.

Назвіть фізичні та хімічні явища, що згадуються в етюді. Аргументуйте свою відповідь. Як ми називаємо хімічні явища?

Практичні завдання (групова робота).

Зараз я пропоную вам, хлопці вирішити практичне завдання. Але насамперед, згадаємо правила техніки безпеки.

(Учні промовляють правила Т.Б.)

Кожна група має своє завдання. Ваше завдання, зробивши досвід відповісти на запитання - З яким явищем ви зіткнулися? І пояснити чому ви так вважаєте?

1 група.

Стовбур у керамічній ступці шматочок крейди.

Спостереження ________________

У склянку з содою додати|добавляти| розчин столового оцту

Спостереження _____________

Висновок ________________________ (яке явище і чому?)

2 група

Мідний дріт вигніть у вигляді спіралі.

Спостереження _________________

Висновок ________________________ (яке явище і чому?)

У склянку із розчином питної соди опустити смужку індикаторного паперу

Спостереження _____________

Висновок ________________________ (яке явище і чому?)

Після закінчення вирішення практичного завдання представник від кожної групи озвучує завдання, спостереження та виведення

ІІІ. Вивчення нового матеріалу.

Визначити цілі та завдання уроку, познайомити учнів із відкриттям закону збереження маси, його формулюванням та значенням.

Всі явища, що відбуваються навколо нас, всі об'єкти живої і неживої природи існують за законами, які ви повинні дізнатися і осягнути. Світ і природа єдині, тому є закони, загальні всім наук. Одним із таких законів є закон збереження маси речовин.

Я пропоную Вам наступний план вивчення нашої теми:

Нас чекає:

Познайомиться з працями великих учених Роберта Бойля, Михайла Васильовича Ломоносова, Антуана Лорана Лавуазьє.

Здійснити наукове відкриття!

Завітати до віртуальної «Експериментальної майстерні».

Доторкнутися до мистецтва таємниці хімічних реакцій!

Сьогодні ми зробимо наукове відкриття, а для цього перенесемося у 18-те століття до лабораторії великого російського вченого М.В. Ломоносова. Вчений зайнятий. М.В. намагається зрозуміти, що відбувається з масою речовин, що вступають у хімічні реакції. Протягом тисячоліть люди вірили в те, що речовина може безвісти зникати, а також виникати з нічого. Про природу матерії замислювалися філософи стародавньої Греції: Емпедокл, Демокріт, Арістотель, Епікур, сучасніші вчені, такі як Роберт Бойль. Бойль проробив безліч дослідів з прожарювання металів, і щоразу маса окалини виявлялася більше маси металу, що прожарюється. Ось що записав учений після одного зі своїх дослідів у 1673 році:

Після двох годин нагрівання був відкритий запаяний кінчик реторти, причому в неї увірвалося з шумом зовнішнє повітря. За нашим спостереженням при цій операції був значний прибуток у вазі...»

Ломоносов уважно вивчив працю вченого Роберта Бойля, який вважав, що маса речовин внаслідок хімічних реакцій змінюється.

Але вчені, на те й вчені, що вони нічого не приймають на віру, всі піддають сумніву та перевірці. З 1748 по 1756 р. Ломоносов виконав величезну роботу. Він, на відміну Р. Бойля, прожарював метали не так на відкритому повітрі, а запаяних ретортах, зважуючи їх до і після реакції. Ломоносов довів, що маса речовин до і після реакції залишається незмінною. Результати своїх дослідів у 1748 році Ломоносов сформулював у вигляді закону:

«Всі зміни в натурі трапляються, такого суть стану, що скільки чого в одного тіла забереться, стільки долучиться до іншого».

Я бачу, вам не зовсім зрозуміле таке формулювання. На сучасний лад закон звучить так:

«Маса речовин, що вступили в реакцію, дорівнює масі речовин, що утворилися».

Перевіримо це твердження:

Відеофрагмент. Подивимося відеофрагмент, що підтверджує закон збереження маси.

IV. Етап перевірки розуміння учнями нових знань.

Встановити засвоїли чи ні учні знання .

Робота у групах. А зараз я пропоную вам невеликі завдання. Обговоріть їх у групах і за хвилину доведіть справедливість закону збереження маси.

1 група

Маса золи, отриманої при спалюванні дров, набагато менше маси вихідних речовин. Поясніть, чи не суперечить цей факт закону збереження маси речовин?

додаткова інформація!

При спалюванні дров органічні речовини, що входять до складу дерева перетворюються на водяну пару та вуглекислий газ.

2 група

Свічка, що горить, тане, залишаючи лише маленьку калюжку парафіну. Поясніть, чи це не суперечить закону збереження маси речовин.

Додаткова інформація!

При горінні парафіну утворюються леткі водяні пари та вуглекислий газ.

(Хлопці працюють у групах, потім зачитують та коментують завдання)

За яких умов виконується закон збереження маси?

(Учні роблять висновок, що закон виконується лише в умовах замкнутої системи).

всі хімічні процеси, які у природі, підпорядковуються закону збереження маси речовин, тому є єдиним законом природи. В результаті хімічних реакцій атоми не зникають і не виникають, а відбувається їхнє перегрупування. Оскільки кількість атомів до і після реакції залишається незмінною, то Загальна масатеж змінюється.

