Skip to content · ⁨الانتقال إلى المحتوى⁩

Chemical energetics · ⁨الديناميكا الحرارية الكيميائية⁩

IGCSE Chemistry · ⁨IGCSE الكيمياء⁩ · Topic 5 · ⁨الموضوع 5⁩

Video lesson for this topic · ⁨درس فيديو لهذا الموضوع⁩ Open the video page · ⁨افتح صفحة الفيديو⁩
5:51

الكيمياء الحرارية

اسنخ عود توهج، وسيتألق. امسك دافئ يد، وسيدفئ. افتح حزمة ثلجية فورية، وستصبح باردة جداً. في كل حالة، يحدث تفاعل كيميائي هو…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨سرد باللغة الإنجليزية · ترجمة مدمجة بالإنجليزية + الصينية⁩

5.1

Exothermic and endothermic reactions · ⁨التفاعلات الطاردة والماصة للحرارة⁩

Syllabus · ⁨المنهج⁩
English
Core Supplement
1 State that an exothermic reaction transfers thermal energy to the surroundings leading to an increase in the temperature of the surroundings 4 State that the transfer of thermal energy during a reaction is called the enthalpy change, $\Delta H$, of the reaction. $\Delta H$ is negative for exothermic reactions and positive for endothermic reactions
2 State that an endothermic reaction takes in thermal energy from the surroundings leading to a decrease in the temperature of the surroundings
5 Define activation energy, $E_a$, as the minimum energy that colliding particles must have to react
3 Interpret reaction pathway diagrams showing exothermic and endothermic reactions 6 Draw and label reaction pathway diagrams for exothermic and endothermic reactions using information provided, to include: (a) reactants (b) products (c) enthalpy change of the reaction, $\Delta H$ (d) activation energy, $E_a$
7 State that bond breaking is an endothermic process and bond making is an exothermic process and explain the enthalpy change of a reaction in terms of bond breaking and bond making
8 Calculate the enthalpy change of a reaction using bond energies
العربية
أساسي تكميلي
1 نصّ على أن التفاعل الطارد للحرارة ينقل الطاقة الحرارية إلى المحيط مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة المحيط 4 نصّ على أن نقل الطاقة الحرارية أثناء التفاعل يسمى تغير الإنثالبي، $\Delta H$، للتفاعل. $\Delta H$ يكون سالبًا للتفاعلات الطاردة للحرارة وإيجابيًا للتفاعلات الماصة للحرارة
2 نصّ على أن التفاعل الماص للحرارة يمتص الطاقة الحرارية من المحيط مما يؤدي إلى انخفاض درجة حرارة المحيط
5 عرّف طاقة التنشيط، $E_a$، بأنها الحد الأدنى للطاقة التي يجب أن تمتلكها الجسيمات المتصادمة لكي تتفاعل
3 فسّر مخططات مسار التفاعل التي تُظهر التفاعلات الطاردة والماصة للحرارة 6 ارسم ومثّل مخططات مسار التفاعل للتفاعلات الطاردة والماصة للحرارة باستخدام المعلومات المقدمة، وتشمل: (أ) المتفاعلات (ب) النواتج (ج) تغير إنثالبي التفاعل، $\Delta H$ (د) طاقة التنشيط، $E_a$
7 نصّ على أن تكسير الروابط عملية ماصة للحرارة وتكوين الروابط عملية طاردة للحرارة واشرح تغير الإنثالبي للتفاعل بدلالة تكسير وتكوين الروابط
8 احسب تغير الإنثالبي للتفاعل باستخدام طاقات الروابط

Source: Cambridge International syllabus · ⁨المصدر: منهج كامبريدج الدولي⁩

English
Reaction profile: exothermic energy change

In every chemical reaction, energy is transferred. The reaction is either exothermic or endothermic, depending on which way the energy moves.

  • An exothermic reaction 放热反应 gives out thermal energy 热能 to the surroundings 环境. So the temperature of the surroundings goes up.
  • An endothermic reaction 吸热反应 takes in thermal energy from the surroundings. So the temperature of the surroundings goes down.

Examples of exothermic reactions are combustion 燃烧 (burning a fuel) and neutralisation 中和 (an acid reacting with an alkali). An example of an endothermic reaction is the thermal decomposition 分解 of a compound (breaking it down using heat).

العربية
منحنى التفاعل: تغير الطاقة في تفاعل طارد للحرارة
موقد ناري يحرق الخشب
حرق الخشب تفاعل طارد للحرارة، حيث يطلق الحرارة إلى المحيط.

