Номер 321, страница 51 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

321. Какие из приведённых утверждений верны:

а) энергия молекулы меньше суммы энергий составляющих её атомов;

б) разрыв химической связи всегда сопровождается выделением энергии;

в) при образовании общей пары электронов они должны иметь одинаковые спины;

г) образование молекулы водорода из атомов является эндотермическим процессом;

д) энергия отталкивания атомов в молекуле кислорода превышает энергию их притяжения?

а) энергия молекулы меньше суммы энергий составляющих её атомов;

При образовании химической связи из атомов возникает более устойчивая система — молекула. Переход в более устойчивое состояние всегда сопровождается выделением энергии. Эта выделенная энергия называется энергией связи. В результате, полная внутренняя энергия молекулы становится меньше, чем сумма энергий отдельных атомов, из которых она образована. Математически это можно выразить как $E_{молекулы} < \sum E_{атомов}$. Разница энергий $ \Delta E = \sum E_{атомов} - E_{молекулы} $ соответствует энергии, которую необходимо затратить, чтобы разорвать все связи в молекуле. Таким образом, это утверждение является верным.

Ответ: верно.

б) разрыв химической связи всегда сопровождается выделением энергии;

Это утверждение неверно. Химическая связь удерживает атомы вместе за счёт сил притяжения. Чтобы разорвать эту связь и разъединить атомы, необходимо преодолеть эти силы, а для этого требуется затратить энергию. Процессы, требующие поглощения энергии извне, называются эндотермическими. Таким образом, разрыв химической связи — это всегда эндотермический процесс. Выделение энергии происходит при обратном процессе — образовании связи.

Ответ: неверно.

в) при образовании общей пары электронов они должны иметь одинаковые спины;

Это утверждение неверно. Согласно принципу запрета Паули, два электрона в одной атомной или молекулярной орбитали не могут иметь одинаковый набор квантовых чисел. Так как они находятся в одной орбитали, их остальные квантовые числа совпадают, следовательно, их спиновые квантовые числа должны быть различны. Это означает, что электроны в общей электронной паре должны иметь противоположные (антипараллельные) спины (например, $s = +1/2$ и $s = -1/2$).

Ответ: неверно.

г) образование молекулы водорода из атомов является эндотермическим процессом;

Это утверждение неверно. Образование молекулы водорода ($H_2$) из двух отдельных атомов водорода ($H$) — это процесс формирования прочной ковалентной связи. Как было показано в пункте (а), образование стабильной химической связи является экзотермическим процессом, то есть сопровождается выделением энергии ($H + H \rightarrow H_2 + \text{энергия}$). Эндотермическим является обратный процесс — разрыв связи в молекуле водорода с образованием атомов.

Ответ: неверно.

д) энергия отталкивания атомов в молекуле кислорода превышает энергию их притяжения?

Этот вопрос подразумевает утверждение, которое неверно. Молекула кислорода ($O_2$) является стабильной. Существование стабильной молекулы возможно только в том случае, если силы притяжения между атомами (между ядрами и электронами) преобладают над силами отталкивания (между ядрами и между электронами). Это приводит к образованию "потенциальной ямы" — состояния с минимальной энергией на определенном расстоянии между атомами. Если бы энергия отталкивания превышала энергию притяжения, атомы не могли бы удерживаться вместе, и молекула бы не существовала. Таким образом, в стабильной молекуле кислорода энергия притяжения больше энергии отталкивания.

Ответ: неверно.