Відеофрагмент. Анімація, розваги.

Для запису хімічної реакції застосовують хімічне рівняння.

Де ви зустрічалися із рівняннями? У чому полягає сенс математичного рівняння? - рівність двох виразів, що містить змінну.(Учні говорять про те, що в рівнянні права частинадорівнює лівої частини, але математики частини рівняння можна змінювати місцями, а хімії немає).

Хімічне рівняння – умовний запис хімічної реакції за допомогою хімічних формул та коефіцієнтів.

Відеофрагмент. Я пропоную Вам переглянути реакцію горіння магнію. А тепер запишемо цю реакцію у вигляді рівняння:

Реагенти - Продукти

2Mg + O 2 = 2MgO

Випишемо відносні молекулярні масиречовин:

24 + 32 = 40

Закон збереження маси не виконується. Чому? У чому загадка? Як вирішити цю проблему? Як перетворити цей запис на рівняння (тобто зробити так, щоб праворуч і ліворуч було однакове числоатомів) - Цю проблему спробуйте вирішити вдома. А допоможе вам у цьому підручник

V. Домашнє завдання.

§14,15, стор 47, №1- 4 (письменно)

VI. Рефлексія.

Дати змогу дітям оцінити свої відчуття до кінця уроку.

Прислів'я та приказки:

Терпіння і труд все перетруть.

Важко в навчанні легко в бою.

Поганий той солдат, який не мріє стати генералом.

Людина повинна вірити, що незрозуміле можна зрозуміти: інакше вона не стала б розмірковувати про неї.

Єдиний шлях, що веде до знання, це діяльність.

Який вираз відповідає вашому емоційний станнаприкінці уроку?

VII. Підсумок уроку – виставлення оцінок.

Цілі уроку:

1. Досвідченим шляхом довести та сформулювати закон збереження маси речовин.
2. Дати поняття про хімічне рівняння як про умовний запис хімічної реакції за допомогою хімічних формул.

Тип уроку: комбінований

Обладнання: ваги, хімічні склянки, ступка з маточкою, фарфорова чашка, спиртування, сірники, магніт.

Реактиви: парафін, розчини CuSO 4 , NaOH, HCl, фенолфталеїн, порошки заліза та сірки.

Хід уроку.

I. Організаційний етап.

ІІ. Постановка цілі.Повідомлення теми та мети уроку.

ІІІ. Перевірка домашнього завдання.

Запитання для повторення:

1. Чим відрізняються фізичні явища від хімічних речовин?

2. Які галузі застосування фізичних явищви знаєте?

3. За якими ознаками можна судити, що пройшла хімічна реакція?

4. Що таке екзо- та ендотермічні реакції? Які умови необхідні для їхнього протікання?

5. Учні повідомляють результати домашнього експерименту (№ 1,2 після §26)

Завдання. Знайди відповідність

1 варіант – хімічні явища, 2 варіант – фізичні:

1. Плавлення парафіну
2. Гниєння рослинних залишків
3. Кування металу
4. Горіння спирту
5. Прокисання фруктового соку
6. Розчинення цукру у воді
7. Почорніння мідного дротупри прожарюванні
8. Замерзання води
9. Прокисання молока
10. Освіта інею

IV. Введення знань.

1. Закон збереження маси речовин.

Проблемне питання:чи зміниться маса реагуючих речовин проти масою продуктів реакції.

Демонстраційні досліди:

Вчитель ставить на чашу терезів дві стаканчики:

а) один зі свіжоосадженим Cu(OH) 2 , Інший з розчином HCl; зважує їх, зливає розчини в один стаканчик, інший ставить поруч, і хлопці відзначають, що рівновага ваг не порушилася, хоча реакція пройшла, про що свідчить розчинення осаду;

б) аналогічно і проводиться і реакція нейтралізації - до пофарбованої фенолфталеїном лугу приливається надлишок кислоти з іншого стаканчика.

Відеоексперимент:Нагрівання міді.

Опис експерименту:У конічну колбу помістіть 2 г подрібненої міді. Щільно закрийте колбу пробкою і зважте. Запам'ятайте масу колби. Обережно нагрівайте колбу протягом 5 хвилин і спостерігайте за змінами, що відбуваються. Припиніть нагрівання і коли колба охолоне, зважте її. Порівняйте масу колби до нагрівання з масою колби після нагрівання.

Висновок: Маса колби після нагрівання не змінилася.

Формулювання закону збереження маси:маса речовин, що вступили в реакцію, дорівнює масі речовин, що утворилися(учні записують формулювання у зошит).

Закон збереження маси був теоретично відкритий 1748 року і експериментально підтверджений 1756 року російським ученим М.В. Ломоносовим.

Французький вчений Антуан Лавуазьє в 1789 остаточно переконав вчений світ в універсальності цього закону. Як Ломоносов, і Лавуазьє користувалися у своїх експериментах дуже точними вагами. Вони нагрівали метали (свинець, олово, ртуть) у запаяних судинах і зважували вихідні речовини та продукти реакції.

2. Хімічні рівняння.

Демонстраційний експеримент:Нагрівання суміші заліза та сірки.

