حساب التغير في المحتوى الحراري - الكيمياء2-2 - ثاني ثانوي

www.icm.edu.sa 2-4 الأهداف تطبق قانون هس لحساب التغير في المحتوى الحراري لتفاعل ما . توضح المقصود بحرارة التكوين القياسية. تحسب التغير في المحتوى الحراري حساب التغير في المحتوى الحراري Calculating Enthalpy Change الفكرة الرئيسة يمكن حساب التغير في المحتوى الحراري للتفاعلات الكيميائية باستعمال قانون هس الربط مع الحياة لعلك قرأت قصة من فصلين أو من جزأين، بحيث يخبر كل جزء ببعض أحداث القصة. عليك أن تقرأ الجزأين معا لتفهم القصة كلها بعض التفاعلات تشبه ذلك؛ إذ يمكن فهمها بشكل أفضل إذا نظرت إليها في مجموع تفاعلين بسيطين أو أكثر. للتفاعل AH on مستعملاً المعادلات الكيميائية الحرارية قانون هس Hess's Law تحسب التغير في المحتوى يكون من المستحيل أحيانًا أو من غير العملي أن تقيس التغير في المحتوى الحراري AH الحراري لتفاعل باستعمال التفاعل باستعمال المسعر. يبين الشكل 11-2 تغير الكربون في صورته المتأصلة (الألماس)، بيانات حرارة التكوين إلى الكربون في صورته المتأصلة (الجرافيت). (جرافيت ) + (ألماس (Cs القياسية. مراجعة المفردات يحدث هذا التفاعل ببطء شديد، مما يجعل من المستحيل أن نقيس التغير في محتواه الحراري. وهناك تفاعلات أخرى تحدث في ظروف يصعب إيجادها في المختبر، كما أن هناك تفاعلات تعطي نواتج غير النواتج المطلوبة منها، فيستعمل الكيميائيون طريقة نظرية لإيجاد AH لمثل التأصل: ظاهرة وجود شكل أو هذه التفاعلات لنفترض أنك تدرس تكوين ثالث أكسيد الكبريت في الجو، فعليك أن تحدد أكثر لعنصر بتراكيب وخصائص مختلفة عند الحالة الفيزيائية نفسها. المفردات الجديدة قانون هس حرارة التكوين القياسية AH للتفاعل. 2S(s) + 302(g) 2SO3(g) AH = ? لسوء الحظ، إن التجارب المختبرية التي تجرى لإنتاج ثالث أكسيد الكبريت لتحديد AH للتفاعل ينتج عنها مخلوط من النواتج ، معظمها يتكون من ثاني أ الكبريت SO. في مثل هذه الحالة يمكنك حساب AH باستعمال قانون هس للجمع الحراري. ينص قانون هس على أن حرارة التفاعل أو التغير في المحتوى الحراري تتوقف على طبيعة المواد الداخلة في التفاعل والمواد الناتجة منه، وليس على الخطوات أو المسار الذي يتم فيه التفاعل. وزارة التعليم Mining fuction 2073-1445 الشكل 11- إن التعبير الذي يقول إن "الألماس يبقى إلى الأبد diamonds are forever" يدل على أن عملية تحويل الألماس إلى جرافيت عملية بطيئة جدا حتى أنه من المستحيل أن تقيس التغير في محتواه الحراري.

تطبيق قانون هس كيف يمكن استعمال قانون هس لحساب التغير في المحتوى الحراري للتفاعل الذي ينتج ثالث أكسيد الكبريت SO؟ 2SO3(g) AH =? 2S (s) + 302(g) الخطوة 1 نحتاج إلى الاطلاع على معادلات كيميائية حرارية معلومة تظهر التغير في المحتوى الحراري للمواد الداخلة والناتجة في التفاعل المطلوب حساب التغير في المحتوى الحراري له. المعادلتان الآتيتان تحتويان على SO3 و O2 و S: → → SO2(g) AH = -297 kJ 2SO2(g) + O2(g) AH = 198 kJ a. S(s) + O2(g) b. 2SO3(g) الخطوة 2 تبين معادلة التفاعل الكلي أن 2mol من الكبريت يتفاعلان، إذن أعد كتابة المعادلة a المولين من الكبريت بضرب معاملات المعادلة في اثنين. ثم ضاعف التغير الحراري AH؛ لأنه عند تفاعل 2mol من الكبريت تتضاعف الحرارة بهذه التغيرات، وتصبح المعادلة a كما يأتي (المعادلة c): 2SO2(g) AH = 2(-297 kJ) = -594 kJ c. 2S (s) + 202(g) الخطوة 3 تبين معادلة التفاعل المطلوب حساب التغير في المحتوى الحراري له أن ثالث أكسيد الكبريت هو ناتج وليس مادة متفاعلة، لذا اعكس المعادلة b. عندما تعكس المعادلة يجب عليك أيضًا أن تغير إشارة AH، فتصبح المعادلة b كما يأتي: d. 2SO2(g) + O2(g) →2SO3(g) AH = -198 kJ الخطوة 4 اجمع المعادلتين c و d لتحصل على المعادلة المطلوبة. 2S(s) + 202(g) → 2SO2(g) AH = -594 kJ 2SO2(g) + O2(g) 2(g) 2SO2(g)+2S()+3020 - +2SO3(g) AH = -198 kJ . 250 2 2(g)+2SO3(g) AH=-792kJ وهكذا تصبح المعادلة الكيميائية الحرارية لاحتراق الكبريت وتكوين ثالث أكسيد الكبريت كما يأتي: 2SO3(g) AH-792 kJ ويرون الشكل 12- تغيرات الطاقة في هذا التفاعل. 2S (s) + 302(g) → 2S(s) + 202(g) وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445 المعادلة C 250 تحضير ثالث أكسيد الكبريت AH=-594kJ الشكل 12- يدل السهم الموجود عن اليسار على إطلاق 594 عند اتحاد S و O2 لتكوين S02 ( المعادلة (c). ثم يتحد SO2 مع 02 لتكوين SO ( المعادلة (d) عند إطلاق 198 (السهم التغير الكلي في المحتوى الحراري الأوسط). إن التغير الكلي في الحرارة (مجموع العمليتين) يمثله السهم الأيمن. أوجد التغير في المحتوى الحراري لتحلل SO3 AH = -792kJ 2SO2(g) + O2(g) المعادلة d AH=-198kJ 2SO3(g) إلى 5 و 02 318

