Задание №11 — Первоначальные химические понятия

Решение.

Для решения этой задачи 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 оксидов с водой и др.).
2. Эндотермические — протекают с поглощением теплоты извне ($-Q$). К ним относятся почти все реакции разложения, требующие постоянного нагревания.

Разберём предложенные варианты:

1) Взаимодействие азота и кислорода. Это исключение из правил. Несмотря на то, что это реакция соединения, она является эндотермической ($N_{2} + O_{2} = 2NO - Q$). Она происходит только при очень высоких температурах (например, при разряде молнии).

2) Взаимодействие водорода и хлора. Это реакция соединения двух неметаллов с образованием хлороводорода ($H_{2} + Cl_{2} = 2HCl + Q$). Реакция протекает активно (на свету — со взрывом) и сопровождается выделением большого количества энергии. Это экзотермическая реакция.

3) Разложение гидроксида алюминия. Реакции разложения нерастворимых оснований требуют постоянного притока теплоты (нагревания) для разрыва химических связей ($2Al(OH)_{3} \xrightarrow{t} Al_{2}O_{3} + 3H_{2}O - Q$). Это эндотермическая реакция.

4) Разложение азотной кислоты. Как и большинство реакций разложения, этот процесс идёт с поглощением энергии ($4HNO_{3} \xrightarrow{t, h\nu} 4NO_{2} + O_{2} + 2H_{2}O - Q$). Это эндотермическая реакция.

5) Взаимодействие воды и оксида кальция. Это процесс гашения извести ($CaO + H_{2}O = Ca(OH)_{2} + Q$). Данная реакция соединения протекает очень бурно с выделением огромного количества теплоты (вода может даже закипеть). Это экзотермическая реакция.

Таким образом, экзотермическими являются реакции под номерами 2 и 5.

Ответ: 25

Источник: ФИПИ