Опис експерименту:У ступці приготуйте суміш з 3,5 грамів Fe і 2 грамів S. Перенесіть цю суміш у порцелянову чашку і сильно нагрійте на полум'ї пальника, спостерігаючи за змінами, що відбуваються. Піднесіть магніт до речовини, що утворилася.

Отримана речовина – сульфід заліза (II) – відмінна від вихідної суміші. Ні залізо, ні сірка неможливо знайти візуально виявлено у ньому. Неможливо їх поділити і за допомогою магніту. Сталося хімічне перетворення.

Вихідні речовини, що беруть участь у хімічних реакціях, називаютьсяреагентами.

Нові речовини, що утворюються в результаті хімічної реакції, називаютьсяпродуктами.

Запишемо реакцію, що протікає, у вигляді схеми:

залізо + сірка → сульфід заліза (II)

Хімічне рівняння– це умовний запис хімічної реакції у вигляді хімічних формул.

Запишемо реакцію, що протікає у вигляді хімічного рівняння:

Fe + S → FeS

Правила складання хімічних рівнянь

(Презентація на екрані).

1. У лівій частині рівняння записати формули речовин, що вступають у реакцію (реагентів). Потім поставити стрілку.

а) N 2 + H 2 →

Б) Al(OH) 3 →

В) Mg + HCl →

Г) СаO + HNO 3 →

2. У правій частині (після стрілки) записати формули речовин, що утворюються внаслідок реакції (продуктів). Усі формули складаються відповідно до ступеня окислення.

а) N 2 + H 2 → NH 3

Б) Al(OH) 3 → Al 2 O 3 + H 2 O

В) Mg + HCl → MgCl 2 + H 2

Г) СaO + HNO 3 → Ca(NO 3 ) 2 + H 2 O

3. Рівняння реакції складається з урахуванням закону збереження маси речовин, т. е. ліворуч і праворуч має бути однакове число атомів. Це досягається розміщенням коефіцієнтів перед формулами речовин.

Алгоритм розміщення коефіцієнтів у рівнянні хімічної реакції.

2. Визначити, у якого елемента кількість атомів змінюється, визначити Н.О.К.

3. Розділити Н.О.К. на індекси – отримати коефіцієнти. Поставити коефіцієнти перед формулами.

5. Починати краще з атомів або будь-якого іншого неметалу (якщо тільки Про не знаходиться в складі декількох речовин).

А) N 2 + 3H 2 → 2NH 3 б) 2Al(OH) 3 → Al 2 O 3 + 3H 2 O

В) Mg + 2HCl → MgCl 2 + H 2 г) СaO + 2HNO 3 → Ca(NO 3 ) 2 + H 2 O

V. Домашнє завдання.§ 27 (до типів реакцій); № 1 після §27

VI. Підсумок уроку. Учні формулюють висновки з уроку.

Закон збереження маси.

Маса речовин, що вступають у хімічну реакцію, дорівнює масі речовин, що утворюються в результаті реакції.

Закон збереження маси є окремим випадком загального закону природи – закону збереження матерії та енергії. На підставі цього закону хімічні реакції можна відобразити за допомогою хімічних рівнянь, використовуючи хімічні формули речовин і стехіометричні коефіцієнти, що відображають відносні кількості (число молей) речовин, що беруть участь у реакції.

Наприклад, реакція горіння метану записується так:

Закон збереження маси речовин

(М.В.Ломоносов, 1748; А.Лавуазьє, 1789)

Маса всіх речовин, що вступили в хімічну реакцію, дорівнює масі всіх продуктів реакції.

Атомно-молекулярне вчення цей закон пояснює наступним чином: в результаті хімічних реакцій атоми не зникають і не виникають, а відбувається їх перегрупування (тобто хімічне перетворення-це процес розриву одних зв'язків між атомами та утворення інших, внаслідок чого з молекул вихідних речовин виходять молекули продуктів реакції). Оскільки число атомів до і після реакції залишається незмінним, їх загальна маса також змінюватися має. Під масою розуміли величину, яка характеризує кількість матерії.

На початку 20 століття формулювання закону збереження маси піддалося перегляду у зв'язку з появою теорії відносності (А. Ейнштейн, 1905 р.), за якою маса тіла залежить з його швидкості і, отже, характеризує як кількість матерії, а й її рух. Отримана тілом енергія E пов'язана зі збільшенням його маси mспіввідношенням E = m c 2 де з - швидкість світла. Це співвідношення немає у хімічних реакціях, т.к. 1 кДж енергії відповідає зміні маси на ~10 -11 г і практично не може бути виміряно. У ядерних реакціях, де Е у ~10 6 разів більше, ніж у хімічних реакціях, m слід враховувати.

Виходячи із закону збереження маси, можна складати рівняння хімічних реакцій та за ними проводити розрахунки. Він є основою кількісного хімічного аналізу.

Закон сталості складу

Закон сталості складу ( Ж.Л. Пруст, 1801 -1808гг.) - будь-яка певна хімічно чиста сполука незалежно від способу її отримання складається з одних і тих же хімічних елементів, причому відносини їх мас постійні, а відносні числаїх атоміввиражаються цілими числами. Це один із основних законів хімії.

