Номер 6, страница 57 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

§ 11. Типы химических реакций. Глава 1. Первоначальные химические понятия - номер 6, страница 57.

6. Запишите уравнение реакции получения азотной кислоты, схема которой

$NO_2 + O_2 + H_2O \rightarrow HNO_3$

Дано:

Схема реакции: $NO_2 + O_2 + H_2O \rightarrow HNO_3$

Найти:

Записать уравнение реакции.

Решение:

Чтобы составить уравнение реакции из предложенной схемы, необходимо расставить стехиометрические коэффициенты. Для этого воспользуемся методом электронного баланса, так как данная реакция является окислительно-восстановительной.

1. Определим степени окисления элементов, которые их изменяют в ходе реакции:

$ \overset{+4}{N} \overset{-2}{O_2} + \overset{0}{O_2} + \overset{+1}{H_2} \overset{-2}{O} \rightarrow \overset{+1}{H} \overset{+5}{N} \overset{-2}{O_3} $

Азот изменяет степень окисления с +4 до +5, а кислород — с 0 до -2.

2. Составим полуреакции окисления и восстановления:

Азот отдает один электрон, то есть окисляется. $NO_2$ является восстановителем:

$ N^{+4} - 1e^- \rightarrow N^{+5} $

Кислород принимает четыре электрона, то есть восстанавливается. $O_2$ является окислителем:

$ O_2^{0} + 4e^- \rightarrow 2O^{-2} $

3. Найдем наименьшее общее кратное для числа отданных и принятых электронов (1 и 4), оно равно 4. Это позволяет найти коэффициенты для восстановителя и окислителя. Умножим первую полуреакцию на 4, а вторую на 1, чтобы уравнять число электронов:

$ N^{+4} - 1e^- \rightarrow N^{+5} \quad | \cdot 4$

$ O_2^{0} + 4e^- \rightarrow 2O^{-2} \quad | \cdot 1$

Таким образом, перед веществами, содержащими азот ($NO_2$ и $HNO_3$), нужно поставить коэффициент 4. Перед молекулярным кислородом ($O_2$) нужен коэффициент 1 (который обычно не пишется).

$4NO_2 + O_2 + H_2O \rightarrow 4HNO_3$

4. Теперь уравняем число атомов водорода. В правой части уравнения 4 атома водорода (в $4HNO_3$). В левой части водород есть только в воде ($H_2O$). Чтобы получить 4 атома водорода, перед $H_2O$ ставим коэффициент 2.

$4NO_2 + O_2 + 2H_2O \rightarrow 4HNO_3$

5. В завершение проведем проверку, подсчитав число атомов кислорода в левой и правой частях уравнения.

Слева: $4 \cdot 2 + 1 \cdot 2 + 2 \cdot 1 = 8 + 2 + 2 = 12$ атомов кислорода.

Справа: $4 \cdot 3 = 12$ атомов кислорода.

Число атомов всех элементов в обеих частях уравнения одинаково. Следовательно, коэффициенты расставлены верно, и уравнение реакции записано правильно.

Ответ: $4NO_2 + O_2 + 2H_2O = 4HNO_3$.