Номер 511, страница 79 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

511. Укажите верные утверждения:

а) для того чтобы реакция водорода с кислородом началась, газообразную смесь следует нагреть, поэтому эта реакция является эндотермической;

б) получение негашёной извести из мела является эндотермической реакцией;

в) при превращении молекулы азота в три атома азота выделяется 945 кДж теплоты;

г) для превращения жидкой воды в пар следует затратить энергию, поэтому это эндотермический процесс;

д) тепловой эффект реакции равен количеству теплоты, которая выделяется или поглощается при образовании химических связей;

е) химическая реакция, протекающая под действием света, является эндотермической;

ж) в термохимическом уравнении $C + O_2 = CO_2 + 394 \text{ кДж}$ величина 394 кДж означает количество теплоты, которая выделится при сгорании 1 г углерода.

а) Утверждение неверно. Реакция водорода с кислородом ($2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$) является сильно экзотермической, то есть протекает с выделением большого количества теплоты. Необходимость начального нагрева связана с преодолением энергии активации — энергетического барьера, который нужно преодолеть для запуска реакции. Сам же процесс горения является экзотермическим.

Ответ: неверно.

б) Утверждение верно. Получение негашёной извести (оксида кальция, $CaO$) из мела (карбоната кальция, $CaCO_3$) описывается уравнением реакции разложения: $CaCO_3(тв) \xrightarrow{t^\circ} CaO(тв) + CO_2(г)$. Эта реакция требует непрерывного подвода тепловой энергии извне, то есть является эндотермической ($ΔH > 0$).

Ответ: верно.

в) Утверждение неверно. Во-первых, молекула азота ($N_2$) состоит из двух атомов, а не из трех. Во-вторых, разрыв химических связей — это всегда энергозатратный процесс, то есть энергия поглощается, а не выделяется. Величина 945 кДж/моль — это энергия, которую необходимо затратить для разрыва тройной связи в одном моле молекул азота.

Ответ: неверно.

г) Утверждение верно. Переход вещества из жидкого состояния в газообразное (испарение или кипение) требует энергии для преодоления сил межмолекулярного притяжения. Этот процесс сопровождается поглощением теплоты из окружающей среды, поэтому он является эндотермическим.

Ответ: верно.

д) Утверждение неверно. Тепловой эффект реакции — это итоговый энергетический баланс, который учитывает как энергию, затраченную на разрыв химических связей в исходных веществах (реагентах), так и энергию, выделившуюся при образовании новых связей в продуктах реакции. Утверждение является неполным, так как не учитывает энергию разрыва связей.

Ответ: неверно.

е) Утверждение верно. Химические реакции, для протекания которых необходимо световое излучение (фотохимические реакции), поглощают энергию света. Примером может служить фотосинтез. Так как система поглощает энергию извне, такие процессы являются эндотермическими.

Ответ: верно.

ж) Утверждение неверно. Термохимическое уравнение показывает соотношение количества вещества и теплового эффекта. Проверим данное утверждение расчетом.

Дано:

Термохимическое уравнение: $C + O_2 = CO_2 + 394 \text{ кДж}$

Масса углерода: $m(C) = 1 \text{ г}$

Найти:

Количество теплоты $Q$, выделяющееся при сгорании 1 г углерода.

Решение:

Согласно представленному термохимическому уравнению, при сгорании 1 моль атомов углерода ($C$) выделяется 394 кДж теплоты. Найдем молярную массу углерода: $M(C) = 12 \text{ г/моль}$. Следовательно, 394 кДж теплоты выделяется при сгорании 12 г углерода. Чтобы найти количество теплоты, которое выделится при сгорании 1 г углерода, составим пропорцию:

при сгорании $12 \text{ г } C$ — выделяется $394 \text{ кДж}$

при сгорании $1 \text{ г } C$ — выделяется $x \text{ кДж}$

$x = \frac{1 \text{ г} \cdot 394 \text{ кДж}}{12 \text{ г}} \approx 32,83 \text{ кДж}$

Рассчитанное значение (приблизительно 32,83 кДж) не равно 394 кДж. Таким образом, величина 394 кДж относится к сгоранию 1 моля (12 г) углерода, а не 1 г.

Ответ: неверно.