Презентация "Почему протекают химические реакции" по химии – проект, доклад

Почему протекают химические реакции

Начала термодинамики Автор: Фельдман Людмила Валентиновна, учитель химии МБОУ СОШ им. А.М.Горького г.Карачева Брянской обл.

Первый закон термодинамики – закон сохранения энергии

Энергия не возникает из ничего и не исчезает бесследно, а только переходит из одной формы в другую

Энергия объекта Кинетическая Потенциальная Внутренняя Кинетическая Энергия их Энергия, Взаимное Внутриядерная энергия взаимного связанная с отталкивание энергия движения притяжения движением ē, ē и ядер атомов, и отталкивания их притяжением молекул, к ядру ионов

Е реагентов > Е продуктов Энергия выделяется в окружающую среду Реакции, при которых выделяется энергия и нагревается окружающая среда, называются экзотермическими.

Е реагентов

Энергия, которая выделяется или поглощается в химической реакции, называется тепловым эффектом реакции.

Тепловой эффект реакции выражается в кДж и его относят к тем количествам веществ, которые определены уравнением. Уравнение, в котором указан тепловой эффект реакции, называется термохимическим. 2H2 + O2 = 2H2O + 484 кДж

Для расчета тепловых эффектов реакций используют значения величин теплот образования исходных веществ и продуктов реакции

Теплота образования соединения (Qобр) – это тепловой эффект реакции образования одного моля соединения из простых веществ, устойчивых в стандартных условиях (25°С, 1 атм) При таких условиях теплота образования простых веществ равна 0. C + O2 = CO2 + 394 кДж теплоты образования 0,5N2 + 0,5O2 = NO – 90 кДж

Закон Гесса (1840)

Тепловой эффект химической реакции не зависит от промежуточных стадий (при условии, что исходные вещества и продукты реакции одинаковы). С + O2 → CO2 + 394 кДж/моль (Q1) а) С + 0,5O2 → CO + ?(Q2) б) CO + 0,5O2 → CO2 + 284 кДж/моль(Q3) Q1 = Q2 + Q3 Q2 = Q1 – Q3 = 394 – 284 = 110 кДж

Следствие из закона Гесса

Тепловой эффект химической реакции равен сумме теплот образования всех продуктов реакции минус сумма теплот образования всех реагентов (с учетом коэффициентов в уравнении реакции): Qр = ΣQобр(продукты) – ΣQобр(реагенты)

Fe2O3 + 2Al = 2Fe + Al2O3 + Qр

По справочнику: Qобр(Al2O3) = 1670 кДж/моль Qобр(Fe2O3) = 820 кДж/моль Qр = Qобр(Al2O3) – Qобр(Fe2O3) = 1670 – 820 = 850 кДж Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2 + Qр Qр = 3Qобр(CO2) – [3Qобр(CO) + Qобр(Fe2O3)] = 3 · 394 – [3 · 110 + 820] = 32 кДж

Энтальпия (теплосодержание) – это величина, которая характеризует запас энергии в веществе.

ΔH = ΣHпродукты – ΣHреагенты ΔH = -Qреакции Для экзотермической реакции: Q > 0, ΔH 0 (ΔH обр – справочное значение)

Движущая сила реакций

Для экзотермических реакций – стремление системы к состоянию с наименьшей внутренней энергией. Для эндотермических реакций – стремление любой системы в наиболее вероятному состоянию, которое характеризуется максимальным беспорядком, более высокой энтропией. Энтропия – мера хаоса.

Выводы

Направление химической реакции определяется двумя факторами: стремлением к уменьшению внутренней энергии и стремлением к увеличению энтропии. Эндотермическую реакцию можно активировать, если она сопровождается увеличением энтропии. Энтропия увеличивается при повышении температуры и особенно при фазовых переходах. Чем выше температура, при которой проводят реакцию, тем большее значение будет иметь энтропийный фактор по сравнению по сравнению с энергетическим.

Возможность протекания реакций в зависимости от ΔH и ΔS

Энергия Гиббса (G)

ΔG = ΔH – TΔS T – абсолютная температура ΔH – изменение энтальпии системы ΔS – изменение энтропии системы Самопроизвольно протекают лишь те процессы, в которых энергия Гиббса уменьшается ΔG 0 – невозможны. Если ΔG = 0, то есть ΔH = TΔS, значит в системе установилось равновесие.