Номер 13, страница 14 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

13. Одной из стадий промышленного производства серной кислоты является превращение оксида серы(IV) в оксид серы(VI). Напишите уравнение этой химической реакции и охарактеризуйте её по всем известным вам признакам.

Превращение оксида серы(IV) в оксид серы(VI) является ключевой стадией контактного способа производства серной кислоты. Уравнение этой химической реакции и её характеристика представлены ниже.

Уравнение реакции

Взаимодействие оксида серы(IV) с кислородом приводит к образованию оксида серы(VI). Это обратимая реакция, для смещения равновесия в сторону продуктов в промышленности используют катализатор и подбирают оптимальные температуру и давление.

$$2SO_{2(г)} + O_{2(г)} \rightleftharpoons 2SO_{3(г)}$$

Характеристика реакции по всем признакам

• По числу и составу исходных веществ и продуктов. В данной реакции из двух более простых веществ ($SO_2$ и $O_2$) образуется одно более сложное вещество ($SO_3$). Такие реакции относятся к реакциям соединения.

• По изменению степеней окисления. В ходе реакции происходит изменение степеней окисления серы и кислорода: $$2\overset{+4}{S}\overset{-2}{O_2} + \overset{0}{O_2} \rightleftharpoons 2\overset{+6}{S}\overset{-2}{O_3}$$ Атом серы повышает свою степень окисления с +4 до +6, то есть окисляется, и является восстановителем. Атомы кислорода в молекуле $O_2$ понижают свою степень окисления с 0 до -2, то есть восстанавливаются, и кислород является окислителем. Следовательно, это окислительно-восстановительная реакция.

• По тепловому эффекту. Прямая реакция окисления оксида серы(IV) протекает с выделением значительного количества теплоты ($\Delta H = -198$ кДж). Следовательно, это экзотермическая реакция.

• По направлению. Реакция может протекать как в прямом (образование $SO_3$), так и в обратном (разложение $SO_3$) направлении. На это указывает знак обратимости $\rightleftharpoons$. Следовательно, это обратимая реакция.

• По участию катализатора. Для увеличения скорости реакции и достижения равновесия за приемлемое время в промышленности используют катализатор (чаще всего оксид ванадия(V) $V_2O_5$). Следовательно, это каталитическая реакция.

• По агрегатному состоянию (фазе) веществ. Все реагенты ($SO_2$ и $O_2$) и продукт ($SO_3$) при условиях проведения реакции находятся в газообразном состоянии, то есть в одной фазе. Поэтому реакция является гомогенной. Однако если учитывать твердый катализатор ($V_2O_5$), то сам процесс является гетерогенно-каталитическим, так как реагенты и катализатор находятся в разных фазах.

Ответ: Уравнение реакции: $2SO_{2(г)} + O_{2(г)} \rightleftharpoons 2SO_{3(г)}$. Характеристики реакции: реакция соединения, окислительно-восстановительная, экзотермическая, обратимая, каталитическая, гомогенная.