Решение задачи по химии: Завершаем уравнения реакций

Задача:

Закончите уравнения реакций и расставьте коэффициенты:

1. \( \mathrm{H_2} + \mathrm{F_2} \rightarrow \)

2. \( \mathrm{C} + \mathrm{O_2} \text{(изб.)} \rightarrow \)

3. \( \mathrm{C} + \mathrm{CuO} \rightarrow \uparrow \text{(несолеобразующий оксид)} \)

4. \( \mathrm{P} + \mathrm{Cl_2} \text{(изб.)} \rightarrow \)

Решение:

1. Реакция водорода с фтором:

• Водород (H₂) реагирует с фтором (F₂) с образованием фтороводорода (HF). Это очень бурная реакция, протекающая даже в темноте и при низких температурах.
• Уравнение реакции: \( \mathrm{H_2} + \mathrm{F_2} \rightarrow \mathrm{HF} \)
• Расставляем коэффициенты:
  • Слева: 2 атома H, 2 атома F.
  • Справа: 1 атом H, 1 атом F.
  • Чтобы уравнять, ставим коэффициент 2 перед HF.
• Завершенное и уравненное уравнение: \[ \mathrm{H_2} + \mathrm{F_2} \rightarrow \mathrm{2HF} \]

2. Реакция углерода с избытком кислорода:

• Углерод (C) при горении в избытке кислорода (O₂) образует углекислый газ (CO₂).
• Уравнение реакции: \( \mathrm{C} + \mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{CO_2} \)
• Расставляем коэффициенты:
  • Слева: 1 атом C, 2 атома O.
  • Справа: 1 атом C, 2 атома O.
  • Уравнение уже уравнено.
• Завершенное и уравненное уравнение: \[ \mathrm{C} + \mathrm{O_2} \text{(изб.)} \rightarrow \mathrm{CO_2} \]

3. Реакция углерода с оксидом меди(II) с образованием несолеобразующего оксида:

• Углерод (C) является восстановителем и может восстанавливать металлы из их оксидов при нагревании. В данном случае, углерод восстанавливает медь из оксида меди(II) (CuO).
• При этом углерод окисляется. Если образуется несолеобразующий оксид, то это угарный газ (CO).
• Уравнение реакции: \( \mathrm{C} + \mathrm{CuO} \rightarrow \mathrm{Cu} + \mathrm{CO} \)
• Расставляем коэффициенты:
  • Слева: 1 атом C, 1 атом Cu, 1 атом O.
  • Справа: 1 атом C, 1 атом Cu, 1 атом O.
  • Уравнение уже уравнено.
• Завершенное и уравненное уравнение: \[ \mathrm{C} + \mathrm{CuO} \rightarrow \mathrm{Cu} + \mathrm{CO} \uparrow \]

4. Реакция фосфора с избытком хлора:

• Фосфор (P) реагирует с хлором (Cl₂). В зависимости от соотношения реагентов могут образовываться хлорид фосфора(III) (PCl₃) или хлорид фосфора(V) (PCl₅).
• Поскольку указан избыток хлора, образуется хлорид фосфора(V).
• Уравнение реакции: \( \mathrm{P} + \mathrm{Cl_2} \rightarrow \mathrm{PCl_5} \)
• Расставляем коэффициенты:
  • Слева: 1 атом P, 2 атома Cl.
  • Справа: 1 атом P, 5 атомов Cl.
  • Чтобы уравнять атомы хлора, найдем наименьшее общее кратное для 2 и 5, это 10.
    • Ставим коэффициент 5 перед Cl₂: \( \mathrm{P} + \mathrm{5Cl_2} \rightarrow \mathrm{PCl_5} \) (теперь 10 атомов Cl слева).
    • Чтобы получить 10 атомов Cl справа, нужно 2 молекулы PCl₅: \( \mathrm{P} + \mathrm{5Cl_2} \rightarrow \mathrm{2PCl_5} \) (теперь 2 атома P справа).
    • Чтобы уравнять атомы фосфора, ставим коэффициент 2 перед P: \( \mathrm{2P} + \mathrm{5Cl_2} \rightarrow \mathrm{2PCl_5} \)
• Завершенное и уравненное уравнение: \[ \mathrm{2P} + \mathrm{5Cl_2} \text{(изб.)} \rightarrow \mathrm{2PCl_5} \]

Итоговые уравнения:

1. \( \mathrm{H_2} + \mathrm{F_2} \rightarrow \mathrm{2HF} \)

2. \( \mathrm{C} + \mathrm{O_2} \text{(изб.)} \rightarrow \mathrm{CO_2} \)

3. \( \mathrm{C} + \mathrm{CuO} \rightarrow \mathrm{Cu} + \mathrm{CO} \uparrow \)

4. \( \mathrm{2P} + \mathrm{5Cl_2} \text{(изб.)} \rightarrow \mathrm{2PCl_5} \)