Номер 825, страница 135 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

825. *Укажите верные утверждения:

а) все атомы в молекуле пероксида водорода расположены в одной плоскости;

б) самой прочной химической связью в молекуле $H_2O_2$ является связь $O-O$;

в) при н. у. пероксид водорода представляет собой твёрдое вещество;

г) при нагревании в присутствии катализатора пероксид водорода разлагается на водород и кислород;

д) за счёт атома кислорода пероксид водорода может быть как окислителем, так и восстановителем;

е) в лабораторной практике пероксид водорода используется как сильный окислитель;

ж) пероксид водорода следует хранить в плотно закрытой склянке.

а) Молекула пероксида водорода ($H_2O_2$) имеет неплоское, так называемое «гош»-строение. Атомы водорода и кислорода не лежат в одной плоскости. Связи O-H находятся в разных плоскостях, образуя двугранный угол, который в газовой фазе составляет примерно 111.5°. Таким образом, утверждение о том, что все атомы расположены в одной плоскости, является неверным.

Ответ: неверно.

б) Прочность химической связи определяется её энергией. Энергия связи O-H в молекуле пероксида водорода составляет примерно 366 кДж/моль, в то время как энергия пероксидной связи O-O значительно ниже — около 146 кДж/моль. Таким образом, связь O-H прочнее связи O-O. Утверждение неверно.

Ответ: неверно.

в) Нормальные условия (н. у.) — это температура 0 °C (273,15 K) и давление 1 атм (101,325 кПа). Температура плавления чистого пероксида водорода составляет -0,43 °C. Следовательно, при 0 °C пероксид водорода находится в жидком агрегатном состоянии, а не в твёрдом. Утверждение неверно.

Ответ: неверно.

г) Пероксид водорода действительно разлагается при нагревании и в присутствии катализаторов (например, $MnO_2$), но продуктами реакции являются вода и кислород, а не водород и кислород. Уравнение реакции: $2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2\uparrow$. Утверждение неверно.

Ответ: неверно.

д) В пероксиде водорода ($H_2O_2$) атом кислорода имеет промежуточную степень окисления -1. Это позволяет ему проявлять двойственные окислительно-восстановительные свойства. Кислород может как принимать электроны, понижая степень окисления до -2 (проявляя свойства окислителя), так и отдавать электроны, повышая степень окисления до 0 (проявляя свойства восстановителя).

Пример реакции, где $H_2O_2$ — окислитель: $H_2O_2 + 2KI + H_2SO_4 \rightarrow I_2 + K_2SO_4 + 2H_2O$.

Пример реакции, где $H_2O_2$ — восстановитель: $2KMnO_4 + 5H_2O_2 + 3H_2SO_4 \rightarrow 2MnSO_4 + K_2SO_4 + 5O_2 + 8H_2O$.

Следовательно, утверждение верно.

Ответ: верно.

е) Пероксид водорода является сильным окислителем, что обусловлено высоким значением стандартного электродного потенциала ($E^0(H_2O_2/H_2O) = +1.77$ В). Это свойство широко используется в лабораторной и промышленной практике для отбеливания, дезинфекции и проведения различных химических синтезов. Хотя он может быть и восстановителем, его основное и наиболее частое применение — в качестве окислителя. Утверждение верно.

Ответ: верно.

ж) Пероксид водорода склонен к медленному самопроизвольному разложению с выделением газообразного кислорода ($2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2\uparrow$). Хранение в плотно закрытой таре приведёт к накоплению газа и созданию избыточного давления, что может вызвать разрушение склянки (взрыв). Поэтому пероксид водорода хранят в склянках из тёмного стекла (для защиты от света, ускоряющего разложение) со специальной пробкой, имеющей клапан для стравливания образующегося кислорода. Утверждение неверно.

Ответ: неверно.