Закон сталості складу не виконується для бертолідів(З'єднань змінного складу). Однак умовно для простоти склад багатьох бертолід записують як постійний. Наприклад, склад оксиду заліза(II)записують у вигляді FeO (замість точнішої формули Fe 1-x O).

ЗАКОН ПОСТІЙНОСТІ СКЛАДУ

Згідно із законом сталості складу, будь-яка чиста речовина має постійний склад незалежно від способу її одержання. Так, оксид кальцію можна одержати такими способами: Незалежно від того, яким способом отримано речовину СаО, вона має постійний склад: один атом кальцію та один атом кисню утворюють молекулу оксиду кальцію СаО. Визначаємо молярну масуСаО: Визначаємо масову частку Са за формулою: Висновок: У хімічно чистому оксиді масова часткакальцію завжди становить 71,4% та кисню 28,6%.

Закон кратних відносин

Закон кратних відносин - один із стехіометричнихзаконів хімії: якщо два речовини (простихабо складних) утворюють один з одним більше однієї сполуки, то маси однієї речовини, що припадають на ту саму масу іншої речовини, відносяться як цілі числазазвичай невеликі.

Приклади

1) Склад оксидів азоту (у відсотках за масою) виражається наступними числами:

	Закис азоту N 2 O	Окис азоту NO	Азотистий ангідрид N 2 O 3	Двоокис азоту NO 2	Азотний ангідрид N 2 O 5
Приватне O/N

Розділивши числа нижнього рядка на 0,57, бачимо, що вони відносяться як 1:2:3:4:5.

2) Хлористий кальційутворює з водою 4 кристалогідратсклад яких виражається формулами: CaCl 2 ·H 2 O, CaCl 2 ·2H 2 O, CaCl 2 ·4H 2 O, CaCl 2 ·6H 2 O, тобто у всіх цих сполуках маси води, що припадають на одну молекулу CaCl 2, відносяться як 1: 2: 4: 6.

Закон об'ємних відносин

(Гей-Люссак, 1808 р.)

"Обсяги газів, що вступають у хімічні реакції, та обсяги газів, що утворюються в результаті реакції, відносяться між собою як невеликі цілі числа".

Слідство. Стехіометричні коефіцієнти у рівняннях хімічних реакцій для молекул газоподібних речовинпоказують, у яких об'ємних відносинах реагують чи виходять газоподібні речовини.

2CO + O 2  2CO 2

При окисленні двох об'ємів оксиду вуглецю (II) одним об'ємом кисню утворюється 2 об'єми Вуглекислий газ, тобто. об'єм вихідної реакційної суміші зменшується на 1 об'єм.

b) При синтезі аміаку з елементів:

n 2 + 3h 2  2nh 3

Один обсяг азоту реагує із трьома обсягами водню; утворюється при цьому 2 обсяги аміаку - обсяг вихідної газоподібної реакційної маси зменшиться у 2 рази.

Рівняння Клайперона-Менделєєва

Якщо записати об'єднаний газовий закон для будь-якої маси будь-якого газу, то виходить рівняння Клайперона-Менделєєва:

де m – маса газу; M – молекулярна маса; p – тиск; V – обсяг; T – абсолютна температура (°К); R - універсальна постійна газова (8,314 Дж/(моль К) або 0,082 л атм/(моль К)).

Для даної маси конкретного газу відношення m/M постійно, тому з рівняння Клайперона-Менделєєва виходить об'єднаний газовий закон.

Який обсяг займе при температурі 17°C та тиску 250 кПа оксид вуглецю (II) масою 84 г?

Кількість моль CO дорівнює:

 (CO) = m(CO) / M(CO) = 84 / 28 = 3 моль

Обсяг CO за н.у. складає

3 22,4 л = 67,2 л

З об'єднаного газового закону Бойля-Маріотта та Гей-Люссака:

(P V) / T = (P 0 V 0) / T 2

V (CO) = (P 0 T V 0) / (P T 0) = (101,3 (273 + 17) 67,2) / (250 273) = 28,93 л

Відносна щільність газів показує, у скільки разів 1 моль одного газу важчий (або легше) 1 молячи іншого газу.

D A(B) = (B)  (A) = M (B) / M (A)

Середня молекулярна маса суміші газів дорівнює загальній масі суміші, поділеної на загальну кількість молей:

M ср = (m 1 +.... + m n) / ( 1 +.... +  n) = (M 1 V 1 + .... M n V n) / ( 1 +.. .. +  n)

ЗАКОН ЗБЕРЕЖЕННЯ ЕНЕРГІЇ : в ізолір. енергія системи залишається постійною, можливі лише переходи одного виду енергії в інший. У термодинаміці збереження енергії закону відповідає перший початок термодинаміки, яке виражається ур-ням Q = DU + W, де Q-кількість повідомленої системі теплоти, DU-зміна внутр. енергії системи, W – досконала системою робота. Окремий випадок збереження енергії закону-Гесса закон.

Поняття енергії піддалося перегляду у зв'язку з появою теорії відносності (А. Ейнштейн, 1905): повна енергія E пропорційна масі т і пов'язана з нею співвідношенням Е = тс2, де швидкість світла. Тому масу можна виражати в одиницях енергії та сформулювати загальніший закон збереження маси та енергії: в ізо-лір. системі сума мас та енергії постійна і можливі лише перетворення у строго еквівалентних співвідношеннях одних форм енергії в інші та еквівалентно пов'язані один з одним зміни маси та енергії.