تكون المعادلات الكيميائية الحرارية عادةً موزونة لمول واحد من الناتج. لذا نجد أنه في الكثير من هذه المعادلات استعمال معاملات كسرية، مثلاً تكتب المعادلة الكيميائية الحرارية لتفاعل الكبريت مع الأكسجين الإنتاج مول واحد من ثالث أكسيد الكبريت كما يأتي: SO3(g) AH-396 kJ - S(s) + O2(g) ) ماذا قرأت؟ قارن بين المعادلة أعلاه والمعادلة الكيميائية الحرارية للمواد نفسها على الصفحة السابقة. مثال 5-2 قانون هس: استعمل المعادلتين الكيميائيتين الحراريتين a و b أدناه لإيجاد AH لتحلّل فوق أكسيد الهيدروجين H2O2 | وهو مركب له عدة استعمالات، منها إزالة لون الشعر، وتزويد محركات الصواريخ بالطاقة. تحليل المسألة 2H2O2(1) a. 2H2(g) + O2(g) 2H2O(l) + O2(g) → 2H₂O (1) AH = -572 kJ b. H2(g) + O2(g) → H₂O2(1) AH = -188 kJ لديك معادلتان كيميائيتان وتغير المحتوى الحراري لكل منهما. وهاتان المعادلتان تحتويان على جميع المواد الموجودة في المعادلة المطلوبة. المعطيات المطلوب AH = ? kJ 2H2(g) + O2(g) →2H2O(1) AH = -572 kJ H2O2(1) AH-188 kJ H2(g) + O2(g) حساب المطلوب H2O2 هو مادة متفاعلة اعكس المعادلة ، وغير إشارة AH يلزم mol 2 من H2O2 اضرب المعادلة b بعد عكسها في 2 لتحصل على المعادلة C اضرب 188 في 2 لتحصل على AH للمعادلة C اكتب المعادلة C متضمنة AH H₂O2(aq) → H2(g) + O2(g) AH = 188 kJ AH = 376 kJ c. 2H2O2(aq) →2H2(g) + 202(g) AH = 188 kJ x2 = 376 kJ 2H2(g) + 202(g) - c. 2H2O2(aq) اجمع المعادلة a مع المعادلة c، واحذف كل حدين موجودين على طرفي المعادلة المدمجة اجمع المحتوى الحراري للمعادلتين a و c . | اكتب المعادلة a اكتب المعادلة C اجمع المعادلتين a و c تقويم الإجابة a. 2H2(g) + O2(g) → 2H₂O (1) AH = -572 kJ → 2H2(g) + 202(g) c. 2H2O2(1) 2H2O2(1)→ 2H2O(1) AH = 376 kJ + O2(g) AH = -196 kJ ينتج عن جمع المعادلتين معادلة التفاعل المطلوب حساب التغير في محتواه الحراري. وزارة التعليم Minis19 Education 2023-1445

32. استعمل المعادلتين a و b لإيجاد AH للتفاعل الآتي: 2CO(g) + 2NO(g) → 2CO2(g) + N2(g) a.2CO(g) + O2(g) → 2CO2(g) b.N2(g) + O2(g) → 2NO(g) AH = ? AH = -566.0kJ AH = -180.6 kJ 33. تحفيز إذا كانت قيمة AH للتفاعل الآتي 1789 ، فاستعمل ذلك مع المعادلة a لإيجاد AH للتفاعل b. 4Al(s) + 3MnO2(s) →2Al2O3(s) + 3Mn(s) AH-1789 kJ a.4Al(s) + 302(g) → 2Al2O3(s) b.Mn(s) + O2(g) MnO2(s) AH = -3352kJ AH = ? حرارة التكوين القياسية Standard Enthalpy (Heat) of Formation يمكنك قانون هس من حساب التغير في المحتوى الحراري AH، وذلك بالاعتماد على تفاعلات تم حساب AH لها من قبل من خلال تجارب مختبرية. ولكن عملية حساب وتسجيل قيم AH لكافة التفاعلات الكيميائية المعروفة مهمة صعبة وضخمة. وعوضًا عن ذلك يسجل العلماء ويستعملون التغيرات في المحتوى الحراري فقط لنوع واحد من التفاعل، وهو التفاعل الذي يتكون فيه المركب من عناصره في حالاتها القياسية عند ضغط جوي واحد (latm) ودرجة حرارة 25 (298). فالحديد مثلاً صلب، والزئبق سائل الشكل 133- يتحد ثالث أكسيد الكبريت والأكسجين غاز ثنائي الذرة في الحالة القياسية. مع الماء في الجو مكونا حمض الكبريتيك ويسمى AH لهذا التفاعل المحتوى الحراري، أو حرارة التكوين القياسية H2SO4، وهو حمض قوي يصل إلى الأرض للمركب. ويعرف المحتوى الحراري أو حرارة التكوين القياسية AH بأنها على شكل مطر حمضي فيدمر الأشجار التغير في المحتوى الحراري الذي يرافق تكوين مول واحد من المركب في الظروف القياسية من عناصره في حالاتها القياسية. والممتلكات ببطء. ويعد تفاعل تكوّن ثالث أكس قياسية. ت 50 مثالاً على تفاعل حرارة تكوين S(s) + O2(g) → SO3(g) AH = -396 kJ ينتج عن هذا التفاعل ثالث أكسيد الكبريت SO، وهو غاز خانق يتسبب في إنتاج المطر الحمضي عندما يختلط بالرطوبة الموجودة في الجعره والشكل 2013 يبين النتائج المدمرة للمطر الحمضي. وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445 320

