Решебник по химии 9 класс Габриелян | Страница 19

а) (CaO + H₂O → Ca(OH)₂)

Тип реакции: реакция соединения (из двух веществ образуется одно сложное).

б) (Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂↑)

Тип реакции: реакция замещения (железо вытесняет водород из кислоты).

в) (2AgNO₃ + MgCl₂ → 2AgCl↓ + Mg(NO₃)₂)

Тип реакции: реакция обмена (две соли обмениваются ионами, образуется осадок — AgCl).

Термохимическое уравнение разложения:

(BaCO₃ → BaO + CO₂ − 267 кДж)

Это эндотермическая реакция, потому что теплота поглощается (Q < 0).

Уравнение обратной реакции:

(BaO + CO₂ → BaCO₃ + 267 кДж)

Обратная реакция — экзотермическая, так как при образовании карбоната бария выделяется та же самая энергия (Q > 0).

Разложение карбоната бария требует затрат теплоты, а его синтез сопровождается выделением тепла. Тепловой эффект прямой и обратной реакции имеет одинаковую величину, но разный знак.

а) По уравнению:

1 моль C (12 г) при сгорании выделяет 410 кДж.

54 г углерода — это (54 / 12 = 4,5 моль).

Тогда теплота: 4,5 × 410 = 1845 кДж.

б) 2050 кДж / 410 кДж = 5 моль углерода сгорело → потребуется 5 моль кислорода.

По уравнению 1 моль O₂ = 22,4 л (н.у.).

Объём: 5 × 22,4 = 112 л O₂.

Анализ реакций:

а) H₂ + Cl₂ → 2HCl

• Тип: реакция соединения

• Гомогенная, т.к. все вещества — газы

• ОВР: да

H⁰ → H⁺ (отдаёт e⁻, восстановитель)

Cl⁰ → Cl⁻ (принимает e⁻, окислитель)

б) MgO + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂O

• Тип: реакция обмена

• Гетерогенная (твёрдое MgO и жидкость)

• Не ОВР

в) 2Al + 3CuCl₂ → 2AlCl₃ + 3Cu

• Тип: реакция замещения

• Гетерогенная (твердое Al и раствор соли)

• ОВР:

Al⁰ → Al³⁺ (отдаёт e⁻, восстановитель)

Cu²⁺ → Cu⁰ (принимает e⁻, окислитель)

г) BaCl₂ + ZnSO₄ → BaSO₄↓ + ZnCl₂

• Тип: реакция обмена

• Гомогенная

• Не ОВР

ОВР: а) и в)

Гомогенные: а), г)

Гетерогенные: б), в)

Окислитель: Cl₂ (в а), Cu²⁺ (в в)

Восстановитель: H₂ (в а), Al (в в)

Окисление: повышение степени окисления

Восстановление: понижение степени окисления

Тепловые эффекты реакций нейтрализации между разными кислотами (соляной, серной, азотной) и щелочами (гидроксидами натрия, калия, лития) примерно одинаковы, потому что во всех этих случаях происходит одна и та же основная химическая реакция — нейтрализация ионов водорода и гидроксид-ионов:

(H⁺ + OH⁻ → H₂O + 57 кДж)

Эта реакция — главная причина выделения теплоты. Независимо от того, из какой кислоты происходит H⁺ (соляной, азотной или серной) и из какой щёлочи — OH⁻, сам процесс остаётся одинаковым: образование молекулы воды из ионов.

Следовательно, основная часть теплоты выделяется при соединении H⁺ и OH⁻, а не при участии самих кислотных или щелочных остатков. Именно поэтому тепловые эффекты этих реакций близки по значению — около 57 кДж на моль воды.

Для расчёта скорости химической реакции используют изменение концентрации вещества (реагента или продукта) и промежуток времени, за который произошло это изменение. Формула для расчёта скорости выглядит так:

где:

v — скорость реакции,

Δc — изменение концентрации вещества (в моль/л),

Δt — время, за которое произошло изменение (в секундах).

Таким образом, чтобы определить скорость химической реакции, нужно знать, насколько изменилась концентрация вещества за определённый промежуток времени.

В первой пробирке (Na₂S₂O₃ + BaCl₂) реакция идёт мгновенно. Сразу после добавления хлорида бария появляется белый осадок — сульфат бария (BaSO₄), что указывает на быстрое протекание химической реакции по уравнению обмена:

(Na₂S₂O₃ + BaCl₂ → BaSO₄↓ + 2NaCl + SO₂ + S↓ + H₂O)

Во второй пробирке, где добавлена соляная кислота, осадок появляется не сразу. Раствор сначала остаётся прозрачным, но через некоторое время начинает мутнеть, появляется белесый осадок серы и запах сернистого газа. Это говорит о медленной реакции, происходящей с образованием нестойких промежуточных веществ.

Различие процессов:

– В первой пробирке реакция идёт быстро, сразу появляется осадок.

– Во второй пробирке реакция идет медленно, продукты (сера, SO₂) образуются не сразу.

Таким образом, основное отличие — это скорость протекания реакции: быстрая в первой пробирке (реакция ионного обмена) и медленная во второй (сложная реакция с участием кислоты).