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 в окружающую среду ($+Q$). К ним относятся почти все реакции соединения (горение, взаимодействие металлов с неметаллами и др.).
2. Эндотермические — протекают с поглощением теплоты извне ($-Q$). К ним относятся почти все реакции разложения, требующие постоянного нагревания.

Разберём предложенные варианты:

1) Разложение гидроксида железа(III). Реакции разложения сложных веществ (оснований, солей, кислот) в большинстве случаев являются эндотермическими, так как для разрыва химических связей требуется затрата энергии. Данная реакция протекает при нагревании: $2Fe(OH)_{3} \xrightarrow{t} Fe_{2}O_{3} + 3H_{2}O - Q$. Это не подходит.

2) Взаимодействие кальция и серы. Это реакция соединения активного металла с неметаллом. Большинство реакций соединения протекают с выделением большого количества энергии: $Ca + S = CaS + Q$. Это экзотермическая реакция.

3) Взаимодействие серы и кислорода. Это реакция горения серы. Процессы горения всегда сопровождаются выделением света и тепла: $S + O_{2} = SO_{2} + Q$. Это экзотермическая реакция.

4) Разложение карбоната магния. Как и в первом пункте, это типичная реакция разложения соли, которая требует постоянного притока теплоты: $MgCO_{3} \xrightarrow{t} MgO + CO_{2} - Q$. Это эндотермическая реакция, она не подходит.

5) Взаимодействие кислорода и азота. Это важное исключение, которое нужно запомнить. Несмотря на то, что это реакция соединения, она протекает с поглощением теплоты (при очень высоких температурах, например, при разряде молнии): $N_{2} + O_{2} \rightleftharpoons 2NO - Q$. Это эндотермическая реакция.

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

Ответ: 23

Источник: ФИПИ