ما مصدر حرارة التكوين ؟ إن حرارة التكوين القياسية تعتمد على الفرضية الآتية: العناصر في حالاتها القياسية يكون لها AH تساوي mol/ 0.0. فإذا أخذنا الصفر نقطة بداية أمكننا أن ننظم تدريجا قيم حرارة التكوين للمركبات، والتي تم إيجادها عمليا. يمكنك التفكير في الصفر على هذا التدريج بما يشبه الصفر المئوي 0.0C الذي حُدد درجة لتجمد الماء. وهكذا كل مادة أدفاً من الماء المتجمد تكون درجة حرارتها أعلى من الصفر. وكل المواد التي تكون أبرد من الماء المتجمد يكون لها درجة حرارة أقل من الصفر. إيجاد حرارة التكوين بالتجارب المختبرية تم قياس حرارة تكوّن كثير من المركبات في المختبر ومنها على سبيل المثال تفاعل تكوين مول واحد من ثاني أكسيد النيتروجين الموضح بالمعادلة : N2(g) + O2(g) NO2(g) AH = +33.2 kJ النيتروجين والأكسجين في الحالة القياسية غازان ثنائيا الذرة، لذا -NO2(g) حرارة التكوين القياسية +33.2 AH NO -N2(g). O2(g). S(s) -SO(g) AH;SO AH; (kJ/mol) تكون حرارة التكوين لكل منهما صفرًا. وعند تفاعل النيتروجين الشكل 1432-22 H للعناصر N2 و O2 وS مع الأكسجين لتكوين مول واحد من ثاني أكسيد النيتروجين وجد تساوي (0.01) . عندما يتفاعل N2 مع 02 لتكوين عمليا أن AH يساوي 33.2 مول واحد من NO2 يتم امتصاص 33.2kJ من الطاقة. وهذا يعني أن 33.2 من الطاقة قد امتصــــــت في هذا التفاعل الماص للحرارة أي أن المحتوى الحراري للناتج NO لذا فإن أAH لـ 2 NO تساوي 33.2kJ/mol. أعلى من المحتوى الحراري للمتفاعلات بمقدار 33.2. أما عند تفاعل S مع 02 لتكوين مول واحد من S03 يبين الشكل - أنه على تدريج حرارة التكوين القياسية يوضع فينطلق 396 من الطاقة، لذا فإن SO3 AH NO2 فوق العناصر المكونة له بمقدار 33.2. ويوضع ثالث تساوي 369kJ/mol أكسيد الكبريت 3 0 بمقدار 1396 تحت الصفر؛ لأن ( )3 SO توقع صف الموقع التقريبي للماء على الرسم أعلاه. ينتج عن تفاعل طارد للحرارة، أي أن حرارة التكوين لثالث أكسيد الكبريت AH تساوي 396 يحتوي الجدول 5-2 على قيم حرارة التكوين القياسية لبعض المواد الشائعة. الجدول 5-2 حرارة التكوين القياسية H2(g) + O2(g) H₂O(1) AH-286 kJ/mol وزارة التعليم Mining Education 2073-1445 ΔΗ (kJ/mol) معادلة التكوين المركب -21 H2(g) S(s) H2S(g) H₂S (g) -273 H2(g) +F2(g) F2(g) →HF (g) HF (g) -396 S(s) + O2(g) → SO3(g) 2 SO3(g) -1220 S(s) 3F2(g) SF6(g) SF(E)

الشكل 15 يستعمل سادس فلوريد الكبريت في الحفر على رقائق السليكون في عملية إنتاج الأجهزة شبه الموصلة. تعد أشباه الموصلات أجزاء مهمة في الأجهزة الإلكترونية الحديثة ومنها الحواسيب والهواتف الخلوية ومشغلات MP3، وغيرها. استعمال حرارة التكوين القياسية تستعمل حرارة التكوين القياسية في حساب حرارة التفاعل Hion لكثير من التفاعلات في الظروف القياسية باستعمال قانون هس افترض أنك أردت أن تحسب AH لتفاعل ينتج سادس فلوريد الكبريت وهو غاز مستقر، غير نشط، له تطبيقات مهمة، أحدها مبين في الشكل 15-2 H2S (g) +4F2(g) 2HF (g) + SF6(g) AH = ? الخطوة ارجع إلى الجدول -- لتجد معادلة تفاعل تكوين كل من المركبات الثلاثة في معادلة التفاعل المراد حساب حرارته القياسية AH. a H2(g) + F2(g) + HF (8) b. S(s)+3F2(g) → SF6(g) c. H2(g) + S(s) → H₂S (g) AH=-273 kJ AH;= -1220 kJ AH-21 kJ الخطوة 2 المعادلتان a و b تصفان تكون الناتجين HF و SF في معادلة التفاعل المراد حساب حرارته القياسية Him ، لذا استعمل المعادلتين a و b كما هما . المعادلة c تصف تكون HS ، ولكن HS هو أحد المواد المتفاعلة في معادلة التفاعل المراد حساب حرارته القياسية. لذا اعكس المعادلة ، وغير إشارة Hion فيها. H2S (g) → H2(g) + S(s) AH = 21 kJ الخطوة 3 تحتاج إلى mol 2 من HF. لذلك اضرب المعادلة a في 2. AH 2(-273) = -546 kJ H2(g) +F2(g) →2HF(g) الخطوة 4 اجمع معادلات التفاعلات الثلاث، واجمع قيم حرارة التكوين القياسية. H2(g) +F2(g) S(s) + 3F2(g) 2HF (g) SF6(g) H2S H2(g) + (3) S+4+2HF (g) + SF6(g) AH-546 kJ AH = -1220 kJ AH = 21 kJ AH-1745 kJ وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445 322