Закон еквівалентів

речовини взаємодіють одна з одною у кількостях, пропорційних їх еквівалентам. При вирішенні деяких завдань зручніше користуватися іншим формулюванням цього закону: маси (обсяги) речовин, що реагують одна з одною, пропорційні їх еквівалентним масам (обсягам).

еквівалентів: хімічні елементи з'єднуються один з одним у певних кількостях, що відповідають їх еквівалентам. Математичний вираз закону еквівалентів має наступний вигляд: де m1 і m2 - маси речовин, що реагують або утворюються, m екв(1) і m екв(2) - еквівалентні маси цих речовин.

Наприклад: деяка кількість металу, еквівалентна маса якого дорівнює 28 г/моль, витісняє з кислоти 0,7 л водню, виміряного при нормальних умовах. Визначити масу металу. Рішення: знаючи, що еквівалентний обсяг водню дорівнює 11,2 л/моль, становить пропорцію: 28 г металу еквівалентні 11,2 л водню х г металу еквівалентні 0,7 л водню. Тоді х = 0,7 * 28/11,2 = 1,75 р.

Для визначення еквівалента або еквівалентної маси необов'язково виходити з його сполуки водню. Їх можна визначити за складом з'єднання даного елемента з будь-яким іншим, еквівалент якого відомий.

Наприклад: при з'єднанні 5,6 г заліза з сіркою утворилося 8,8 г сульфіду заліза. Потрібно знайти еквівалентну масу заліза та його еквівалент, якщо відомо, що еквівалентна маса сірки дорівнює 16 г/моль. Рішення: з умови завдання випливає, що у сульфіді заліза на 5,6 г заліза припадає 8,8-5,6 = 3,2 г сірки. Відповідно до закону еквівалентів, маси взаємодіючих речовин пропорційні їх еквівалентним масам, тобто 5,6 г заліза еквівалентні 3,2 г сірки mекв (Fе) еквівалентна 16 г/моль сірки. Звідси випливає, що m3KB(Fe) = 5,6*16/3,2=28 г/моль. Еквівалент заліза дорівнює: 3=mекв(Fe)/M(Fe)=28 г/моль:56 г/моль=1/2. Отже, еквівалент заліза дорівнює 1/2 моля, тобто в 1 молі заліза міститься 2 еквіваленти.

Закон Авогадро

Наслідки закону

Перше слідство із закону Авогадро: один мольлюбного газу за однакових умов займає однаковий обсяг.

Зокрема, за нормальних умов, тобто за 0 °C (273К) і 101,3 кПа, об'єм 1 моля газу, дорівнює 22,4 л. Цей обсяг називають молярним об'ємом газу V m. Перерахувати цю величину на інші температуру та тиск можна за допомогою рівняння Менделєєва-Клапейрона:

.

Друге слідство із закону Авогадро: молярна маса першого газу дорівнює добутку молярної маси другого газу на відносну щільність першого газу по другому.

Положення це мало величезне значення для розвитку хімії, так як воно дає можливість визначати часткову вагу тіл, здатних переходити до газоподібного або пароподібного стану. Якщо через mми позначимо часткову вагу тіла, і через d- питома вага його в пароподібному стані, то відношення m / dмає бути постійним всім тел. Досвід показав, що для всіх вивчених тіл, що переходять у пар без розкладання, ця постійна дорівнює 28,9, якщо при визначенні часткової ваги виходити з питомої ваги повітря, що приймається за одиницю, але ця постійна дорівнюватиме 2, якщо прийняти за одиницю питомої ваги. Позначивши цю постійну, або, що те саме, загальний всім парам і газам частковий обсяг через З, ми з формули маємо з іншого боку m = dC. Так як питома вага пара визначається легко, то, підставляючи значення dу формулу, виводиться і невідома часткова вага цього тіла.

Термохімія

Тепловий ефект хімічної реакції

Матеріал з Вікіпедії – вільної енциклопедії

Тепловий ефект хімічної реакції або зміна ентальпіїсистеми внаслідок протікання хімічної реакції - віднесена до зміни хімічної змінної кількість теплоти, отримана системою, в якій пройшла хімічна реакція та продукти реакції, що прийняли температуру реагентів.

Щоб тепловий ефект був величиною, що залежить тільки від характеру хімічної реакції, що протікає, необхідно дотримання наступних умов:

Реакція повинна протікати або за постійного обсягу Q v (ізохорний процес), або при постійному тиску Q p ( ізобарний процес).

У системі не відбувається жодної роботи, крім можливої ​​при P = const роботи розширення.

Якщо реакцію проводять за стандартних умов при Т = 298,15 К = 25 ˚С і Р = 1 атм = 101325 Па, тепловий ефект називають стандартним тепловим ефектом реакції або стандартною ентальпією реакції Δ H r O . У термохімії стандартний тепловий ефект реакції розраховують за допомогою стандартних ентальпій освіти.

