ДІЗНАЄТЕСЯ, ЗРОЗУМІЄТЕ, ВИКОРИСТАЄТЕ
Як класифікують реакції за тепловим ефектом?
За тепловим ефектом хімічні реакції поділяють на екзотермічні (виділяють теплоту) та ендотермічні (поглинають теплоту з довкілля).
У чому причина теплового ефекту реакції?
Тепловий ефект виникає через різницю між внутрішньою енергією реагентів і продуктів. Якщо енергія продуктів менша за енергію реагентів, надлишок виділяється як теплота (екзотермічна реакція). Якщо більша — енергія поглинається (ендотермічна реакція).
Для чого використовують екзотермічні реакції?
Їх застосовують для обігріву, приготування їжі, роботи двигунів внутрішнього згоряння, створення феєрверків та підтримання температури тіла в живих організмах.
З виділенням чи поглинанням теплоти реагує водень з киснем?
Водень реагує з киснем із виділенням великої кількості теплоти. Це яскраво виражена екзотермічна реакція горіння.
Кількість якої енергії більша — тієї, яка витрачається на руйнування молекул реагентів, чи тієї, яка виділяється внаслідок утворення молекул води?
Енергія, що виділяється під час утворення нових зв’язків у молекулах води, більша за енергію, витрачену на руйнування зв’язків у реагентах. Тому реакція екзотермічна.
Назвіть біологічні та медичні терміни, у яких є префікси екзо- і ендо-.
Приклади: екзоскелет, ендоскелет, ендоскопія, ендокринна система, екзокринні залози, ендоцитоз, екзоцитоз.
Запишіть у зошит інші хімічні рівняння, наведені на с. 69, і додайте до кожного з них позначення теплового ефекту.
$$CH_4 + 2O_2 = CO_2 + 2H_2O; \quad \Delta H < 0$$
$$CaO + H_2O = Ca(OH)_2; \quad \Delta H < 0$$
$$2HgO = 2Hg + O_2 \uparrow; \quad \Delta H > 0$$
Поясніть, чому під час згоряння різних видів палива виділяється різна кількість теплоти.
Кількість теплоти залежить від хімічного складу, будови молекул і міцності зв’язків. Оскільки паливо складається з різних речовин, різниця між внутрішньою енергією реагентів і продуктів завжди відрізняється.
Екзотермічні чи ендотермічні перетворення речовин відбуваються, коли ми щось варимо чи смажимо на кухні? Відповідь обґрунтуйте.
Під час варіння чи смаження відбуваються переважно ендотермічні процеси. Фізико-хімічні зміни в продуктах (денатурація білків, розм’якшення клітковини) потребують постійного підведення теплової енергії від плити.
ВИОКРЕМЛЮЄМО ОСНОВНЕ
Проаналізувавши матеріал, викладений у параграфі, запишіть у зошиті висновки про тепловий ефект хімічної реакції, екзотермічні та ендотермічні реакції.
Тепловий ефект — енергія, яка виділяється чи поглинається під час хімічного перетворення. Реакції з виділенням теплоти ($\Delta H < 0$) є екзотермічними, а з поглинанням ($\Delta H > 0$) — ендотермічними.
ВИОКРЕМЛЮЄМО ОСНОВНЕ
Сформулюйте цікаве запитання за темою параграфа і поставте його своїм однокласникам / однокласницям. Порівняйте свою і їхні відповіді та оцініть їх. Поясніть, чому ваша оцінка саме така.
Запитання: «Чому реакція горіння водню вважається екологічно чистішою та енергоефективнішою за горіння вугілля?»
Очікувана відповідь: Під час горіння водню виділяється багато теплоти, а єдиний продукт — вода ($H_2O$). Горіння вугілля супроводжується викидами вуглекислого газу ($CO_2$) та шкідливих домішок. Високу оцінку отримує відповідь, що враховує тепловий ефект і відсутність забруднення.
ПЕРЕВІРМО СЕБЕ
Чим зумовлене виділення чи поглинання теплоти під час хімічної реакції?
Воно зумовлене різницею між енергією, витраченою на розрив зв’язків у реагентах, та енергією, що виділилася при утворенні нових зв’язків у продуктах.
Чи є вичерпним поділ хімічних реакцій на екзотермічні та ендотермічні?
Так, поділ охоплює всі реакції. Кожне хімічне перетворення супроводжується зміною внутрішньої енергії: вона або виділяється, або поглинається (зазвичай у формі теплоти).
ПОМІРКУЙМО
За стандартних умов дуже повільно взаємодіють два оксиди — $CaO$ і $CO_2$. Продукт реакції — речовина з формулою $CaCO_3$. Екзотермічною чи ендотермічною є ця реакція? Візьміть до уваги вміщені в параграфі відомості про протилежну реакцію — розклад речовини $CaCO_3$.
Реакція екзотермічна. Зворотний процес — термічний розклад кальцій карбонату ($CaCO_3 \xrightarrow{t} CaO + CO_2$) — потребує нагрівання і є ендотермічним. Отже, утворення $CaCO_3$ супроводжується виділенням енергії.
Екзотермічними чи ендотермічними є, на вашу думку, реакції, які зумовлюють корозію металів? Відповідь обґрунтуйте.
Вони екзотермічні. Корозія — це окиснення металів. Усі реакції окиснення металів (взаємодія з киснем) виділяють енергію, хоча процес повільний і теплота розсіюється.
ПОЯСНЮЙМО
137. Чому багато горючих речовин потрібно нагріти, щоб розпочалося їх горіння в повітрі?
Нагрівання потрібне для досягнення температури займання. Енергія витрачається на послаблення зв’язків у молекулах реагентів (подолання енергії активації). Далі реакція підтримує сама себе за рахунок виділеної теплоти.
ФОРМУЙМО СЛОВНИЧОК
138. Випишіть ключові слова і словосполучення з тексту параграфа для укладання двомовного словничка.
- Тепловий ефект — Thermal effect
- Екзотермічна реакція — Exothermic reaction
- Ендотермічна реакція — Endothermic reaction
- Внутрішня енергія — Internal energy
- Реагенти — Reactants
- Продукти реакції — Products of reaction
- Термохімічне рівняння — Thermochemical equation
- Температура займання — Ignition temperature
- Паливо — Fuel
- Закон збереження енергії — Law of conservation of energy
ОЦІНЮЙМО СВОЇ ЗНАННЯ
139. Створіть у зошиті таблицю оцінювання ваших знань і заповніть її.
| Критерії оцінювання навчальних досягнень | Рівень володіння матеріалом (сформовано / потребує вдосконалення) |
|---|---|
| Знаю визначення екзо- та ендотермічних реакцій | Сформовано |
| Розумію причину виникнення теплового ефекту | Сформовано |
| Вмію розрізняти реакції за знаком $\Delta H$ | Сформовано |
| Можу навести приклади використання теплових ефектів у житті | Сформовано |
| Вмію складати прості термохімічні рівняння | Потребує вдосконалення |