Номер 2, страница 13 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

2. Совокупность одновременно протекающих физических процессов (испарение, плавление и др.) и экзотермических реакций окисления веществ, как правило с выделением света, называют скорость химической реакции.

Закончите схемы реакций. Расставьте коэффициенты с помощью метода электронного баланса, укажите окислитель и восстановитель.

1) $CH_4 + O_2 \to$

2) $H_2S + O_2 \to$

1) $CH_4 + O_2 \rightarrow$

Решение:
Это реакция полного сгорания (окисления) метана. Продуктами реакции являются углекислый газ и вода.
Схема реакции: $CH_4 + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O$.
Определим степени окисления элементов до и после реакции, чтобы найти окислитель и восстановитель:
$C^{-4}H_4^{+1} + O_2^{0} \rightarrow C^{+4}O_2^{-2} + H_2^{+1}O^{-2}$
Углерод (C) повышает свою степень окисления с -4 до +4, отдавая электроны. Следовательно, метан ($CH_4$) является восстановителем.
Кислород (O) понижает свою степень окисления с 0 до -2, принимая электроны. Следовательно, кислород ($O_2$) является окислителем.
Составим схему электронного баланса:
$C^{-4} - 8e^- \rightarrow C^{+4}$ | 1 (процесс окисления)
$O_2^{0} + 4e^- \rightarrow 2O^{-2}$ | 2 (процесс восстановления)
Чтобы уравнять число отданных и принятых электронов, домножим вторую полуреакцию на 2. Таким образом, коэффициент перед соединениями углерода ($CH_4$ и $CO_2$) будет 1, а перед $O_2$ — 2.
Расставим коэффициенты в уравнении реакции:
$CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O$
Теперь уравняем количество атомов водорода и кислорода. Слева 4 атома водорода, значит, перед $H_2O$ ставим коэффициент 2.
$CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$
Проверим баланс атомов кислорода: слева $2 \times 2 = 4$; справа $2 + 2 \times 1 = 4$. Баланс соблюден.
Ответ: $CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$. Окислитель — $O_2$ (кислород), восстановитель — $CH_4$ (метан).

2) $H_2S + O_2 \rightarrow$

Решение:
Это реакция горения (окисления) сероводорода. При полном сгорании в избытке кислорода продуктами реакции являются оксид серы(IV) (сернистый газ) и вода.
Схема реакции: $H_2S + O_2 \rightarrow SO_2 + H_2O$.
Определим степени окисления элементов:
$H_2^{+1}S^{-2} + O_2^{0} \rightarrow S^{+4}O_2^{-2} + H_2^{+1}O^{-2}$
Сера (S) повышает свою степень окисления с -2 до +4, отдавая электроны. Следовательно, сероводород ($H_2S$) является восстановителем.
Кислород (O) понижает свою степень окисления с 0 до -2, принимая электроны. Следовательно, кислород ($O_2$) является окислителем.
Составим схему электронного баланса:
$S^{-2} - 6e^- \rightarrow S^{+4}$ | 2 (процесс окисления)
$O_2^{0} + 4e^- \rightarrow 2O^{-2}$ | 3 (процесс восстановления)
Наименьшее общее кратное для чисел отданных и принятых электронов (6 и 4) равно 12. Поэтому первую полуреакцию домножаем на 2, а вторую — на 3.
Коэффициент перед соединениями серы ($H_2S$ и $SO_2$) будет 2, а перед $O_2$ — 3.
Расставим коэффициенты в уравнении реакции:
$2H_2S + 3O_2 \rightarrow 2SO_2 + H_2O$
Уравняем количество атомов водорода: слева $2 \times 2 = 4$, значит, перед $H_2O$ ставим коэффициент 2.
$2H_2S + 3O_2 \rightarrow 2SO_2 + 2H_2O$
Проверим баланс атомов кислорода: слева $3 \times 2 = 6$; справа $2 \times 2 + 2 \times 1 = 6$. Баланс соблюден.
Ответ: $2H_2S + 3O_2 \rightarrow 2SO_2 + 2H_2O$. Окислитель — $O_2$ (кислород), восстановитель — $H_2S$ (сероводород).