في كل تفاعل كيميائي، يتم نقل الطاقة. يكون التفاعل إما طارداً أو ماصاً للحرارة، اعتماداً على اتجاه انتقال الطاقة.

  • التفاعل الطارد للحرارة يُطلق طاقة حرارية إلى المحيط. لذلك ترتفع درجة حرارة المحيط أعلى.
  • التفاعل الماص للحرارة يمتص طاقة حرارية من المحيط. لذلك تنخفض درجة حرارة المحيط أسفل.

أمثلة على التفاعلات الطاردة للحرارة هي الاحتراق (حرق وقود) والتعادل (تفاعل حمض مع قاعد). ومثال على التفاعل الماص للحرارة هو التحلل الحراري للمركبات (تفكيكه باستخدام الحرارة).

مقياسا حرارة: في التفاعل الطارد يرتفع القراء، وفي الماص ينخفض
تفاعل طارد للحرارة يسخن المحيطات؛ تفاعل ممتص للحرارة يبردها
Explore · ⁨استكشف⁩

Exothermic & endothermic · ⁨طارد للحرارة وامتصاصي للحرارة⁩

ΔH = products − reactants · ⁨ΔH = النواتج − المتفاعلات⁩

Exothermic drops to lower-energy products (releases heat); endothermic climbs to higher. · ⁨الطارد للحرارة ينخفض إلى نواتج أقل طاقة (يطلق الحرارة); الامتصاصي للحرارة يرتفع إلى أعلى.⁩

Vocabulary · ⁨مفردات⁩ Train · ⁨تدريب⁩
English العربية
exothermic reaction/eɡzəˈðɜːmɪk rɪˈækʃn/ تفاعل طارد للحرارة
thermal energy/ˈθɜːml ˈenədʒi/ طاقة حرارية
surroundings/səˈraʊndɪŋz/ المحيط
endothermic reaction/ˌendəʊˈθɜːmɪk rɪˈækʃn/ تفاعل امتصاصي للحرارة
combustion/kəmˈbʌstʃn/ احتراق
neutralisation/ˌnjuːtrəlaɪˈzeɪʃn/ التعادل
decomposition/ˌdiːkɒmpəˈzɪʃn/ تحلل
enthalpy change/enˈθælpi tʃeɪndʒ/ تغير الإنثالبي
activation energy/ˌæktɪˈveɪʃn ˈenədʒi/ طاقة التنشيط
colliding/kəˈlaɪdɪŋ/ التصادم
particles/ˈpɑːtɪklz/ جسيمات
reaction pathway diagram/rɪˈækʃn ˈpæθweɪ ˈdaɪəɡræm/ مخطط مسار التفاعل
reactants/rɪˈæktənts/ متفاعلات
products/ˈprɒdʌkts/ النواتج
bond breaking/bɒnd ˈbreɪkɪŋ/ كسر الرابطة
bond making/bɒnd ˈmeɪkɪŋ/ تكوين الرابطة
5.1

Enthalpy change, ΔH · ⁨التغير في الإنثالبي، ΔH⁩

English

The amount of thermal energy transferred in a reaction is called the enthalpy change 焓变. It is written as $\Delta H$ and has these signs:

  • $\Delta H$ is negative for an exothermic reaction, because energy leaves the chemicals.
  • $\Delta H$ is positive for an endothermic reaction, because energy is taken in.
العربية

كمية الطاقة الحرارية المنقولة في التفاعل تُسمى تغير الإنثالبي. يُكتب $\Delta H$ وله هذه الإشارات:

  • $\Delta H$ يكون سالباً للتفاعل الطارد للحرارة، لأن الطاقة تترك المواد الكيميائية.
  • $\Delta H$ يكون إيجابياً للتفاعل الماص للحرارة، لأن الطاقة تُمتص.
لهب بنزن يزود بالطاقة: تغير الإنثالبي ΔH هو الحرارة المنقولة عند ضغط ثابت
لهب بنزن يزود بالطاقة: تغير الإنثالبي ΔH هو الحرارة المنقولة عند ضغط ثابت
5.1

Activation energy · ⁨طاقة التنشيط⁩

English

Particles do not react every time they meet. The activation energy 活化能 ($E_a$) is the smallest amount of energy that colliding 碰撞 particles 粒子 must have before they can react. It is like a hill the particles must get over before the reaction can happen.

