Что такое закон Гесса и зачем он на экзамене
При подготовке к ЕГЭ по химии закон Гесса всплывает уже в сентябре. Школьники слышат: «сумма тепловых эффектов промежуточных стадий равна тепловому эффекту общей реакции». Фраза звучит сухо, однако именно она позволяет решить минимум три задания. Формулировку придумал швейцарский химик Герман Гесс почти два века назад, а актуальность её не угасла. Энергия зависит лишь от начального и конечного состояний, поэтому можно выбирать удобный путь. Это даёт свободу комбинировать реакции из таблиц, будто детали конструктора. Экзаменаторы любят идею сохранения энергии, ведь она проверяет не только химию, но и логическое мышление.
Математическая формула закона Гесса
Важно превратить текст в понятную формулу. Записываем: ΔHобщ=ΣΔHi. Здесь ΔHi — тепловой эффект каждого этапа. Знак минус означает экзотермический процесс; плюс — эндотермический. Если реакцию умножаем на коэффициент, то и ΔH умножаем. Переворачиваем уравнение — меняем знак. Для тренировки полезно представлять «энергетическую лесенку». Верхняя ступень — реагенты, нижняя — продукты. Маршрут свободен, но сумма «подъёмов» неизменна. Такая картинка помогает удерживать правило в памяти, особенно визуалам. Запишите несколько примеров в черновике: горение водорода, синтез аммиака, разложение карбонатов. Спустя неделю рука сама будет ставить правильные знаки.
Где искать стандартные тепловые эффекты
Половина успеха — надёжные ΔH0. На экзамене выдают Таблицу термохимических данных: образования, сгорания и нейтрализации. В домашней подготовке подойдет справочник Рудзитиса или сайт Национальной химической базы. Проверьте единицы: кДж/моль чаще, реже — ккал. Если смешать системы, выйдет ошибка на сотни процентов. Полезный лайфхак: распечатайте короткий список самых частых веществ — CO2, H2O, NH3, CaCO3. Под рукой будут цифры, время не уйдёт на поиски. При решении задачи не забывайте про состояние вещества: вода жидкая и газообразная имеют разные значения. Зачастую именно это отличает 81 балл от 90.
Типовые задачи первой части
В первой части встречается вопрос: «Определите тепловой эффект реакции». Дано три уравнения, ответ ожидается в кДж. Алгоритм короткий:
- Сверить коэффициенты с целевой реакцией.
- При необходимости умножить или инвертировать данные уравнения.
- Сложить правые и левые части, сократить одинаковые вещества.
- По тем же правилам просуммировать ΔH.
На черновике удобно рисовать стрелки: вверх — изменение знака, вправо — умножение. Ошибки чаще появляются при забытом коэффициенте кислорода. Поэтому перед итоговым сложением повторно проверяем баланс атомов. Если всё сходится, тепловой эффект готов, а в бланке остаётся только число без знака «Δ» и единиц.
Закон Гесса в задании 30: подробный разбор
Часть с развернутым ответом пугает многих, зато приносит пять баллов. Рассмотрим пример: «Найдите тепловой эффект реакции образования этанола из угля, воды и водорода». Даны эффекты сгорания угля, водорода и этанола. Шаг первый — пишем уравнение желаемого синтеза. Шаг второй — выписываем горение всех участников. Третьим шагом комбинируем их так, чтобы после сокращений остались нужные реагенты. Иногда придётся умножать на дроби, и это нормально. После алгебры считаем ΔH. Обязательно подпишите каждый переход словами, эксперт проверяет логику. Итоговое значение округляем до целых, если в условии нет другой просьбы.
Частые ловушки и ошибки
Опытные выпускники делятся типичными промахами. Первое — забытый агрегатный индекс. Лёд и вода различаются по энтальпии, но начинающий игнорирует (s) и (l). Второе — механическое сложение без учёта коэффициентов. Уравнение умножили на два, ΔH забыли удвоить. Третье — использование данных образования вместо сгорания. Четвёртое — округление в середине расчёта, что даёт потерю нескольких килоджоулей. Решение: держите черновик чистым, записывайте каждый шаг. Если время позволяет, пересчитайте цифры обратным путём: задача должна сойтись. Уверенность экономит нервы на следующих номерах.
Термохимия вокруг нас: образы для памяти
Наглядные примеры делают теорию живой. Когда сгорает спиртовка на уроке, выделяется 1370 кДж на моль этанола — это разогревает чайник в походе. В пакетах с грелкой для рук запущена экзотермическая реакция кристаллизации ацетата натрия; принцип тот же. Фейерверки используют сильное отрицательное ΔH нитрата бария с алюминием, который вспыхивает и окрашивает пламя в зелёный. Каждый раз, когда видите костёр, вспоминайте про энергетическую лесенку — древесина спускается вниз по ступеням, отдавая тепло. Такие образы закрепляют закон глубже сухих чисел, и формулы потом всплывают без усилий.
План самостоятельной подготовки и полезные ресурсы
Составьте расписание: три короткие сессии в неделю эффективнее одной длинной. В понедельник решайте легкие задания первой части, среда — разбор задач 30, пятница — мини-тест. Через месяц добавьте таймер и имитируйте реальный экзамен. Для проверки берите сборники Цебулько последних лет и открытую базу ФИПИ. Если нужна поддержка, подключайте онлайн курс подготовки к ЕГЭ в el-ed.ru — там дают интерактивные тренажёры и живые разборы. Не откладывайте вопросы: задавайте их сразу на форуме или преподавателю. Ведите таблицу ошибок, записывая причину и способ устранения. Такой подход быстро поднимает баллы, а закон Гесса станет привычным инструментом, а не страшной абстракцией.