Номер 10, страница 143 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 4. Закономерности протекания химических реакций и физико-химических процессов. Параграф 20. Скорость химических реакций - номер 10, страница 143.

Условие.

10. На рисунке изображён энергетический профиль гипотетической реакции А + Б = АБ. Определите величину энергии активации реакции.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Энергетический профиль реакции А + Б = АБ.

Энергия реагентов $E_{реаг.} = 100$ кДж/моль.

Энергия активированного комплекса (переходного состояния) $E_{ак.} = 150$ кДж/моль.

Энергия продуктов $E_{прод.} = 50$ кДж/моль.

Перевод в систему СИ:

$E_{реаг.} = 100 \text{ кДж/моль} = 100 \cdot 10^3 \text{ Дж/моль} = 100000 \text{ Дж/моль}$

$E_{ак.} = 150 \text{ кДж/моль} = 150 \cdot 10^3 \text{ Дж/моль} = 150000 \text{ Дж/моль}$

$E_{прод.} = 50 \text{ кДж/моль} = 50 \cdot 10^3 \text{ Дж/моль} = 50000 \text{ Дж/моль}$

Найти:

Величину энергии активации реакции $E_a$.

Решение:

Энергия активации ($E_a$) — это минимальная энергия, которую необходимо сообщить системе (реагентам), чтобы началась химическая реакция. На энергетическом профиле реакции она представляет собой разность между энергией активированного комплекса (вершина энергетического барьера) и энергией исходных веществ (реагентов).

Из графика видно, что:

• Энергия реагентов (A + Б) составляет $E_{реаг.} = 100$ кДж/моль.
• Энергия активированного комплекса, соответствующая пику на графике, составляет $E_{ак.} = 150$ кДж/моль.

Энергия активации рассчитывается по формуле:

$E_a = E_{ак.} - E_{реаг.}$

Подставляем значения, взятые из графика:

$E_a = 150 \text{ кДж/моль} - 100 \text{ кДж/моль} = 50 \text{ кДж/моль}$

Также из графика можно определить тепловой эффект реакции ($\Delta H$). Он равен разности энергий продуктов и реагентов:

$\Delta H = E_{прод.} - E_{реаг.} = 50 \text{ кДж/моль} - 100 \text{ кДж/моль} = -50 \text{ кДж/моль}$

Поскольку $\Delta H < 0$, реакция является экзотермической, то есть протекает с выделением тепла.

Ответ: 50 кДж/моль.