Калориметрия и химическая энергия
Введено| English | Значение |
|---|---|
| enthalpy change/enˈθælpi tʃeɪndʒ/ | изменение энтальпии |
| exothermic/eɡzəˈðɜːmɪk/ | экзотермический |
Что могло бы объяснить это наблюдение?
- Чашка нагревается при реакции двух растворов. Повышение температуры измеряет энергию, переданную окружающей среде; оно напрямую не равно изменению энтальпии.
- Начните с гипотезы. Укажите величины или признаки, которые вы будете сравнивать, затем определите, какие доказательства могут различить два объяснения.
Построение модели
- Экзотермические реакции передают энергию окружающей среде. Энотермические реакции поглощают энергию из окружающей среды. Разрыв связей требует энергии; образование связей выделяет энергию.
- экзотермический: Передача энергии во внешнюю среду; энтальпия: Тепловой эффект при постоянном давлении для данного процесса.
Какой процесс требует затрат энергии?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Разрыв связи всегда требует затрат энергии для разделения атомов; образование связи выделяет энергию. Реакция является экзотермической в целом только тогда, когда энергия, выделяющаяся при образовании связей, превышает энергию, затраченную на разрыв связей.
Сопоставьте каждый технический термин с его точным определением.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Используйте определения для различения смежных величин и процессов.
Выберите доказательства для проверки
- Используйте формулу: переданная энергия = масса × удельная теплоёмкость × изменение температуры. Преобразуйте джоули в килоджоули перед делением на количество вещества в реакции. Экзотермическое мольное изменение энтальпии имеет отрицательный знак.
- Используйте теплоизоляцию и крышку, последовательно измеряйте начальные температуры, перемешивайте и записывайте серию «температура-время». Оценивайте температуру реакции с помощью соответствующей экстраполяции, вместо того чтобы игнорировать охлаждение во время измерений.
Какие две привычки делают расследование или модель в данном случае более обоснованными?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Указание условий и допущений позволяет другим точно воспроизвести работу, а фиксация подтверждающих данных даёт возможность проверить вывод. Сокрытие противоречащих результатов устраняет доказательства, способные оспорить ошибочный вывод, а одно измерение никогда не может обосновать более широкий claim.
Работайте с известными величинами
- Укажите известные значения и их единицы измерения. Выберите соотношение, предположения которого подходят к данному случаю, затем преобразуйте формулу перед подстановкой.
- Известно: 100 г раствора нагревается на 5.0 °C; удельная теплоёмкость составляет 4.18 Дж на грамм на градус. q = mcΔT. q = 100 × 4.18 × 5.0 = 2,090 Дж = 2.09 кДж. Если реагирует 0.050 моль, то ΔH = -q/n = -2.09/0.050 = -41.8 кДж на моль.
50 г воды нагреваются на 4 °C. Используйте c = 4.2 Дж на грамм на градус для нахождения q. Используйте ту же последовательность: известные величины → модель → соотношение → подстановка → единицы измерения и интерпретация.
Масса 50 г воды нагревается на 4 °C. Используйте c = 4.2 Дж/(г·°C) для нахождения q.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Результат: 840 Дж. Дано: 50 г воды; повышение температуры на 4 °C; c = 4.2 Дж на грамм на градус. Используйте q = mc × изменение температуры. q = 50 × 4.2 × 4 = 840 Дж. Это энергия, полученная водой; потери тепла означают, что реакция выделила как минимум столько энергии.
Проверьте вывод и его ограничения
- Потери тепла обычно снижают наблюдаемое повышение температуры. Раствор, получающий тепло, и реакция, теряющая тепло, имеют противоположные знаки.
- Вернитесь к первоначальному наблюдению. Объясните, что подтверждает результат, при каких условиях он верен и каким образом можно проверить конкурирующее объяснение.
Разрыв химической связи выделяет энергию. Это утверждение неверно: Разрыв связи является эндотермическим процессом — он требует затрат энергии. Образование связи выделяет энергию. Путаница между этими процессами меняет знак в каждом энергетическом расчете.
Калориметрия и химическая энергия: Используйте формулу переданной энергии = масса × удельная теплоёмкость × изменение температуры. Переведите джоули в килоджоули перед делением на количество прореагировавшего вещества. Экзотермическая молярная энтальпия имеет отрицательный знак.
Разрыв химической связи выделяет энергию.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Разрыв связи — эндотермический процесс, требующий энергии. Образование связи выделяет энергию. Путаница между ними меняет знак каждого расчёта энергии.
Передача энергии в окружающую среду: запишите технический термин.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
экзотермический означает передачу энергии окружающей среде.