يمكن تلخيص خطوات حساب حرارة التفاعل القياسية AH بالصيغة أدناه: معادلة التجميع Han = SAH products) - SAH( reactants) Hin تمثل حرارة التفاعل القياسية، ولا تمثل مجموع الحدود. انظر كيف تطبق هذه الصيغة على تفاعل كبريتيد الهيدروجين مع الفلور H₂S(g) + 4F2(g) → 2HF (g) + SF6(g) AHx =[(2) AH (HF) + AH (SF)]-[AH (HS) + (4) AH (F₂)] AH = [(2)(-273 kJ)+(-1220 kJ)]-[-21 kJ + (4) (0.0 kJ)] مثال 6-2 AH = -1745 kJ إيجاد تغير المحتوى الحراري من حرارة التكوين القياسية استعمل حرارة التكوين القياسية لحساب Him لتفاعل احتراق الميثان. تحليل المسألة CH4(g) +202(g) → CO2(g) + 2H2O (1) لديك معادلة والمطلوب أن تحسب التغير في المحتوى الحراري. يمكن استعمال العلاقة الرياضية المعطيات AH = SAH products) - AH (reactants) المطلوب AH = ? kJ rxn AH (CO2) = -394 AH (H2O)=-286 kJ AH (CH) -75 kJ AH (O2)=0.0 kJ حساب المطلوب استعمل العلاقة الرياضية عوض عن المواد الناتجة بـ CO H2O وعن المواد المتفاعلة بـ 2 CH O، واضرب كلا من H20 و 02 في 2 عوض في قيم حرارة التكوين في المعادلة احتراق 1mol من CH يعطي 891 تقويم الإجابة AH = Hi (products) - LAH (reactants) AH =[AH(CO2)+(2)AH;(H₂O)] - [AH(CH)+(2) AH (O2)] AH =[(-394 kJ) + (2)(-286 kJ)]-[(-75 kJ) + (2) (0.0 kJ)] AH [-966kJ]-[-75kJ]=-966kJ+75kJ=-891kJ القيمة التي تم حسابها هي القيمة المعطاة في الجدول - نفسها. وزارة التعليم Min323 Education 207.

مسائل تدريبية 34. بين كيف أن مجموع معادلات حرارة التكوين يعطي كلا من التفاعلات الآتية، دون البحث عن قيم AH واستعمالها في الحل. 2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g) .a .b SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq) 35. مستعينا بجدول قيم حرارة التكوين القياسية في صفحة (79) ، احسب Him للتفاعل الآتي. 4NH 3(g) + 702(g) → 4NO2(g) + 6H₂O (1) 36. أوجد AHcomb الحمض البيوتانويك ، (1) CHCOOH) + 502(g) + 4C02(g) + H2O مستعينًا بجدول قيم حرارة التكوين والمعادلة الكيميائية أدناه: 4C(s) + 4H2(g) + O2(g) → C3H-COOH(1) AH = -534 kJ 37. تحفيز بدمج معادلتي حرارة التكوين a و b تحصل على معادلة تفاعل أكسيد النيتروجين مع الأكسجين، الذي ينتج عنه ثاني أكسيد النيتروجين. ما قيمة AH للتفاعل ؟ NO(g) + O2(g) NO2(g) AH = -58.1 kJ N2(g) + O2(g) → NO(g) AH, = 91.3 kJ .a N2(g) + O2(g) → NO2(g) AH₁ = ? .b 2-4 التقويم. الخلاصة 38. الفكرة الرئيسة وضح المقصود بقانون ،هس وكيف يستعمل لإيجاد AH؟ يمكن حساب التغير : 39. اشرح بالكلمات الصيغة التي يمكن استعمالها لإيجاد .. "AH عند استعمال قانون هس. في المحتوى الحراري : 40. صف كيف تعرّف العناصر في حالاتها القياسية على تدريج حرارة التكوين القياسية؟ للتفاعل بجمع معادلتين 41. تفحص البيانات في الجدول -5-2. ماذا يمكن أن تستنتج عن ثبات أو استقرار المركبات - كيميائيتين حراريتين أو المذكورة مقارنة بالعناصر في حالاتها القياسية؟ تذكر أن الثبات أو الاستقرار يرتبط مع أكثر مع تغيرات المحتوى الطاقة المنخفضة. الحراري لها. 42. احسب استعمل قانون هس لإيجاد AH للتفاعل أدناه: حرارة التكوين القياسية ? = NO (g) + (g) + NO2(g) AH. مستعينا بالتفاعلات الآتية: للمركبات تحدد مقارنة بحرارة التكوين لعناصرها في حالاتها القياسية. O2(g) 20(g) AH = +495 kJ 203(g) 302(g) AH = -427 kJ NO(g) + O(g) → NO2(g) + O2(g) AH = -199 kJ 43. تفسير الرسوم العلمية استعمل البيانات أدناه لعمل رسم لحرارة التكوين القياسية - مشابه للشكل ،14-2، واستعمله في إيجاد حرارة تبخر الماء عند درجة حرارة K 298. الماء السائل : AH = - 285.8kj/mol؛ الماء في الحالة الغازية AH = - 241.8 kJ/mol وزارة التعليم Ministry of Education 7023-1445 324