Стандартна ентальпія освіти (стандартна теплота освіти)

Під стандартною теплотою освіти розуміють тепловий ефект реакції утворення одного молячи речовини з простих речовин, його складових, які перебувають у стійких стандартних станах.

Наприклад, стандартна ентальпія освіти 1 моль метануз вуглецюі воднюдорівнює тепловому ефекту реакції:

С(тв) + 2H 2 (г) = CH 4 (г) + 76 кДж/моль.

Стандартна ентальпія освіти позначається Δ H f O . Тут індекс f означає formation (освіта), а перекреслений гурток, що нагадує диск Плімсоля - те, що величина відноситься до стандартного стануречовини. У літературі часто зустрічається інше позначення стандартної ентальпії. ΔH 298,15 0 , де 0 вказує на рівність тиску в одній атмосфері (або, дещо точніше, на стандартні умови ), а 298,15 – температура. Іноді індекс 0 використовують для величин, що належать до чистій речовині, обумовлюючи, що позначати їм стандартні термодинамічні величини можна лише тоді, коли як стандартний стан вибрано саме чисту речовину . Стандартним також може бути прийнято, наприклад, стан речовини в гранично розбавленомурозчині. «Диск Плімсоля» у такому разі означає власне стандартний стан речовини, незалежно від його вибору.

Ентальпія утворення простих речовин приймається рівною нулю, причому нульове значення ентальпії освіти відноситься до агрегатного стану, стійкого при T = 298 K. Наприклад, для йодуу кристалічному стані Δ H I2(тв) 0 = 0 кДж/моль, а для рідкого йоду Δ H I2(ж) 0 = 22 кДж/моль. Ентальпії утворення простих речовин за стандартних умов є їх основними енергетичними характеристиками.

Тепловий ефект будь-якої реакції перебуває як різницю між сумою теплот освіти всіх продуктів і сумою теплот освіти всіх реагентів у цій реакції (наслідок закону Гесса):

Δ Hреакції O = ΣΔ H f O (продукти) - ΣΔ H f O (реагенти)

Термохімічні ефекти можна включати до хімічних реакцій. Хімічні рівняння в яких зазначено кількість теплоти, що виділилася або поглиненої, називаються термохімічними рівняннями. Реакції, що супроводжуються виділенням тепла в навколишнє середовище, мають негативний тепловий ефект і називаються екзотермічними. Реакції, що супроводжуються поглинанням тепла, мають позитивний тепловий ефект і називаються ендотермічними. Тепловий ефект зазвичай відноситься до одного молю вихідної речовини, що прореагувала, стехіометричний коефіцієнт якого максимальний.

Температурна залежність теплового ефекту(ентальпії) реакції

Щоб розрахувати температурну залежність ентальпії реакції, необхідно знати мольні теплоємностіречовин, що у реакції. Зміна ентальпії реакції при збільшенні температури від Т 1 до Т 2 розраховують за законом Кірхгофа (передбачається, що в даному інтервалі температур молярні теплоємності не залежать від температури і немає фазових перетворень):

Якщо в даному інтервалі температур відбуваються фазові перетворення, то при розрахунку необхідно врахувати теплоти відповідних перетворень, а також зміну температурної залежності теплоємності речовин, які зазнали таких перетворень:

де C p (T 1 ,T f) - зміна теплоємності в інтервалі температур від Т 1 до температури фазового переходу; ΔC p (T f ,T 2) - зміна теплоємності в інтервалі температур від температури фазового переходу до кінцевої температури, і T f - температура фазового переходу.

Стандартна ентальпія згоряння

Стандартна ентальпія згоряння - Δ Hгоро, тепловий ефект реакції згоряння одного молячи речовини в кисні до утворення оксидів в вищого ступеняокиснення. Теплота згоряння негорючих речовин приймається рівною нулю.

Стандартна ентальпія розчинення

Стандартна ентальпія розчинення - Δ Hрозчин, тепловий ефект процесу розчинення 1 молячи речовини в нескінченно великій кількості розчинника. Складається із теплоти руйнування кристалічних ґратта теплоти гідратації(або теплоти сольватаціїдля неводних розчинів), що виділяється в результаті взаємодії молекул розчинника з молекулами або іонами речовини, що розчиняється з утворенням сполук змінного складу - гідратів (сольватів). Руйнування кристалічних ґрат, як правило, ендотермічний процес - Δ Hреш > 0, а гідратація іонів - екзотермічний, Δ Hгід< 0. В зависимости от соотношения значений ΔHреш і Δ Hгідр ентальпія розчинення може мати як позитивне, так і негативне значення. Так розчинення кристалічного гідроксиду каліюсупроводжується виділенням тепла:

Δ Hрозчин KOH про = Δ Hрозв'яжу + Δ HгідроК +о + Δ HгідроOH −о = −59 КДж/моль

Під ентальпією гідратації - Δ Hгідр, розуміється теплота, яка виділяється при переході 1 молячи іонів з вакууму в розчин.

Стандартна ентальпія нейтралізації

Стандартна ентальпія нейтралізації - Δ Hнейтрентальпія реакції взаємодії сильних кислот і основ з утворенням 1 моля води при стандартних умовах:

HCl + NaOH = NaCl + H 2 O

H + + OH − = H 2 O, ΔH нейтр ° = −55,9 кДж/моль

Стандартна ентальпія нейтралізації для концентрованих розчинів сильних електролітівзалежить від концентрації іонів, внаслідок зміни значення H гідратації ° іонів при розведенні.

