Тепловой эффект, топливо и расчёт энергии
Научимся читать термохимическую запись и масштабировать выделенное тепло по количеству вещества. Сравним уголь и метан с учётом продуктов горения и условий.
Чему научимся
- Различать экзотермические и эндотермические реакции
- Учитывать агрегатные состояния в термохимии
- Рассчитывать тепло по заданной термохимической записи
Разбираемся в теме
Тепло реакции
Экзотермическая реакция выделяет теплоту в окружающую среду, эндотермическая её поглощает. Выделение тепла не означает самопроизвольный старт: горение требует инициирования. Для химической системы экзотермическому процессу соответствует отрицательное изменение энтальпии ΔH, а школьная запись «+Q» справа показывает выделенное тепло.
Термохимическое уравнение относится к указанным количествам и состояниям веществ. В условии CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O(ж), Q = 890 кДж на 1 моль CH₄ нельзя заменить жидкую воду паром без изменения теплового эффекта. Здесь число 890 задано для расчёта, а реальное тепло зависит от полноты горения и условий.
Топливо и воздействие
Уголь — природная смесь с углеродом и примесями, а природный газ обычно богат метаном. При полном горении C + O₂ → CO₂ и CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O; при недостатке O₂ возможны CO и сажа. Сера в топливе может давать SO₂, поэтому масса сожжённого топлива не определяет выбросы без сведений о составе.
Для расчёта тепла находят количество сгоревшего вещества и умножают на эффект на один моль. Тепло, выделенное химически, и полезно полученная энергия не одинаковы из-за потерь. Усиление парникового эффекта связано с накоплением парниковых газов, а озоновый слой — с другими атмосферными процессами; эти вопросы требуют разных объяснений.
Разобранные примеры
По условию полное горение 1 моль CH₄ выделяет 890 кДж. Сколько тепла выделяет 4 г CH₄ при M = 16 г/моль?
- Количество метана n = 4/16 = 0,25 моль.
- Эффект масштабируется: Q = 0,25 × 890 = 222,5 кДж.
- Это тепло полного химического горения при указанных состояниях, без вычета потерь установки.
Ответ. Выделяется 222,5 кДж; полезная энергия конкретной установки может быть меньше.
Попробуй самостоятельно
Запишите своё решение, затем сравните его с разбором. Развёрнутые ответы автоматически не оцениваются.
Открываем задания…
Самопроверка
Закрепление материала
Мини-тест
Выберите ответ на каждый вопрос. Объяснения откроются после проверки.
Открываем мини-тест…
Словарь урока
- Термохимическое уравнение
- Уравнение реакции с указанием теплового эффекта и необходимых состояний веществ.
- Эндотермический процесс
- Процесс, при котором рассматриваемая система поглощает теплоту.
- Полное горение
- Модель окисления при достатке окислителя до соответствующих устойчивых продуктов.
Связь с программой
Тема: уравнения и типы реакций. Раздел: Частицы, количество вещества и реакции.
- ФРП ООО «Химия», базовый уровень, 8–9 классы ↗Единое содержание общего образованияПроверенная копия программы ↗Страницы PDF: 7, 25, 54
Содержание базового курса сверено с программой 12 октября 2026 г. Источники программы описывают содержание школьного курса химии; объяснения, примеры и задания — авторские материалы Умблика. Последовательность школьных занятий и актуальные требования уточняет учитель в рабочей программе.
Твой маршрут
Химия