Номер 8, страница 169 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

§ 39. Окислительно-восстановительные реакции. Глава 5. Химическая связь. Окислительно-восстановительные реакции - номер 8, страница 169.

8. Укажите коэффициент перед формулой восстановителя в уравнении окислительно-восстановительной реакции, схема которой

$NH_3 + O_2 \to N_2 + H_2O$

Дано:

Схема окислительно-восстановительной реакции: $NH_3 + O_2 \rightarrow N_2 + H_2O$

Найти:

Коэффициент перед формулой восстановителя.

Решение:

Для решения задачи необходимо сначала определить, какое вещество является восстановителем, а затем уравнять реакцию, чтобы найти стехиометрический коэффициент перед ним.

1. Определим степени окисления всех элементов в реагентах и продуктах:

$ \stackrel{-3}{N} \stackrel{+1}{H}_3 + \stackrel{0}{O}_2 \rightarrow \stackrel{0}{N}_2 + \stackrel{+1}{H}_2 \stackrel{-2}{O} $

2. Проанализируем изменение степеней окисления:

• Азот (N) изменил свою степень окисления с -3 до 0. Степень окисления повысилась, значит, атом азота отдал электроны (окислился).
• Кислород (O) изменил свою степень окисления с 0 до -2. Степень окисления понизилась, значит, атом кислорода принял электроны (восстановился).

3. Определим окислитель и восстановитель.

• Восстановитель – это вещество, содержащее атом, который отдает электроны (окисляется). В данном случае восстановителем является аммиак ($NH_3$).
• Окислитель – это вещество, содержащее атом, который принимает электроны (восстанавливается). Окислителем является кислород ($O_2$).

4. Составим электронный баланс для уравнивания реакции.

Процесс окисления (азот): $2\stackrel{-3}{N} - 6e^- \rightarrow \stackrel{0}{N}_2$ (учитываем, что в продуктах образуется молекула $N_2$)

Процесс восстановления (кислород): $\stackrel{0}{O}_2 + 4e^- \rightarrow 2\stackrel{-2}{O}$ (учитываем, что в реагентах молекула $O_2$)

5. Находим наименьшее общее кратное (НОК) для числа отданных (6) и принятых (4) электронов. НОК(6, 4) = 12.

Находим дополнительные множители для полуреакций, разделив НОК на число электронов в каждой из них:

$ 2\stackrel{-3}{N} - 6e^- \rightarrow \stackrel{0}{N}_2 $ | $ \times 2 $ (множитель 2 относится к $NH_3$ и $N_2$)

$ \stackrel{0}{O}_2 + 4e^- \rightarrow 2\stackrel{-2}{O} $ | $ \times 3 $ (множитель 3 относится к $O_2$ и $H_2O$)

6. Расставляем коэффициенты в уравнении реакции. Коэффициент перед $NH_3$ будет $2 \times 2 = 4$. Коэффициент перед $O_2$ будет 3. Коэффициент перед $N_2$ будет 2.

$ 4NH_3 + 3O_2 \rightarrow 2N_2 + H_2O $

7. Уравниваем количество атомов водорода. Слева $4 \times 3 = 12$ атомов H. Чтобы получить 12 атомов H справа, ставим коэффициент 6 перед $H_2O$ ($6 \times 2 = 12$).

Итоговое уравнение:

$ 4NH_3 + 3O_2 \rightarrow 2N_2 + 6H_2O $

Проверяем кислород: слева $3 \times 2 = 6$, справа $6 \times 1 = 6$. Реакция уравнена.

Восстановителем является $NH_3$, и коэффициент перед его формулой в уравнении равен 4.

Ответ: 4