Классификация химических реакций

Классификация химических реакций по агрегатному состоянию реагирующих веществ (по фазовому составу)

Вещества могут существовать в трех основных агрегатных состояниях — твердом, жидком и газообразном. По фазовому состоянию разделяют реакции гомогенные и гетерогенные.

Гомогенные реакции — это такие реакции, в которых реагирующие вещества и продукты находятся в одной фазе, и столкновение реагирующих частиц происходит во всем объеме реакционной смеси. К гомогенным реакциям относят взаимодействия жидкость-жидкость и газ-газ.

Например, окисление сернистого газа:

2SO2(г) + O2(г) = 2SO3(г)

Гетерогенные реакции — это реакции, в которых реагирующие вещества и продукты находятся в разных фазах. При этом столкновение реагирующих частиц происходит только на границе соприкосновения фаз. К таким реакциям относятся взаимодействия газ-жидкость, газ-твердая фаза, твердая-твердая, и твердая фаза — жидкость.

Например, взаимодействие углекислого газа и гидроксида кальция:

CO2(г) + Ca(OH)2(р-р) = CaCO3(тв) + H2O

Для классификации реакций по фазовому состоянию полезно уметь определять фазовые состояния веществ. Это достаточно легко сделать, используя знания о строении вещества, в частности, о типах кристаллической решетки.

Вещества с ионной, атомной или металлической кристаллической решеткой, как правило твердые при обычных условиях; вещества с молекулярной решеткой, как правило, жидкости или газы при обычных условиях.

Обратите внимание, что при нагревании или охлаждении вещества могут переходить из одного фазового состояния в другое. В таком случае необходимо ориентироваться на условия проведения конкретной реакции и физические свойства вещества

Например, получение синтез-газа происходит при очень высоких температурах, при которых вода — пар:

CH4(г) + H2O(г) = CO(г) + 3H2(г)

Таким образом, паровая конверсия метана — гомогенная реакция.

Цианистый водород

Цианистый калий – сильнейший яд – соль синильной кислоты, также известной как цианистый водород – HCN. Это бесцветная жидкость, но очень летучая (легко переходящая в газообразное состояние). То есть при горении она тоже будет выделяться в атмосферу в виде газа. Синильная кислота очень ядовита, даже небольшая – 0,01 процент – концентрация в воздухе приводит к летальному исходу. Отличительной чертой кислоты является характерный запах горького миндаля. Аппетитно, не правда ли?

Но синильной кислоте присуща одна «изюминка» – отравиться ей можно, не только вдыхая непосредственно органами дыхания, но и через кожу. Так что защититься только противогазом не получится.

Примеры задач

Задача 1

45 г глюкозы (С6Н12О6) подвергли обработке избытком кислорода, в результате чего выделилось 700 кДж энергии. Выясните значение теплового эффекта? Реакция протекала по следующей формуле:

С6Н12О6 (тв) + 6О2(газ) = 6СО2(газ) + 6Н2О(газ) + 700 кДж

Решение:

Найдем химическое количество глюкозы:

n(C6H12O6) = m(C6H12O6) :M(C6H12O6) = 45 г : 180 г/моль = 0,25 моль;

Получается, что при взаимодействии 0,25 моль вещества образуется 700 кДж энергии. Тепловой эффект приравнивают к значению 1 моль. Следовательно, составим пропорцию:

0,25 моль – 700 кДж

1 моль – Q кДж

Q = (1* 700) : 0,25 = 700 : 0,25 = 2800 кДж 

Задача 2

Представлено термохимическое уравнение, в процессе которого выделилось 3330 кДж энергии, образовалось 68 г Al2O3.Рассчитайте какое количества тепла выделилось, уравнение имеет следующий вид:

3Fe3O4 (тв) + 8A(тв)l = 9 Fe(тв) + 4Al2O3(тв) + 3300Дж

Решение:

Найдем химическое количество оксида алюминия(III):

n(Al2O3)= m(Al2O3 : M(Al2O3) = 68 г : 102 г/моль = 0,677 моль;

Исходя из исходного уравнения, для получения 4 моль оксида алюминия(III) расходуется 3330 кДж энергии, для того, чтобы выяснить, сколько выделяется тепла для 68 г, нужно составить пропорцию:

4 моль – 3330 кДж

0,667 моль – Q кДж

Q = (0,667 * 3330) : 4 = 2,221 : 4 = 555 кДж;

Классификация химических реакций по изменению степени окисления элементов, образующих вещества

По изменению степени окисления элементов химические реакции делят на окислительно-восстановительные реакции, и реакции, идущие без изменения степеней окисления химических элементов.

