Каждая реакция либо отдаёт энергию, либо забирает её. Реакции, идущие с выделением теплоты, называют экзотермическими, с поглощением — эндотермическими. Это прямое следствие закона сохранения и превращения энергии: запасы энергии в связях исходных веществ и продуктов разные, поэтому разница либо уходит в окружающую среду, либо приходит из неё. Тепловой эффект относится к конкретному уравнению, поэтому количество теплоты всегда указывают вместе с коэффициентами.
Записывают тепловой эффект по-разному. В школьных задачах чаще встречается термохимическое уравнение: обычное уравнение реакции, в котором после продуктов указано количество теплоты — например, со знаком плюс у экзотермической реакции. В профильном курсе то же самое записывают через изменение энтальпии со знаком минус для экзотермической реакции. Обе записи описывают один факт, и главное — не смешивать их в одной строке.
Вся вычислительная часть темы — это пропорция по уравнению. Если на один моль вещества выделилось столько-то теплоты, то на другое количество вещества теплоты уйдёт во столько же раз больше или меньше. Моль можно перевести в массу или объём, и тогда задача становится расчётной: сколько теплоты даст сгорание заданной массы топлива, сколько топлива нужно, чтобы получить нужное количество энергии, какая доля теплоты теряется на нагрев воды.
Отдельная мысль темы — энергия активации и обратная реакция. У обратной реакции тепловой эффект тот же по величине и противоположен по знаку, поэтому «выгодная» в одну сторону реакция «невыгодна» в обратную. Именно из этого противоречия вырастает разговор о равновесии и о том, почему промышленные процессы ведут при определённой температуре, а не при самой низкой или самой высокой.
Три задания. Первое: по термохимическому уравнению посчитать, сколько теплоты выделится при сгорании заданного количества вещества, и пересчитать это на массу. Второе: решить обратную задачу — какую массу топлива нужно сжечь, чтобы получить известное количество теплоты. Третье: определить по уравнению, экзо- или эндотермической будет обратная реакция, и объяснить ответ словами. Если ребёнок верно ставит знак, считает пропорцию и не путает моли с граммами, тема закрыта.
Соответствие программе: федеральная рабочая программа среднего общего образования «Химия. 10–11 классы» (углублённый уровень), edsoo.ru — 11 класс, раздел 1 «Теоретические основы химии», тема 1.3 «Химические реакции» (19 ч), содержание обучения с. 14, тематическое планирование с. 52–54: закон сохранения массы веществ, закон сохранения и превращения энергии при химических реакциях, тепловые эффекты химических реакций, термохимические уравнения. В профильном учебнике для 11 класса (линия В.В. Еремина, глава «Теоретические основы химии») — раздел о химических реакциях.
Разборы этой темы — наши аналоги заданий по программе, а не цитаты из учебника.