Skip to content · ⁨דלג לתוכן⁩

Chemical energetics · ⁨אנרגטיקה כימית⁩

IGCSE Chemistry · ⁨כימיה IGCSE⁩ · Topic 5 · ⁨נושא 5⁩

Video lesson for this topic · ⁨שיעור וידאו לנושא זה⁩ Open the video page · ⁨פתח את עמוד הוידאו⁩
5:51

אנרגטיקה

שביר מקל זוהר, והוא מדליק. החזק כרית חום, והיא מתחממת. פתח חבילת קור מיידית, והיא הופכת לקפואה. בכל מקרה, תגובה כימית היא…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨קריאת קול באנגלית · תרגום אנגלי + סינית שרוף בתוך הסרטון⁩

5.1

Exothermic and endothermic reactions · ⁨תגובות אקסותרמיות ואנדותרמיות⁩

Syllabus · ⁨סיילבוס⁩
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
עברית
ליבה תוספת
1 לציין שתגובה אקסותרמית מעבירה אנרגיה תרמית לסביבה מה שמובילה לעלייה בטמפרטורה של הסביבה 4 לציין שהעברת אנרגיה תרמית במהלך תגובה מכונה שינוי אנתלפיה, $\Delta H$, של התגובה. $\Delta H$ שלילי לתגובות אקסותרמיות וחיוני לתגובות אנדותרמיות
2 לציין שתגובה אנדותרמית סופסת אנרגיה תרמית מהסביבה מה שמובילה לירידה בטמפרטורה של הסביבה
5 הגדרת אנרגיית השפעול, $E_a$, כאנרגיה מינימלית שחלקיקים הנפגשים חייבים להיות בעליה כדי להגיב
3 פרשן דיאגרמות מסלול תגובה המראות תגובות אקסותרמיות ואנדותרמיות 6 ציור ותיווך דיאגרמות מסלול תגובה לתגובות אקסותרמיות ואנדותרמיות באמצעות מידע הנתון, כולל: (א) תגובים (ב) מוצרים (ג) שינוי אנתלפיה של התגובה, $\Delta H$ (ד) אנרגיית השפעול, $E_a$
7 לציין שבירור קשרים היא תהליך אנדותרמי וביצירת קשרים היא תהליך אקסותרמי ולהסביר את שינוי האנתלפיה של תגובה בתוך הקשר לבירור ויצירת קשרים
8 חישוב שינוי האנתלפיה של תגובה באמצעות אנרגיות קשר

Source: Cambridge International syllabus · ⁨מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'⁩

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).

עברית
פרופיל תגובה: שינוי אנרגיה אקסותרמי
מדורה בוערת עצים
שריפת עצים היא תגובה אקסותרמית, המשחררת חום לסביבה.

בכל תגובה כימית, מועברת אנרגיה. התגובה היא או אקסותרמית או אנדותרמית, בהתאם לכיוון זרימת האנרגיה.

  • תגובה אקסותרמית משחררת אנרגיה תרמית לסביבה. לכן הטמפרטורה של הסביבה עולה.
  • תגובה אנדותרמית סופגת אנרגיה תרמית מהסביבה. לכן הטמפרטורה של הסביבה יורדת.

דוגמאות לתגובות אקסותרמיות הן בעירה (שריפת דלק) וניטרול (תגובה של חומצה עם בסיס). דוגמה לתגובה אנדותרמית היא פירוק תרמי של תרכובת (שבירת קשרים באמצעות חום).

שני מדחומים: בתגובה אקסותרמית הקריאה עולה, בתגובה אנדותרמית היא יורדת
תגובה אקסותרמית מחממת את הסביבה; תגובה אנדותרמית מקררת אותה
Explore · ⁨חקור⁩

Exothermic & endothermic · ⁨אקסותרמיות ואנדותרמיות⁩

ΔH = products − reactants · ⁨ΔH = מוצרים − תגובים⁩

Exothermic drops to lower-energy products (releases heat); endothermic climbs to higher. · ⁨תגובה אקסותרמית נופלת למוצרים בעלי אנרגיה נמוכה (משחררת חום); תגובה אנדותרמית עולה למוצרים בעלי אנרגיה גבוהה.⁩

