Задание №11 — Первоначальные химические понятия

Решение.

Для выполнения этого задания необходимо вспомнить классификацию химических реакций по тепловому эффекту. Реакции делятся на два типа:
1. Экзотермические — протекают с выделением теплоты ($+Q$). К ним относятся почти все реакции горения, соединения и замещения активных металлов с водой.
2. Эндотермические — протекают с поглощением теплоты ($-Q$). Как правило, это реакции разложения, требующие постоянного притока энергии извне (нагревания или действия электрического тока).

Разберём предложенные варианты:

1) Взаимодействие аммиака и кислорода. Это реакция горения (окисления) аммиака. Почти все реакции горения являются экзотермическими, так как сопровождаются выделением большого количества энергии в виде тепла и света. Данное утверждение не подходит.

2) Разложение карбоната кальция. Уравнение реакции: $CaCO_{3} \xrightarrow{t} CaO + CO_{2}$. Чтобы эта реакция началась и продолжалась, известняк необходимо постоянно прокаливать при высокой температуре. Это типичная эндотермическая реакция разложения. Подходит.

3) Разложение воды электрическим током. Процесс электролиза воды ($2H_{2}O \xrightarrow{электр. ток} 2H_{2} + O_{2}$) требует постоянных затрат электрической энергии. Энергия поглощается системой для разрыва прочных химических связей в молекулах воды. Это эндотермический процесс. Подходит.

4) Окисление оксида серы(IV). Реакция $2SO_{2} + O_{2} \rightleftharpoons 2SO_{3}$ является реакцией соединения. Большинство реакций соединения (кроме исключений вроде образования $NO$) протекают с выделением теплоты. Данное утверждение не подходит.

5) Взаимодействие калия и воды. Калий — это активный щелочной металл. Его взаимодействие с водой происходит очень бурно, часто с воспламенением выделяющегося водорода. Это классический пример экзотермической реакции. Данное утверждение не подходит.

Таким образом, эндотермическими являются реакции под номерами 2 и 3.

Ответ: 23

Источник: ФИПИ