العربية

الجسيمات لا تتفاعل كلما تلاقى بعضها البعض. طاقة التنشيط ($E_a$) هي أقل مقدار من الطاقة التي يجب أن تمتلكها الجسيمات المتصادمة قبل أن تتمكن من التفاعل. تشبه تلًا يجب على الجسيمات تجاوزه حتى يحدث التفاعل.

Explore · ⁨استكشف⁩

Activation energy · ⁨طاقة التنشيط⁩

Ea = the energy barrier · ⁨Ea = حاجز الطاقة⁩

Every reaction must climb the activation-energy barrier before products can form. · ⁨يجب على كل تفاعل تسلق حاجز طاقة التنشيط قبل أن تتكون النواتج.⁩

5.1

Reaction pathway diagrams · ⁨مخططات مسار التفاعل⁩

English

A reaction pathway diagram 反应进程图 shows how the energy changes as a reaction happens. Energy is on the vertical axis, and the progress of the reaction is on the horizontal axis.

  • The line starts at the energy level of the reactants 反应物.
  • It rises over a 'hill' — the height of this hill is the activation energy $E_a$.
  • It then falls or rises to the energy level of the products 生成物.
  • The gap between the reactant level and the product level is the enthalpy change $\Delta H$.

For an exothermic reaction, the products are lower than the reactants, so energy is given out and $\Delta H$ is negative.

For an endothermic reaction, the products are higher than the reactants, so energy is taken in and $\Delta H$ is positive.

العربية

مخطط مسار التفاعل يوضح كيف تتغير الطاقة أثناء حدوث التفاعل. الطاقة على المحور الرأسي، وتقدم التفاعل على المحور الأفقي.

  • يبدأ الخط عند مستوى طاقة المواد المتفاعلة.
  • يرتفع فوق 'تل' — ارتفاع هذا التل هو طاقة التنشيط $E_a$.
  • ثم ينخفض أو يرتفع ليصل إلى مستوى طاقة النواتج.
  • المسافة بين مستوى المادة المتفاعلة ومستوى النواتج هي تغير الإنثالبي $\Delta H$.

بالنسبة لتفاعل طارد للحرارة، تكون النواتج أقل من المتفاعلات، لذلك تُطلق الطاقة وتكون $\Delta H$ سالبة.

بالنسبة لتفاعل ماص للحرارة، تكون النواتج أعلى من المتفاعلات، لذلك تُمتص الطاقة وتكون $\Delta H$ موجبة.

مخططان لمسار التفاعل: أحدهما طارد للحرارة بنواتج أدنى من المتفاعلات، والثاني ماص للحرارة بنواتج أعلى
تنتهي التفاعلات الطاردة للحرارة أدنى مما بدأت ($\Delta H<0$)؛ وتنتهي التفاعلات الماصة للحرارة أعلى ($\Delta H>0$)
Explore · ⁨استكشف⁩

Reaction pathway diagrams · ⁨مخططات مسار التفاعل⁩

Drag ΔH and the activation energy. Exothermic releases energy; endothermic takes it in; the hump is the energy barrier. · ⁨اسحب ΔH وطاقة التنشيط. طارد للحرارة يُطلق الطاقة؛ ماص للحرارة يمتصها؛ القوس هو حاجز الطاقة.⁩

5.1

Bonds and energy · ⁨الروابط والطاقة⁩

English

A reaction involves breaking the bonds in the reactants and making new bonds in the products.

  • Bond breaking 断键 takes in energy, so it is an endothermic step.
  • Bond making 成键 gives out energy, so it is an exothermic step.

The bond energy 键能 is the energy needed to break one mole of a particular bond. You can use bond energies to find the enthalpy change:

$$\Delta H = (\text{energy to break all bonds}) - (\text{energy released making all bonds})$$

If more energy is given out making bonds than is taken in breaking bonds, the reaction is exothermic ($\Delta H$ negative). If less energy is given out, it is endothermic ($\Delta H$ positive).

Worked example

For the reaction $\text{H}_2 + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{HCl}$, use these bond energies (in kJ/mol): H–H $= 436$, Cl–Cl $= 242$, H–Cl $= 431$.

Bonds broken: one H–H and one Cl–Cl $= 436 + 242 = 678$.

Bonds made: two H–Cl $= 2 \times 431 = 862$.

$$\Delta H = 678 - 862 = -184 \text{ kJ/mol}$$

The answer is negative, so this reaction is exothermic.