Vocabulary · ⁨מילון מונחים⁩ Train · ⁨אימון⁩
English עברית
exothermic reaction/eɡzəˈðɜːmɪk rɪˈækʃn/ תגובה אקסותרמית
thermal energy/ˈθɜːml ˈenədʒi/ אנרגיה תרמית
surroundings/səˈraʊndɪŋz/ סביבה
endothermic reaction/ˌendəʊˈθɜːmɪk rɪˈækʃn/ תגובה אנדותרמית
combustion/kəmˈbʌstʃn/ בעירה
neutralisation/ˌnjuːtrəlaɪˈzeɪʃn/ ניטרול
decomposition/ˌdiːkɒmpəˈzɪʃn/ פירוק
enthalpy change/enˈθælpi tʃeɪndʒ/ שינוי אנטלפיה
activation energy/ˌæktɪˈveɪʃn ˈenədʒi/ אנרגיית השפעול
colliding/kəˈlaɪdɪŋ/ התנגשות
particles/ˈpɑːtɪklz/ חלקיקים
reaction pathway diagram/rɪˈækʃn ˈpæθweɪ ˈdaɪəɡræm/ תרשים מסלול תגובה
reactants/rɪˈæktənts/ מגיבים
products/ˈprɒdʌkts/ מוצרים
bond breaking/bɒnd ˈbreɪkɪŋ/ שבירת קשר
bond making/bɒnd ˈmeɪkɪŋ/ יצירת קשר
5.1

Enthalpy change, ΔH · ⁨שינוי אנתלפיה, 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.
עברית

כמות האנרגיה החוםית המועברת בתגובה נקראת שינוי אנטלפיה. הוא נכתב כ$\Delta H$ ויש לו סימנים אלו:

  • $\Delta H$ הוא שלילי בתגובה אקסותרמית, מכיוון שאנרגיה יוצאת מהחומרים הכימיים.
  • $\Delta H$ הוא חיובי בתגובה אנדותרמית, מכיוון שאנרגיה נספגת.
להבת בנסן מספקת אנרגיה: שינוי אנתלפיה ΔH הוא החום המועבר בלחץ קבוע
להבת בנסן מספקת אנרגיה: שינוי אנתלפיה ΔH הוא החום המועבר בלחץ קבוע
5.1

Activation energy · ⁨אנרגיית השעהמה⁩

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.

עברית

חלקיקים אינם מגיבים בכל פעם שהם נפגשים. אנרגיית ההשעהמה ($E_a$) היא הכמות המינימלית של אנרגיה שחלקיקים המתנגשים חייבים להיות בעליה לפני שהם יכולים להגיב. זה כמו גבעה שחלקיקים צריכים לעבור מעליה לפני שהתגובה תתרחש.

Explore · ⁨חקור⁩

Activation energy · ⁨אנרגיית פעולה⁩

Ea = the energy barrier · ⁨Ea = מחסום האנרגיה⁩

Every reaction must climb the activation-energy barrier before products can form. · ⁨כל תגובה חייבת לעבור מעל מחסום אנרגיית ההשפעלה לפני שהמוצרים ייווצרו.⁩

5.1

Reaction pathway diagrams · ⁨דיאגרמות מסלול תגובה⁩

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.

עברית

תרשים מסלול תגובה מראה כיצד משתנה האנרגיה במהלך תגובה. האנרגיה מופיעה על הציר האנכי, והקדמת התגובה מופיעה על הציר האופקי.

  • הקו מתחיל ברמת האנרגיה של ה-תגובות.
  • הוא עולה מעל 'גבעה' — גובה הגבעה הזה הוא אנרגיית ההפעלה $E_a$.
  • לאחר מכן הוא יורד או עולה לרמת האנרגיה של ה-מוצרים.
  • הפער בין רמת התגובה לרמת המוצר הוא שינוי האנתלפיה $\Delta H$.

בתגובה אקסותרמית, המוצרים נמצאים מתחת לתגובות, ולכן אנרגיה משתחררת ו-$\Delta H$ הוא שלילי.

בתגובה אנדותרמית, המוצרים נמצאים מעל התגובות, ולכן אנרגיה נבלעת ו-$\Delta H$ הוא חיובי.

