Номер 2, страница 93 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Вопросы и задания. Параграф 12. Тепловой эффект химической реакции. Глава 4. Химические реакции - номер 2, страница 93.

Условие.

2. Почему в ходе любой реакции выделяется или поглощается теплота?

Решение.

Решение 2.

Решение

Выделение или поглощение теплоты в ходе любой химической реакции является следствием фундаментального закона сохранения энергии. Любая реакция — это процесс разрыва одних химических связей (в исходных веществах, или реагентах) и образования других, новых химических связей (в продуктах реакции).

1. Разрыв химических связей. Чтобы разорвать существующие связи между атомами в молекулах реагентов, необходимо затратить энергию. Этот процесс всегда требует поглощения энергии из окружающей среды.

2. Образование химических связей. Когда атомы соединяются, образуя новые связи в молекулах продуктов, система переходит в более устойчивое, низкоэнергетическое состояние, и при этом энергия выделяется. Этот процесс всегда сопровождается выделением энергии.

Итоговый тепловой эффект реакции зависит от баланса между энергией, затраченной на разрыв старых связей, и энергией, выделившейся при образовании новых. Существует два типа реакций:

Экзотермические реакции (от греч. «экзо» — наружу) — это реакции, идущие с выделением теплоты. В них энергии, которая выделяется при образовании новых, более прочных связей в продуктах, больше, чем энергии, которая поглощается для разрыва связей в реагентах. Избыток энергии выделяется в окружающую среду. Тепловой эффект (изменение энтальпии) таких реакций принято считать отрицательным: $\Delta H < 0$. Пример — горение угля:
$C + O_2 \rightarrow CO_2 + Q$ (теплота $Q$ выделяется)

Эндотермические реакции (от греч. «эндо» — внутрь) — это реакции, идущие с поглощением теплоты. В них на разрыв связей в реагентах затрачивается больше энергии, чем выделяется при образовании новых, менее прочных связей в продуктах. Для протекания такой реакции необходим постоянный приток энергии извне. Тепловой эффект таких реакций положителен: $\Delta H > 0$. Пример — разложение воды:
$2H_2O \rightarrow 2H_2 + O_2 - Q$ (теплота $Q$ поглощается)

Таким образом, поскольку внутренняя энергия продуктов реакции практически никогда не равна внутренней энергии исходных веществ, эта разница и проявляется в виде теплового эффекта.

Ответ: Выделение или поглощение теплоты в ходе химической реакции происходит из-за того, что на разрыв химических связей в исходных веществах и на образование новых связей в продуктах реакции требуются разные количества энергии. Если при образовании новых связей выделяется больше энергии, чем затрачивается на разрыв старых, то избыток энергии выделяется в виде тепла (экзотермическая реакция). Если же на разрыв старых связей требуется больше энергии, чем выделяется при образовании новых, то недостающая энергия поглощается из окружающей среды (эндотермическая реакция).