Номер 2, страница 127 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 16. Химическое равновесие и факторы, на него влияющие. Глава 4. Научные основы химического производства - номер 2, страница 127.

Условие.

2. Определите по рисунку 80, a, выделяется или поглощается теплота в реакции $2NO_2 \rightleftarrows N_2O_4$.

Решение.

Решение 2.

Решение

В задаче рассматривается обратимая химическая реакция димеризации оксида азота(IV): $$2NO_2 \rightleftharpoons N_2O_4$$ Для ответа на вопрос необходимо проанализировать тепловой эффект данной реакции. Оксид азота(IV), $NO_2$, представляет собой газ бурого цвета, в то время как его димер, тетраоксид диазота $N_2O_4$, является бесцветным газом.

Хотя сам рисунок 80, а, отсутствует, стандартный эксперимент, демонстрирующий это равновесие, основан на принципе Ле Шателье. Согласно этому принципу, если на систему, находящуюся в состоянии химического равновесия, оказать внешнее воздействие (изменить температуру, давление или концентрацию), то равновесие сместится в таком направлении, чтобы ослабить это воздействие.

В данном случае, изменение температуры влияет на цвет газовой смеси:

1. При охлаждении системы (например, при помещении сосуда в ледяную воду) цвет смеси становится бледнее. Это свидетельствует о смещении равновесия вправо, в сторону образования бесцветного $N_2O_4$. Система противодействует охлаждению, выделяя теплоту. Следовательно, прямая реакция $2NO_2 \rightarrow N_2O_4$ является экзотермической, то есть идет с выделением теплоты ($Q > 0$).

2. При нагревании системы (например, при помещении сосуда в горячую воду) бурая окраска становится интенсивнее. Это означает, что равновесие смещается влево, в сторону образования бурого газа $NO_2$. Система противодействует нагреванию, поглощая теплоту. Следовательно, обратная реакция $N_2O_4 \rightarrow 2NO_2$ является эндотермической, то есть идет с поглощением теплоты ($Q < 0$).

Таким образом, для прямой реакции, указанной в условии, $2NO_2 \rightarrow N_2O_4$, теплота выделяется.

Ответ: в реакции $2NO_2 \rightleftharpoons N_2O_4$ теплота выделяется.