Номер 4, страница 268 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 57. Тепловые эффекты химических реакций. Глава 6. Теоретическое описание химических реакций - номер 4, страница 268.

Условие.

4. Укажите уравнение реакции, теплота которой отвечает теплоте образования оксида азота(II):

а) $\frac{1}{2}\text{N}_2 + \text{O} = \text{NO}$

б) $\text{N} + \frac{1}{2}\text{O}_2 = \text{NO}$

в) $\frac{1}{2}\text{N}_2 + \frac{1}{2}\text{O}_2 = \text{NO}$

г) $\text{4NH}_3 + \text{5O}_2 = \text{4NO} + \text{6H}_2\text{O}$

Решение.

Решение 2.

Решение

Теплота образования (или стандартная энтальпия образования, $\Delta H_f^°$) химического соединения — это тепловой эффект реакции образования 1 моля этого соединения из простых веществ, находящихся в своих наиболее устойчивых стандартных состояниях.

В данном случае нам нужно найти уравнение реакции, теплота которой соответствует теплоте образования оксида азота(II), формула которого $NO$. Для этого реакция должна удовлетворять трем условиям:

1. В результате реакции должен образоваться 1 моль $NO$.
2. Исходными веществами (реагентами) должны быть простые вещества — азот и кислород.
3. Эти простые вещества должны быть в своих наиболее устойчивых формах при стандартных условиях (для азота это $N_2$, для кислорода — $O_2$).

Проанализируем предложенные варианты:

а) $1/2 N_2 + O = NO$

В этой реакции оксид азота(II) образуется из молекулярного азота ($N_2$) и атомарного кислорода ($O$). Атомарный кислород не является наиболее устойчивой формой для кислорода. Наиболее устойчивая форма кислорода — это двухатомная молекула $O_2$. Следовательно, эта реакция не соответствует определению теплоты образования.

б) $N + 1/2 O_2 = NO$

Здесь в качестве одного из реагентов выступает атомарный азот ($N$). Наиболее устойчивой формой для азота является двухатомная молекула $N_2$. Поэтому данное уравнение также не описывает теплоту образования $NO$.

в) $1/2 N_2 + 1/2 O_2 = NO$

В этой реакции образуется 1 моль оксида азота(II) ($NO$). Реагентами являются простые вещества: азот в виде молекулы $N_2$ и кислород в виде молекулы $O_2$. Оба элемента находятся в своих наиболее устойчивых формах. Коэффициенты подобраны так, чтобы в результате получился именно 1 моль продукта. Это уравнение полностью соответствует определению теплоты образования.

г) $4NH_3 + 5O_2 = 4NO + 6H_2O$

В этой реакции оксид азота(II) образуется из сложного вещества — аммиака ($NH_3$), а не из простых веществ. Кроме того, в результате реакции образуется 4 моля $NO$, а не 1 моль. Таким образом, тепловой эффект этой реакции не является теплотой образования $NO$.

Таким образом, единственное уравнение, которое правильно описывает реакцию, теплота которой соответствует теплоте образования оксида азота(II), — это уравнение под буквой в).

Ответ: в