Ентальпія

Ентальпія- це властивість речовини, що вказує кількість енергії, яку можна перетворити на теплоту.

Ентальпія- це термодинамічна властивість речовини, яка вказує на рівень енергії, збереженої в його молекулярній структурі. Це означає, що, хоча речовина може мати енергію на підставі температури і тиску, не всю її можна перетворити на теплоту. Частина внутрішньої енергії завжди залишається у речовині та підтримує його молекулярну структуру. Частина кінетичної енергіїречовини недоступна, коли її температура наближається до температури навколишнього середовища. Отже, ентальпія - це кількість енергії, яка доступна для перетворення в теплоту за певної температури і тиску. Одиниці ентальпії- британська теплова одиницяабо джоуль для енергії та Btu/lbm або Дж/кг для питомої енергії.

Кількість ентальпії

Кількість ентальпіїречовини засноване на даній температурі. Ця температура- це значення, яке обрано вченими та інженерами, як основу для обчислень. Це температура, за якої ентальпія речовини дорівнює нулю Дж. Іншими словами, речовина не має доступної енергії, яку можна перетворити на теплоту. Ця температура у різних речовинрізна. Наприклад, дана температура води - це потрійна точка (Про °С), азоту -150°С, а холодоагентів на основі метану та етану -40°С.

Якщо температура речовини вище за цю температуру або змінює стан на газоподібний при даній температурі, ентальпія виражається позитивним числом. І навпаки при температурі нижче цієї ентальпія речовини виражається негативним числом. Ентальпія використовується у обчисленнях для визначення різниці рівнів енергії між двома станами. Це необхідно для налаштування обладнання та визначення коефіцієнтакорисної дії процесу.

Ентальпію часто визначають як повну енергію речовини, так як вона дорівнює сумі його внутрішньої енергії (і) в даному станіпоряд з його здатністю виконати роботу (pv). Але насправді ентальпія не вказує повну енергіюречовини за даної температури вище абсолютного нуля (-273°С). Отже, замість визначати ентальпію як повну теплоту речовини, більш точно визначати її як загальну кількість доступної енергії речовини, яку можна перетворити на теплоту. H = U + pV

Внутрішня енергія

Внутрішня енергія тіла (позначається як E або U) - це сума енергій молекулярних взаємодій та теплових рухів молекули. Внутрішня енергія є однозначною функцією стану системи. Це означає, що кожного разу, коли система перебуває в даному стані, її внутрішня енергіяприймає властиве цьому стану значення, незалежно від передісторії системи. Отже, зміна внутрішньої енергії при переході з одного стану в інший буде завжди дорівнює різниці між її значеннями в кінцевому та початковому станах, незалежно від шляху, яким відбувався перехід.

Внутрішню енергію тіла не можна виміряти безпосередньо. Можна визначити лише зміну внутрішньої енергії:

Підведена до тіла теплота, виміряна в джоулях

- робота, що здійснюється тілом проти зовнішніх сил, виміряна в джоулях

Ця формула є математичним виразом першого початку термодинаміки

Для квазістатичних процесіввиконується таке співвідношення:

-температура, виміряна в кельвінах

-ентропія, виміряна в джоулях/кельвін

-тиск, виміряне в паскалях

-хімічний потенціал

Кількість частинок у системі

Ідеальні гази

Відповідно до закону Джоуля, виведеного емпірично, внутрішня енергія ідеального газуне залежить від тиску чи об'єму. Виходячи з цього факту, можна отримати вираз зміни внутрішньої енергії ідеального газу. За визначенням молярної теплоємностіпри постійному обсязі, . Оскільки внутрішня енергія ідеального газу є лише функцією від температури, то

.

Ця формула правильна й у обчислення зміни внутрішньої енергії будь-якого тіла, але у процесах при постійному обсязі ( ізохорних процесах); в загальному випадку C V (T,V) є функцією і температури, і об'єму.

Якщо нехтувати зміною молярної теплоємності при зміні температури, отримаємо:

Δ U = ν C V Δ T,

де ν - кількість речовини, Δ T- Зміна температури.