Окислительно-восстановительные реакции (ОВР) — это реакции, в ходе которых степени окисления веществ изменяются. При этом происходит обмен электронами.

В неорганической химии к таким реакциям относятся, как правило, реакции разложения, замещения, соединения, и все реакции, идущие с участием простых веществ. Для уравнивания ОВР используют метод электронного баланса (количество отданных электронов должно быть равно количеству полученных) или метод электронно-ионного баланса.

В органической химии разделяют реакции окисления и восстановления, в зависимости от того, что происходит с органической молекулой.

Реакции окисления в органической химии — это реакции, в ходе которых уменьшается число атомов водорода или увеличивается число атомов кислорода в исходной органической молекуле.

Например, окисление этанола под действием оксида меди:

CH3-CH2-OH + CuO → CH3-CH=O + H2O + Cu

Реакции восстановления в органической химии — это реакции, в ходе которых увеличивается число атомов водорода или уменьшается число атомов кислорода в органической молекуле.

Например, восстановление уксусного альдегида водородом:

CH3-CH=O + H2 → CH3-CH2-OH

Протолитические реакции и реакции обмена — это такие реакции, в ходе которые степени окисления атомов не изменяются.

Например, нейтрализация едкого натра азотной кислотой:

NaOH + HNO3 = H2O + NaNO3

Презентация на тему: » Горение и окисление Учитель: Какурин А.М. 14.11.2011.» — Транскрипт:

1

Горение и окисление Учитель: Какурин А.М

2

Задачи: Задачи: Закрепить понятие о смесях, физических и химических явлениях; Закрепить понятие о смесях, физических и химических явлениях; Познакомить учащихся с процессом горения, разными видами топлива; Познакомить учащихся с процессом горения, разными видами топлива; Рассмотреть процессы дыхания и окисления; Рассмотреть процессы дыхания и окисления; Продолжить формирование умения устанавливать взаимосвязь между живой и неживой природой. Продолжить формирование умения устанавливать взаимосвязь между живой и неживой природой.

3

Какие явления называются физическими? Приведите примеры. Какие явления называются химическими? Приведите примеры. Выпишите отдельно физические и химические явления: Кипение воды, плавление олова, ржавление железа, замерзание воды, свечение лампочки, обжиг глины, гниение листьев, сплющивание проволоки, горение дров.

4

Горение Почему в первом случае свеча погасла быстрее? Почему третья свеча догорела до конца? Какой газ участвует в горении? Что выделяется в процессе горения?

5

Горение – это химическая реакция, при которой происходит окисление веществ, выделяется тепло и свет. Воздух – это смесь газов. Одно из свойств воздуха – участвует в горении. Воздух Азот 78% Кислород 21% Аргон 1% Углекислый Газ 0,04%

6

Строение пламени свечи Внешнее менее яркое пламя – самая высокая температура Среднее яркое пламя – средняя температура Нижнее темное пламя – самая низкая температура

7

Как можно прекратить горение? Прекратить доступ воздуха к горящему телу, понизить температуру. Водой можно погасить древесину и уголь. Она охлаждает горящие вещества и преграждает доступ к ним воздуха.

8

Какие вещества нельзя гасить водой? Которые легче воды и горят на ее поверхности. К ним относятся: нефть, бензин, керосин. Чем гасят такие вещества? Их гасят песком или углекислым газом из огнетушителя.

9

Горючие материалы, сжигаемые для использования выделяющейся теплоты, называют топливом. Топливо Твердое Газообразное Жидкое Торф Каменный уголь Бензин Керосин Мазут Природные горючие газы

10

Топливо

11

Окисление Взаимодействие веществ с кислородом называется реакцией окисления. Гниение растительных и животных остатков Появление ржавчины на металлических изделиях

12

Дыхание Окисление, происходящее в живых организмах и сопровождающееся выделением энергии, называется дыханием. Поступление в организм кислорода и выделение из организма углекислого газа называется дыханием. Живые организмы дышат кислородом, а выдыхают углекислый газ. Почему содержание кислорода в атмосфере не уменьшается?

