Номер 3, страница 90 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Вопросы и задания. Параграф 11. Классификация реакций в неорганической и органической химии. Глава 4. Химические реакции - номер 3, страница 90.

Условие.

3. Приведите по два примера органических и неорганических реакций, которые являются:

а) обратимыми;

б) необратимыми;

в) экзотермическими;

г) эндотермическими.

Запишите уравнения таких реакций.

Решение.

Решение 2.

а) обратимыми;

Обратимые реакции — это химические реакции, которые могут протекать одновременно в прямом и обратном направлениях в данных условиях. В уравнениях таких реакций используется знак обратимости ($\rightleftharpoons$).

Примеры органических обратимых реакций:

1. Реакция этерификации — взаимодействие карбоновой кислоты со спиртом с образованием сложного эфира и воды. Реакция катализируется сильными кислотами.

$CH_3COOH (уксусная \ кислота) + C_2H_5OH (этанол) \rightleftharpoons CH_3COOC_2H_5 (этилацетат) + H_2O (вода)$

2. Гидратация алкенов — присоединение молекулы воды к алкену с образованием спирта. Реакция также является каталитической.

$CH_2=CH_2 (этен) + H_2O (вода) \rightleftharpoons C_2H_5OH (этанол)$

Примеры неорганических обратимых реакций:

1. Синтез аммиака из простых веществ (процесс Габера-Боша). Это важнейший промышленный процесс, протекающий при высокой температуре и давлении с участием катализатора.

$N_2 (азот) + 3H_2 (водород) \rightleftharpoons 2NH_3 (аммиак)$

2. Синтез йодоводорода из водорода и паров йода.

$H_2 (водород) + I_2 (йод) \rightleftharpoons 2HI (йодоводород)$

Ответ: Примеры уравнений обратимых реакций. Органические: $CH_3COOH + C_2H_5OH \rightleftharpoons CH_3COOC_2H_5 + H_2O$ и $CH_2=CH_2 + H_2O \rightleftharpoons C_2H_5OH$. Неорганические: $N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$ и $H_2 + I_2 \rightleftharpoons 2HI$.

б) необратимыми;

Необратимые реакции — это реакции, которые протекают практически до конца в одном направлении. Это происходит, если один из продуктов реакции уходит из сферы реакции (выпадает в осадок, выделяется в виде газа) или образуется малодиссоциирующее вещество (например, вода).

Примеры органических необратимых реакций:

1. Реакции горения органических соединений в избытке кислорода. Продукты реакции (углекислый газ и вода) не могут самопроизвольно прореагировать с образованием исходных веществ.

$CH_4 (метан) + 2O_2 (кислород) \rightarrow CO_2 (диоксид \ углерода) + 2H_2O (вода)$

2. Реакция полимеризации. Например, образование полиэтилена из этилена. Обратный процесс (деполимеризация) требует особых, жестких условий.

$nCH_2=CH_2 (этилен) \xrightarrow{t, p, kat} (-CH_2-CH_2-)_n (полиэтилен)$

Примеры неорганических необратимых реакций:

1. Реакция ионного обмена с образованием нерастворимого вещества (осадка).

$BaCl_2 (хлорид \ бария) + H_2SO_4 (серная \ кислота) \rightarrow BaSO_4\downarrow (сульфат \ бария) + 2HCl (соляная \ кислота)$

2. Реакция ионного обмена с выделением газа.

$Na_2CO_3 (карбонат \ натрия) + 2HCl (соляная \ кислота) \rightarrow 2NaCl (хлорид \ натрия) + H_2O (вода) + CO_2\uparrow (диоксид \ углерода)$

Ответ: Примеры уравнений необратимых реакций. Органические: $CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$ и $nCH_2=CH_2 \rightarrow (-CH_2-CH_2-)_n$. Неорганические: $BaCl_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HCl$ и $Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$.

в) экзотермическими;

Экзотермические реакции — это реакции, протекающие с выделением теплоты в окружающую среду. В уравнениях таких реакций тепловой эффект обозначается как $+Q$.

Примеры органических экзотермических реакций:

1. Реакции горения. Все реакции горения являются экзотермическими. Например, горение глюкозы.

$C_6H_{12}O_6 (глюкоза) + 6O_2 (кислород) \rightarrow 6CO_2 (диоксид \ углерода) + 6H_2O (вода) + Q$

2. Реакции гидрирования (присоединения водорода к ненасыщенным соединениям). Например, гидрирование этена.

$CH_2=CH_2 (этен) + H_2 (водород) \xrightarrow{Ni, t} CH_3-CH_3 (этан) + Q$

Примеры неорганических экзотермических реакций:

1. Реакция нейтрализации сильной кислоты и сильного основания.

$HCl (соляная \ кислота) + NaOH (гидроксид \ натрия) \rightarrow NaCl (хлорид \ натрия) + H_2O (вода) + Q$

2. Гашение извести — взаимодействие оксида кальция с водой.

$CaO (оксид \ кальция) + H_2O (вода) \rightarrow Ca(OH)_2 (гидроксид \ кальция) + Q$

Ответ: Примеры уравнений экзотермических реакций. Органические: $C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O + Q$ и $CH_2=CH_2 + H_2 \rightarrow CH_3-CH_3 + Q$. Неорганические: $HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O + Q$ и $CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + Q$.

г) эндотермическими.

Эндотермические реакции — это реакции, протекающие с поглощением теплоты из окружающей среды. Для их протекания, как правило, требуется постоянный подвод энергии (нагревание). В уравнениях таких реакций тепловой эффект обозначается как $-Q$.

Примеры органических эндотермических реакций:

1. Реакции дегидрирования (отщепления водорода). Например, получение этена из этана.

$C_2H_6 (этан) \xrightarrow{t, kat} C_2H_4 (этен) + H_2 (водород) - Q$

2. Пиролиз (термическое разложение) метана для получения ацетилена.

$2CH_4 (метан) \xrightarrow{1500^{\circ}C} C_2H_2 (ацетилен) + 3H_2 (водород) - Q$

Примеры неорганических эндотермических реакций:

1. Реакции разложения многих солей, оксидов, гидроксидов при нагревании. Например, разложение известняка (карбоната кальция).

$CaCO_3 (карбонат \ кальция) \xrightarrow{t} CaO (оксид \ кальция) + CO_2 (диоксид \ углерода) - Q$

2. Синтез оксида азота(II) из азота и кислорода. Реакция происходит при очень высокой температуре, например, в электрическом разряде молнии.

$N_2 (азот) + O_2 (кислород) \xrightarrow{t} 2NO (оксид \ азота(II)) - Q$

Ответ: Примеры уравнений эндотермических реакций. Органические: $C_2H_6 \xrightarrow{t, kat} C_2H_4 + H_2 - Q$ и $2CH_4 \xrightarrow{t} C_2H_2 + 3H_2 - Q$. Неорганические: $CaCO_3 \xrightarrow{t} CaO + CO_2 - Q$ и $N_2 + O_2 \xrightarrow{t} 2NO - Q$.