الفصل 5 طاقة التفاعلات

1. الفصل 5طاقة التفاعلات الصف الثاني عشر العلمي

2. القسم 5 – 1الكيمياء الحرارية

3. الكيمياء الحرارية : دراسة انتقال الطاقة على صورة حرارة الذي يصاحب التفاعلات الكيميائية والتغيرات الفيزيائية الطاقة المنتقلة : هي الطاقة المنطلقة أو الممتصة .

4. ما الجهاز المستخدم لقياس الطاقة المنتقلة الكالوريمتر أو المسعر الحراري . ما المقصود بدرجة الحرارة ؟ قياس معدل الطاقة الحركية لجسيمات عينة من المادة .

5. في حسابات الكيمياء نستخدم المقياس المئوي (C ) ومقياس كلفن . ( K ) ما العلاقة بين المقياس المئوي (C ) ومقياس كلفن . ( K ) K = 273 + OC مقادير تقسيمات الدرجات في المقاسين متساوية .

6. حول 200C إلى كلفن . K = 273 + OC K = 273 + 20 K = 293

7. تقاس كمية الطاقة المنتقلة كحرارة بوحدة الجول ( J) ما المقصود بالحرارة ؟ صورة للطاقة تنتقل تلقائياً من جسم أعلى في درجة حرارته إلىجسم أقل في درجة حرارته .

8. ما العوامل التي تعتمد عليها كمية الطاقة المنتقلة كحرارة خلال التغير ؟ 1- طبيعة المادة . 2- كتلة المادة . 3- مقدار التغير في درجة الحرارة .

9. عرف الحرارة النوعية ؟ كمية الطاقة اللازمة لرفع درجة حرارة جرام واحد من المادة درجة مئوية واحد أو كلفنا واحداً . تقاس الحرارة النوعية تحت ضغط ثابت ورمزها Cp .

10. q Cp = ΔT m × الطاقة المنطلقة أو الممتصة . q m كتلة العينة ( g ) الفرق بين درجتي الحرارة الابتدائية والنهائية . ΔT

11. ΔT T2 T1 = - T2 درجة الحرارة النهائية . T1 درجة الحرارة الابتدائية .

12. احسب الحرارة النوعية لمادة تمتص عينة منها كتلتها 35 g كمية 48 J من الطاقة عند تسخينها من293 K إلى 313 K . 35 g 48 J 293 K 313 K q q المعطى : المعطى : = = m m = = T2 T1 T1 = =

13. T2 T1 ΔT = - - ΔT 313 293 20 K = = q Cp = m × ΔT 48 J Cp = = 0.069 J/g.K 35 g × 20 K

14. إذا أضيف 980KJ من الطاقة إلى 6.2L من الماء عند درجة حرارة 291 K فما درجة الحرارة النهائية للماء علماً أن كثافة الماء 1g/L وحرارته النوعية =4.18 J/g.K المعطى : q 980 KJ = Cp = 4.18 J/g.K 6.2 L V = D 1 g/mL = 291K T1 = T2 المجهول :

15. 1000 J q 980 KJ 980 000J = × = 1 K 1000 mL mL V 6.2 L 6200 = × = 1 L m D V = × mL 1 g/mL 6200 × m = 6200 g m =

16. q ΔT = Cp m × 980 000J ΔT = 6200 g 4.18 J/g.K × ΔT = 38 K

17. T1 ΔT = T2 - T1 ΔT T2 = + T2 = 38 K 291K + T2 = 329 K

18. احسب Cp لمعدن الانديوم علماً أن1.0 mol منه يمتص 53 J عندما ترتفع درجة حرارته من 297.5 K إلى 299.5 ( In = 114) q 53 J المعطى : = عدد المولات 1.0mol = 299.5 K 297.5K T2 = T1 = 1.0 mol In = 114.g m = Cp = ? المجهول : J/g.K

19. T2 T1 ΔT = - - ΔT 299.5 297.5 = 2 K = ΔT

20. q Cp = m × ΔT 35 J Cp = 2 K 114 g × = 0. J/g.K

21. ΔH حرارة التفاعل هي كمية الطاقة المنتقلة (الممتصة أو المنطلقة) أثناء التفاعل الكيميائي .