13

Фотосинтез Фотосинтез – это процесс образования органических веществ и кислорода из углекислого газа и воды, протекающий в хлоропластах на свету. Хлоропласты (от греческих слов «хлороз» — зеленый и «платон» — вылепленный) – органоиды растительной клетки, в которых осуществляется процесс фотосинтеза.

14

Что такое горение? Какой газ участвует в горении? Как можно прекратить горение? Какие вещества нельзя гасить водой? Что такое окисление? Приведите примеры. Что такое дыхание? Почему содержание кислорода в атмосфере не уменьшается? Что такое фотосинтез? Как зависит содержание кислорода в атмосфере от количества растений?

15

Домашнее задание: §14 и §15 + конспект, РТ: 48, 49, 52, 53.

Реакции замещения

Реакции замещения у ароматических углеводородов протекают по ионному механизму (электрофильное замещение). При этом атом водорода замещается на другую группу (галоген, нитро, алкил и др.).

2.1. Галогенирование

Бензол и его гомологи вступают в реакции замещения с галогенами (хлор, бром) в присутствии катализаторов (AlCl3, FeBr3).

При взаимодействии с хлором на катализаторе AlCl3 образуется хлорбензол:

Ароматические углеводороды взаимодействуют с бромом при нагревании и в присутствии катализатора – FeBr3 . Также в качестве катализатора можно использовать металлическое железо.

Бром реагирует с железом с образованием бромида железа (III), который катализирует процесс бромирования бензола:

Гомологи бензола содержат алкильные заместители, которые обладают электронодонорным эффектом: из-за того, что электроотрицательность водорода меньше, чем углерода, электронная плотность связи С-Н смещена к углероду.

На нём возникает избыток электронной плотности, который далее передается на бензольное кольцо.

Поэтому гомологи бензола легче вступают в реакции замещения в бензольном кольце. При этом гомологи бензола вступают в реакции замещения преимущественно в орто— и пара-положения
Например, при взаимодействии толуола с хлором  образуется смесь продуктов, которая преимущественно состоит из орто-хлортолуола и пара-хлортолуола

Мета-хлортолуол образуется в незначительном количестве.

При взаимодействии гомологов бензола с галогенами на свету или при высокой температуре (300оС) происходит замещение водорода не в бензольном кольце, а в боковом углеводородном радикале.

Если у гомолога бензола боковая цепь содержит несколько атомов углерода – замещение происходит у атома, ближайшему к бензольному кольцу («альфа-положение»).

Например, при хлорировании этилбензола:

2.2. Нитрование

 Бензол реагирует с концентрированной азотной кислотой в присутствии концентрированной серной кислоты (нитрующая смесь).

При этом образуется нитробензол:

Серная кислота способствует образованию электрофила NO2+:

Толуол реагирует с концентрированной азотной кислотой в присутствии концентрированной серной кислоты.

В продуктах реакции мы указываем либо о-нитротолуол:

либо п-нитротолуол:

Нитрование толуола может протекать и с замещением трех атомов водорода. При этом образуется 2,4,6-тринитротолуол (тротил, тол):

2.3. Алкилирование ароматических углеводородов

Арены взаимодействуют с галогеналканами в присутствии катализаторов (AlCl3, FeBr3 и др.) с образованием гомологов бензола.

Например, бензол реагирует с хлорэтаном с образованием этилбензола

Ароматические углеводороды взаимодействуют с алкенами в присутствии хлорида алюминия, бромида железа (III), фосфорной кислоты и др.

Например, бензол реагирует с этиленом с образованием этилбензола

Например, бензол реагирует с пропиленом с образованием изопропилбензола (кумола)

Алкилирование спиртами протекает в присутствии концентрированной серной кислоты.

Например, бензол реагирует с этанолом с образованием этилбензола и воды

2.4. Сульфирование ароматических углеводородов

Бензол реагирует при нагревании с концентрированной серной кислотой или раствором SO3 в серной кислоте (олеум) с образованием бензолсульфокислоты:

примеров

Ниже приведены некоторые примеры экзотермических реакций, которые вызывают изменение энтальпии, которое имеет отрицательное значение из-за того, что они выделяют энергию, как упомянуто выше..

