Какой коэффициент перед формулой восстановительного вещества в уравнении реакции, где HNO3 + C = NO2 + H2O + CO2?

Leonid

1

Когда мы балансируем химические уравнения, мы должны уравновесить количество атомов каждого элемента на обеих сторонах реакции. В данном уравнении реакции HNO3 + C = NO2 + H2O + CO2, мы видим, что у нас есть атомы азота (N), кислорода (O), водорода (H) и углерода (C).

На левой стороне уравнения у нас есть 1 атом азота (N) и 3 атома кислорода (O) в молекуле HNO3. На правой стороне у нас есть 1 атом азота (N), 2 атома кислорода (O) в молекуле NO2, 2 атома водорода (H) в молекуле H2O и 1 атом углерода (C) в молекуле CO2.

Чтобы уравновесить количество атомов азота (N), кислорода (O), водорода (H) и углерода (C), мы можем поместить коэффициенты перед каждым веществом, чтобы выровнять количество атомов по обе стороны реакции.

Так как у нас 1 атом азота (N) на обеих сторонах реакции, нам не нужно ставить коэффициент перед HNO3 и NO2.

Для кислорода (O) на левой стороне у нас 3 атома, а на правой стороне - 2 атома в молекуле NO2 и 1 атом водорода (H) в молекуле H2O.

Чтобы уравновесить атомы кислорода (O), мы должны установить коэффициент 2 перед HNO3 и 3 перед H2O. Таким образом, у нас будет:

2HNO3 + C = 3NO2 + H2O + CO2

Теперь у нас уравновешено количество атомов азота (N), кислорода (O), водорода (H) и углерода (C).

Чтобы подтвердить наш ответ, давайте составим электронный баланс:

Посчитаем заряды каждого из элементов на каждой стороне реакции:

На левой стороне у нас:
2HNO3: +1 * 2 + (-2) * 2 *3 = +2 - 12 = -10
C: 0

На правой стороне у нас:
3NO2: +2 * 3 + (-2) * 3 = +6 - 6 = 0
H2O: +1 * 2 + (-2) * 1 = +2 - 2 = 0
CO2: 0

Видим, что заряды на обеих сторонах реакции сбалансированы, что означает, что наше уравнение реакции и коэффициенты перед формулой восстановительного вещества верны.

Таким образом, правильный ответ на задачу: коэффициент перед формулой восстановительного вещества в данном уравнении реакции равен 3.

Давайте проверим решение задачи, составив электронный баланс:

Слева: \(2 \cdot HNO_3 + C = 3 \cdot NO_2 + H_2O + CO_2\)

При анализе атомов понимаем, что каки только атомы равны. Проверим теперь заряды:

Слева: \(2 \cdot (+1) + (-2) \cdot 2 \cdot 3 + 0 = -10\)

Справа: \(3 \cdot 2 + (-2) \cdot 3 + 1 \cdot 2 + 0 \cdot 1 + 0 \cdot 1 = 0\)

Заряды уравновешиваются, что означает правильность предложенного коэффициента.