1: Определите степени окисления в следующих веществах: (1 ) CO2, N2, CaH2, K2HPO4, Al2(SO4)3, Li2O2, KMnO4.
2: С помощью метода электронного балансирования расставьте коэффициенты в схеме реакции и выполните: (1 ) HCl + KMnO4 = Cl2 + MnCl2 + KCl + H2O. Укажите окислитель и восстановитель. Укажите процессы окисления и восстановления.
3. Определите, в какую сторону будет смещаться равновесие при: а) охлаждении, б) увеличении давления, в) добавлении кислорода в систему г) добавлении сернистого газа в систему с объяснением.
Детальное объяснение:
Объяснение: В окислительно-восстановительных реакциях происходит перераспределение электронов между веществами. Степень окисления — это числовое значение, показывающее относительную зарядность атома в соединении или ионе. Для определения степени окисления атомов в веществах нужно знать правила определения степеней окисления:
1) Вещества, состоящие только из одного атома, имеют степень окисления равную нулю.
2) Сумма степеней окисления атомов в молекуле равна нулю.
3) Для простых ионов степень окисления равна заряду иона.
4) Степень окисления кислорода в соединениях равна -2, за исключением пероксидов (степень окисления кислорода равна -1) и соединений с фтором (степень окисления кислорода может быть и положительной).
Пример использования:
1) CO2: степень окисления углерода равна +4, степень окисления кислорода равна -2.
2) N2: степень окисления азота равна 0.
3) CaH2: степень окисления кальция равна +2, степень окисления водорода равна -1.
4) K2HPO4: степень окисления калия равна +1, степень окисления фосфора равна +5, степень окисления кислорода равна -2.
5) Al2(SO4)3: степень окисления алюминия равна +3, степень окисления серы равна +6, степень окисления кислорода равна -2.
6) Li2O2: степень окисления лития равна +1, степень окисления кислорода равна -1.
7) KMnO4: степень окисления калия равна +1, степень окисления марганца равна +7, степень окисления кислорода равна -2.
2) HCl + KMnO4 = Cl2 + MnCl2 + KCl + H2O
Метод электронного балансирования позволяет выравнять уравнение реакции, добавив электроны в соответствующие части реакции. Основные шаги метода:
1) Определить степени окисления каждого атома.
2) Выравнять степени окисления с помощью электронов.
3) Выравнять количество электронов, учитывая коэффициенты перед формулами веществ.
4) После этого можно выставить коэффициенты перед формулами веществ таким образом, чтобы число электронов с одной стороны было равно числу электронов с другой стороны.
HCl + KMnO4 = Cl2 + MnCl2 + KCl + H2O
2HCl + 5KMnO4 = 2Cl2 + 5MnCl2 + KCl + 5H2O
Окислитель: KMnO4 (Mn снижается с +7 до +2).
Восстановитель: HCl (Cl восходит с -1 до 0).
Процесс окисления: Cl- и Mn в KMnO4.
Процесс восстановления: Cl в HCl.
3) Определение смещения равновесия:
а) При охлаждении равновесие сместится в сторону образования эндотермических реакций или в сторону уменьшения числа молекул газа.
б) При увеличении температуры равновесие сместится в сторону образования экзотермических реакций или увеличения числа молекул газа.
Упражнение: Какие степени окисления у атомов в следующих веществах: a) H2SO4, b) Na2Cr2O7, c) FeCl3, d) HNO3?