كيف تعمل الأشياء ؟ مصدر متجدد E85 وقود 159 من حجمه جازولين و %85 إيثانول، والإيثانول CHOH وقود متجدد يمكن إنتاجه منزليا. الكتابة في المركبات ذات المرونة في استعمال الوقود قد لا تزودنا محطات الوقود في المستقبل غير البعيد بأنواع من الجازولين فقط، ولكنها ستضخ أيضا وقودًا يسمى EB85. يمكن استعمال هذا الوقود في المركبات ذات المرونة في استعمال الوقود flexible fuel - vehicle أو ( FPV). والفرق بون هذا النوع من المركبات والمركبات التقليدية أن المركبات التقليدية تعمل على الجازولين بنسبة 100% أو على خليط يتكون من 10% إيثانول و%90 جازولين، في حين تعمل FFV على أنواع الوقود التي تعمل بها المركبات التقليدية، وعلى E85 الذي يحتوي على 85 كحول. ويتميز الوقود E85 بعدم اعتماده على الوقود الأحفوري بنسبة عالية. 2 فائدة بينية 2 - فائدة بينية يقلل احتراق E85 من إطلاق غازات تسبب الاحتباس الحراري كثاني أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين مقارنة بالجازولين . الكيمياء 3 متطلبات الاحتراق محرك FPV الذي يحرق E85 يحتاج الى خليط أغنى وقود أكثر هواء أقل من حجم مماثل من الجازولين حاضنات الوقود في FPV يجب أن يكون لديها القدرة على حقن كمية وقود أكبر من %30. من الأوكتان CaHis اكتب معادلات كيميائية حرارية تمثل الاحتراق الكامل لكل من 1mol وهو أحد مكونات البنزين، و lmol من الإيثانول (AHcomb C8H18=-5471 kJ/mol; AHcomb C2H5OH=-1367 kJ/mol) أيهما يطلق كمية أكبر من الطاقة لكل Imol من الوقود؟ أيهما يطلق كمية أكبر من الطاقة لكل 1Kg من الوقود؟ منع التلف إن محتوى الإيثانول في E85 عال لدرجة أنه يتلف بعض المواد المستعملة في المركبات التقليدية. لذلك يصنع خزان وقود FFV من الفولاذ الذي لا يصدأ. كذلك فإن أنابيب الوقود مع الأولاد الذي الكون ميطنة. وزارة التعليم 325 Education

مختبر الكيمياء قياس السعرات الحرارية الخلفية يطلق حرقُ شريحة بطاطس الحرارة المختزنة في المواد الموجودة في الشريحة استعمل المسعر لتجد الكمية التقريبية للطاقة الموجودة في شريحة بطاطس. سؤال ما عدد السعرات في شريحة البطاطس؟ المواد والأدوات اللازمة شريحة بطاطس كبيرة أو أي حامل معدني مع حلقة طعام خفیف مشابه شبكة تسخين كأس سعتها mL 250 أعواد ثقاب مخبار مدرج سعته mL 100 ساق تحريك زجاجية طبق تبخير مقياس حرارة غير زئبقي میزان إجراءات السلامة BOO تحذير بعض الأشياء الساخنة قد لا تبدو ساخنة. 8. حرك الماء في الكأس بلطف في أثناء احتراق الشريحة. قس أعلى درجة حرارة يصل إليها الماء وسجلها. 9. التخلص من النفايات اتبع تعليمات المعلم للتخلص من المواد المستعملة في التجربة. التحليل والاستنتاج 1. صنف هل التفاعل طارد للحرارة أو ماص لها؟ كيف عرفت ذلك؟ لا تسخن أواني زجاجية مكسورة أو جزء منها مكسور، أو 2. لاحظ واستنتج صف المادة المتفاعلة ونواتج التفاعل متصدعة. اربط الشعر الطويل إلى الخلف. لا تأكل أي شيء الكيميائي، هل استهلكت المادة المتفاعلة (شرائح يستعمل في المختبر. خطوات العمل 1. املأ بطاقة السلامة في دليل التجارب العملية. البطاطس) كليا ؟ ما الدليل الذي يؤيد إجابتك ؟ 3. احسب كتلة الماء والتغير في درجة حرارته استعمل المعادلة q = cxmx AT لحساب كمية الحرارة ، 2 قس كتلة شريحة البطاطس، وسجلها في جدول بيانات. التي انتقلت إلى الماء من الشريحة المحترقة. 3. ضع شريحة البطاطس في صحن تبخير على القاعدة .4. احسب حول كمية الحرارة من جول/ شريحة إلى سعر / شريحة. الفلزية لحامل الحلقة. ثبت الحلقة وشبكة التسخين بحيث ..5 احسب كتلة الحصة الواحدة بالجرام من المعلومات تكونان على ارتفاع cm 10 فوق شريحة البطاطس. 4 قس كتلة كأس سعتها 250mL فارغة وسجلها في جدول البيانات. الموجودة على عبوة الشرائح. حدد عدد السعرات الغذائية في الحصة الواحدة. استعمل بياناتك لحساب عدد السعرات الغذائية الناتجة عن احتراق حصة واحدة. 5. استعمل المخبار المدرج، لقياس 50mL ماء، وصبه 6 تحليل الخطأ قارن عدد السعرات الذي حسبته لكل حصة في الكأس. قس كتلة الكأس والماء وسجلها في جدول بالقيمة المذكورة على العبوة احسب نسبة الخطأ المئوية. البيانات. 6 قس وسجل درجة الحرارة الأولية للماء. الاستقصاء 7. ضع الكأس على شبكة التسخين على الحامل الحلقي، ثم توقع هل لشرائح البطاطس جميعها عده أشعل شريحة البطاطس أسفل الكأس. نفسه؟ اعمل خطة لفحص أنواع مختلفة من الشرا ارة التعليم Ministry of Education 7073-1445 326

دليل مراجعة الفصل 23 الفصل 2-1 الطاقة الفكرة العامة تمتص التفاعلات الكيميائية الحرارة أو تطلقها عادة. الفكرة الرئيسة قد يتغير شكل الطاقة، وقد تنتقل الأفكار الرئيسة ولكنها تبقى محفوظة دائما . المفردات . الطاقة . قانون حفظ الطاقة 22 الحرارة الشعر . طاقة الوضع الحمل الكيميائية . الطاقة هي القدرة على بذل شغل أو إنتاج حرارة. . طاقة الوضع الكيميائية هي الطاقة المختزنة في الروابط الكيميائية للمادة نتيجة ترتيب الذرات والجزيئات. . الحرارة . الحرارة النوعية . طاقة الوضع الكيميائية تطلق أو تمتص على شكل حرارة خلال العمليات أو التفاعلات الكيميائية. الفكرة الرئيسة التغير في المحتوى الحراري للتفاعل الأفكار الرئيسة يساوي المحتوى الحراري للنواتج مطروحًا منه المحتوى . تعرّف الكيمياء الحرارية الكون على أنه النظام مع المحيط. الحراري للمتفاعلات. المفردات المسعر . الكون . الكيمياء الحرارية . المحتوى الحراري . المحتوى الحراري النظام . المحيط للتفاعل 3- المعادلات الكيميائية الحرارية . تسمى كمية الحرارة المفقودة أو المكتسبة في النظام في أثناء التفاعل أو العملية التي تتم تحت ضغط ثابت التغير في المحتوى الحراري .(AH) . عندما يكون AH موجبًا يكون التفاعل ماصا للحرارة، أما عندما يكون AH سالبا فيكون التفاعل طاردًا للحرارة. الفكرة الرئيسة تعبر المعادلات الكيميائية الحرارية الأفكار الرئيسة عن مقدار الحرارة المنطلقة أو الممتصة في التفاعلات . الكيميائية. المفردات تحتوي المعادلة الكيميائية الحرارية على الحالات الطبيعية للمواد المتفاعلة والنواتج، كما تبين التغير في المحتوى الحراري. . حرارة التبخر المولارية Han هي كمية الطاقة اللازمة لتبخر . المعادلة الكيميائية الحرارية . حرارة التبخر المولارية مول واحد من السائل. . حرارة الاحتراق حرارة الانصهار المولارية حرارة الانصهار المولارية Hous هي كمية الحرارة اللازمة لصهر 2-4 حساب التغير في المحتوى الحراري مول واحد من المادة الصلبة. الفكرة الرئيسة يمكن حساب التغير في المحتوى الأفكار الرئيسة الحراري للتفاعلات الكيميائية باستعمال قانون هس. . يمكن حساب التغير في المحتوى الحراري للتفاعل بجمع معادلتين المفردات . قانون هس . حرارة التكوين القياسية كيميائيتين حراريتين أو أكثر مع تغيرات المحتوى الحراري لها. . حرارة التكوين القياسية للمركبات تحدد مقارنة بحرارة التكوين لعناصرها في حالاتها القياسية. وزارة التعليم Min Educations 7023-1445

2 التقويم الفصل 21 إتقان المفاهيم 2-1 44. قارن بين درجة الحرارة والحرارة. 54. كم جولاً ( من الطاقة يتم امتصاصه في عملية يمتص خلالها Kcal 0.5720 من الطاقة ؟ 55. المواصلات يستعمل الإيثانول بوصفه مادة مضافة إلى البنزين ينتج عن احتراق mol من الإيثانول 1367 45، كيف تتغير طاقة الوضع الكيميائية لنظام خلال تفاعل من الطاقة. ما مقدار هذه الطاقة بـ Cal؟ ماص للحرارة ؟ 46. صف تطبيقات عملية تبين فيها كيف تتغير طاقة الوضع إلى طاقة حركية؟ 56. لتبخير 2.00g من الأمونيا يلزم Cal 656 من الطاقة. كم تلزم لتبخير الكتلة نفسها من الأمونيا ؟ 57. احتراق 1mol من الإيثانول يطلق Cal 326.7 من 47. السيارات كيف تتحول الطاقة في الجازولين؟ وما الطاقة الطاقة. ما مقدار هذه الكمية بـ KJ؟ الناتجة عن احتراقه في محرك السيارة؟ 58. التعدين برغي كتلته 258 مصنوع من سبيكة امتصت 48. التغذية قارن بين الشعر الغذائي والشعر. ما العلاقة بين 250 من الحرارة فتغيرت درجة حرارتها من 25C الشعر الغذائي والكيلو سعر؟ 49. ما الكمية التي تقاس بوحدة J/g.°C؟ 50، صف ما يمكن أن يحدث في الشكل 16-2 عندما يكون - الهواء فوق سطح البحيرة أبرد من الماء. إلى C 78 . ما الحرارة النوعية للسبيكة؟ إتقان المفاهيم 2-2 59. لماذا يستخدم كوب البوليسترين مسعراً بدلاً من الكأس الزجاجية؟ AH = 233 kJ المواد المتفاعلة الشكل 16-2 الشكل 17-2 51. الحرارة النوعية للإيثانول هي .2.441/8g. ماذا يعني 60 هل التفاعل المبين في الشكل 17-2 ماص أم طارد ذلك؟ للحرارة؟ كيف عرفت ذلك ؟ 52. اشرح كيف تحدد كمية الطاقة اللازمة لرفع درجة حرارة 61. أعط مثالين على أنظمة كيميائية وعرف مفهوم الكون في شيء ما ؟ إتقان حل المسائل 53، التغذية يحتوي أحد أصناف الطعام على Cal 124. كم cal يوجد في هذا الصنف من الطعام؟ هذين المثالين. 62. متى تكون كمية الحرارة (q) الناتجة أو الممتصة في تفاعل كيميائي مساوية للتغير في المحتوى الحراري ؟ وزارة التعليم 328 Ministry of Education 2023-1445

