Краткое пояснение:
Для решения этой задачи необходимо определить степени окисления элементов в каждом веществе и проследить их изменение в ходе реакции. Вещество, в котором элемент повышает свою степень окисления, является восстановителем. Вещество, в котором элемент понижает свою степень окисления, является окислителем. Затем нужно уравнять количество атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения, расставив коэффициенты.
Пошаговое решение:
- Шаг 1: Определение степеней окисления.
В NH3: H имеет степень окисления +1, значит N имеет степень окисления -3.
В H2O2: H имеет степень окисления +1, значит O имеет степень окисления -1.
В N2: Степень окисления равна 0.
В H2O: H имеет степень окисления +1, O имеет степень окисления -2. - Шаг 2: Определение окислителя и восстановителя.
Атом азота (N) в NH3 изменяет степень окисления с -3 до 0 (повышение). Следовательно, NH3 является восстановителем.
Атом кислорода (O) в H2O2 изменяет степень окисления с -1 до -2 (понижение). Следовательно, H2O2 является окислителем. - Шаг 3: Расстановка коэффициентов.
Уравнение реакции: NH3 + H2O2 → N2 + H2O
Полуприведенное уравнение: N-3 → N0 (окисление, +3)
O-1 → O-2 (восстановление, -1)
Для уравнивания степени окисления азота (на 3) и кислорода (на 1), общий коэффициент для азота будет 2, а для кислорода – 6.
2NH3 + 6H2O2 → 2N2 + H2O
Теперь уравниваем водород и кислород:
В NH3: 2 * 3 = 6 атомов H.
В 6H2O2: 6 * 2 = 12 атомов H.
Всего H в левой части: 6 + 12 = 18.
В H2O: 2 атома H.
Чтобы получить 18 атомов H в правой части, нам нужно 9 молекул H2O.
2NH3 + 6H2O2 → 2N2 + 9H2O
Проверяем кислород: в левой части 6 * 2 = 12 атомов O. В правой части 9 атомов O. Уравнение не сбалансировано. Нужно пересмотреть степени окисления или коэффициенты.
Вернемся к полуприведенному уравнению:
N-3 → N20 (изменение на +3, умножаем на 2 для N2 = +6)
O-1 → O2-2 (изменение на -1, умножаем на 2 для O2 = -2)
Для уравнивания степеней окисления: +6 и -2. Общий делитель 6. Тогда N: 6/3=2, O: 6/1=6.
2NH3 + 3H2O2 → N2 + H2O
Теперь уравниваем водород и кислород:
В левой части: N: 2*3=6 H. O: 3*2=6 H.
Всего H в левой части: 6 + 6 = 12.
В правой части: H2O. Нужно 6 молекул H2O, чтобы получить 12 атомов H.
2NH3 + 3H2O2 → N2 + 6H2O
Проверяем кислород: в левой части 3 * 2 = 6 атомов O. В правой части 6 атомов O. Теперь уравнение сбалансировано.
Ответ:
Восстановителем является: NH3
Окислителем является: H2O2
Расставленные коэффициенты: 2NH3 + 3H2O2 = 1N2 + 6H2O