ما مصدر حرارة التكوين؟ - كتاب الكيمياء - الصف 11 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

الكتاب: كتاب الكيمياء - الصف 11 - الفصل 2 | المادة: الكيمياء | المرحلة: الصف 11 | الفصل الدراسي: 2

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

الدرس: ما مصدر حرارة التكوين؟

📚 معلومات الصفحة

الكتاب: كتاب الكيمياء - الصف 11 - الفصل 2 | المادة: الكيمياء | المرحلة: الصف 11 | الفصل الدراسي: 2

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

نوع المحتوى: درس تعليمي

📝 ملخص الصفحة

📚 حرارة التكوين القياسية

المفاهيم الأساسية

حرارة التكوين القياسية (ΔH°f): المحتوى الحراري لتكوين مول واحد من المركب في الظروف القياسية من عناصره في حالتها القياسية. للعناصر في حالتها القياسية ΔH°f = 0.0 kJ/mol.

خريطة المفاهيم

```markmap

الحرارة المنطلقة من تفاعلات الاحتراق

حرارة التكوين القياسية

التعريف

  • ΔH°f لتكوين مول واحد من المركب في الظروف القياسية
  • عناصر في حالتها القياسية: ΔH°f = 0.0 kJ/mol
  • نقطة مرجعية (مثل الصفر المئوي)

إيجادها بالتجارب

  • مثال: تكوين NO₂

- ½ N₂(g) + O₂(g) → NO₂(g) ΔH°f = +33.2 kJ

- تفاعل ماص للحرارة

  • مثال: تكوين SO₃

- S(s) + 3/2 O₂(g) → SO₃(g) ΔH°f = -396 kJ

- تفاعل طارد للحرارة

تمثيل بياني (الشكل 1-14)

  • تدريج حرارة التكوين
  • NO₂ فوق العناصر المكونة (+33.2 kJ)
  • SO₃ تحت الصفر (-396 kJ)

قيم لمواد شائعة (الجدول 5-1)

  • H₂S(g): ΔH°f = -21 kJ/mol
  • HF(g): ΔH°f = -273 kJ/mol
  • SO₃(g): ΔH°f = -396 kJ/mol
  • SF₆(g): ΔH°f = -1220 kJ/mol

مثال: الماء

  • H₂(g) + ½ O₂(g) → H₂O(l) ΔH°f = -286 kJ/mol

```

نقاط مهمة

  • ΔH°f للمركب يعتمد على المحتوى الحراري للناتج مقارنة بالمتفاعلات.
  • ΔH°f موجب (+): تفاعل ماص للحرارة (مثل تكوين NO₂).
  • ΔH°f سالب (-): تفاعل طارد للحرارة (مثل تكوين SO₃ أو H₂O).
  • يمكن استخدام ΔH°f لمقارنة استقرار المركبات على تدريج طاقة.

📋 المحتوى المنظم

📖 محتوى تعليمي مفصّل

ما مصدر حرارة التكوين؟

نوع: محتوى تعليمي

ما مصدر حرارة التكوين؟

نوع: محتوى تعليمي

إن حرارة التكوين القياسية تكون لها اعتماداً على العناصر في حالتها القياسية يكون لها ٠٫٠ kJ / mol . فإذا أخذنا الصفر نقطة بداية أمكننا أن ننظم تدريجاً قيم حرارة التكوين للمركبات، والتي تم إيجادها عملياً. يمكننا التفكير في الصفر على هذا التدريج بما يشبه الصفر المئوي ٠٫٠°C الذي حدده لـتجمد الماء. وكل المواد من الماء تتكون درجة حرارة أقل من الصفر.