تقويم الفصل 2 63. إذا كانت قيمة التغير في المحتوى الحراري H لتفاعل إتقان حل المسائل سالبة. فبم يوحي لك ذلك عن الطاقة الكامنة الكيميائية 72. استعن بالمعلومات الواردة في الشكل 18-2 لحساب للنظام قبل التفاعل وبعده؟ كمية الحرارة اللازمة لتبخر mol 4.33 من الماء عند 64. ما إشارة AH لتفاعل طارد للحرارة، ولتفاعل ماص درجة حرارة 100°C. للحرارة؟ إتقان حل المسائل 65. كم جولاً (1) من الحرارة تفقدها Kg 3580 من الجرانيت عندما تبرد درجة حرارتها من 41.2°C إلى 12.9°C- ؟ (الحرارة النوعية للجرانيت هي 8C/ 0.803). 66. حوض السباحة ملئ حوض سباحة 20mx 12.5m بالماء إلى عمق 3.75m . إذا كانت درجة حرارة ماء الحوض الابتدائية 18.40°C ، فما كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارته إلى 29.0°C؟ كثافة الماء هي .1.000 g/mL 67. ما كمية الحرارة التي تمتصها قطعة رصاص كتلتها 44.78 إذا زادت درجة حرارتها بمقدار 65.4°C؟ 68. إعداد الطعام وضع 10.28 من زيت الكانولا في مقلاة، ولزم 3.3 لرفع درجة حرارته من 25°C إلى 196.4°C. ما الحرارة النوعية لزيت الكانولا ؟ -H₂O(g) AHvap = +40.7 k AHcond -40.7 kJ H₂O(1) AHfus = +6.01 kJ AH solid -6.01 kJ -H₂O(s) الشكل 18-2 المحتوى الحراري 73. شواية ما كتلة البروبان Ca التي يجب حرقها في شواية لكي تطلق 4560 من الحرارة؟ إذا علمت أن 69. السبائك إذا وضعت سبيكة كتلتها 58.88 في 1258 من الماء البارد في مسعر ، فنقصت درجة حرارة السبيكة AHcomb للبروبان mol/2219 . بمقدار 106.1°C، بينما ارتفعت درجة حرارة الماء 74 . التدفئة باستعمال الفحم ما كمية الحرارة التي تنطلق عند 10.5°C، فما الحرارة النوعية للسبيكة؟ إتقان المفاهيم 2-3 70. حرارة الانصهار المولارية للميثانول CHOH هي 3.22J /mol. ماذا يعني ذلك ؟ 71. اكتب المعادلة الكيميائية الحرارية لاحتراق الميثان CH. احتراق 50g من الفحم إذا كانت نسبة كتلة الكربون فيه 96.2% والمواد الأخرى التي يحتويها الفحم لا تتفاعل ؟ (AHcomb للكربون يساوي 394k/mol) . 75. ما كمية الحرارة المنطلقة من تكثف 8 1255 بخار ماء إلى ماء سائل عند درجة حرارة C 100؟ 76. إذا أطلقت عينة من الأمونيا IN 5.66 من الحرارة عندما تصلبت عند درجة انصهارها. فما كعلة العينة؟ وزارة التعليم Mining Education 2073 -1445

تقويم الفصل 2 إتقان المفاهيم 2-4 77. مالذي تصفه حرارة التكوين القياسية لمركب معين ؟ التفكير الناقد 84. طبق يعد ثالث كلوريد الفوسفور مادة أولية في تحضير مركبات الفوسفور العضوية بين كيف يمكن استعمال 78. كيف تتغير AH في معادلة كيميائية حرارية إذا تضاعفت المعادلتين الكيميائيتين الحراريتين a و b لتحديد التغير كميات المواد جميعها ثلاث مرات وعكست المعادلة؟ إتقان حل المسائل 79. استعمل حرارة التكوين القياسية لحساب AHxn للتفاعل الآتي: P406(s) + 202(g) → P4O10(s) في المحتوى الحراري للتفاعل PC13(1) + Cl2(g) → PCl5(5) P4(s)+6C12(g) 4PC1301) AH-1280 kJ .a P4(s)+10Cl2(g) 4PCl5(s) AH=-1774 kJ .b 85 توقع أي :المركبين غاز الميثان CH، وبخار الميثانال CHO له حرارة احتراق أكبر؟ وضح إجابتك. 80. استعمل قانون هس والمعادلتين الكيميائيتين الحراريتين (ملاحظة: اكتب وقارن المعادلتين الكيميائيتين الموزونتين الآتيتين لإيجاد المعادلة الكيميائية الحرارية للتفاعل جرافيت CS - ألماس (CS. ما مقدار H للتفاعل؟ C(s, )+02(g) →CO2(g) AH=-394 kJ.a C(s,)+02(g) CO2(g) AH=-396 kJ .b مراجعة عامة التفاعلي الاحتراق لكل منهما. مسألة تحفيز 86 حللت عينة من الغاز الطبيعي فوجد أنها تتكون من 88.4% ميشان و 1.6 إيثان . فإذا كانت حرارة الاحتراق القياسية للميثان هي / kJ 891 mol-، وينتج عن احتراقه غاز ثاني أكسيد الكربون CO2 وماء سائل H2O، فاكتب معادلة احتراق غاز 81. إذا أردت أن تحفظ الشاي ساخنا فإنك تضعه في ترمس. الإيثان مكوناً ثاني أكسيد الكربون والماء، ثم احسب وضح لماذا قد تغسل الترمس بالماء الساخن قبل حفظ حرارة الاحتراق القياسية للإيثان مستعملا حرارة التكوين القياسية. استعمل النتيجة وحرارة الاحتراق الشاي الساخن فيه ؟ 82 فرّق بين حرارة تكوين (H2O و (8) H2O. لماذا من القياسية للميثان من الجدول -2، في حساب الطاقة الضروري تحديد الحالة الفيزيائية للسماء في المعادلة المنطلقة عن احتراق 1kg من الغاز الطبيعي. الكيميائية الحرارية الآتية: CH4(g) +202(g) → CO2(g) + 2H2O(1)(g) AH = ? مراجعة تراكمية 83. استعمل قانون هس والتغيرات في المحتوى الحراري 87. ما التركيز المولاري لمحلول تم تحضيره بإذابة 25.08 من ثيوسيانات الصوديوم (NaSCN) في كمية كافية من الماء للتفاعلين الآتيين لحساب AH للتفاعل: 2A + B2C3 + 2B + AC3 لعمل mL 500 من المحلول ؟ 2A+ C - AC3 2B+C₂→ B₂C3 AH = -1874 kJ AH = -285 kJ 330 88 عدد ثلاث خصائص جامعة للمحـ وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445