Например, сгорание пропана является спонтанной экзотермической реакцией:

С3H8(г) +502(г) → 3CO2(г) + 4Н2O (l)

Другой случай экзотермического поведения показан реакцией нейтрализации между карбонатом натрия и соляной кислотой:

NaHCO3(ac) + HCl (ac) → NaCl (ac) + H2O (l) + CO2(G)

Представлено также окисление этанола в уксусную кислоту, используемое в алкотестерах, полная реакция которых показана в следующем уравнении:

3CH3СН2ОН + 2К2Cr2О7 + 8H2SW4 → CH3COOH + 2Cr (ТАК4)3 + 2K2SW4 + 11H2О

Другим классом экзотермической реакции является так называемая термитная реакция, в которой алюминий объединяется с оксидом металла, как показано ниже:

2Al (s) + Faith2О3(ы) → Al2О3(s) + Fe (л)

В дополнение к объясненным выше примерам существует множество различных реакций, которые также считаются экзотермическими, такие как разложение определенных органических отходов для компостирования..

Это также подчеркивает окисление люциферинового пигмента под действием фермента люциферазы, чтобы произвести биолюминесценцию, характерную для светлячков, и даже дыхание, среди многих других реакций.

Реакции присоединения

Тройная связь состоит из σ-связи и двух π-связей. Сравним характеристики одинарной связи С–С, тройной связи С≡С и связи С–Н:

Энергия связи, кДж/моль Длина связи, нм
С–С 348 0,154
С≡С 814 0,120
С–Н 435 0,107

Таким образом, тройная связь С≡С короче, чем одинарная связь С–С, поэтому π-электроны тройной связи прочнее удерживаются ядрами атомов углерода и обладают меньшей поляризуемостью и подвижностью. Реакции присоединения по тройной связи к алкинам протекают сложнее, чем реакции присоединения по двойной связи к алкенам.

Для алкинов характерны реакции присоединения по тройной связи С≡С с разрывом π-связей. 

1.1. Гидрирование

Гидрирование алкинов протекает в присутствии катализаторов (Ni, Pt) с образованием алкенов, а затем сразу алканов.

Например, при гидрировании бутина-2 в присутствии никеля образуется сначала бутен-2, а затем бутан.

При использовании менее активного катализатора (Pd, СaCO3, Pb(CH3COO)2) гидрирование останавливается на этапе образования алкенов.

Например, при гидрировании бутина-1 в присутствии палладия преимущественно образуется бутен-1.

1.2. Галогенирование алкинов

Присоединение галогенов к алкинам происходит даже при комнатной температуре в растворе (растворители — вода, CCl4).

При взаимодействии с алкинами  красно-бурый раствор брома в воде (бромная вода) обесцвечивается. Это качественная реакция на тройную связь.
Например, при бромировании пропина сначала образуется 1,2-дибромпропен, а затем — 1,1,2,2-тетрабромпропан.

Аналогично алкины реагируют с хлором, но обесцвечивания хлорной воды при этом не происходит, потому что хлорная вода и так бесцветная)

Реакции протекают в присутствии полярных растворителей по ионному (электрофильному) механизму.

1.3. Гидрогалогенирование алкинов

Алкины присоединяют галогеноводороды. Реакция протекает по механизму электрофильного присоединения с образованием галогенопроизводного алкена или дигалогеналкана.

Например, при взаимодействии ацетилена с хлороводородом образуется хлорэтен, а затем 1,1-дихлорэтан.

При присоединении галогеноводородов и других полярных молекул к симметричным алкинам образуется, как правило, один продукт реакции, где оба галогена находятся у одного атома С.

При присоединении полярных молекул к несимметричным алкинам образуется смесь изомеров. При этом выполняется правило Марковникова.

Правило Марковникова: при присоединении полярных молекул типа НХ к несимметричным алкинам водород преимущественно присоединяется к наиболее гидрогенизированному атому углерода при двойной связи.
Например, при присоединении хлороводорода HCl к пропину преимущественно образуется 2-хлорпропен.