22. التغير في المحتوى الحراري ΔH هي كمية الطاقة الممتصة أو المنطلقة على صورة حرارة من قبل نظام معين خلال عملية تحت ضغط ثابت .

23. Hنواتج Hمتفاعلات ΔH = - المحتوى الحراري للنواتج Hنواتج Hمتفاعلات المحتوى الحراري للمتفاعلات ΔH التغير في المحتوى الحراري

24. 2H2O(g) 2H2(g) + O2(g) عند حدوث التفاعل السابق تنطلق كمية من الطاقة = 483.6 عند درجة حرارة 298 K وبالتالي يعبر عن كمية الطاقة المنطلقة خلال التفاعل بالمعادلة التالية : 2H2(g) +O2(g) 2H2O(g) + 483.6 kJ

25. 2H2(g) +O2(g) 2H2O(g) + 483.6 kJ من المعادلة : تنطلق 483.6 kJ من الطاقة عند تكون 2 mol من بخار الماء س: كم من الطاقة ينطلق عند تكون 4 mol من بخار الماء ؟ 2× 483.6 kJ

26. س: كم من الطاقة ينطلق عند تكون 1 mol من بخار الماء ؟ ½× 483.6 kJ

27. المعادلة الكيميائية الحرارية : المعادلة التي تتضمن كمية الطاقة الممتصة أو المنطلقة كحرارة أثناء التفاعل الكيميائي . في التفاعلات الطاردة للحرارة تكتب كمية الحرارة على اليمين جهة المواد الناتجة . في التفاعلات الماصة للحرارة تكتب كمية الحرارة على اليسار جهة المواد المتفاعلة .

28. حدد نوع التفاعل (طارد أو ماص للحرارة) : 3CO(g) +Fe2O3(S) + 3CO2(g) 2Fe(S) + 24.7 kJ إذاً التفاعل طارد للحرارة . I2(g) I2(S) + 24.7 kJ التفاعل ماص للحرارة

29. في التفاعلات الطاردة للحرارة تكتب كمية الحرارة على اليمين جهة المواد الناتجة وتكون قيمة ΔH سالبة أي ΔH>0.

30. في التفاعلات الماصة للحرارة تكتب كمية الحرارة على اليسار جهة المواد المتفاعلة وتكون قيمة ΔH موجبة أي ΔH< 0 .

31. س: حدد قيمة ΔH لكل تفاعل مما يلي : 3CO(g) +Fe2O3(S) + 3CO2(g) 2Fe(S) + 24.7 kJ هل التفاعل ماص أم طارد للحرارة . ً التفاعل طارد للحرارة . هل ΔH موجبة أم سالبة لهذا التفاعل ؟ سالبة . - 24.7 kJ كم تكون قيمة ΔH لهذا التفاعل ؟

32. I2(g) I2(S) س : + 24.7 kJ هل التفاعل ماص أم طارد للحرارة . ً التفاعل ماص للحرارة . هل ΔH موجبة أم سالبة لهذا التفاعل ؟ موجبة . كم تكون قيمة ΔH لهذا التفاعل ؟ + 24.7 kJ

33. س: أعد كتابة المعادلات التالية مضمناً قيمة ΔH جانب المتفاعلات أو النواتج : 2Mg(S) 2MgO(S) +O2(g) ΔH = -1200 kJ 1-هل ΔH موجبة أم سالبة لهذا التفاعل ؟ سالبة . طارد. 2- هل التفاعل ماص أم طارد للحرارة ؟ 3- في التفاعلات الطاردة للحرارة أين تكتب كمية الحرارة ؟ جهة النواتج . 2Mg(S) +1200 kJ +O2(g) 2MgO(S)

34. الطاقة سير التفاعل مسار التفاعل الحراري الطاقة الابتدائية المتفاعلات • 300 ΔH الطاقة النهائية • 500 النواتج - ΔH = الطاقة النهائية الطاقة الابتدائية - • 500 • 300 • 200 ΔH = = ΔH سالبة وبالتالي التفاعل للحرارة طارد

35. الطاقة النهائية النواتج ΔH الطاقة الطاقة الابتدائية المتفاعلات سير التفاعل مسار التفاعل الحراري : ΔH موجبة وبالتالي التفاعل للحرارة ماص

36. عند استخدام المعادلات الكيميائية الحرارية: 1- تمثل المعاملات عدد المولات ولا تمثل عدد الجزيئات مطلقاً . علل : يمكن كتابة المعاملات ككسور في المعادلات الكيميائية الحرارية ؟ * لأنها تمثل المعاملات عدد المولات ولا تمثل عدد الجزيئات مطلقاً .

