Как правильно расставить коэффициенты в реакции N2 + C + H2O -> CO2 + NH3, используя метод электронного баланса?

Химия 11 класс Метод электронного баланса в окислительно-восстановительных реакциях коэффициенты реакции метод электронного баланса химические реакции балансировка уравнений химия 11 класс Новый

Для правильной расстановки коэффициентов в реакции N2 + C + H2O -> CO2 + NH3 с использованием метода электронного баланса, следуем следующим шагам:

Шаг 1: Определение окислителей и восстановителей

В данной реакции нам нужно определить, какие вещества окисляются, а какие восстанавливаются. В данном случае:

• N2 (азот) в NH3 (аммиак) восстанавливается, поскольку его степень окисления снижается с 0 до -3.
• C (углерод) в CO2 (углекислый газ) окисляется, так как его степень окисления повышается с 0 до +4.

Шаг 2: Запись полуреакций

Теперь мы можем записать две полуреакции:

• Окисление углерода: C -> CO2
• Восстановление азота: N2 -> NH3

Шаг 3: Определение изменения степеней окисления

Теперь определим, сколько электронов теряет углерод и сколько получает азот:

• Углерод: 0 (C) -> +4 (CO2) теряет 4 электрона.
• Азот: 0 (N2) -> -3 (NH3) получает 6 электронов (так как у нас 2 атома азота).

Шаг 4: Уравновешивание электронов

Чтобы уравновесить количество потерянных и полученных электронов, умножим полуреакцию окисления углерода на 3 (так как 6 электронов нужно для восстановления 1 молекулы N2):

• 3C -> 3CO2 (углерод окисляется)

Теперь у нас 6 электронов, которые теряет углерод.

Шаг 5: Полная запись уравнения

Теперь можем записать полное уравнение с учетом всех веществ:

• 3C + N2 + 3H2O -> 3CO2 + 2NH3

Шаг 6: Проверка уравнения

Теперь проверим, что количество атомов каждого элемента одинаково с обеих сторон уравнения:

• Углерод: 3 (слева) = 3 (справа)
• Азот: 2 (слева) = 2 (справа)
• Водород: 6 (слева) = 6 (справа)
• Кислород: 3 (слева) = 3 (справа)

Таким образом, окончательное уравнение реакции с правильно расставленными коэффициентами выглядит так:

3C + N2 + 3H2O -> 3CO2 + 2NH3