B2. Установите соответствие между типами и уравнениями реакций.

Задание B2: Соответствие типов и уравнений реакций

Сопоставим типы химических реакций с их уравнениями:

Типы химических реакций:

• А) замещения, ОВР, эндотермическая


• Б) разложения, ОВР, экзотермическая


• В) соединения, ОВР, необратимая

Уравнения реакций:

1. \( N_{2(г)} + 3H_{2(г)} ↔ 2NH_{3(г)} + Q \)


2. \( 2KNO_3 = 2KNO_2 + O_2 + Q \)


3. \( FeO + C → Fe + CO - Q \)


4. \( 4Fe + 3O_2 + 6H_2O = 4Fe(OH)_3 \)


5. \( 2Al + Fe_2O_3 = 2Fe + Al_2O_3 + Q \)

Анализ уравнений:

1. \( N_{2(г)} + 3H_{2(г)} ↔ 2NH_{3(г)} + Q \): Реакция соединения (два вещества образуют одно), ОВР (изменяются степени окисления N и H), эндотермическая (Q в продуктах, но обратимая реакция синтеза аммиака обычно экзотермическая, здесь '+ Q' может означать поглощение тепла, что противоречит общей практике. Если Q - теплота, то это эндотермическая реакция. В данном контексте, учитывая варианты, скорее всего, это тип, где Q означает выделение тепла, но тогда это не соответствует указанию '+ Q' в продуктах. Однако, если рассматривать как реакцию соединения, то подходит.


2. \( 2KNO_3 = 2KNO_2 + O_2 + Q \): Реакция разложения (одно вещество распадается на несколько), ОВР (изменяются степени окисления N и O), экзотермическая (Q в продуктах). Следовательно, 2 → Б.


3. \( FeO + C → Fe + CO - Q \): Реакция замещения (FeO + C → Fe + CO - это реакция замещения кислорода углеродом, но также можно рассматривать как ОВР, где C восстанавливает Fe), эндотермическая (-Q в продуктах означает, что для протекания реакции требуется тепло). Если рассматривать как реакцию замещения, то может подходить под А.


4. \( 4Fe + 3O_2 + 6H_2O = 4Fe(OH)_3 \): Реакция соединения (несколько веществ образуют одно), ОВР (изменяются степени окисления Fe, O, H). 4Fe + 3O₂ + 6H₂O = 4Fe(OH)₃. Степень окисления Fe 0 → +3, O 0 → -2 (в OH⁻), H +1 → +1. Это реакция соединения.


5. \( 2Al + Fe_2O_3 = 2Fe + Al_2O_3 + Q \): Реакция замещения (Al вытесняет Fe из оксида), ОВР (Al 0 → +3, Fe +3 → 0), экзотермическая (+Q в продуктах). Следовательно, 5 → А.

Пересмотрим варианты и их соответствия:

• А) замещения, ОВР, эндотермическая: Реакция 5) \( 2Al + Fe_2O_3 = 2Fe + Al_2O_3 + Q \) является реакцией замещения и ОВР, но она экзотермическая (+Q). Реакция 3) \( FeO + C → Fe + CO - Q \) — замещение, ОВР, эндотермическая (-Q). Таким образом, А → 3.


• Б) разложения, ОВР, экзотермическая: Реакция 2) \( 2KNO_3 = 2KNO_2 + O_2 + Q \) — разложение, ОВР, экзотермическая. Таким образом, Б → 2.


• В) соединения, ОВР, необратимая: Реакция 4) \( 4Fe + 3O_2 + 6H_2O = 4Fe(OH)_3 \) — соединение, ОВР. Реакция 1) \( N_{2(г)} + 3H_{2(г)} ↔ 2NH_{3(г)} + Q \) — соединение, ОВР. Реакция 1 является обратимой. Если считать +Q эндотермической, то это не подходит. Однако, синтез аммиака является экзотермическим. Здесь +Q в продуктах, что может означать выделение тепла, делая реакцию экзотермической. Но тип А) указан как эндотермическая. Это вносит путаницу. Давайте предположим, что +Q в 1 и 5 означает выделение тепла (экзотермическая), а -Q в 3 означает поглощение тепла (эндотермическая).

Пересмотрев заново:

• 1. \( N_{2(г)} + 3H_{2(г)} ↔ 2NH_{3(г)} + Q \) — соединение, ОВР. Если +Q — экзотермическая, то это экзотермическая реакция соединения.


• 2. \( 2KNO_3 = 2KNO_2 + O_2 + Q \) — разложение, ОВР, экзотермическая. Соответствует Б.


• 3. \( FeO + C → Fe + CO - Q \) — замещение, ОВР, эндотермическая. Соответствует А.


• 4. \( 4Fe + 3O_2 + 6H_2O = 4Fe(OH)_3 \) — соединение, ОВР.


• 5. \( 2Al + Fe_2O_3 = 2Fe + Al_2O_3 + Q \) — замещение, ОВР, экзотермическая.

Исходя из этого:

• А) замещения, ОВР, эндотермическая → 3) \( FeO + C → Fe + CO - Q \)


• Б) разложения, ОВР, экзотермическая → 2) \( 2KNO_3 = 2KNO_2 + O_2 + Q \)


• В) соединения, ОВР, необратимая → 4) \( 4Fe + 3O_2 + 6H_2O = 4Fe(OH)_3 \) (реакция соединения, ОВР; необратимость не указана, но часто реакции соединения необратимы) или 1) \( N_{2(г)} + 3H_{2(г)} ↔ 2NH_{3(г)} + Q \) (соединение, ОВР, обратимая, но +Q здесь может означать экзотермическую).

Если предположить, что тип В) подходит для реакции 1), то это возможно, если +Q означает выделение тепла. Но тогда возникает конфликт с типом Б).

Рассмотрим вариант 4) как реакцию соединения. Это точно соединение и ОВР.

Если 1 - это соединение, 2 - разложение, 3 - замещение, 5 - замещение.

Типы:

• А) замещения, ОВР, эндотермическая → 3) \( FeO + C → Fe + CO - Q \)


• Б) разложения, ОВР, экзотермическая → 2) \( 2KNO_3 = 2KNO_2 + O_2 + Q \)


• В) соединения, ОВР, необратимая → 4) \( 4Fe + 3O_2 + 6H_2O = 4Fe(OH)_3 \)

Что остается с реакцией 1)? \( N_{2(г)} + 3H_{2(г)} ↔ 2NH_{3(г)} + Q \). Это реакция соединения, ОВР. Если +Q означает экзотермическую, то это соответствует условию В), если считать её необратимой (что не совсем верно, так как она обратима).

Возможно, в типе В) подразумевается необратимая реакция соединения, которой является 4).

Предполагаемый ответ: А-3, Б-2, В-4.