1. Расставьте коэффициенты, определите тип реакции: а) H2 + N2 → NH3 б) CO + O2 → CO2 в) HNO3 → NO2 + H2O + O2↑

Краткий ответ

1. а) \(N_{2} + 3H_{2} \rightarrow 2NH_{3}\) — реакция соединения б) \(2CO + O_{2} \rightarrow 2CO_{2}\) — реакция соединения в) \(4HNO_{3} \rightarrow 4NO_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow + 2H_{2}O\) — реакция разложения г) \(Ca_{3}N_{2} + 6H_{2}O \rightarrow 3Ca(OH)_{2} + 2NH_{3}\uparrow\) — реакция обмена д) \(Ba + 2H_{2}O \rightarrow Ba(OH)_{2} + H_{2}\uparrow\) — реакция замещения

2. \(\varphi(N_{2}) \approx 74{,}2\%\), \(\varphi(O_{2}) \approx 25{,}8\%\).

Как расставлять коэффициенты (общий приём)

1. Считаем атомы каждого элемента слева и справа.
2. Начинаем с элемента, который в каждом веществе встречается только один раз (часто это металл или азот), и уравниваем его.
3. Затем уравниваем водород и в последнюю очередь кислород — он «сам сходится», и по нему удобно проверять.
4. Коэффициенты должны быть целыми и несократимыми; если получилась дробь (например, \(\tfrac{1}{2}O_{2}\)), удваиваем все коэффициенты.

Разбор по пунктам

а) Азота справа 1 атом, слева 2 → ставим \(2NH_{3}\). Тогда водорода справа \(6\), значит, нужно \(3H_{2}\). Проверка: \(N: 2=2\), \(H: 6=6\). Одно вещество из двух — соединение.

б) Кислорода справа \(2\), значит, \(2CO_{2}\); тогда углерода тоже \(2\) → \(2CO\). Проверка: \(C: 2=2\), \(O: 2+2=4=4\). Соединение.

в) Начинаем с водорода: в \(HNO_{3}\) он один, в \(H_{2}O\) — два, ставим \(2HNO_{3}\): \(2HNO_{3} \rightarrow 2NO_{2} + H_{2}O + \;?O_{2}\). Кислорода слева \(6\), справа \(4+1=5\), не хватает одного атома — это \(\tfrac{1}{2}O_{2}\). Удваиваем всё: \(4HNO_{3} \rightarrow 4NO_{2} + 2H_{2}O + O_{2}\). Проверка: \(H: 4 = 4\), \(N: 4 = 4\), \(O: 12 = 8+2+2=12\). Одно вещество распадается на несколько — разложение.

г) Кальций: \(Ca_{3}N_{2} \rightarrow 3Ca(OH)_{2}\). Азот: \(2NH_{3}\). Водород: справа \(3\cdot2 + 2\cdot3 = 12\), значит, \(6H_{2}O\). Проверка: \(O: 6 = 6\). Два сложных вещества обмениваются частями — обмен.

д) Водорода справа \(2\) (в основании) \(+ 2\) (в \(H_{2}\)) \(= 4\) → нужно \(2H_{2}O\). Проверка: \(O: 2=2\), \(H: 4=4\). Простое вещество вытесняет водород из воды — замещение.

Задача 2

Объёмная доля газа — это отношение его объёма к объёму всей смеси: \[ \varphi = \frac{V_{\text{газа}}}{V_{\text{смеси}}} \]

1. Объём смеси: \(V = 230 + 80 = 310\) л.
2. Азот: \(\varphi(N_{2}) = \dfrac{230}{310} = \dfrac{23}{31} \approx 0{,}742\), то есть \(74{,}2\%\).
3. Кислород: \(\varphi(O_{2}) = \dfrac{80}{310} = \dfrac{8}{31} \approx 0{,}258\), то есть \(25{,}8\%\).

Проверка: \(74{,}2\% + 25{,}8\% = 100\%\) — верно. Кстати, по закону Авогадро объёмная доля газа равна его мольной доле, поэтому через количества вещества получился бы тот же результат.