Номер 6, страница 288 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 61. Скорость химической реакции. Закон действующих масс. Глава 6. Теоретическое описание химических реакций - номер 6, страница 288.

Условие.

6. Какие из реакций являются гомогенными, а какие — гетерогенными:

а) взаимодействие азота и водорода;

б) взаимодействие азота и водорода на поверхности твёрдого катализатора;

в) взаимодействие железа с хлором;

г) горение паров бензола в кислороде?

Ответ поясните.

Решение.

Решение 2.

Для определения типа реакции необходимо проанализировать агрегатные состояния реагентов и продуктов.

Гомогенная реакция — это реакция, в которой все реагенты и продукты находятся в одной фазе (например, все вещества являются газами или все растворены в одной жидкости). Реакция протекает по всему объему системы.

Гетерогенная реакция — это реакция, в которой реагенты находятся в разных фазах (например, твердое вещество и газ, жидкость и твердое вещество). Реакция протекает на границе раздела фаз. Наличие катализатора в фазе, отличной от фазы реагентов, также делает реакцию гетерогенной.

а) взаимодействие азота и водорода;

Азот ($N_2$) и водород ($H_2$) являются газами. Продукт их реакции — аммиак ($NH_3$) — также является газом. Уравнение реакции: $N_{2(г)} + 3H_{2(г)} \rightleftharpoons 2NH_{3(г)}$. Поскольку все вещества находятся в одной фазе (газовой), реакция является гомогенной.

Ответ: гомогенная реакция.

б) взаимодействие азота и водорода на поверхности твёрдого катализатора;

В этом случае реагенты (азот, водород) и продукт (аммиак) находятся в газовой фазе, но реакция происходит на поверхности твёрдого катализатора. Следовательно, в системе есть как минимум две фазы: газовая и твёрдая. Реакция протекает на границе раздела фаз, поэтому она является гетерогенной.

Ответ: гетерогенная реакция.

в) взаимодействие железа с хлором;

Железо ($Fe$) — твёрдое вещество, а хлор ($Cl_2$) — газ. Реагенты находятся в разных агрегатных состояниях. Уравнение реакции: $2Fe_{(тв)} + 3Cl_{2(г)} \rightarrow 2FeCl_{3(тв)}$. Реакция протекает на границе раздела фаз "твёрдое вещество — газ" и является гетерогенной.

Ответ: гетерогенная реакция.

г) горение паров бензола в кислороде?

Пары бензола ($C_6H_6$) — это газ. Кислород ($O_2$) — также газ. Продукты полного сгорания — углекислый газ ($CO_2$) и водяной пар ($H_2O$) — тоже газы. Уравнение реакции: $2C_6H_{6(г)} + 15O_{2(г)} \rightarrow 12CO_{2(г)} + 6H_2O_{(г)}$. Так как все участники реакции находятся в одной газовой фазе, реакция является гомогенной.

Ответ: гомогенная реакция.