تقويم إضافي الكتابة في الكيمياء 89. الوقود البديل ابحث من خلال المصادر وشبكة الإنترنت كيف يمكن إنتاج الهيدروجين وشحنه واستعماله وقودًا للسيارات؟ لخص فوائد وعوائق استعمال الهيدروجين وقودًا بديلاً في محركات الاحتراق الداخلي أسئلة المستندات زيت الطبخ قامت مجموعة بحث جامعية بحرق أربعة أنواع من زيوت الطبخ في مسعر لتحديد ما إذا كان هناك علاقة بين حرارة الاحتراق وعدد الروابط الثنائية في جزيء الزيت. تحتوي زيوت الطبخ على سلاسل طويلة من ذرات الكربون التي ترتبط بروابط مفردة أو ثنائية السلسلة التي لا تحتوي على روابط ثنائية تسمى المشبعة، والزيوت التي تحتوي على رابطة ثنائية أو أكثر تسمى غير مشبعة، حـــــــــرارة الاحتراق للزيوت الأربعة موجودة في الجدول 6-2 . حسب الباحثون نسبة انحراف النتائج فوجدوا أنها 0.6%، واستنتجوا أنه لا يمكن تحري أي علاقة بين التشبع وحرارة الاحتراق بالطريقة المختبرية المستعملة. الجدول 26 نتائج حرق الزيوت نوع الزيت زيت الصويا زيت الكانولا زيت الزيتون زيت الزيتون البكر الممتاز AH kJ/g 40.81 41.45 39.31 40.98 تقويم الفصل 2 90. أي الزيوت أعطى أكبر كمية من الحرارة لكل وحدة كتلة عند احتراقه؟ 91. ما مقدار الحرارة التي قد تنطلق عند حرق kg 0.554 من زيت الزيتون؟ 92. افترض أنه عند حرق 12.28 من زيت الصويا استعملت الطاقة الناتجة جميعها في تسخين 1.600kg من الماء الذي درجة حرارته الأولية C 20.0، فما درجة الحرارة النهائية للماء؟ وزارة التعليم Minnucution 2073-1445

اختبار مقنن أسئلة الاختيار من متعدد 1. الحرارة النوعية للإيثانول g. C/2.441. ما الطاقة 5. ادرس العبارات الآتية: ((K) اللازمة لتسخين 50g من الإيثانول من درجة العبارة الأولى : تحتوي المعادلة الكيميائية الحرارية على حرارة C 20.0 إلى 68.0 10.7 KJ .a 8.30 KJ .b 2.44 KJ 5.86 KJ .d الحالات الفيزيائية للمواد المتفاعلة والمواد الناتجة، كما تبين التغير في المحتوى الحراري. العبارة الثانية: حرارة التبخر المولارية هي كمية الطاقة اللازمة لصهر مول واحد من المادة. العبارة الثالثة: الحرارة التي يفقدها أو يكتسبها النظام 2 إذا سُخنت رقاقة ألومنيوم كتلتها 3.008 في فرن، خلال تفاعل أو عملية تتم عند ضغط ثابت تسمى فارتفعت درجة حرارتها من C 20.0 إلى 662.0، التغير في المحتوى الحراري AH . و امتصت ( 1728 من الحرارة، فما الحرارة النوعية أي العبارات أعلاه صحيحة: للألومنيوم ؟ 0.131 J/g. C .a 0.870 J/g. C .b 0.897 J/g."C C 2.61 J/g. C .d .a .b .c .d الأولى والثانية الأولى والثالثة الثانية والثالثة الأولى والثانية والثالثة الضغط kPa 3. يسمى التغير في المحتوى الحراري الذي يرافق تكون مول واحد من المركب في الظروف القياسية من عناصره في حالاتها القياسية: .b حرارة الاحتراق حرارة التبخر المولارية حرارة الانصهار المولارية d حرارة التكوين القياسية 4 تكون إشارة قيمة حرارة التفاعل الماص للحرارة a موجبة أو سالبة b. تعتمد على طاقة الروابط في المواد المتفاعلة استعمل الرسم البياني أدناه للإجابة عن السؤال الآتي: غاز غاز غاز ضغط غازات ثلاث في درجات حرارة مختلفة 280 290 300 270 درجة الحرارة K 1200 1000 800 600 400 200 250 260 6. ما الضغط المتوقع للغاز B عند K 310؟ 332 موجبة دائما سالبة دائما 500 kPa .a 600 kPa .b 700 kPa .C 900 kPa .d وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445

اختبار مقنن وضعت كمية من الماء درجة حرارته 25.60 في أسئلة الإجابات المفتوحة مسعر، ثم سخنت قطعة من الحديد كتلتها 50.0 حتى أصبحت درجة حرارتها C 115.0، ووضعت في الماء 10. يرش الماء على البرتقال في ليلة باردة. إذا كان متوسط ما يتجمد من الماء على كل برتقالة 8 11.8 فما كمية الحرارة الموجود بالمسعر، وبعد التبادل الحراري بين الماء وقطعة المنطلقة؟ الحديد أصبحت درجة الحرارة النهائية لمحتويات المسعر 11. اشرح كيف يساعد التعرق على تبريد جسمك؟ 29.30°C ، وكانت كمية الحرارة التي امتصها الماء ( 1940. ما كتلة الماء؟ 50.0 g .a 125 g .b 3589609 g .c 143.56 g .d. أسئلة الإجابات القصيرة 8 اكتب إشارة AH لكل من تغيرات الحالة الفيزيائية الآتية: CHOH(3) → CHOH) a H₂O(g) → H₂O (1) b .C CHOH) → CHOH(8) NH3(1) NH3(s) .d 9. زوّدت عينة من الماء بالحرارة بصورة ثابتة لإنتاج منحنى التسخين في الشكل أدناه. حدد ماذا يحدث في المقاطع 4 ،3 ،2 ،1 الموضحة على المنحنى؟ منحنى تسخين الماء 100 درجة الحرارة وزارة التعليم Mini Education 2073-1445