1.4. Гидратация алкинов

Гидратация (присоединение воды) алкинов протекает в присутствии кислоты и катализатора (соли ртути II). 

Сначала образуется неустойчивый алкеновый спирт, который затем изомеризуется в альдегид или кетон.

Например, при взаимодействии ацетилена с водой в присутствии сульфата ртути образуется уксусный альдегид.

Гидратация алкинов  протекает по ионному (электрофильному) механизму.

Для несимметричных алкенов присоединение воды преимущественно по правилу Марковникова. 

Например, при гидратации пропина  образуется  пропанон (ацентон).

1.5. Димеризация, тримеризация и полимеризация

Присоединение одной молекулы ацетилена к другой (димеризация) протекает под действием аммиачного раствора хлорида меди (I). При этом образуется винилацетилен:

Тримеризация ацетилена (присоединение трех молекул друг к другу) протекает под действием температуры, давления и в присутствии активированного угля с образованием бензола (реакция Зелинского):

Алкины также вступают в реакции полимеризации — процесс многократного соединения молекул низкомолекулярного вещества (мономера) друг с другом с образованием высокомолекулярного вещества (полимера).

nM → Mn   (M – это молекула мономера)

Например, при полимеризации ацетилена образуется полимер линейного или циклического строения.

… –CH=CH–CH=CH–CH=CH–…

Каковы реакции окисления этанола

Реакции окисления этанола являются химическими реакциями, которые происходят, когда этанол окисляется окислителями. Окисление этанола производит альдегид под названием Ethanal в качестве первого продукта. Это может подвергнуться дальнейшему окислению, чтобы сформировать форму карбоновой кислоты, которая известна как Этановая кислота.

Рисунок 2: Окисление этанола

Однако окисление этанола также может происходить в присутствии катализатора. Этот катализатор используется для уменьшения энергии активации реакции окисления. Если энергия активации высока, реакция не будет инициирована. Окисление может происходить в две фазы:

  • Полное окисление
  • Неполное окисление

Полное окисление этанола образует этановую кислоту в качестве конечного продукта. Неполное окисление этанола приводит к образованию этанала в качестве конечного продукта. Оба окисления произведут молекулы воды (H2О) как побочные продукты.

Полное окисление этанола

Этанол + Кислород → Этанал + Вода → Этановая кислота + Вода

СН3СН2ОЙ(Л) + → CH3CHO(Л) + H2О(Л) → CH3COOH(Л) + H2О(Л)      

Полное окисление этанола приводит к этановой кислоте в конце реакции. Но при окислении этанола сначала образуется этанал, а затем этанал далее окисляется в этановую кислоту.

Неполное окисление этанола

Этанол + Кислород → Этанал + Вода

СН3СН2ОЙ(Л) + → CH3CHO(Л) + H2О(Л)

В приведенном выше уравнении обозначает атомарный кислород, который поступает из окислителя. В качестве примера, давайте рассмотрим дихромат натрия (Na2Cr2О7) был использован в качестве окислителя наряду с серной кислотой (H2ТАК4).

СН3СН2ОЙ(Л) + На2Cr2О7 (водный раствор) + H2ТАК4 (водно) → CH3CHO(Л) + 2NaCrO4 (водно) + 2H2О(Л)

Окисление этанола требует либо катализатора, либо окислителя для завершения реакции. Однако окисление этанола не производит тепло или свет в виде энергетических форм. Еще один способ окисления этанола — через катализаторы. Серебряный катализатор является таким катализатором. Этанол может быть окислен, пропуская смесь паров этанола и воздуха над серебряным катализатором при 500оC. Это приводит к этаналу в качестве продукта вместе с водой (H2О).

Что такое удельная теплота сгорания

Мы уже знаем, что при горении выделяется теплота (тепловая энергия).

Количество теплоты, которое мы получим при сгорании, будет отличаться для разных видов топлива. Одно топливо будет выделять больше энергии, другое – меньше.

Чтобы сравнивать горючие вещества между собой, удобно сжигать 1 килограмм топлива и измерять выделяемое количество теплоты.

Примечание: Не путайте теплоту и температуру. Теплота – это тепловая энергия. Любую энергию измеряют в Джоулях. А температуру измеряют в градусах.

