Номер 1070, страница 170 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1070. *Составьте уравнения возможных химических реакций между указанными парами веществ:

а) $NO_2 + H_2O$;

б) $NO + NO_2$;

в) $NO_2 + Ba(OH)_2$;

г) $NO_2 + O_3$;

д) $NO + O_2$;

е) $CO + NO_2$;

ж) $NO + HNO_3$;

з) $N_2O_3 + H_2$;

и) $NO_2 + O_3$;

к) $CH_4 + N_2O$.

а) NO₂ + H₂O

Диоксид азота ($NO_2$), являясь кислотным оксидом, при реакции с водой диспропорционирует. В ходе реакции образуются две кислоты: азотная ($HNO_3$) и азотистая ($HNO_2$). В этой реакции степень окисления азота (+4) одновременно повышается до +5 и понижается до +3.

$2NO_2 + H_2O \rightarrow HNO_3 + HNO_2$

Ответ: $2NO_2 + H_2O \rightarrow HNO_3 + HNO_2$

б) NO + NO₂

Оксид азота(II) ($NO$) и оксид азота(IV) ($NO_2$) могут вступать в реакцию сопропорционирования, образуя оксид азота(III) ($N_2O_3$). В этой реакции азот со степенью окисления +2 окисляется, а азот со степенью окисления +4 восстанавливается до промежуточной степени окисления +3. Реакция обратима и протекает при низких температурах.

$NO + NO_2 \rightleftharpoons N_2O_3$

Ответ: $NO + NO_2 \rightleftharpoons N_2O_3$

в) NO₂ + Ba(OH)₂

Диоксид азота ($NO_2$) реагирует с растворами щелочей, такими как гидроксид бария ($Ba(OH)_2$). Эта реакция является реакцией диспропорционирования, аналогичной реакции с водой. В щелочной среде $NO_2$ образует два типа анионов: нитрат ($NO_3^-$) и нитрит ($NO_2^-$). Так как барий имеет заряд +2, для образования нейтральных солей требуется по два аниона каждого типа, что приводит к следующему сбалансированному уравнению:

$4NO_2 + 2Ba(OH)_2 \rightarrow Ba(NO_3)_2 + Ba(NO_2)_2 + 2H_2O$

Ответ: $4NO_2 + 2Ba(OH)_2 \rightarrow Ba(NO_3)_2 + Ba(NO_2)_2 + 2H_2O$

г) NO₂ + O₃

Озон ($O_3$) является сильным окислителем. Он может окислить диоксид азота ($NO_2$), в котором азот имеет степень окисления +4, до высшего оксида азота — оксида азота(V) ($N_2O_5$), где степень окисления азота равна +5.

$2NO_2 + O_3 \rightarrow N_2O_5 + O_2$

Ответ: $2NO_2 + O_3 \rightarrow N_2O_5 + O_2$

д) NO + O₂

Оксид азота(II) ($NO$) легко окисляется кислородом воздуха ($O_2$) до оксида азота(IV) ($NO_2$). Это одна из ключевых реакций в химии азота, протекающая самопроизвольно при обычных условиях.

$2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2$

Ответ: $2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2$

е) CO + NO₂

Угарный газ ($CO$) является восстановителем, а диоксид азота ($NO_2$) — окислителем. При повышенной температуре, особенно в присутствии катализатора (например, в автомобильных каталитических нейтрализаторах), $CO$ восстанавливает $NO_2$. Продуктами реакции являются диоксид углерода ($CO_2$) и оксид азота(II) ($NO$).

$CO + NO_2 \xrightarrow{t, \text{kat}} CO_2 + NO$

Ответ: $CO + NO_2 \xrightarrow{t, \text{kat}} CO_2 + NO$

ж) NO + HNO₃

В этой реакции оксид азота(II) ($NO$) реагирует с концентрированной азотной кислотой ($HNO_3$). Это реакция сопропорционирования, где азот со степенью окисления +2 и азот со степенью окисления +5 переходят в промежуточную степень окисления +4, образуя диоксид азота ($NO_2$).

$NO + 2HNO_3 \text{(конц.)} \rightarrow 3NO_2 + H_2O$

Ответ: $NO + 2HNO_3 \rightarrow 3NO_2 + H_2O$

з) N₂O₃ + H₂

Водород ($H_2$) является сильным восстановителем, особенно при нагревании. Он может восстанавливать оксид азота(III) ($N_2O_3$). В результате реакции образуется молекулярный азот ($N_2$) и вода ($H_2O$).

$N_2O_3 + 3H_2 \xrightarrow{t} N_2 + 3H_2O$

Ответ: $N_2O_3 + 3H_2 \xrightarrow{t} N_2 + 3H_2O$

и) NO₂ + O₃

Этот пункт идентичен пункту г).

Озон ($O_3$) окисляет диоксид азота ($NO_2$) до оксида азота(V) ($N_2O_5$).

$2NO_2 + O_3 \rightarrow N_2O_5 + O_2$

Ответ: $2NO_2 + O_3 \rightarrow N_2O_5 + O_2$

к) CH₄ + N₂O

Метан ($CH_4$) и оксид азота(I) ($N_2O$) могут вступать в окислительно-восстановительную реакцию при высоких температурах. $N_2O$ выступает в роли окислителя, поддерживающего горение, а метан — в роли горючего (восстановителя). Углерод окисляется до $CO_2$, водород до $H_2O$, а азот восстанавливается до $N_2$.

$CH_4 + 4N_2O \xrightarrow{t} CO_2 + 2H_2O + 4N_2$

Ответ: $CH_4 + 4N_2O \xrightarrow{t} CO_2 + 2H_2O + 4N_2$