שני תרשימי מסלול תגובה: אחד אקסותרמי עם מוצרים מתחת לתגובות ואחד אנדותרמי עם מוצרים מעל
תגובות אקסותרמיות נסתיימות נמוכה מהתחלתן ($\Delta H<0$); תגובות אנדותרמיות נסתיימות גבוה יותר ($\Delta H>0$)
Explore · ⁨חקור⁩

Reaction pathway diagrams · ⁨דיאגרמות מסלול תגובה⁩

Drag ΔH and the activation energy. Exothermic releases energy; endothermic takes it in; the hump is the energy barrier. · ⁨גרור את ΔH ואת אנרגיית ההפעלה. אקסותרמי משחרר אנרגיה; אנדותרמי סופג אותה; העלייה היא מחסום האנרגיה.⁩

5.1

Bonds and energy · ⁨קשרים ואנרגיה⁩

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.

עברית
בוער בונזן עם להבה כחולה
שבירת ויצירת קשרים מעבירות אנרגיה — הלהבה מספקת אותה כאן.

תגובה כוללת שבירת הקשרים בתגובות ויצירת קשרים חדשים במוצרים.

  • שבירת קשרים דורשת אנרגיה, ולכן זוהי שלב אנדותרמי.
  • יצירת קשרים משחררת אנרגיה, ולכן זוהי שלב אקסותרמי.

אנרגיית הקשר היא האנרגיה הנדרשת לשבור מול אחד של קשר ספציפי. ניתן להשתמש באנרגיות קשר כדי לחשב את שינוי האנתלפיה:

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

אם משתחררת יותר אנרגיה ביצירת קשרים מאשר נבלעת בשבירת קשרים, התגובה היא אקסותרמית ($\Delta H$ שלילי). אם משתחררת פחות אנרגיה, התגובה היא אנדותרמית ($\Delta H$ חיובי).

דוגמה מפורטת

עבור התגובה $\text{H}_2 + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{HCl}$, השתמשו באנרגיות הקשר הבאות (ביחידות kJ/mol): H–H $= 436$, Cl–Cl $= 242$, H–Cl $= 431$.

קשרים שנשברו: קשר H–H אחד וקשר Cl–Cl אחד $= 436 + 242 = 678$.

קשרים שנוצרו: שני H–Cl $= 2 \times 431 = 862$.

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

התשובה שלילית, ולכן תגובה זו היא אקסותרמית.

תרשים רמות אנרגיה למימן וכלור המגיבים ליצירת כלורמימן: עלייה לשבירת קשרים, ואז ירידה גדולה יותר ליצירת קשרים, מסתיימת מתחת לנקודת ההתחלה
שבירת קשרים דורשת כניסת אנרגיה ($+678$); יצירת קשרים משחררת יותר ($-862$); לכן $\Delta H = -184$ kJ/mol
Vocabulary · ⁨מילון מונחים⁩ Train · ⁨אימון⁩
English עברית
bond energy/bɒnd ˈenədʒi/ אנרגיית קשר
5.1

Exam tips · ⁨טיפים לבחינות⁩

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.
עברית
  • אקסותרמית משחררת חום, סביבת העבודה מתחממת וה-$\Delta H$ הוא שלילי; אנדותרמית בולעת חום, סביבת העבודה מתקררת וה-$\Delta H$ הוא חיובי.
  • שבירת קשרים דורשת כניסת אנרגיה (אנדותרמית); יצירת קשרים משחררת אנרגיה (אקסותרמית). השתמש ב-$\Delta H = (\text{energy to break bonds}) - (\text{energy released making bonds})$.
  • אם משוחרר יותר אנרגיה במהלך יצירת קשרים מאשר נוצרך בשבירתם, התגובה היא אקסותרמית. תמיד בדוק את הסימן בתשובה הסופית שלך.
  • על תרשים מסלול התגובה, תגובה אקסותרמית מסתיימת מתחת לנקודת ההתחלה; תגובה אנדותרמית מסתיימת מעליה. הגובה של הגבעה הוא אנרגיית הפעלה.

Interactive lessons on this topic · ⁨שיעורים אינטראקטיביים בנושא זה⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨לעבור על הדברים צעד אחר צעד, עם תרגילים לבדיקה מיידית.⁩

Past Papers · ⁨מבחני עבר⁩

More topics in IGCSE Chemistry · ⁨כימיה IGCSE⁩ · ⁨נושאים נוספים בIGCSE Chemistry · ⁨כימיה IGCSE⁩⁩

Log in or create account · ⁨היכנס או צור חשבון⁩

IGCSE, A-Level & AP