37. 2- يجب كتابة الحالة الفيزيائية للمتفاعلات والنواتج . 3- يتناسب التغير في الطاقة طردياً مع عدد مولات المادة الخاضعة للتغير . 4- قيمة تغير الطاقة ΔHلاتتأثر عادة بتغير درجة الحرارة .

38. حرارة التكوين المولية ΔH0 f تغير الحرارة الذي يحصل لدى تكون مول واحد من مركب من عناصره الأولية في حالتها القياسية عند 250C وضغط 1atm

39. حرارة التكوين الموليةللعناصر في حالتها القياسية = صفر . ΔH0 ΔH0 f f المركبات المستقرة جداً تكون حرارة التكوين لها ذات قيم سالبة كبيرة .

40. المركبات غير المستقرة تماماً تكون حرارة التكوين لها ذات قيم موجبة كبيرة . المركبات غير المستقرة تكون حرارة التكوين لها ذات قيم موجبة أو سالبة قليلة .

41. - 0 + يزداد الاستقرار

42. رتب تصاعدياً المركبات التالية حسب استقرارها(حرارة التكوين kJ/mol بين قوسين) HI (+26.5) , C2H2 ( +226.7) HgC2N2O2(+270) CO2 (-393.5) أقلها الترتيب : C2H2 CO2 HI HgC2N2O2 ثم ثم ثم

43. حرارة الاحتراق ΔH c الحرارة المنطلقة لدى الاحتراق الكامل لمول واحد من المادة . الجهاز الشائع لتحديد قيم حرارة الاحتراق هو كالوريمتر الاحتراق .

44. حساب حرارة التفاعل ΔH قانون هس : قيمة التغير في المحتوى الحراري ΔH لأي تفاعل كيميائي ثابتة سواء تم التفاعل في خطوة واحدة أو في عدة خطوات .

45. خطوات حساب حرارة التفاعل: 1- اعكس معادلة التفاعل حيث يلزم .( وبالتالي تنعكس إشارة ΔH ) 2- اضرب معاملات المعادلات بأعداد بسيطة بحيث تعطي عند جمعها المعادلة الكيميائية المطلوبة ( تضرب ΔH بنفس العدد )

46. ΔH = ΔH = ΔH = c c c س: احسب حرارة تكوين غاز الميثان من عنصريه غاز الهيدروجين والكربون الصلب عند درجة 298K باستخدام المعادلات والمعلومات التالية : +O2(g) - 393.5kJ C(s) CO2(g) - 285.8kJ H2(g) + ½O2(g) H2O(l) +2H2O(l) + 2O2(g) CO2(g) CH4(g) - 890.8kJ

47. ΔH = ? f ΔH = ΔH = ΔH = c c كتابة المعادلة الأصلية : CH4(g) C(s) +2H2(g) قارن بين كل معادلة والمعادلة الأصلية 1- تبقى المعادلتان الأولى والثانية كما هي بينما تعكس المعادلة الثالثة +O2 - 393.5kJ C CO2 - 285.8kJ H2 + ½O2 H2O + 2O2 CH4 CO2 +2H2O + 890.8kJ

48. ΔH = ΔH = ΔH = c c 2- تضرب المعادلة الثانية ب( 2 ) بينما تبقى كل من المعادلة الأولى والثالثةكما هي . +O2 - 393.5kJ C CO2 - 285.8kJ H2 2H2 + O2 + ½O2 2H2O H2O 2×- 285.8kJ + 2O2 CH4 CO2 +2H2O + 890.8kJ

49. 3-جمع المعادلات الثلاثة : ΔH = ΔH= ΔH = ΔH f +O2 - 393.5kJ C CO2 C 2H2O - 571.6 kJ +2H2 2H2 + O2 CO2 CH4 CH4 + 2O2 +2H2O + 890.8kJ -74.3kJ =(-393.5) + (-571.6) + (+ 890.8)=

50. مسألة نموذجية 5 – 2 ص 136