العربية
موقد بنزن لهب أزرق
تكسر الروابط وتشكيلها ينقل الطاقة — اللهب يزود بها هنا.

التفاعل يتضمن كسر الروابط في المواد المتفاعلة وتشكيل روابط جديدة في النواتج.

  • كسر الروابط يمتص الطاقة، لذا هو خطوة ماصة للحرارة.
  • تشكيل الروابط يُطلق الطاقة، لذا هو خطوة طاردة للحرارة.

طاقة الرابطة هي الطاقة اللازمة لكسر مول واحد من رابطة معينة. يمكنك استخدام طاقات الروابط لإيجاد تغير الإنثالبي:

$$\Delta H = (\text{energy to break all bonds}) - (\text{energy released making all bonds})$$

إذا طُلت طاقة أكبر عند تشكيل الروابط مما امتُص عند كسرها، يكون التفاعل طارداً للحرارة ($\Delta H$ سالب). وإذا طُلت طاقة أقل، يكون ماصاً للحرارة ($\Delta H$ موجب).

مثال محلول

للتفاعل $\text{H}_2 + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{HCl}$، استخدم طاقات الروابط هذه (بوحدة kJ/mol): H–H $= 436$، Cl–Cl $= 242$، H–Cl $= 431$.

روابط مكسورة: واحدة H–H وإحدى Cl–Cl $= 436 + 242 = 678$.

روابط مُشكَّلة: اثنتان H–Cl $= 2 \times 431 = 862$.

$$\Delta H = 678 - 862 = -184 \text{ kJ/mol}$$

الإجابة سالبة، لذا هذا التفاعل طارد للحرارة.

مخطط مستويات الطاقة للهيدروجين والكلور لتكوين كلوريد الهيدروجين: ارتفاع لكسر الروابط، ثم انخفاض أكبر لتشكيلها، وينتهي أدنى من البداية
كسر الروابط يمتص طاقة ($+678$)؛ وتشكيلها يُطلق أكثر ($-862$)؛ إذن $\Delta H = -184$ kJ/mol
Vocabulary · ⁨مفردات⁩ Train · ⁨تدريب⁩
English العربية
bond energy/bɒnd ˈenədʒi/ طاقة الرابطة
5.1

Exam tips · ⁨نصائح للامتحان⁩

English
  • Exothermic gives out heat, so the surroundings warm up and $\Delta H$ is negative; endothermic takes in heat, so the surroundings cool and $\Delta H$ is positive.
  • Bond breaking takes energy in (endothermic); bond making gives energy out (exothermic). Use $\Delta H = (\text{energy to break bonds}) - (\text{energy released making bonds})$.
  • If more energy is released making bonds than is used breaking them, the reaction is exothermic. Always check the sign of your final answer.
  • On a reaction pathway diagram, an exothermic reaction ends lower than it starts; an endothermic one ends higher. The height of the hill is the activation energy.
العربية
  • الطارِد للحرارة يُطلق الحرارة، فيدفئ المحيط ويكون $\Delta H$ سالباً؛ والماص للحرارة يمتصها، فتبرد المحيط ويكون $\Delta H$ موجباً.
  • كسر الروابط يمتص طاقة (ماص للحرارة)؛ وتشكيل الروابط يُطلق طاقة (طارِد للحرارة). استخدم $\Delta H = (\text{energy to break bonds}) - (\text{energy released making bonds})$.
  • إذا طُلت طاقة أكبر عند تشكيل الروابط مما استُهلك في كسرها، يكون التفاعل طارداً للحرارة. تحقق دائماً من إشارة إجابتك النهائية.
  • في مخطط مسار التفاعل، ينتهي التفاعل الطارد للحرارة أدنى مما بدأ منه؛ والماص ينتهي أعلى. ارتفاع التل هو طاقة التنشيط.

Interactive lessons on this topic · ⁨دروس تفاعلية حول هذا الموضوع⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨ا-working عليه خطوة بخطوة، مع تمارين تحقق فوري.⁩

Past Papers · ⁨أوراق الامتحانات السابقة⁩

More topics in IGCSE Chemistry · ⁨IGCSE الكيمياء⁩ · ⁨المزيد من المواضيع في IGCSE Chemistry · ⁨IGCSE الكيمياء⁩⁩

Log in or create account · ⁨تسجيل الدخول أو إنشاء حساب⁩

IGCSE, A-Level & AP