\(\large q \left( \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}\right)\) – удельная теплота сгорания.

Примечание: Удельная теплота сгорания —  это тепловая энергия, которая выделяется при полном сгорании 1 кг. топлива. Ранее мы уже сталкивались с (ссылка).

Удельную теплоту сгорания некоторых веществ можно найти в справочнике физики.

Объем

Теперь поговорим про те вещи, про которые нельзя забывать, говоря о продуктах, выбрасываемых при сгорании.

Объем продуктов горения – важная и очень полезная информация, которая, например, поможет определить уровень опасности сгорания того или иного вещества. То есть, зная объем продуктов, можно определить количество вредных соединений, входящих в состав выделившихся газов (как вы помните, большинство продуктов – газы).

Чтобы рассчитать искомый объем, в первую очередь нужно знать, был ли избыток или недостаток окислителя. Если, допустим, кислород содержался в избытке, то вся работа сводится к тому, чтобы составить все уравнения реакции. Следует помнить, что топливо, в большинстве случаев, содержит примеси. После высчитывается по закону сохранения массы количество вещества всех продуктов горения и, учитывая температуру и давление, по формуле Менделеева-Клапейрона, находится сам объем. Конечно, для ничего не смыслящего в химии человека все выше перечисленное выглядит страшно, но на самом деле ничего трудного нет, надо только разобраться. Подробнее на этом останавливаться не стоит, так как статья не об этом. При недостатке кислорода увеличивается сложность расчета – меняются уравнения реакций и сами продукты горения. Кроме того, сейчас используются более сокращенные формулы, но для начала лучше считать представленным способом (если это требуется), чтобы понять смысл вычислений.

Взаимодействие кислорода с простыми веществами

Кислороду присуща высокая химическая активность. Многие вещества реагируют с кислородом при комнатной температуре. Так, например, свежий срез яблока довольно быстро приобретает бурую окраску, это происходит вследствие химических реакций между органическими веществами, содержащимися в яблоке, и кислородом, содержащимся в воздухе. С простыми веществами кислород, как правило, реагирует при нагревании. В металлическую ложечку для сжигания веществ поместим уголек, нагреем его в пламени спиртовки докрасна и опустим в сосуд с кислородом. Наблюдаем яркое горение уголька в кислороде. Уголь – простое вещество, образованное элементом углеродом. В реакции кислорода с углеродом образуется углекислый газ:

Стоит отметить, что многие химические вещества имеют тривиальные названия. Углекислый газ – это тривиальное название вещества. Тривиальные названия веществ используются в повседневной жизни, многие из них имеют давнее происхождение. Например, пищевая сода, бертолетова соль. Однако у каждого химического вещества есть и систематическое химическое название, составление которого регламентируется международными правилами – систематической химической номенклатурой.

Так, углекислый газ имеет систематическое название оксид углерода (IV).

Углекислый газ является сложным веществом, бинарным соединением, в состав которого входит кислород. Поместим в ложечку для сжигания веществ серу и нагреем. Сера плавится, затем загорается. На воздухе сера горит бледным, почти незаметным, синим пламенем. Внесем серу в сосуд с кислородом – сера горит ярким синим пламенем. В реакции серы с кислородом образуется сернистый газ:

Сернистый газ, как и углекислый газ, относится к группе оксидов. Это оксид серы (IV) – бесцветный газ с резким едким запахом. Теперь внесем в сосуд с кислородом подожженный красный фосфор. Фосфор горит ярким, ослепительным пламенем. Сосуд заполняется белым дымом. Белый дым – это продукт реакции, мелкие твердые частицы оксида фосфора (V):

В кислороде способны гореть не только неметаллы. Металлы также энергично взаимодействуют с кислородом. Например, магний горит в кислороде и на воздухе ослепительным белым пламенем. Продукт реакции – оксид магния:

Попробуем сжечь в кислороде железо. Раскалим в пламени спиртовки стальную проволоку и быстро опустим в сосуд с кислородом. Железо горит в кислороде с образованием множества искр. Вещество, полученное в результате реакции, называют железной окалиной:

Снопы искр, образующихся при горении бенгальского огня, объясняются сгоранием порошка железа, входящего в состав этих пиротехнических изделий. После рассмотренных реакций можно сделать важные выводы: кислород реагирует как с металлами, так и неметаллами; часто эти реакции сопровождаются горением веществ. Продуктами реакций кислорода с простыми веществами являются оксиды

Обратите внимание, что при взаимодействии кислорода с простыми веществами – металлами и неметаллами образуются сложные вещества – оксиды. Такой тип химических реакций называют реакциями соединения

Реакция соединения – реакция, в результате которой из двух или нескольких менее сложных по строению веществ, образуются более сложные по строению вещества

Как связаны количество теплоты и удельная теплота сгорания — формула

Мы можем посчитать количество теплоты, выделенной при сгорании, когда нам известны:

  • удельная теплота сгорания топлива и
  • количество килограммов вещества.

Для расчетов используем формулу:

\

\(\large Q \left( \text{Дж} \right) \) – количество теплоты, т. е. общая тепловая энергия;

\(\large q \left( \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} \right) \) – удельная теплота сгорания;

\(\large m \left( \text{кг} \right) \) – масса вещества;

Примечание: Если умножить удельную теплоту сгорания \(\large q \) на количество килограммов m сгоревшего вещества, то можно вычислить общее количество теплоты \(\large Q \), выделившейся при сгорании топлива.

Добавить ваш

Охрана атмосферы

В результате деятельности человека происходит загрязнение атмосферы самыми различными веществами, многие из которых ядовиты для человека, животных и растений. Изменение состава атмосферы приводит к ослаблению здоровья населения, снижению продолжительности жизни, распространению болезней. Это особенно заметно в больших городах, где атмосфера загрязняется газовыми выбросами промышленных предприятий и автомобильного транспорта.

В состав почти всех известных традиционных видов топлива входят вещества, при сгорании которых образуются не только СО2 и Н2О. При неполном сгорании топлива может образовываться весьма ядовитый угарный газ (СО). Также очень неблагоприятны для человека продукты сгорания соединений, содержащих атомы серы и азота, которыми являются оксиды серы (SO2) и азота (NO, NO2).

Для улучшения качества бензина в него добавляют соединения свинца. При сгорании такого бензина в окружающую среду выбрасывается большое количество ядовитых для человека веществ, содержащих свинец.

На сжигание различных видов топлива потребляется огромное количество кислорода. Так, в течение 1 ч. полета реактивный самолет (рис. 91) потребляет количество кислорода, вырабатываемое лесом площадью 1 га. за месяц.

Смог (рис. 92) — это туман, смешанный с пылью и сажей и содержащий продукты взаимодействия оксидов серы и азота с водой.

Кислотные дожди. Дождевая вода более кислая, чем обычная, так как в ней содержатся вещества, называемые кислотами. Они образуются при взаимодействии оксидов серы и азота с парами воды.

Парниковый эффект (рис. 93) возникает в результате повышения температуры воздуха за счет накопления в атмосфере некоторых газов, называемых парниковыми. Основным парниковым газом является углекислый газ. В результате парникового эффекта повышается температура воздуха в нижних слоях атмосферы, происходит изменение климата, возможны таяния ледников, наводнения.

Поскольку атмосфера у всех народов Земли общая, разные государства предпринимают совместные меры по ее защите от вредных выбросов. Для этого на заводах устанавливаются очистительные установки, совершенствуются системы очистки выхлопных газов автотранспорта, разрабатываются новые экологически чистые производства и виды транспорта.

Уменьшить влияние химических веществ на природу, здоровье людей возможно, только сделав самые тщательные исследования источников и состава ядовитых соединений. Химия как наука позволяет человеку найти пути решения указанных выше проблем охраны атмосферы.

Краткие выводы урока:

  1. Окисление — химическая реакция, в результате которой атомы кислорода присоединяются к атомам других элементов.
  2. Топливо — это вещество, которое горит с выделением тепловой энергии.
  3. Основными видами топлива являются каменные и бурые угли, торф, древесина, нефть и природный газ.
  4. Сжигание различных видов топлива приводит к таким неблагоприятным последствиям, как смог, кислотные дожди и парниковый эффект.

Надеюсь урок 20 «Окислительные процессы» был понятным и познавательным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии. Если вопросов нет, то переходите к следующему уроку.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий