Номер 2, страница 59 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Проверьте свои знания. Параграф 10. Классификация химических реакций. Глава II. Химические реакции - номер 2, страница 59.

Условие.

2. Приведите примеры реакций, протекающих без изменения качественного, но с изменением количественного состава простых веществ.

Решение.

Решение 2.

Реакции, протекающие без изменения качественного, но с изменением количественного состава простых веществ, — это реакции превращения одних аллотропных модификаций в другие. Аллотропия — это явление существования химического элемента в виде двух или нескольких простых веществ, различных по строению и свойствам. В ходе таких реакций качественный состав (т.е. сам химический элемент) остается прежним, но меняется количественный состав молекул (число атомов в них) или строение кристаллической решетки, что приводит к образованию нового простого вещества с другими свойствами.

Примеры таких реакций:

1. Превращение кислорода в озон.

Кислород ($O_2$) и озон ($O_3$) — это аллотропные модификации элемента кислорода. В этой реакции не меняется качественный состав (вещества состоят только из атомов кислорода), но изменяется количественный состав: молекула кислорода состоит из двух атомов, а молекула озона — из трех. Эта реакция происходит, например, под действием ультрафиолетового излучения или электрического разряда (во время грозы).

Уравнение реакции:

$3O_2 \rightleftharpoons 2O_3$

2. Превращение аллотропных модификаций фосфора.

Белый фосфор состоит из молекул $P_4$. При нагревании до 250–300°C без доступа воздуха он превращается в красный фосфор, имеющий полимерное строение $(P)_n$. Красный фосфор, в свою очередь, при сильном нагревании под давлением может перейти в черный фосфор, который по строению похож на графит. В данном случае изменяется структура простого вещества.

Уравнение реакции превращения белого фосфора в красный:

$P_{\text{(белый)}} \xrightarrow{t^\circ} P_{\text{(красный)}}$

3. Превращение аллотропных модификаций углерода.

Графит и алмаз являются аллотропными модификациями углерода. Они состоят из одного и того же элемента, но имеют разное строение кристаллической решетки, что определяет их совершенно разные физические свойства. Графит имеет слоистую гексагональную решетку, а алмаз — атомную кубическую. Превращение графита в алмаз происходит при очень высоких давлениях (порядка 5 ГПа) и температурах (около 1500°C) в присутствии катализаторов.

Уравнение реакции:

$C_{\text{(графит)}} \xrightarrow{P, T, \text{кат.}} C_{\text{(алмаз)}}$

Ответ: Примерами реакций, протекающих без изменения качественного, но с изменением количественного состава простых веществ, являются аллотропные превращения. Например: превращение кислорода в озон ($3O_2 \rightleftharpoons 2O_3$), превращение белого фосфора в красный ($P_{\text{(белый)}} \rightarrow P_{\text{(красный)}}$), а также превращение графита в алмаз ($C_{\text{(графит)}} \rightarrow C_{\text{(алмаз)}}$).