Химия - 8-9 класс

Молекулы белого фосфора отдают электроны (окисляются), а молекулы хлора их принимают (восстанавливаются):

P4 – 20e– = 4P+V Cl2 + 2e– = 2Cl–I

1 10

2 20

P4 – 20e– = 4P+V Cl2 + 2e– = 2Cl–I

P4 – 20e– = 4P+V 10Cl2 + 20e– = 20Cl–I

Полученные первоначально множители (2 и 20) имели общий делитель, на который (как будущие коэффициенты в уравнении реакции) и были разделены. Уравнение реакции:

P₄ + 10Cl₂ = 4PCl₅.

Пример 3. Составим уравнение реакции, протекающей при обжиге сульфида железа(II) в кислороде.

Схема реакции:

+II –II		0		+III –II		+IV –II
FeS	+	O2		Fe2O3	+	SO2.

В этом случае окисляются и атомы железа(II), и атомы серы(– II). В состав сульфида железа(II) атомы этих элементов входят в отношении 1:1 (см. индексы в простейшей формуле).

Электронный баланс:

4	Fe+II – e– = Fe+III S–II – 6e– = S+IV	Всего отдают 7е–
7	O2 + 4e– = 2O–II

Уравнение реакции: 4FeS + 7O₂ = 2Fe₂O₃ + 4SO₂.

Пример 4. Составим уравнение реакции, протекающей при обжиге дисульфида железа(II) (пирита) в кислороде.

Схема реакции:

+II –I		0		+III –II		+IV –II
FeS2	+	O2		Fe2O3	+	SO2.

Как и в предыдущем примере, здесь тоже окисляются и атомы железа(II), и атомы серы, но со степенью окисления – I. В состав пирита атомы этих элементов входят в отношении 1:2 (см. индексы в простейшей формуле). Именно в этом отношении атомы железа и серы вступают в реакцию, что и учитывается при составлении электронного баланса:

4	Fe+III – e– = Fe+III 2S–I – 10e– = 2S+IV	Всего отдают 11е–
11	O2 + 4e– = 2O–II

Уравнение реакции: 4FeS₂ + 11O₂ = 2Fe₂O₃ + 8SO₂.

Встречаются и более сложные случаи ОВР, с некоторыми из них вы познакомитесь, выполняя домашнее задание.

АТОМ-ОКИСЛИТЕЛЬ, АТОМ-ВОССТАНОВИТЕЛЬ, ВЕЩЕСТВО-ОКИСЛИТЕЛЬ, ВЕЩЕСТВО-ВОССТАНОВИТЕЛЬ, МЕТОД ЭЛЕКТРОННОГО БАЛАНСА, ЭЛЕКТРОННЫЕ УРАВНЕНИЯ.

1.Составьте электронный баланс к каждому уравнению ОВР, приведенному в тексте § 1 этой главы.

2.Составьте уравнения ОВР, обнаруженных вами при выполнении задания к § 1 этой главы. На этот раз для расстановки коэффициентов используйте метод электронного баланса. 3.Используя метод электронного баланса, составьте уравнения реакций, соответствующие следующим схемам: а) Na + I₂ NaI;

б) Na + O₂ Na₂O₂;

в) Na₂O₂ + Na Na₂O;

г) Al + Br₂ AlBr₃;

д) Fe + O₂ Fe₃O₄ (t);

е) Fe₃O₄ + H₂ FeO + H₂O (t);

ж) FeO + O₂ Fe₂O₃ (t);

и) Fe₂O₃ + CO Fe + CO₂ (t);

к) Cr + O₂ Cr₂O₃ (t);

л) CrO₃ + NH₃ Cr₂O₃ + H₂O + N₂ (t);

м) Mn₂O₇ + NH₃ MnO₂ + N₂ + H₂O;

н) MnO₂ + H₂ Mn + H₂O (t);

п) MnS + O₂ MnO₂ + SO₂ (t)

р) PbO₂ + CO Pb + CO₂ (t);

с) Cu₂O + Cu₂S Cu + SO₂ (t);

т) CuS + O₂ Cu₂O +SO₂ (t);

у) Pb₃O₄ + H₂ Pb + H₂O (t).

9.3. Экзотермические реакции. Энтальпия

Почему происходят химические реакции?

Для ответа на этот вопрос вспомним, почему отдельные атомы объединяются в молекулы, почему из изолированных ионов образуется ионный кристалл, почему при образовании электронной оболочки атома действует принцип наименьшей энергии. Ответ на все эти вопросы один и тот же: потому, что это энергетически выгодно. Это значит, что при протекании таких процессов выделяется энергия. Казалось бы, что и химические реакции должны протекать по этой же причине. Действительно, можно провести множество реакций, при протекании которых выделяется энергия. Энергия выделяется, как правило, в виде теплоты.

Экзотермическая реакция – химическая реакция, при которой происходит выделение теплоты.

Если при экзотермической реакции теплота не успевает отводиться, то реакционная система нагревается.

Например, в реакции горения метана

СН_4(г) + 2О_2(г) = СО_2(г) + 2Н₂О_(г)

выделяется столько теплоты, что метан используется как топливо.

Тот факт, что в этой реакции выделяется теплота, можно отразить в уравнении реакции:

СН_4(г) + 2О_2(г) = СО_2(г) + 2Н₂О_(г) + Q.

Это так называемое термохимическое уравнение. Здесь символ "+Q" означает, что при сжигании метана выделяется теплота. Эта теплота называется тепловым эффектом реакции.

Откуда же берется выделяющаяся теплота?