Экзотермические процессы — это химические реакции, в которых выделяется тепловая энергия. То есть, в ходе таких реакций энергия, запасённая в химических связях реагентов, высвобождается в окружающую среду, обычно в форме тепла. В уравнениях химических реакций это часто обозначается добавлением "+Q" на стороне продуктов реакции.
Рассмотрим предложенные уравнения:
1) С + O₂ → CO₂ + Q
2) CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O + Q
3) 2HgO → 2Hg + O₂ - Q
4) 2H₂O → 2H₂ + O₂ - Q
Проанализируем каждое из них:
С + O₂ → CO₂ + Q
Углерод (С) реагирует с кислородом (O₂), образуя углекислый газ (CO₂) и выделяя теплоту. Это типичный пример экзотермической реакции, такой как горение углерода. Выделение тепла обозначено "+Q", что указывает на экзотермическую природу процесса.
CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O + Q
Метан (CH₄) сгорает в присутствии кислорода (O₂), образуя углекислый газ (CO₂) и воду (H₂O) с выделением тепла. Это также экзотермическая реакция. Горение углеводородов (в данном случае метана) является классическим примером экзотермических процессов, так как при этом выделяется значительное количество тепловой энергии.
2HgO → 2Hg + O₂ - Q
Оксид ртути (II) (HgO) разлагается на ртуть (Hg) и кислород (O₂) с поглощением тепла. Поглощение тепла обозначено "-Q", что указывает на эндотермическую природу процесса. Это реакция разложения требует поглощения энергии из окружающей среды для протекания.
2H₂O → 2H₂ + O₂ - Q
Вода (H₂O) разлагается на водород (H₂) и кислород (O₂) с поглощением тепла. Как и в предыдущем случае, поглощение тепла обозначено "-Q", что указывает на эндотермическую природу процесса. Для разложения воды требуется энергия, обычно в виде электричества (электролиз воды).
Итак, примерами экзотермических процессов среди приведенных уравнений являются:
1) С + O₂ → CO₂ + Q
2) CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O + Q
Эти реакции выделяют теплоту в окружающую среду, что и делает их экзотермическими.