Водород не реагирует ни с одним веществом пары NaOH и H2O

Вопрос:

Водород не реагирует ни с одним веществом пары

Варианты ответов:

1. N₂ и Cl₂
2. O₂ и S
3. Fe₂O₃ и H₂O
4. NaOH и H₂O

Ответ и объяснение:

Правильный ответ: NaOH и H₂O

Давайте рассмотрим каждый вариант:

1. N₂ и Cl₂:

• С азотом (N₂): Водород реагирует с азотом при высоких температурах, высоком давлении и в присутствии катализатора (процесс Габера) с образованием аммиака: \[\text{N}_2 + 3\text{H}_2 \xrightarrow{\text{t, p, кат.}} 2\text{NH}_3\]
• С хлором (Cl₂): Водород активно реагирует с хлором, особенно при освещении или нагревании, с образованием хлороводорода: \[\text{H}_2 + \text{Cl}_2 \xrightarrow{\text{свет/нагрев}} 2\text{HCl}\]
• Таким образом, водород реагирует с обоими веществами из этой пары.

2. O₂ и S:

• С кислородом (O₂): Водород очень активно реагирует с кислородом (гремучий газ) при поджигании или нагревании, образуя воду: \[2\text{H}_2 + \text{O}_2 \xrightarrow{\text{поджигание}} 2\text{H}_2\text{O}\]
• С серой (S): Водород реагирует с серой при нагревании, образуя сероводород: \[\text{H}_2 + \text{S} \xrightarrow{\text{нагрев}} \text{H}_2\text{S}\]
• Таким образом, водород реагирует с обоими веществами из этой пары.

3. Fe₂O₃ и H₂O:

• С оксидом железа(III) (Fe₂O₃): Водород является хорошим восстановителем и при нагревании может восстанавливать оксиды металлов до чистых металлов. Например, он восстанавливает оксид железа(III) до железа: \[\text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{H}_2 \xrightarrow{\text{нагрев}} 2\text{Fe} + 3\text{H}_2\text{O}\]
• С водой (H₂O): Водород не реагирует с водой в обычных условиях. Он может быть получен из воды при электролизе, но сам не реагирует с ней. \[\text{H}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{реакция не идет}\]
• Таким образом, водород реагирует с Fe₂O₃, но не реагирует с H₂O. Поскольку в вопросе сказано "ни с одним веществом пары", этот вариант не подходит.

4. NaOH и H₂O:

• С гидроксидом натрия (NaOH): Водород – это нейтральный газ, который не проявляет кислотных или основных свойств и не реагирует с щелочами, такими как гидроксид натрия. \[\text{H}_2 + \text{NaOH} \rightarrow \text{реакция не идет}\]
• С водой (H₂O): Как уже было сказано выше, водород не реагирует с водой в обычных условиях. \[\text{H}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{реакция не идет}\]
• Таким образом, водород не реагирует ни с гидроксидом натрия, ни с водой. Этот вариант является правильным.

Вывод:

Водород не реагирует ни с одним веществом из пары NaOH и H₂O.