Номер 2, страница 78 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Проверьте свои знания. Параграф 14. Окислительно-восстановительные реакции. Глава II. Химические реакции - номер 2, страница 78.

Условие.

2. Какие из четырёх типов реакций: соединения, разложения, замещения и обмена — относятся к окислительно-восстановительным? не относятся к окислительно-восстановительным? могут быть и теми, и другими? Подтвердите своё мнение уравнениями соответствующих реакций.

Решение.

Решение 2.

Окислительно-восстановительные реакции (ОВР) — это реакции, в ходе которых происходит изменение степеней окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ, за счёт перераспределения электронов между ними. Рассмотрим каждый из четырёх типов реакций в контексте этого определения.

Какие из четырёх типов реакций относятся к окислительно-восстановительным?

К окислительно-восстановительным реакциям всегда относятся реакции замещения. В этих реакциях простое вещество (степень окисления 0) взаимодействует со сложным веществом, замещая в нем один из элементов. При этом простое вещество переходит в состав сложного (изменяя степень окисления с 0 на другую), а вытесненный элемент становится простым веществом (изменяя степень окисления на 0). Таким образом, изменение степеней окисления происходит всегда.

Пример:

Взаимодействие цинка с сульфатом меди(II):

$\overset{0}{\text{Zn}} + \overset{+2}{\text{Cu}}\text{SO}_4 \rightarrow \overset{+2}{\text{Zn}}\text{SO}_4 + \overset{0}{\text{Cu}}$

Здесь цинк повышает свою степень окисления с 0 до +2 (окисляется), а медь понижает свою степень окисления с +2 до 0 (восстанавливается).

Ответ: Реакции замещения.

Какие из четырёх типов реакций не относятся к окислительно-восстановительным?

К окислительно-восстановительным реакциям, как правило, не относятся реакции обмена. В ходе этих реакций два сложных вещества обмениваются своими составными частями (ионами или атомными группами), при этом степени окисления всех элементов остаются неизменными.

Пример:

Реакция нейтрализации между соляной кислотой и гидроксидом натрия:

$\overset{+1}{\text{H}}\overset{-1}{\text{Cl}} + \overset{+1}{\text{Na}}\overset{-2}{\text{O}}\overset{+1}{\text{H}} \rightarrow \overset{+1}{\text{Na}}\overset{-1}{\text{Cl}} + \overset{+1}{\text{H}}_2\overset{-2}{\text{O}}$

Степени окисления водорода (+1), хлора (-1), натрия (+1) и кислорода (-2) не изменяются в ходе реакции.

Ответ: Реакции обмена.

Какие из четырёх типов реакций могут быть и теми, и другими?

Реакции соединения и реакции разложения могут протекать как с изменением степеней окисления (являться ОВР), так и без него.

Реакции соединения:

Пример ОВР: Реакция горения магния в кислороде. В реакцию вступают простые вещества, степень окисления которых равна нулю.

$\overset{0}{2\text{Mg}} + \overset{0}{\text{O}}_2 \rightarrow \overset{+2}{2\text{Mg}}\overset{-2}{\text{O}}$

Степень окисления магния меняется с 0 на +2, а кислорода с 0 на -2.

Пример реакции без изменения степеней окисления: Реакция оксида кальция с углекислым газом с образованием соли.

$\overset{+2}{\text{Ca}}\overset{-2}{\text{O}} + \overset{+4}{\text{C}}\overset{-2}{\text{O}}_2 \rightarrow \overset{+2}{\text{Ca}}\overset{+4}{\text{C}}\overset{-2}{\text{O}}_3$

Степени окисления всех элементов остаются прежними.

Реакции разложения:

Пример ОВР: Разложение бертолетовой соли (хлората калия) при нагревании, в ходе которого образуется простое вещество кислород.

$2\text{K}\overset{+5}{\text{Cl}}\overset{-2}{\text{O}}_3 \xrightarrow{t, \text{MnO}_2} 2\text{K}\overset{-1}{\text{Cl}} + 3\overset{0}{\text{O}}_2$

Степень окисления хлора меняется с +5 на -1 (восстановление), а кислорода с -2 на 0 (окисление).

Пример реакции без изменения степеней окисления: Разложение карбоната кальция (известняка) при нагревании.

$\overset{+2}{\text{Ca}}\overset{+4}{\text{C}}\overset{-2}{\text{O}}_3 \xrightarrow{t} \overset{+2}{\text{Ca}}\overset{-2}{\text{O}} + \overset{+4}{\text{C}}\overset{-2}{\text{O}}_2$

Степени окисления кальция (+2), углерода (+4) и кислорода (-2) не изменяются.

Ответ: Реакции соединения и реакции разложения.