egc-2.4· Fəsil 2: Kimyəvi reaksiyalar· ~13 dəq

Termokimya və reaksiyanın istilik effekti

Ekzo- və endotermik reaksiyalar, termokimyəvi tənliklər, reaksiyanın istilik effekti (QQ, ΔH\Delta H), Hess qanunu və əmələgəlmə istiliyi üzrə hesablamalar

Termokimya kimyəvi reaksiyalarda udulan və ya ayrılan istiliyi öyrənir. Reaksiyanın istilik effekti (QQ) ayrılan və ya udulan istiliyin miqdarıdır; ekzotermik reaksiyada istilik ayrılır (Q>0Q > 0, ΔH<0\Delta H < 0), endotermik reaksiyada isə istilik udulur (Q<0Q < 0, ΔH>0\Delta H > 0). Termokimyəvi tənlikdə maddələrin aqreqat halı göstərilir və istilik effekti tənliyin sağ tərəfində yazılır, məsələn: C+O2=CO2+393 kJC + O_2 = CO_2 + 393\text{ kJ}. İstilik effekti maddə miqdarına düz mütənasibdir, ona görə verilmiş kütlə və ya həcm üçün ayrılan istilik proporsiya ilə tapılır. Hess qanununa görə reaksiyanın istilik effekti yalnız ilkin və son maddələrin halından asılıdır, aralıq mərhələlərdən asılı deyil; bu, istilik effektlərini cəbri toplamağa imkan verir.

📌Nümunə

Məsələn: C+O2=CO2+393 kJC + O_2 = CO_2 + 393\text{ kJ} termokimyəvi tənliyinə görə 6 q karbon (n=6/12=0,5n = 6/12 = 0{,}5 mol) yandıqda Q=0,5⋅393=196,5 kJQ = 0{,}5 \cdot 393 = 196{,}5\text{ kJ} istilik ayrılar.

Qrafiklər

Termokimya: ekzotermik reaksiyada məhsulların enerjisi aşağıdır və istilik ayrılır (ΔH < 0); endotermik reaksiyada istilik udulur (ΔH > 0)
Termokimya: ekzotermik reaksiyada məhsulların enerjisi aşağıdır və istilik ayrılır (ΔH < 0); endotermik reaksiyada istilik udulur (ΔH > 0)

Əsas terminlər

Termokimya — Kimyəvi reaksiyalarda udulan və ya ayrılan istiliyi öyrənən elm sahəsi.
İstilik effekti (QQ) — Reaksiyada ayrılan və ya udulan istiliyin miqdarı; vahidi kJ.
Ekzotermik reaksiya — İstiliyin ayrıldığı reaksiya: Q>0Q > 0, ΔH<0\Delta H < 0. Məsələn yanacağın yanması.
Endotermik reaksiya — İstiliyin udulduğu reaksiya: Q<0Q < 0, ΔH>0\Delta H > 0. Məsələn CaCO3CaCO_3-ün parçalanması.
Termokimyəvi tənlik — Maddələrin aqreqat halı və istilik effekti göstərilən kimyəvi tənlik.
Hess qanunu — İstilik effekti yalnız ilkin və son maddələrin halından asılıdır, gediş yolundan asılı deyil.
Əmələgəlmə istiliyi — Sadə maddələrdən 1 mol mürəkkəb maddə əmələ gələrkən baş verən istilik effekti.
Ekzotermik və endotermik reaksiyaların müqayisəsi
ƏlamətEkzotermikEndotermik
İstilikayrılırudulur
İstilik effekti QQQ>0Q > 0Q<0Q < 0
Entalpiya ΔH\Delta HΔH<0\Delta H < 0ΔH>0\Delta H > 0
Tənlikdə istilik+393 kJ+393\text{ kJ} (sağda)−178 kJ-178\text{ kJ}
NümunəC+O2=CO2+393 kJC + O_2 = CO_2 + 393\text{ kJ}CaCO3=CaO+CO2−178 kJCaCO_3 = CaO + CO_2 - 178\text{ kJ}

QQ və ΔH\Delta H həmişə əks işarəli olur.

Termokimyəvi tənliklər və 1 mol üçün istilik effekti
Tənlik1 mol üçün QQ
C+O2=CO2+393 kJC + O_2 = CO_2 + 393\text{ kJ}393 kJ (1 mol C)
S+O2=SO2+297 kJS + O_2 = SO_2 + 297\text{ kJ}297 kJ (1 mol S)
2H2+O2=2H2O+572 kJ2H_2 + O_2 = 2H_2O + 572\text{ kJ}286 kJ (1 mol H2H_2)
CH4+2O2=CO2+2H2O+890 kJCH_4 + 2O_2 = CO_2 + 2H_2O + 890\text{ kJ}890 kJ (1 mol CH4CH_4)
2C+O2=2CO+221 kJ2C + O_2 = 2CO + 221\text{ kJ}110,5 kJ (1 mol CO)

QQ maddə miqdarına düz mütənasibdir: Q=n⋅QmolQ = n \cdot Q_{\text{mol}}.

