Страница 21 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

11. Установите соответствие между характеристикой химической реакции и ее уравнением.

ХАРАКТЕРИСТИКА РЕАКЦИИ

УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ

А) реакция разложения, не ОВР, необратимая

Б) реакция соединения, ОВР, гомогенная

В) реакция замещения, ОВР, гетерогенная

1) $3\text{H}_2 + \text{N}_2 \rightleftharpoons 2\text{NH}_3$

2) $2\text{K} + 2\text{H}_2\text{O} = 2\text{KOH} + \text{H}_2$

3) $2\text{Mg} + \text{SiO}_2 = \text{Si} + 2\text{MgO}$

4) $\text{Cu}(\text{OH})_2 = \text{CuO} + \text{H}_2\text{O}$

5) $\text{Na}_2\text{O} + \text{H}_2\text{O} = 2\text{NaOH}$

А) реакция разложения, не ОВР, необратимая

Проанализируем предложенные уравнения реакций. Реакцией разложения является реакция, в которой из одного сложного вещества образуется несколько других веществ. Этому условию соответствует только уравнение 4.
Уравнение 4: $Cu(OH)_2 = CuO + H_2O$.
Проверим остальные характеристики для этой реакции:
1. Тип реакции: разложение (из одного вещества $Cu(OH)_2$ образуется два: $CuO$ и $H_2O$). Характеристика выполняется.
2. ОВР (окислительно-восстановительная реакция) или нет: определим степени окисления элементов до и после реакции. В $Cu(OH)_2$: $Cu^{+2}$, $O^{-2}$, $H^{+1}$. В $CuO$: $Cu^{+2}$, $O^{-2}$. В $H_2O$: $H^{+1}$, $O^{-2}$. Степени окисления элементов не изменяются, следовательно, это не ОВР. Характеристика выполняется.
3. Обратимость: термическое разложение нерастворимых оснований является необратимым процессом. Характеристика выполняется.
Таким образом, уравнение 4 полностью соответствует характеристике А.

Ответ: 4

Б) реакция соединения, ОВР, гомогенная

Реакцией соединения является реакция, в которой из нескольких простых или сложных веществ образуется одно более сложное вещество. Этому условию соответствуют уравнения 1 и 5.
Уравнение 1: $3H_2 + N_2 \rightleftharpoons 2NH_3$.
Уравнение 5: $Na_2O + H_2O = 2NaOH$.
Проверим остальные характеристики:
1. ОВР или нет: В реакции 1: $3H_2^0 + N_2^0 \rightleftharpoons 2N^{-3}H_3^{+1}$. Степени окисления водорода и азота изменяются, значит, это ОВР. В реакции 5: $Na_2^{+1}O^{-2} + H_2^{+1}O^{-2} = 2Na^{+1}O^{-2}H^{+1}$. Степени окисления не изменяются, это не ОВР. Следовательно, нам подходит только уравнение 1.
2. Гомогенность: гомогенная реакция протекает в одной фазе. В реакции 1 все участники ($H_2$, $N_2$, $NH_3$) являются газами, следовательно, реакция гомогенная. Характеристика выполняется.
Таким образом, уравнение 1 полностью соответствует характеристике Б.

Ответ: 1

В) реакция замещения, ОВР, гетерогенная

Реакцией замещения является реакция, в которой атомы простого вещества замещают атомы одного из элементов в сложном веществе. Этому условию соответствуют уравнения 2 и 3.
Уравнение 2: $2K + 2H_2O = 2KOH + H_2$.
Уравнение 3: $2Mg + SiO_2 = Si + 2MgO$.
Проверим остальные характеристики для обоих уравнений:
1. ОВР или нет: В реакции 2: $2K^0 + 2H_2^{+1}O = 2K^{+1}OH + H_2^0$. Степени окисления калия и водорода изменяются, это ОВР. В реакции 3: $2Mg^0 + Si^{+4}O_2 = Si^0 + 2Mg^{+2}O$. Степени окисления магния и кремния изменяются, это ОВР. Оба уравнения являются ОВР.
2. Гетерогенность: гетерогенная реакция протекает на границе раздела фаз. В реакции 2 реагенты находятся в разных агрегатных состояниях: калий - твердое вещество, вода - жидкость. Реакция гетерогенная. В реакции 3 оба реагента - твердые вещества. Реакция между двумя твердыми веществами также является гетерогенной. Оба уравнения (2 и 3) подходят под все три характеристики. Однако, в заданиях такого типа обычно предполагается один верный ответ. Реакция щелочного металла с водой (уравнение 2) является классическим и наиболее часто приводимым примером реакции замещения.
Таким образом, выберем уравнение 2 как наиболее соответствующее.

Ответ: 2

12. По термохимическому уравнению реакции получения гашёной извести

$CaO \text{(тв.)} + H_2O \text{(ж.)} = Ca(OH)_2 \text{(тв.)} + 70 \text{ кДж}$

определите массу израсходованного оксида кальция, если в результате выделилось 15 кДж теплоты.

Дано:

Термохимическое уравнение реакции: $CaO(тв.) + H_2O(ж.) = Ca(OH)_2(тв.) + 70 \text{ кДж}$

Количество выделившейся теплоты: $Q_{практ} = 15 \text{ кДж}$

Найти:

Массу израсходованного оксида кальция: $m(CaO)$ — ?

Решение:

1. Проанализируем термохимическое уравнение реакции. Оно показывает, что при взаимодействии 1 моль оксида кальция ($CaO$) с водой выделяется 70 кДж теплоты ($Q_{теор}$).

2. Рассчитаем молярную массу оксида кальция ($M(CaO)$), используя относительные атомные массы элементов из Периодической таблицы Д. И. Менделеева: $Ar(Ca) = 40$, $Ar(O) = 16$.

