Номер 2, страница 54, часть 1 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

2. Составьте уравнение реакции горения этиламина, считая, что азот при этом выделяется в свободном виде.

Решение

1. Горение – это реакция окисления вещества кислородом ($O_2$), сопровождающаяся выделением тепла и света. Этиламин – это органическое соединение, содержащее атомы углерода (C), водорода (H) и азота (N). Его химическая формула – $C_2H_5NH_2$.

2. При полном сгорании органических соединий, содержащих C, H и N, продуктами реакции являются углекислый газ ($CO_2$), вода ($H_2O$) и, согласно условию задачи, свободный азот в виде молекулы $N_2$.

3. Составим схему химической реакции:

$C_2H_5NH_2 + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2o + N_2$

4. Теперь необходимо расставить коэффициенты, чтобы уравнять число атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения. Этот процесс называется балансировкой химического уравнения.

а) Углерод (C): В левой части 2 атома углерода в молекуле $C_2H_5NH_2$. Чтобы в правой части было также 2 атома, ставим коэффициент 2 перед $CO_2$.

$C_2H_5NH_2 + O_2 \rightarrow 2CO_2 + H_2o + N_2$

б) Водород (H): В левой части в сумме 7 атомов водорода ($5+2=7$). Чтобы уравнять их в правой части, необходимо получить 7 атомов водорода из молекул $H_2O$. Для этого ставим коэффициент 3,5 перед $H_2O$ ($3.5 \times 2 = 7$).

$C_2H_5NH_2 + O_2 \rightarrow 2CO_2 + 3.5H_2o + N_2$

в) Азот (N): В левой части 1 атом азота. В правой части молекула азота ($N_2$) двухатомна. Чтобы получить 1 атом азота, ставим коэффициент 0,5 перед $N_2$ ($0.5 \times 2 = 1$).

$C_2H_5NH_2 + O_2 \rightarrow 2CO_2 + 3.5H_2o + 0.5N_2$

г) Кислород (O): Теперь подсчитаем общее число атомов кислорода в правой части: в $2CO_2$ их $2 \times 2 = 4$, а в $3.5H_2O$ их $3.5 \times 1 = 3.5$. Всего $4 + 3.5 = 7.5$ атомов. Чтобы в левой части было 7.5 атомов кислорода, нужно взять $7.5/2 = 3.75$ молекул $O_2$.

$C_2H_5NH_2 + 3.75O_2 \rightarrow 2CO_2 + 3.5H_2o + 0.5N_2$

5. Мы получили сбалансированное уравнение, но с дробными коэффициентами. В итоговой записи уравнения принято использовать наименьшие целые коэффициенты. Чтобы избавиться от дробей, умножим все коэффициенты на 4 (так как наименьшее общее кратное знаменателей дробей 3.75=15/4, 3.5=7/2, 0.5=1/2 равно 4).

$4 \times (C_2H_5NH_2) + 4 \times (3.75O_2) \rightarrow 4 \times (2CO_2) + 4 \times (3.5H_2O) + 4 \times (0.5N_2)$

Получаем итоговое уравнение:

$4C_2H_5NH_2 + 15O_2 \rightarrow 8CO_2 + 14H_2o + 2N_2$

Проверим правильность расстановки коэффициентов, подсчитав атомы в обеих частях:

• C: слева $4 \times 2 = 8$; справа $8 \times 1 = 8$
• H: слева $4 \times (5+2) = 28$; справа $14 \times 2 = 28$
• N: слева $4 \times 1 = 4$; справа $2 \times 2 = 4$
• O: слева $15 \times 2 = 30$; справа $8 \times 2 + 14 \times 1 = 16 + 14 = 30$

Баланс атомов соблюден. Уравнение составлено верно.

Ответ: $4C_2H_5NH_2 + 15O_2 \rightarrow 8CO_2 + 14H_2o + 2N_2$