✎Kütlə üzrə istilik effekti: 6 q karbonun yanması
  1. 1Tənlik: C+O2=CO2+393 kJC + O_2 = CO_2 + 393\text{ kJ} (1 mol C üçün 393 kJ)
  2. 2Mol sayı: n=m/M=6/12=0,5 mol Cn = m/M = 6/12 = 0{,}5\text{ mol C}
  3. 3İstilik: Q=n⋅Qmol=0,5⋅393=196,5 kJQ = n \cdot Q_{\text{mol}} = 0{,}5 \cdot 393 = 196{,}5\text{ kJ}
  4. 4Cavab: 196,5 kJ istilik ayrılır.
✎Hess qanunu ilə C+12O2=COC + \frac{1}{2}O_2 = CO istilik effekti
  1. 1Verilən: C+O2=CO2+393 kJC + O_2 = CO_2 + 393\text{ kJ}; 2CO+O2=2CO2+566 kJ2CO + O_2 = 2CO_2 + 566\text{ kJ}
  2. 2CO yanma istiliyi: 1 mol CO üçün: 566/2=283 kJ566/2 = 283\text{ kJ}
  3. 3Çıxma: Q(C→CO)=393−283=110 kJQ(C \rightarrow CO) = 393 - 283 = 110\text{ kJ}
  4. 4Cavab: C+12O2=COC + \frac{1}{2}O_2 = CO reaksiyasında 110 kJ ayrılır.
⚠️Diqqət

QQ və ΔH\Delta H əks işarəlidir: ekzotermikdə Q>0Q > 0, ΔH<0\Delta H < 0; endotermikdə Q<0Q < 0, ΔH>0\Delta H > 0. Q<0Q < 0, ΔH<0\Delta H < 0 kombinasiyası mümkün deyil.

🚫Tez-tez səhv

Tənlik 2 mol üçün yazılıbsa, 1 mola düşən istiliyi tapmaq üçün effekti 2-yə bölün: 2H2+O2=2H2O+572 kJ2H_2 + O_2 = 2H_2O + 572\text{ kJ}-da 1 mol H2H_2 üçün 572/2=286 kJ572/2 = 286\text{ kJ}-dur.

🚫Tez-tez səhv

Kömürün saflığını unutmayın: 90% C olan 20 q kömürdə yalnız 18 q təmiz C var → n=18/12=1,5 moln = 18/12 = 1{,}5\text{ mol} → 1,5⋅393=589,5 kJ1{,}5 \cdot 393 = 589{,}5\text{ kJ}.

⚠️Diqqət

Hess qanununda istilikləri kor-koranə toplamayın; reaksiya effekti = məhsulların əmələgəlmə istilikləri cəmi − reagentlərin əmələgəlmə istilikləri cəmi.

💡Qeyd

Qaz həcmindən mola keçid: standart şəraitdə n=V/22,4n = V/22{,}4. Məsələn 11,2 l CH4CH_4 → 0,5 mol0{,}5\text{ mol} → 0,5⋅890=445 kJ0{,}5 \cdot 890 = 445\text{ kJ}.

Qaydalar

  1. 1Ekzotermik reaksiyada istilik ayrılır (Q>0Q > 0, ΔH<0\Delta H < 0); endotermikdə istilik udulur (Q<0Q < 0, ΔH>0\Delta H > 0).
  2. 2Termokimyəvi tənlikdə aqreqat hallar göstərilir və istilik effekti (kJ) tənliyə daxil edilir.
  3. 3İstilik effekti maddə miqdarı (mol) ilə düz mütənasibdir: Q=n⋅QmolQ = n \cdot Q_{\text{mol}}; verilmiş kütlə üçün proporsiya qurulur.
  4. 4Hess qanunu: reaksiyanın istilik effekti yalnız ilkin və son maddələrin halından asılıdır, gediş yolundan asılı deyil.
  5. 5Reaksiyanın istilik effekti = məhsulların əmələgəlmə istilikləri cəmi − reagentlərin əmələgəlmə istilikləri cəmi.

Məşq

15 asan · 15 orta · 15 çətin

Hər testdə təsadüfi 10 sual seçilir

AsanOrtaÇətinQarışıq