Номер 580, страница 96 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

580. Составьте по три уравнения обратимых и необратимых химических реакций. Охарактеризуйте предложенные вами реакции по различным признакам.

Химические реакции классифицируют по различным признакам. Одним из важнейших является их обратимость. Обратимые реакции могут протекать как в прямом, так и в обратном направлении при одних и тех же условиях. Необратимые реакции протекают практически до конца в одном направлении, так как один из продуктов уходит из сферы реакции (выпадает в осадок, выделяется в виде газа) или образуется очень слабо диссоциирующее вещество (например, вода).

Это реакции, которые одновременно протекают в прямом и обратном направлениях. В уравнениях таких реакций вместо знака равенства или стрелки ставят знак обратимости $ \rightleftharpoons $.

1. Синтез аммиака (процесс Габера-Боша):

   $N_2(г) + 3H_2(г) \rightleftharpoons 2NH_3(г) + Q$

   Характеристика реакции:

   • по направлению: обратимая;
   • по числу и составу реагентов и продуктов: реакция соединения;
   • по тепловому эффекту: экзотермическая (с выделением теплоты);
   • по агрегатному состоянию веществ: гомогенная (все вещества – газы);
   • по изменению степеней окисления: окислительно-восстановительная;
   • по наличию катализатора: каталитическая (катализатор – губчатое железо).

2. Окисление диоксида серы в триоксид серы:

   $2SO_2(г) + O_2(г) \rightleftharpoons 2SO_3(г) + Q$

   Характеристика реакции:

   • по направлению: обратимая;
   • по числу и составу реагентов и продуктов: реакция соединения;
   • по тепловому эффекту: экзотермическая;
   • по агрегатному состоянию веществ: гомогенная;
   • по изменению степеней окисления: окислительно-восстановительная;
   • по наличию катализатора: каталитическая (катализатор – $V_2O_5$).

3. Гидролиз сложного эфира (на примере этилацетата):

   $CH_3COOC_2H_5(р-р) + H_2O(ж) \rightleftharpoons CH_3COOH(р-р) + C_2H_5OH(р-р)$

   Характеристика реакции:

   • по направлению: обратимая;
   • по числу и составу реагентов и продуктов: реакция обмена (гидролиз);
   • по тепловому эффекту: близка к термонейтральной (часто слабо эндотермическая);
   • по агрегатному состоянию веществ: гомогенная (протекает в растворе);
   • по изменению степеней окисления: не окислительно-восстановительная;
   • по наличию катализатора: каталитическая (ускоряется ионами $H^+$ или $OH^-$).

Ответ: Приведены три примера обратимых реакций с их уравнениями и подробной характеристикой по различным классификационным признакам.

Это реакции, которые протекают только в одном направлении до полного расходования одного из реагентов. Условия необратимости: образование осадка, газа или малодиссоциирующего вещества (воды).

1. Реакция с образованием осадка:

   $BaCl_2(р-р) + H_2SO_4(р-р) \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HCl(р-р)$

   Характеристика реакции:

   • по направлению: необратимая (образуется нерастворимый осадок $BaSO_4$);
   • по числу и составу реагентов и продуктов: реакция ионного обмена;
   • по тепловому эффекту: экзотермическая;
   • по агрегатному состоянию веществ: гетерогенная (исходные вещества в растворе, один из продуктов – твердое вещество);
   • по изменению степеней окисления: не окислительно-восстановительная;
   • по наличию катализатора: некаталитическая.

2. Реакция с выделением газа:

   $K_2CO_3(р-р) + 2HNO_3(р-р) \rightarrow 2KNO_3(р-р) + H_2O(ж) + CO_2\uparrow$

   Характеристика реакции:

   • по направлению: необратимая (выделяется газообразный $CO_2$);
   • по числу и составу реагентов и продуктов: реакция ионного обмена;
   • по тепловому эффекту: экзотермическая;
   • по агрегатному состоянию веществ: гетерогенная (из раствора выделяется газ);
   • по изменению степеней окисления: не окислительно-восстановительная;
   • по наличию катализатора: некаталитическая.

3. Реакция нейтрализации с образованием воды:

   $KOH(р-р) + HCl(р-р) \rightarrow KCl(р-р) + H_2O(ж) + Q$

   Характеристика реакции:

   • по направлению: необратимая (образуется слабый электролит – вода);
   • по числу и составу реагентов и продуктов: реакция обмена (нейтрализации);
   • по тепловому эффекту: экзотермическая;
   • по агрегатному состоянию веществ: гомогенная (протекает в водном растворе);
   • по изменению степеней окисления: не окислительно-восстановительная;
   • по наличию катализатора: некаталитическая.

Ответ: Приведены три примера необратимых реакций с их уравнениями и подробной характеристикой по различным классификационным признакам.