Номер 3, страница 298 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 63. Катализ. Катализаторы. Глава 6. Теоретическое описание химических реакций - номер 3, страница 298.

Условие.

3. Первая стадия разложения озона под действием атомарного хлора в качестве катализатора описывается уравнением реакции: $Cl + O_3 \rightarrow ClO + O_2$. Считая, что весь процесс двухстадийный, напишите уравнение второй стадии.

Решение.

Решение 2.

Каталитический цикл разложения озона, в котором участвует атомарный хлор, состоит из нескольких стадий. Ключевая особенность катализатора заключается в том, что он участвует в промежуточных реакциях, но в конечном итоге восстанавливается в своем первоначальном виде.

Первая стадия процесса указана в задаче. На ней катализатор, атом хлора ($Cl$), реагирует с молекулой озона ($O_3$), образуя промежуточное соединение — оксид хлора ($ClO$):

Стадия 1: $Cl + O_3 \rightarrow ClO + O_2$

Для завершения каталитического цикла и регенерации катализатора ($Cl$), оксид хлора ($ClO$), образовавшийся на первой стадии, должен прореагировать. Поскольку общий процесс — это разложение озона, то на второй стадии $ClO$ должен взаимодействовать с частицей, которая также приводит к разрушению озонового слоя. В данном контексте это может быть другая молекула озона ($O_3$).

Таким образом, уравнение второй стадии будет описывать реакцию оксида хлора с озоном, в результате которой регенерируется атом хлора и образуется кислород:

Стадия 2: $ClO + O_3 \rightarrow Cl + 2O_2$

Чтобы убедиться в правильности этого предположения, можно сложить уравнения двух стадий и посмотреть на итоговую реакцию:

($Cl + O_3$) + ($ClO + O_3$) $\rightarrow$ ($ClO + O_2$) + ($Cl + 2O_2$)

Сократив катализатор ($Cl$) и промежуточное соединение ($ClO$), которые присутствуют в обеих частях уравнения, мы получаем общее уравнение разложения озона:

$2O_3 \rightarrow 3O_2$

Это показывает, что атом хлора действительно действует как катализатор, ускоряя разложение озона, не расходуясь при этом в суммарной реакции.

Ответ: $ClO + O_3 \rightarrow Cl + 2O_2$