Номер 483, страница 74 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

483. Поставьте знак равенства или знак обратимости вместо знака вопроса в следующих уравнениях химических реакций:

а) $CH_4 + 2O_2 ? CO_2 + 2H_2O$;

б) $C_2H_5OH + 3O_2 ? 2CO_2 + 3H_2O$;

в) $N_2 + 3H_2 ? 2NH_3$.

Решение

В химических уравнениях знак равенства ($=$) ставится для необратимых реакций, которые протекают практически до конца в одном направлении. Знак обратимости ($\rightleftharpoons$) ставится для обратимых реакций, которые могут протекать одновременно в прямом и обратном направлениях, приводя к состоянию химического равновесия.

а) Реакция горения метана в кислороде: $CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$. Горение органических веществ, как правило, является необратимым процессом. Продукты реакции (углекислый газ и вода) не могут самопроизвольно прореагировать с образованием исходных веществ (метана и кислорода) в тех же условиях. Эта реакция протекает с выделением большого количества тепла и идет до полного расходования одного из реагентов. Следовательно, ставим знак равенства.

Ответ: $CH_4 + 2O_2 = CO_2 + 2H_2O$

б) Реакция горения этанола в кислороде: $C_2H_5OH + 3O_2 \rightarrow 2CO_2 + 3H_2O$. Аналогично горению метана, полное сгорание этанола — это необратимая экзотермическая реакция, которая идет в одном направлении. Обратный процесс не протекает самопроизвольно. Поэтому в уравнении следует поставить знак равенства.

Ответ: $C_2H_5OH + 3O_2 = 2CO_2 + 3H_2O$

в) Реакция синтеза аммиака из азота и водорода (процесс Габера-Боша): $N_2 + 3H_2 \leftrightarrow 2NH_3$. Эта реакция является классическим примером обратимой реакции. Она протекает при определённых условиях (высокое давление, повышенная температура и наличие катализатора) и не идет до конца. В системе устанавливается химическое равновесие, при котором в реакционной смеси присутствуют как исходные вещества (азот и водород), так и продукт (аммиак). Реакция может идти как в прямом, так и в обратном направлении (разложение аммиака). Поэтому ставим знак обратимости.

Ответ: $N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$