Номер 5, страница 83 - гдз по химии 8 класс учебник Оспанова, Аухадиева

5. Чем отличаются химические уравнения от термохимических уравнений? Поясните на примерах.

5. Решение:

Химическое уравнение и термохимическое уравнение — это способы записи химической реакции, но они отличаются объемом предоставляемой информации.

Химическое уравнение — это условная запись химической реакции с помощью химических формул и математических знаков. Оно показывает, какие вещества (реагенты) вступают в реакцию и какие вещества (продукты) образуются в результате. Коэффициенты в уравнении показывают мольные соотношения реагентов и продуктов. Однако химическое уравнение не содержит информации о тепловых эффектах, сопровождающих реакцию.

Пример химического уравнения (горение метана):

$CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$

Это уравнение говорит нам, что одна молекула (или один моль) метана реагирует с двумя молекулами (или двумя молями) кислорода, образуя одну молекулу (или один моль) углекислого газа и две молекулы (или два моля) воды.

Термохимическое уравнение — это химическое уравнение, в котором дополнительно указывается тепловой эффект реакции ($\Delta H$ или $\text{Q}$). Тепловой эффект — это количество теплоты, которое выделяется или поглощается в ходе реакции. Кроме того, в термохимических уравнениях обязательно указывают агрегатные состояния всех веществ (г — газ, ж — жидкость, тв — твёрдое вещество, р-р или aq — водный раствор), так как тепловой эффект зависит от этих состояний.

Тепловой эффект может быть указан двумя способами:

1. Как изменение энтальпии реакции ($\Delta H$). Если реакция экзотермическая (теплота выделяется), то $\Delta H < 0$. Если реакция эндотермическая (теплота поглощается), то $\Delta H > 0$.

2. Непосредственно в уравнении, где количество теплоты ($\text{Q}$) приписывается к продуктам со знаком «+» для экзотермических реакций и со знаком «-» для эндотермических.

Примеры термохимических уравнений:

1. Экзотермическая реакция (горение метана). При сгорании 1 моль газообразного метана с образованием газообразного $CO_2$ и жидкой воды выделяется 891 кДж теплоты.

$CH_{4(\text{г})} + 2O_{2(\text{г})} \rightarrow CO_{2(\text{г})} + 2H_2O_{(\text{ж})}; \Delta H = -891 \text{ кДж}$

Или в более старом формате записи:

$CH_{4(\text{г})} + 2O_{2(\text{г})} = CO_{2(\text{г})} + 2H_2O_{(\text{ж})} + 891 \text{ кДж}$

Знак «-» у $\Delta H$ показывает, что энергия выделяется (энтальпия системы уменьшается).

2. Эндотермическая реакция (разложение карбоната кальция). Для разложения 1 моль твёрдого карбоната кальция требуется поглотить 178 кДж теплоты.

$CaCO_{3(\text{тв})} \rightarrow CaO_{(\text{тв})} + CO_{2(\text{г})}; \Delta H = +178 \text{ кДж}$

Или в более старом формате записи:

$CaCO_{3(\text{тв})} = CaO_{(\text{тв})} + CO_{2(\text{г})} - 178 \text{ кДж}$

Знак «+» у $\Delta H$ показывает, что энергия поглощается (энтальпия системы увеличивается).

Таким образом, основные отличия термохимического уравнения от обычного химического:

1. Указание величины и знака теплового эффекта реакции ($\Delta H$).

2. Обязательное указание агрегатных состояний веществ.

Ответ:

Термохимические уравнения отличаются от химических уравнений тем, что они содержат информацию о тепловом эффекте реакции (количестве выделенной или поглощенной теплоты, $\Delta H$), а также в них обязательно указываются агрегатные состояния всех участвующих веществ (твёрдое, жидкое, газообразное). Обычное химическое уравнение, например, $2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$, показывает только качественный и количественный состав реагентов и продуктов, в то время как термохимическое уравнение, например, $2H_{2(\text{г})} + O_{2(\text{г})} \rightarrow 2H_2O_{(\text{ж})}; \Delta H = -572 \text{ кДж}$, дополнительно информирует об энергетических изменениях в ходе процесса и физическом состоянии веществ.