Номер 8, страница 59 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Используйте дополнительную информацию. Параграф 10. Классификация химических реакций. Глава II. Химические реакции - номер 8, страница 59.

Условие.

8. На примере реакций соединения или разложения покажите относительность их разделения на экзо- или эндотермические процессы.

Решение.

Решение 2.

Решение

Классификация химических реакций на экзотермические (с выделением теплоты, $ \Delta H < 0 $) и эндотермические (с поглощением теплоты, $ \Delta H > 0 $) не всегда однозначно связана с их типом. Распространенное мнение, что все реакции соединения являются экзотермическими, а все реакции разложения — эндотермическими, является обобщением и не всегда верно. Относительность такого разделения можно продемонстрировать на следующих примерах.

Тепловой эффект любой реакции определяется разницей между энергией, затраченной на разрыв химических связей в исходных веществах (реагентах), и энергией, которая выделяется при образовании новых связей в продуктах реакции. Если в продуктах образуются более прочные связи, чем были в реагентах, то избыток энергии выделяется, и реакция является экзотермической. Если же для разрыва связей в реагентах требуется больше энергии, чем выделяется при образовании связей в продуктах, то реакция является эндотермической.

Рассмотрим четыре случая, иллюстрирующие это положение:

1. Экзотермическая реакция соединения (типичный случай)

   Горение серы в кислороде с образованием оксида серы(IV). При этой реакции образуются более прочные связи, чем были в исходных веществах, что сопровождается выделением значительного количества теплоты.

   $ S(тв) + O_2(г) \rightarrow SO_2(г) $; $ \Delta H < 0 $

2. Эндотермическая реакция соединения (исключение)

   Синтез оксида азота(II) из простых веществ. В молекуле азота $ N_2 $ существует очень прочная тройная связь ($ N \equiv N $), на разрыв которой требуется большое количество энергии. Эта затрата энергии не компенсируется полностью при образовании связей в молекуле $ NO $. В результате реакция поглощает теплоту и протекает только при очень высоких температурах (например, во время грозового разряда).

   $ N_2(г) + O_2(г) \rightarrow 2NO(г) $; $ \Delta H > 0 $

3. Эндотермическая реакция разложения (типичный случай)

   Разложение гидроксида меди(II) при нагревании. Для разрушения связей в кристалле $ Cu(OH)_2 $ и образования оксида меди(II) и воды необходимо постоянно подводить тепло извне.

   $ Cu(OH)_2(тв) \rightarrow CuO(тв) + H_2O(г) $; $ \Delta H > 0 $

4. Экзотермическая реакция разложения (исключение)

   Разложение пероксида водорода. Связь $ O-O $ в молекуле $ H_2O_2 $ непрочная. При ее разложении образуются более стабильные соединения — вода и кислород, а избыток энергии выделяется в виде тепла. Реакция часто используется в присутствии катализатора (например, $ MnO_2 $), но она экзотермична сама по себе.

   $ 2H_2O_2(ж) \rightarrow 2H_2O(ж) + O_2(г) $; $ \Delta H < 0 $

Таким образом, приведенные примеры показывают, что тепловой эффект реакции (экзо- или эндотермический) определяется не типом реакции (соединение или разложение), а соотношением прочности связей в реагентах и продуктах. Следовательно, деление реакций на экзо- и эндотермические на основании их типа является относительным.

Ответ: Относительность разделения реакций соединения и разложения на экзо- и эндотермические процессы заключается в том, что тип реакции не определяет однозначно ее тепловой эффект. Существуют исключения из общего правила, которые это доказывают:

• Не все реакции соединения экзотермичны. Пример эндотермической реакции соединения: синтез оксида азота(II) из азота и кислорода, который идет с поглощением тепла ($ N_2 + O_2 \rightarrow 2NO; \Delta H > 0 $).
• Не все реакции разложения эндотермичны. Пример экзотермической реакции разложения: разложение пероксида водорода на воду и кислород, которое идет с выделением тепла ($ 2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2; \Delta H < 0 $).

Это показывает, что тепловой эффект зависит от баланса энергии разрываемых и образующихся химических связей, а не от формального типа химического превращения.