Номер 1, страница 101 - гдз по химии 7 класс учебник Еремин, Дроздов

Вопросы и задания. §15. Нагревание. Глава 2. Экспериментальная работа с веществами - номер 1, страница 101.

1. Объясните, почему для протекания многих превращений требуется нагревание.

Для протекания многих превращений, как химических, так и физических, требуется нагревание, поскольку оно обеспечивает необходимую для этих процессов энергию.

С точки зрения химических реакций, для того чтобы исходные вещества (реагенты) превратились в продукты, их частицам (атомам, молекулам, ионам) необходимо преодолеть так называемый энергетический барьер. Этот барьер связан с тем, что для начала реакции нужно затратить энергию на разрыв существующих химических связей в молекулах реагентов. Минимальная энергия, которую необходимо сообщить частицам, чтобы их столкновение привело к химическому превращению, называется энергией активации ($E_a$).

Нагревание — это процесс передачи веществу тепловой энергии. Эта энергия увеличивает внутреннюю энергию вещества, что на микроскопическом уровне проявляется в увеличении кинетической энергии его частиц. Частицы начинают двигаться быстрее и хаотичнее. Это приводит к двум последствиям: во-первых, увеличивается частота столкновений между частицами реагентов, и, во-вторых, что более важно, возрастает доля «эффективных» столкновений. Это столкновения, при которых кинетическая энергия сталкивающихся частиц достаточна для преодоления энергетического барьера ($E_a$).

Зависимость скорости реакции от температуры описывается правилом Вант-Гоффа (эмпирически) и уравнением Аррениуса (теоретически). Уравнение Аррениуса $k = A e^{-E_a / (RT)}$ показывает, что константа скорости реакции $k$ (а следовательно, и сама скорость) экспоненциально возрастает с повышением температуры $T$.

Для физических превращений, таких как плавление (переход из твердого состояния в жидкое) или кипение (переход из жидкого в газообразное), нагревание также играет ключевую роль. В этом случае подводимая энергия идет не на разрыв химических связей внутри молекул, а на преодоление сил межмолекулярного взаимодействия, которые удерживают частицы в определенном порядке (в кристаллической решетке твердого тела) или на близком расстоянии друг от друга (в жидкости). Чтобы разрушить эти связи и дать частицам большую свободу движения, необходима дополнительная энергия, которая и сообщается при нагревании.

Таким образом, нагревание является универсальным способом инициирования или ускорения многих превращений, так как оно предоставляет системе необходимую энергию для преодоления различных энергетических барьеров.

Ответ: Нагревание требуется для многих превращений, потому что оно увеличивает кинетическую энергию частиц вещества. В химических реакциях эта дополнительная энергия позволяет частицам преодолеть энергетический барьер (энергию активации), необходимый для разрыва старых и образования новых химических связей. В физических процессах, таких как плавление или кипение, энергия, полученная при нагревании, расходуется на преодоление сил межмолекулярного притяжения, что позволяет веществу перейти в другое агрегатное состояние.