Cамостійна робота. Реакції каталітичні та некаталітичні.

І рівень.

Завдання 1. Під час добування кисню в калій хлорату у лабораторії для прискорення хімічної реакції використовують манган  (IV) оксид. Назвіть тип реакції залежно від стану реагуючої речовини і каталізатора. Поясніть усно.

2KClO₃ = 2KCl + 3O₂↑(над знаком рівності напишіть MnO₂)

Гомогенний каталіз - реагуючі речовини і каталізатор перебувають в однаковому агрегатному стані: твердому.

II рівень

Завдання 2. Визначте за рівнянням добування гідроген хлориду Н₂ + Сl₂ = 2НСl, до якого типу належить реакція залежно від стану реагуючої речовини і каталізатора. Поясніть усно.

У промисловості добувають гідроген хлорид спалюванням водню в атмосфері хлору. Реакція некаталітична - відбувається без участі каталізатора.

III рівень

Завдання 3. Визначте за поданими схемами: а) С + Н₂ —> СН₄ (каталізатор Ni); б) SO₂ + O₂ —> SO₃ (каталізатор V₂O₅). До яких типів належать реакції залежно від стану реагуючої речовини і каталізатора? Розгляньте ці реакції як окисно-відновні, поставте коефіцієнти, укажіть окисник і відновник.

а) Гетерогенний каталіз - реагуючі речовини і каталізатор перебувають в різних агрегатних станах.

 С⁰ + 2Н₂⁺¹ = С⁺⁴Н₄^-1 ;

Як бачимо, Карбон підвищив ступінь окиснення від 0 до +4, виступив відновником і окиснився, а Гідроген знизив ступінь окиснення від +1 до -1, виконав роль окисника і відновився.

С⁰ (відновник)  -4е = С⁺⁴             4│ найменше спіль-│1   

H₂⁰ (окисник)   +2е = 2H^-1           2│ не кратне 4     │2

Знайдені числа ставимо перед відповідними формулами окисника і відновника. Після встановлення основних коефіцієнтів, знаходимо коефіцієнти для формул усіх інших речовин.

б) Гетерогенний каталіз - реагуючі речовини і каталізатор перебувають в різних агрегатних станах.

2S⁺⁴O₂ + O₂⁰ = 2S⁺⁶O₃^-2.

Як бачимо, елемент Сульфур підвищив ступінь окиснення від +4 до +6, виступив відновником і окиснився, а Оксиген знизив ступінь окиснення від 0 до -2, виконав роль окисника і відновився. 

S⁺⁴ (відновник)  -2е =S⁺⁶            2│ найменше спіль-│2

O₂⁰ (окисник)   +2•2е = 2O^-2        4│ не кратне 4     │1

Знайдені числа ставимо перед відповідними формулами окисника і відновника. Після встановлення основних коефіцієнтів, знаходимо коефіцієнти для формул усіх інших речовин.

IV рівень

Завдання 4. Поясніть, чим відрізняються реакції, подані схемами: a) NH₃ + O₂ —> N₂ + Н₂O; б) NH₃ + O₂ —> NO + Н₂O (каталізатор Pt). Розгляньте їх як окисно-відновні процеси, визначте коефіцієнти методом електронного балансу, укажіть окисник і відновник.

Реакція б) є каталітичною, бо відбувається за участі каталізатора Pt і є реакцією окиснення амоніаку, а а) - реакцією горіння амоніаку.

a) 4N^-3H₃ + 3O₂⁰ = 2N₂⁰ + 6Н₂O^-2;

Як бачимо, Нітроген підвищив ступінь окиснення від -3 до 0, виступив відновником і окиснився, а  Оксиген знизив ступінь окиснення від 0 до -2, виконав роль окисника і відновився.

2N^-3H₃ (відновник)  -2•3е = 2N⁰ +6H⁺       6│ найменше спіль-│2

O₂⁰  (окисник)      +2•2е +4H⁺=2H₂O^-2    4│ не кратне 12    │3

3O₂+12H⁺+4NH₃ = 6H₂O+2N₂+12H⁺

4NH₃ +3O₂ = 2N₂ + 6H₂O

б) 4N^-3H₃ + 5O₂⁰ = 4N⁺²O + 6Н₂O^-2.

Як бачимо, Нітроген підвищив ступінь окиснення від -3 до +2, виступив відновником і окиснився, а  Оксиген знизив ступінь окиснення від 0 до -2, виконав роль окисника і відновився.

N^-3 (відновник) -5е = N⁺²            5│ найменше спіль-│4

O₂⁰ (окисник)  +2•2е = 2O^-2         4│ не кратне 20    │5

Знайдені числа ставимо перед відповідними формулами окисника і відновника. Після встановлення основних коефіцієнтів, знаходимо коефіцієнти для формул усіх інших речовин.