إيجاد حرارة التكوين بالتجارب المختبرية

نوع: محتوى تعليمي

إيجاد حرارة التكوين بالتجارب المختبرية

نوع: محتوى تعليمي

تكون كثير من المركبات في المختبر، ومنها على سبيل المثال تفاعل تكوين مول واحد من ثاني أكسيد النيتروجين ووضع بالمعادلة :

نوع: محتوى تعليمي

½ N₂(g) + O₂(g) → NO₂(g) ΔH°f = +33.2 kJ

نوع: محتوى تعليمي

النيتروجين والأكسجين في الحالة القياسية غازان ثنائيا الذرة، لذا تكون حرارة التكوين لكل منهما صفراً. وعند تفاعل النيتروجين وجد عملياً أن ΔH°f لـ NO₂ يساوي +33.2 kJ.

نوع: محتوى تعليمي

وهذا يعني أن 33.2 kJ + من الطاقة قد امتصت في هذا التفاعل للعناصر. أي أن المحتوى الحراري للناتج NO₂ أعلى من المحتوى الحراري للمتفاعلات بمقدار 33.2 kJ.

الشكل 1-14

نوع: محتوى تعليمي

الشكل 1-14

نوع: محتوى تعليمي

أنه على تدريج حرارة التكوين القياسية يوضع NO₂ فوق العناصر المكونة له بمقدار 33.2 kJ. ويوضح ثالث أكسيد الكبريت SO₃ بمقدار 396 kJ تحت الصفر؛ لأن حرارة تكوين ثالث أكسيد الكبريت ΔH°f تساوي 396 kJ- ينتج عن تفاعل طارد للحرارة، أي أن حرارة التكوين لثالث أكسيد الكبريت ΔH°f تساوي 396 kJ- على قيم حرارة التكوين القياسية لبعض المواد الشائعة.

توقع صف الموقع التقريبي للماء على الرسم أعلاه

نوع: محتوى تعليمي

توقع صف الموقع التقريبي للماء على الرسم أعلاه

نوع: محتوى تعليمي

H₂(g) + ½ O₂(g) → H₂O(l) ΔH°f = -286 kJ/mol

نوع: محتوى تعليمي

لذا فإن ΔH°f لـ NO₂ تساوي 33.2 kJ. أما عند تفاعل S مع O₂ لتكوين مول واحد من SO₃ فإنطلق kJ 396 من الطاقة. لذا فإن ΔH°f لـ SO₃ تساوي 369 kJ/mol.

الجدول 5-1 حرارة التكوين القياسية

نوع: محتوى تعليمي

🔍 عناصر مرئية

حرارة التكوين القياسية

An energy level diagram illustrating enthalpy changes for formation reactions. The y-axis represents enthalpy change (ΔH°f) in kJ/mol. The diagram shows relative energy levels for N₂(g), O₂(g), S(s) at 0.0 kJ/mol, NO₂(g) at +33.2 kJ/mol, and SO₃(g) at -396 kJ/mol.

📄 النص الكامل للصفحة

--- SECTION: ما مصدر حرارة التكوين؟ --- ما مصدر حرارة التكوين؟ إن حرارة التكوين القياسية تكون لها اعتماداً على العناصر في حالتها القياسية يكون لها ٠٫٠ kJ / mol . فإذا أخذنا الصفر نقطة بداية أمكننا أن ننظم تدريجاً قيم حرارة التكوين للمركبات، والتي تم إيجادها عملياً. يمكننا التفكير في الصفر على هذا التدريج بما يشبه الصفر المئوي ٠٫٠°C الذي حدده لـتجمد الماء. وكل المواد من الماء تتكون درجة حرارة أقل من الصفر. --- SECTION: إيجاد حرارة التكوين بالتجارب المختبرية --- إيجاد حرارة التكوين بالتجارب المختبرية تكون كثير من المركبات في المختبر، ومنها على سبيل المثال تفاعل تكوين مول واحد من ثاني أكسيد النيتروجين ووضع بالمعادلة : ½ N₂(g) + O₂(g) → NO₂(g) ΔH°f = +33.2 kJ النيتروجين والأكسجين في الحالة القياسية غازان ثنائيا الذرة، لذا تكون حرارة التكوين لكل منهما صفراً. وعند تفاعل النيتروجين وجد عملياً أن ΔH°f لـ NO₂ يساوي +33.2 kJ. وهذا يعني أن 33.2 kJ + من الطاقة قد امتصت في هذا التفاعل للعناصر. أي أن المحتوى الحراري للناتج NO₂ أعلى من المحتوى الحراري للمتفاعلات بمقدار 33.2 kJ. --- SECTION: الشكل 1-14 --- الشكل 1-14 أنه على تدريج حرارة التكوين القياسية يوضع NO₂ فوق العناصر المكونة له بمقدار 33.2 kJ. ويوضح ثالث أكسيد الكبريت SO₃ بمقدار 396 kJ تحت الصفر؛ لأن حرارة تكوين ثالث أكسيد الكبريت ΔH°f تساوي 396 kJ- ينتج عن تفاعل طارد للحرارة، أي أن حرارة التكوين لثالث أكسيد الكبريت ΔH°f تساوي 396 kJ- على قيم حرارة التكوين القياسية لبعض المواد الشائعة. --- SECTION: توقع صف الموقع التقريبي للماء على الرسم أعلاه --- توقع صف الموقع التقريبي للماء على الرسم أعلاه H₂(g) + ½ O₂(g) → H₂O(l) ΔH°f = -286 kJ/mol لذا فإن ΔH°f لـ NO₂ تساوي 33.2 kJ. أما عند تفاعل S مع O₂ لتكوين مول واحد من SO₃ فإنطلق kJ 396 من الطاقة. لذا فإن ΔH°f لـ SO₃ تساوي 369 kJ/mol. --- SECTION: الجدول 5-1 حرارة التكوين القياسية --- --- VISUAL CONTEXT --- **GRAPH**: حرارة التكوين القياسية Description: An energy level diagram illustrating enthalpy changes for formation reactions. The y-axis represents enthalpy change (ΔH°f) in kJ/mol. The diagram shows relative energy levels for N₂(g), O₂(g), S(s) at 0.0 kJ/mol, NO₂(g) at +33.2 kJ/mol, and SO₃(g) at -396 kJ/mol. X-axis: Reaction Components Y-axis: ΔH°f (kJ/mol) Data: The diagram shows that the formation of NO₂(g) from its elements is endothermic (+33.2 kJ/mol), while the formation of SO₃(g) from its elements is exothermic (-396 kJ/mol). Key Values: ΔH°f(NO₂) = +33.2 kJ/mol, ΔH°f(SO₃) = -396 kJ/mol Context: Illustrates the concept of standard enthalpy of formation and compares endothermic and exothermic formation reactions.

✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية

عدد الأسئلة: 1

سؤال س: توقع صف الموقع التقريبي للماء على الرسم أعلاه. $H_2(g) + \frac{1}{2} O_{2(g)} \rightarrow H_2O(l)$ $\Delta H^\circ_f = -286 \text{ kJ/mol}$

الإجابة: س: توقع صف الموقع التقريبي للماء يقع الماء $(H_2O(l))$ أسفل خط الصفر (لأن $\Delta H^\circ_f$ سالب) عند $-286 \text{ kJ/mol}$ تقريباً، أي بين $0.0$ و $-396$ وفوق $(SO_3(g))$.

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المفهوم):** لنفهم هذا السؤال. لدينا معادلة كيميائية تمثل تكوين الماء في حالته السائلة من عناصره الأولية في حالتها القياسية. المعطى المهم هو قيمة $\Delta H^\circ_f = -286 \text{ kJ/mol}$. هذا الرمز يمثل **التغير في المحتوى الحراري القياسي للتكوين**، وهو كمية الطاقة المنطلقة أو الممتصة عند تكوين مول واحد من المركب من عناصره في حالتها القياسية.
  2. **الخطوة 2 (التطبيق):** الفكرة هنا هي أن الإشارة (الموجبة أو السالبة) لقيمة $\Delta H^\circ_f$ تخبرنا عن موقع الطاقة للمركب الناتج مقارنةً بالمواد المتفاعلة (العناصر). - إذا كانت القيمة **سالبة** (مثل -286 kJ/mol)، فهذا يعني أن التفاعل **طارد للحرارة**. الطاقة المنطلقة تجعل المركب الناتج (الماء) في مستوى طاقة **أقل** من مستوى المواد المتفاعلة (الهيدروجين والأكسجين). - على رسم بياني للطاقة، عادةً ما تمثل المواد المتفاعلة عند مستوى مرجعي (مثل خط الصفر). المركب الناتج ذو $\Delta H_f^\circ$ السالب سيكون موقعه **أسفل** هذا الخط المرجعي، لأن طاقته أقل.
  3. **الخطوة 3 (النتيجة):** إذن، بتطبيق هذا على سؤالنا: 1. قيمة $\Delta H^\circ_f$ للماء سالبة (-286 kJ/mol). 2. هذا يعني أن مستوى طاقة الماء $(H_2O(l))$ أقل من مستوى طاقة عناصره الأولية. 3. لذلك، على الرسم البياني المفترض (حيث يمثل خط الصفر طاقة المواد المتفاعلة في حالتها القياسية)، سيكون موقع الماء **أسفل خط الصفر**. 4. القيمة العددية (-286 kJ/mol) تحدد مدى بعده عن خط الصفر. بما أن القيمة بين 0 و -396 kJ/mol (كما هو مذكور في سياق الرسم)، فإن موقعه سيكون بين هاتين القيمتين، وأعلى من موقع أي مركب آخر ذي قيمة سالبة أكبر (مثل $SO_3(g)$ إذا كانت قيمته -396 kJ/mol). إذن الإجابة هي: **يقع الماء $(H_2O(l))$ أسفل خط الصفر عند حوالي -286 kJ/mol**.

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 2 بطاقة لهذه الصفحة

ما تعريف حرارة التكوين القياسية (ΔH°f) للعناصر في حالتها القياسية؟

  • أ) تساوي متوسط قيم حرارة تكوين مركباتها.
  • ب) تساوي صفراً (0.0 kJ/mol).
  • ج) تساوي قيمة موجبة تعتمد على ثبات العنصر.
  • د) تساوي قيمة سالبة لأن تكوينها تلقائي.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: تساوي صفراً (0.0 kJ/mol).

الشرح: 1. حرارة التكوين القياسية هي التغير في المحتوى الحراري عند تكوين مول واحد من المركب من عناصره في حالتها القياسية. 2. العناصر في حالتها القياسية (مثل N₂(g), O₂(g), S(s)) تعتبر نقطة البداية المرجعية. 3. لذلك، قيم ΔH°f لهذه العناصر تُعرف بأنها 0.0 kJ/mol.

تلميح: تذكر أن هذا يعتبر نقطة مرجعية، مثل الصفر المئوي.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

إذا كانت ΔH°f لمركب NO₂ تساوي +33.2 kJ/mol، فماذا يعني ذلك بالنسبة للتفاعل؟

  • أ) التفاعل طارد للحرارة، وطاقة الناتج أقل من طاقة المتفاعلات.
  • ب) التفاعل ماص للحرارة، وطاقة الناتج أعلى من طاقة المتفاعلات.
  • ج) التفاعل في حالة اتزان حراري.
  • د) التفاعل لا يتضمن أي تغير في المحتوى الحراري.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: التفاعل ماص للحرارة، وطاقة الناتج أعلى من طاقة المتفاعلات.

الشرح: 1. ΔH°f = +33.2 kJ/mol تعني أن قيمة ΔH موجبة. 2. في الديناميكا الحرارية، ΔH الموجب يشير إلى تفاعل ماص للحرارة (يمتص حرارة من المحيط). 3. هذا يعني أن المحتوى الحراري (الطاقة) للناتج (NO₂) أعلى من المحتوى الحراري للمتفاعلات (N₂, O₂) بمقدار 33.2 kJ لكل مول يتكون.

تلميح: انتبه إلى إشارة (+) لقيمة ΔH°f.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط