Номер 482, страница 74 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

482. Приведите по три примера уравнений химических реакций:

а) с положительным тепловым эффектом;

б) с отрицательным тепловым эффектом.

Есть ли среди них окислительно-восстановительные реакции?

а) с положительным тепловым эффектом;

Реакции с положительным тепловым эффектом ($+Q$) называются экзотермическими. В ходе таких реакций теплота выделяется в окружающую среду. Ниже приведены три примера таких реакций.

1. Реакция горения природного газа (метана):

$CH_4 + 2O_2 = CO_2 + 2H_2O + Q$

2. Реакция нейтрализации сильной кислоты сильным основанием:

$NaOH + HCl = NaCl + H_2O + Q$

3. Реакция горения водорода в кислороде с образованием воды:

$2H_2 + O_2 = 2H_2O + Q$

Ответ: Примеры реакций с положительным тепловым эффектом: $CH_4 + 2O_2 = CO_2 + 2H_2O + Q$; $NaOH + HCl = NaCl + H_2O + Q$; $2H_2 + O_2 = 2H_2O + Q$.

б) с отрицательным тепловым эффектом.

Реакции с отрицательным тепловым эффектом ($-Q$) называются эндотермическими. Они протекают с поглощением теплоты из окружающей среды. Ниже приведены три примера таких реакций.

1. Реакция разложения известняка (карбоната кальция) при сильном нагревании:

$CaCO_3 \xrightarrow{t^\circ} CaO + CO_2 - Q$

2. Реакция синтеза оксида азота(II) из азота и кислорода (происходит, например, при разряде молнии):

$N_2 + O_2 \rightleftharpoons 2NO - Q$

3. Реакция разложения воды под действием электрического тока (электролиз):

$2H_2O \xrightarrow{эл. ток} 2H_2\uparrow + O_2\uparrow - Q$

Ответ: Примеры реакций с отрицательным тепловым эффектом: $CaCO_3 \xrightarrow{t^\circ} CaO + CO_2 - Q$; $N_2 + O_2 \rightleftharpoons 2NO - Q$; $2H_2O \xrightarrow{эл. ток} 2H_2\uparrow + O_2\uparrow - Q$.

Да, среди приведённых примеров есть окислительно-восстановительные реакции (ОВР). Это реакции, в которых происходит изменение степеней окисления атомов химических элементов.

К экзотермическим ОВР из приведённых примеров относятся:

1. Горение метана: $ \overset{-4}{C}\overset{+1}{H_4} + 2\overset{0}{O_2} = \overset{+4}{C}\overset{-2}{O_2} + 2\overset{+1}{H_2}\overset{-2}{O} $. Углерод окисляется (степень окисления меняется с -4 до +4), а кислород восстанавливается (с 0 до -2).

2. Горение водорода: $ 2\overset{0}{H_2} + \overset{0}{O_2} = 2\overset{+1}{H_2}\overset{-2}{O} $. Водород окисляется (с 0 до +1), а кислород восстанавливается (с 0 до -2).

К эндотермическим ОВР из приведённых примеров относятся:

1. Синтез оксида азота(II): $ \overset{0}{N_2} + \overset{0}{O_2} \rightleftharpoons 2\overset{+2}{N}\overset{-2}{O} $. Азот окисляется (с 0 до +2), а кислород восстанавливается (с 0 до -2).

2. Разложение воды: $ 2\overset{+1}{H_2}\overset{-2}{O} \xrightarrow{эл. ток} 2\overset{0}{H_2} + \overset{0}{O_2} $. Водород восстанавливается (с +1 до 0), а кислород окисляется (с -2 до 0).

Реакции нейтрализации ($NaOH + HCl = NaCl + H_2O$) и разложения известняка ($CaCO_3 \rightarrow CaO + CO_2$) не являются окислительно-восстановительными, так как степени окисления всех элементов в них не изменяются.

Ответ: Да, среди приведённых примеров есть как экзотермические, так и эндотермические окислительно-восстановительные реакции. Например: горение метана ($CH_4 + 2O_2 = CO_2 + 2H_2O$), синтез оксида азота(II) ($N_2 + O_2 \rightleftharpoons 2NO$) и электролиз воды ($2H_2O \xrightarrow{эл. ток} 2H_2\uparrow + O_2\uparrow$).