Номер 3, страница 168 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

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

3. Решение

Горение — это реакция окисления органического вещества кислородом. Этиламин — это органическое соединение, амин, с химической формулой $C_2H_5NH_2$.

При полном сгорании (горении) органических соединений, содержащих углерод, водород и азот, продуктами реакции являются углекислый газ ($CO_2$), вода ($H_2O$) и, согласно условию задачи, свободный азот в виде двухатомной молекулы ($N_2$).

Запишем схему реакции, где в левой части — реагенты (этиламин и кислород), а в правой — продукты реакции:

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

Для составления уравнения необходимо уравнять количество атомов каждого химического элемента в левой и правой частях.

1. Уравняем атомы углерода (C). В молекуле этиламина 2 атома углерода. Поставим коэффициент 2 перед формулой углекислого газа:

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

2. Уравняем атомы водорода (H). В молекуле этиламина $5+2=7$ атомов водорода. В молекуле воды 2 атома водорода. Чтобы уравнять, поставим коэффициент $3.5$ (или $7/2$) перед формулой воды:

$C_2H_5NH_2 + O_2 \rightarrow 2CO_2 + \frac{7}{2}H_2o + N_2$

3. Уравняем атомы азота (N). В молекуле этиламина 1 атом азота, а в молекуле свободного азота — 2. Поставим коэффициент $0.5$ (или $1/2$) перед формулой азота:

$C_2H_5NH_2 + O_2 \rightarrow 2CO_2 + \frac{7}{2}H_2o + \frac{1}{2}N_2$

4. Уравняем атомы кислорода (O). Посчитаем количество атомов кислорода в правой части: в $2CO_2$ содержится $2 \times 2 = 4$ атома O, в $\frac{7}{2}H_2O$ содержится $\frac{7}{2} \times 1 = 3.5$ атома O. Всего $4 + 3.5 = 7.5$ атомов кислорода. Чтобы в левой части было столько же, нужно взять $7.5/2 = 15/4$ молекул $O_2$.

$C_2H_5NH_2 + \frac{15}{4}O_2 \rightarrow 2CO_2 + \frac{7}{2}H_2o + \frac{1}{2}N_2$

5. Избавимся от дробных коэффициентов. Умножим все коэффициенты в уравнении на 4 (наименьшее общее кратное знаменателей 4, 2 и 2):

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

Проведем проверку количества атомов:

• Слева: Углерод: $4 \times 2 = 8$; Водород: $4 \times 7 = 28$; Азот: $4 \times 1 = 4$; Кислород: $15 \times 2 = 30$.
• Справа: Углерод: $8 \times 1 = 8$; Водород: $14 \times 2 = 28$; Азот: $2 \times 2 = 4$; Кислород: $(8 \times 2) + (14 \times 1) = 16 + 14 = 30$.

Количество всех атомов в левой и правой частях совпадает, следовательно, уравнение составлено верно.

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