ВНУТРІШНЯ ЕНЕРГІЯ РЕЧОВИНИ, ТІЛА, СИСТЕМИ

(Грець.: ένέργια - діяльність, енергія). Внутрішня енергія – це частина повної енергії тіла (системи тел): E = E k + E p + U, де E k - кінетична енергіямакроскопічного рухусистеми, E p - потенційна енергія, обумовлена ​​наявністю зовнішніх силових полів(гравітаційного, електричного тощо), U- внутрішня енергія. Внутрішня енергія речовини, тіла, системи тіл - функція стану, Яка визначається як повний запас енергії внутрішнього стану речовини, тіла, системи, що змінюється (вивільняється) в процесі хімічної реакції, теплообміну та виконання роботи. Складові внутрішньої енергії: (а) кінетична енергія теплового імовірнісногоруху частинок (атомів, молекул, іонівта ін), що становлять речовину (тіло, систему); (б) потенційна енергія частинок, обумовлена ​​їх міжмолекулярним взаємодією; (в) енергія електронів в електронних оболонках, атомів та іонів; (г) внутрішньоядерна енергія. Внутрішня енергія пов'язані з процесом зміни стану системи. За будь-яких змін системи внутрішня енергія системи разом з її оточенням залишається постійною. Тобто внутрішня енергія не втрачається і не купується. Разом з тим, енергія може переходити від однієї частини системи до іншої або перетворюватися з однієї формидо іншої. Це одне з формулювань законузбереження енергії – перший закон термодинаміки. Частина внутрішньої енергії може перетворюватися на роботу. Цю частину внутрішньої енергії називають вільною енергією - G. (В хімічних сполукїї називають хімічним потенціалом). Решту внутрішньої енергії, яка не може перетворюватися на роботу, називають пов'язаною енергією. W b .

Ентропія

Ентропія (від грец.ἐντροπία - поворот, перетворення) на природничих науках- міра безладдя системи, що складається з багатьох елементів. Зокрема, у статистичної фізики - міра ймовірностіздійснення будь-якого макроскопічного стану; в теорії інформації- міра невизначеності будь-якого досвіду (випробування), що може мати різні результати, отже, і кількість інформації; в історичній науці, для експлікації феноменаальтернативності історії (інваріантності та варіативностіісторичного процесу).

Нижче представлена ​​п'ятиповерхова піраміда, «будівельним камінням» якої є хімічні елементи. Знайдіть такий шлях від її основи до вершини, щоб він містив лише елементи з постійною валентністю. Закон збереження маси речовин М.В. Ломоносова

Закон збереження маси речовин 2 Н 2 О 2Н 2 + О 2 4Н + 2О m1m1 m2m2 m3m3 m 1 = m 2 + m 3 Лавуазьє (1789) Ломоносів Ломоносів (1756)

Михайло Васильович Ломоносов (1711 – 1765) 1.Народився в 1711 році в Росії 2.Російський учений – природознавець 3.Основатель першого в Росії Московського університету 4.Розвив атомно-молекулярні уявлення про лад 5.Відкрив закон збереження маси речовин

Формулювання закону збереження маси речовин Маса речовин, що у результаті реакції Закон збереження маси веществ М.В. Ломоносова М.В. Ломоносова Наслідок закону Практична реалізація Число атомів кожного елемента має бути однаково до і після реакції Маса речовин, що вступили в реакцію

Алгоритм складання рівнянь хімічних реакцій 1. У лівій частині записуються формули речовин, які вступають у реакцію: KOH + CuCl У правій частині (після стрілки) – формули речовин, що виходять в результаті реакції: KOH + CuCl 2 Cu(OH) 2 + KCl . 3. Потім за допомогою коефіцієнтів урівнюється число атомів однакових хімічних елементів у правій та лівій частинах рівняння: 2KOH + CuCl 2 = Cu(OH) 2 + 2KCl.

Основні правила розміщення коефіцієнтів Розстановку коефіцієнтів починають з елемента, чиїх атомів у реакції бере участь більше. Кількість атомів кисню до і після реакції в більшості випадків має бути парною. Якщо реакції (обміну) беруть участь складні речовини, то розстановку коефіцієнтів починають з атомів металів чи з кислотних залишків.

Н 2 О Н 2 + О 2 Розташування коефіцієнтів у рівнянні хімічної реакції 4 4: : 1 22 Коефіцієнт

Що показує хімічне рівняння Які речовини входять у реакцію. Які речовини утворюються внаслідок реакції. Масу реагуючих речовин та речовин, що утворюються в результаті хімічної реакції. Відношення мас реагуючих речовин та речовин, що утворюються в результаті хімічної реакції.

Підсумки уроку Що ми сьогодні повторили на уроці з того, що ви знали? Які основні поняття ми згадали? Що ви сьогодні дізналися нового, чого навчилися на уроці? З якими новими поняттями ми познайомилися сьогоднішньому уроці? Як ви вважаєте, який ваш рівень засвоєння вивченого навчального матеріалу? Які питання викликали найбільшу скруту?

Завдання 1. Маса колби, в якій спалили сірку, після реакції не змінилася. У якій колбі (відкритій чи закритій) проводилася реакція? 2.На терезах врівноважили огарок парафінової свічки, потім запалили його. Як змінити становище ваг через деякий час? 3.При взаємодії цинку масою 65 г із сіркою утворився сульфід цинку (ZnS) масою 97 г. Яка маса сірки вступила в реакцію? 4.В реакцію вступило 9 г алюмінію та 127 г йоду. Яка маса йодиду алюмінію (Al I 3) утворюється при цьому?

Формула води – Н 2 Про Кальцій – метал Фосфор – метал Складна речовина складається з різних речовин Валентність водню дорівнює I Плавлення цукру – хімічне явище Горіння свічки – хімічна реакція Атом хімічно ділимо постійну валентністьКисень – проста речовина Морська вода– чиста речовина Нафта – це чиста речовина Складна речовина складається з різних хімічних речовин. елементів Сніг – це тіло Так Ні Сіль – складна речовинаЗ УХР СТАРТ ФІНІШ Упорядкування рівнянь хімічних реакцій