$M(CaO) = Ar(Ca) + Ar(O) = 40 + 16 = 56 \text{ г/моль}$.

Это значит, что масса 1 моль $CaO$ составляет 56 г.

3. Теперь мы можем соотнести массу вещества с количеством выделяемой теплоты. Согласно уравнению, при реакции 56 г $CaO$ выделяется 70 кДж теплоты.

4. Составим пропорцию, чтобы найти, какая масса оксида кальция ($x$) прореагировала, если в результате выделилось 15 кДж теплоты:

56 г $CaO$ соответствует 70 кДж теплоты

$x$ г $CaO$ соответствует 15 кДж теплоты

$\frac{56 \text{ г}}{x} = \frac{70 \text{ кДж}}{15 \text{ кДж}}$

5. Решим эту пропорцию относительно $x$:

$x = \frac{56 \text{ г} \cdot 15 \text{ кДж}}{70 \text{ кДж}} = \frac{840}{70} \text{ г} = 12 \text{ г}$

Таким образом, масса израсходованного оксида кальция составляет 12 г.

Ответ: 12 г.

13. При отравлении кислотами принимают жжёную магнезию (оксид магния). Напишите уравнение реакции оксида магния с серной кислотой. Охарактеризуйте эту химическую реакцию по всем известным вам признакам.

Уравнение реакции оксида магния с серной кислотой

Оксид магния ($MgO$) является основным оксидом, а серная кислота ($H_2SO_4$) — сильной двухосновной кислотой. При их взаимодействии происходит реакция обмена (в частности, реакция нейтрализации), в результате которой образуются соль (сульфат магния) и вода.

Молекулярное уравнение реакции выглядит следующим образом:

$MgO + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2O$

Уравнение сбалансировано, так как количество атомов каждого элемента в левой и правой частях одинаково.

Ответ: $MgO + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2O$.

Характеристика химической реакции по всем известным признакам

Данную химическую реакцию можно охарактеризовать по нескольким классификационным признакам:

• По числу и составу исходных веществ и продуктов реакции: это реакция обмена, так как два сложных вещества (оксид магния и серная кислота) обмениваются своими составными частями. Также данная реакция является частным случаем реакции обмена — реакцией нейтрализации, поскольку основной оксид нейтрализует кислоту.
• По изменению степеней окисления химических элементов: это неокислительно-восстановительная реакция. Степени окисления элементов не изменяются в ходе реакции:
  • $Mg^{+2}O^{-2} + H_2^{+1}S^{+6}O_4^{-2} \rightarrow Mg^{+2}S^{+6}O_4^{-2} + H_2^{+1}O^{-2}$
• По тепловому эффекту: это экзотермическая реакция. Реакции нейтрализации, как правило, протекают с выделением теплоты ($Q > 0$, $\Delta H < 0$).
• По направлению протекания: это практически необратимая реакция, так как в результате образуется малодиссоциирующее вещество — вода ($H_2O$), что смещает равновесие в сторону продуктов.
• По участию катализатора: это некаталитическая реакция, она протекает самопроизвольно при контакте реагентов и не требует участия катализатора.
• По агрегатному состоянию реагентов (по фазе): это гетерогенная реакция. Оксид магния — твёрдое вещество, а серная кислота обычно используется в виде водного раствора (жидкость). Реакция протекает на границе раздела фаз "твёрдое тело — жидкость".

Ответ: Реакция является реакцией обмена (нейтрализации), неокислительно-восстановительной, экзотермической, практически необратимой, некаталитической, гетерогенной.

1. Скоростью гомогенной химической реакции называют

1) изменение концентрации веществ в единицу времени

2) изменение агрегатного состояния веществ за некоторый промежуток времени

3) изменение температуры в зоне реакции в единицу времени

4) изменение состава веществ в ходе этой реакции

Решение

Скоростью гомогенной химической реакции называют величину, которая характеризует быстроту протекания химического превращения в однородной системе. Гомогенная реакция — это реакция, в которой все реагенты и продукты находятся в одной и той же фазе (например, все вещества являются газами или все растворены в воде). Для таких систем скорость реакции определяется как изменение концентрации одного из участвующих в реакции веществ (исходного вещества или продукта) в единицу времени.

Математически средняя скорость гомогенной реакции ($v$) выражается формулой:

$v = \pm \frac{\Delta C}{\Delta t}$

где $\Delta C$ — это изменение молярной концентрации вещества, а $\Delta t$ — это промежуток времени, за который произошло это изменение. Знак «-» используется для исходных веществ (реагентов), так как их концентрация со временем уменьшается, а знак «+» — для продуктов реакции, концентрация которых со временем возрастает.

Проанализируем предложенные варианты ответа:

1) изменение концентрации веществ в единицу времени
Это утверждение является точным и общепринятым определением скорости гомогенной химической реакции. Оно количественно описывает, как быстро расходуются реагенты или образуются продукты.

2) изменение агрегатного состояния веществ за некоторый промежуток времени
Это описание фазового перехода, который является физическим, а не химическим процессом. Хотя химическая реакция может сопровождаться изменением агрегатного состояния (например, выделение газа из раствора), это не является определением ее скорости.

3) изменение температуры в зоне реакции в единицу времени
Это скорость изменения температуры системы. По ней можно косвенно судить о скорости реакции, если реакция является экзо- или эндотермической. Однако это не является определением скорости самой химической реакции, которая связана с изменением состава веществ.

4) изменение состава веществ в ходе этой реакции
Это качественное описание того, что происходит во время любой химической реакции. Для определения скорости необходимо указать, за какой промежуток времени происходит это изменение состава, то есть ввести временной фактор.

Исходя из анализа, наиболее точным и полным является первый вариант.

Ответ: 1.