Решебник по химии 9 класс Габриелян | Страница 19

Примените свои знания

6. Напишите уравнения следующих химических реакций:

а) оксида кальция с водой;

б) железа с раствором серной кислоты;

в) раствора нитрата серебра с раствором хлорида магния.

Определите тип каждой реакции по числу и составу реагентов и продуктов.

а) (CaO + H₂O → Ca(OH)₂)

Тип реакции: реакция соединения (из двух веществ образуется одно сложное).

б) (Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂↑)

Тип реакции: реакция замещения (железо вытесняет водород из кислоты).

в) (2AgNO₃ + MgCl₂ → 2AgCl↓ + Mg(NO₃)₂)

Тип реакции: реакция обмена (две соли обмениваются ионами, образуется осадок — AgCl).

7. Разложение карбоната бария представляет собой эндотермический процесс, требующий затрат 267 кДж теплоты на разложение 1 моль соли. Запишите термохимическое уравнение реакции разложения карбоната бария. Напишите уравнение обратной реакции. Как вы думаете, каков её тепловой эффект?

Термохимическое уравнение разложения:

(BaCO₃ → BaO + CO₂ − 267 кДж)

Это эндотермическая реакция, потому что теплота поглощается (Q < 0).

Уравнение обратной реакции:

(BaO + CO₂ → BaCO₃ + 267 кДж)

Обратная реакция — экзотермическая, так как при образовании карбоната бария выделяется та же самая энергия (Q > 0).

Вывод:

Разложение карбоната бария требует затрат теплоты, а его синтез сопровождается выделением тепла. Тепловой эффект прямой и обратной реакции имеет одинаковую величину, но разный знак.

8. По термохимическому уравнению реакции горения углерода C(тв.) + O₂(г.) = CO₂(г.) + 410 кДж рассчитайте:

а) количество теплоты, которое выделится при сгорании 54 г углерода;

б) объём кислорода, израсходованный в реакции горения, если в результате выделилось 2050 кДж теплоты.

а) По уравнению:

1 моль C (12 г) при сгорании выделяет 410 кДж.

54 г углерода — это (54 / 12 = 4,5 моль).

Тогда теплота: 4,5 × 410 = 1845 кДж.

б) 2050 кДж / 410 кДж = 5 моль углерода сгорело → потребуется 5 моль кислорода.

По уравнению 1 моль O₂ = 22,4 л (н.у.).

Объём: 5 × 22,4 = 112 л O₂.

9. Закончите уравнения следующих химических реакций:

а) H₂ + Cl₂ → 2HCl

б) MgO + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂O

в) Al + CuCl₂ → 2AlCl₃ + 3Cu

г) BaCl₂ + ZnSO₄ → BaSO₄↓ + ZnCl₂

Анализ реакций:

а) H₂ + Cl₂ → 2HCl

• Тип: реакция соединения

• Гомогенная, т.к. все вещества — газы

• ОВР: да

H⁰ → H⁺ (отдаёт e⁻, восстановитель)

Cl⁰ → Cl⁻ (принимает e⁻, окислитель)

б) MgO + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂O

• Тип: реакция обмена

• Гетерогенная (твёрдое MgO и жидкость)

• Не ОВР

в) 2Al + 3CuCl₂ → 2AlCl₃ + 3Cu

• Тип: реакция замещения

• Гетерогенная (твердое Al и раствор соли)

• ОВР:

Al⁰ → Al³⁺ (отдаёт e⁻, восстановитель)

Cu²⁺ → Cu⁰ (принимает e⁻, окислитель)

г) BaCl₂ + ZnSO₄ → BaSO₄↓ + ZnCl₂

• Тип: реакция обмена

• Гомогенная

• Не ОВР

Вывод:

ОВР: а) и в)

Гомогенные: а), г)

Гетерогенные: б), в)

Окислитель: Cl₂ (в а), Cu²⁺ (в в)

Восстановитель: H₂ (в а), Al (в в)

Окисление: повышение степени окисления

Восстановление: понижение степени окисления

Стр. 19

Используйте дополнительную информацию

10. Тепловые эффекты реакций нейтрализации между соляной кислотой и гидроксидом натрия, серной кислотой и гидроксидом калия, азотной кислотой и гидроксидом лития примерно одинаковы. Как вы думаете, почему? Для ответа на вопрос используйте Интернет.

Тепловые эффекты реакций нейтрализации между разными кислотами (соляной, серной, азотной) и щелочами (гидроксидами натрия, калия, лития) примерно одинаковы, потому что во всех этих случаях происходит одна и та же основная химическая реакция — нейтрализация ионов водорода и гидроксид-ионов:

(H⁺ + OH⁻ → H₂O + 57 кДж)

Эта реакция — главная причина выделения теплоты. Независимо от того, из какой кислоты происходит H⁺ (соляной, азотной или серной) и из какой щёлочи — OH⁻, сам процесс остаётся одинаковым: образование молекулы воды из ионов.

Следовательно, основная часть теплоты выделяется при соединении H⁺ и OH⁻, а не при участии самих кислотных или щелочных остатков. Именно поэтому тепловые эффекты этих реакций близки по значению — около 57 кДж на моль воды.

Параграф 3. Скорость химических реакций. Катализ

Стр. 19

Вопрос

Отношение изменения какой-либо величины ко времени, за которое произошло это изменение, называют скоростью. Какие величины используют для расчёта скорости химической реакции?

Для расчёта скорости химической реакции используют изменение концентрации вещества (реагента или продукта) и промежуток времени, за который произошло это изменение. Формула для расчёта скорости выглядит так:

v = Δc / Δt

где:

v — скорость реакции,

Δc — изменение концентрации вещества (в моль/л),

Δt — время, за которое произошло изменение (в секундах).

Таким образом, чтобы определить скорость химической реакции, нужно знать, насколько изменилась концентрация вещества за определённый промежуток времени.

Стр. 19

Лабораторный опыт 6

В две пробирки налейте по 2—3 мл раствора тиосульфата натрия. В первую пробирку добавьте несколько капель раствора хлорида бария, во вторую — несколько капель соляной кислоты. Что наблюдаете? В чём различие процессов, происходящих в обеих пробирках?

В первой пробирке (Na₂S₂O₃ + BaCl₂) реакция идёт мгновенно. Сразу после добавления хлорида бария появляется белый осадок — сульфат бария (BaSO₄), что указывает на быстрое протекание химической реакции по уравнению обмена:

(Na₂S₂O₃ + BaCl₂ → BaSO₄↓ + 2NaCl + SO₂ + S↓ + H₂O)

Во второй пробирке, где добавлена соляная кислота, осадок появляется не сразу. Раствор сначала остаётся прозрачным, но через некоторое время начинает мутнеть, появляется белесый осадок серы и запах сернистого газа. Это говорит о медленной реакции, происходящей с образованием нестойких промежуточных веществ.

Различие процессов:

– В первой пробирке реакция идёт быстро, сразу появляется осадок.

– Во второй пробирке реакция идет медленно, продукты (сера, SO₂) образуются не сразу.

Таким образом, основное отличие — это скорость протекания реакции: быстрая в первой пробирке (реакция ионного обмена) и медленная во второй (сложная реакция с участием кислоты).