Запишите молекулярные уравнения реакций,с помощью которых можно осуществить следующие превращения: C -> X -> CO -> Cu для третьей реакции запишите электронный баланс
Для выполнения указанных превращений можно рассмотреть следующие молекулярные реакции:
C → X:
Можно взять, например, что X — это угарный газ COCOCO. Реакция будет: C+O2→CO \text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO} C+O2→CO вэтомслучаеуглеродокисляетсякислородомв этом случае углерод окисляется кислородомвэтомслучаеуглеродокисляетсякислородом.
X → CO:
Так как X = CO, это будет просто идентичность. Для более сложной реакции можно рассмотреть процесс газификации угля, где X будет представлять собой водород, например. C+H2→CH4 \text{C} + \text{H}_2 \rightarrow \text{CH}_4 C+H2→CH4 CH4+2O2→CO+2H2O \text{CH}_4 + 2 \text{O}_2 \rightarrow \text{CO} + 2 \text{H}_2 \text{O} CH4+2O2→CO+2H2O вэтомслучаемыполучаемугарныйгазизметанав этом случае мы получаем угарный газ из метанавэтомслучаемыполучаемугарныйгазизметана.
CO → Cu:
Реакция восстановления угарного газа до меди может быть осуществлена с помощью меди IIIIII оксида. 2CuO+CO→2Cu+CO2 2 \text{CuO} + \text{CO} \rightarrow 2 \text{Cu} + \text{CO}_2 2CuO+CO→2Cu+CO2
Теперь запишем электронный баланс для третьей реакции.
Окисление угарного газа COCOCO -> углекислый газ CO2CO2CO2:
Углерод в CO имеет степень окисления +2, а в CO2 — +4. Углерод окисляется, теряя 2 электрона. C+2→C+4+2e− \text{C}^{+2} \rightarrow \text{C}^{+4} + 2e^- C+2→C+4+2e−
Восстановление меди CuOCuOCuO -> медь CuCuCu:
Медь в CuO имеет степень окисления +2, а в Cu — 0. На каждую медь мы получаем 2 электрона. Cu+2+2e−→Cu0 \text{Cu}^{+2} + 2e^- \rightarrow \text{Cu}^0 Cu+2+2e−→Cu0
Общий электронный баланс будет выглядеть так:
2 электрона передаются от CO к 2 атомам Cu из CuO.
Таким образом, общая реакция сохраняет равновесие между потерей и приобретением электронов.
Для выполнения указанных превращений можно рассмотреть следующие молекулярные реакции:
C → X:
Можно взять, например, что X — это угарный газ COCOCO. Реакция будет:
C+O2→CO \text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO} C+O2 →CO
вэтомслучаеуглеродокисляетсякислородомв этом случае углерод окисляется кислородомвэтомслучаеуглеродокисляетсякислородом.
X → CO:
Так как X = CO, это будет просто идентичность. Для более сложной реакции можно рассмотреть процесс газификации угля, где X будет представлять собой водород, например.
C+H2→CH4 \text{C} + \text{H}_2 \rightarrow \text{CH}_4 C+H2 →CH4
CH4+2O2→CO+2H2O \text{CH}_4 + 2 \text{O}_2 \rightarrow \text{CO} + 2 \text{H}_2 \text{O} CH4 +2O2 →CO+2H2 O
вэтомслучаемыполучаемугарныйгазизметанав этом случае мы получаем угарный газ из метанавэтомслучаемыполучаемугарныйгазизметана.
CO → Cu:
Реакция восстановления угарного газа до меди может быть осуществлена с помощью меди IIIIII оксида.
2CuO+CO→2Cu+CO2 2 \text{CuO} + \text{CO} \rightarrow 2 \text{Cu} + \text{CO}_2 2CuO+CO→2Cu+CO2
Теперь запишем электронный баланс для третьей реакции.
Электронный баланс:Рассмотрим реакцию:
2CuO+CO→2Cu+CO2 2 \text{CuO} + \text{CO} \rightarrow 2 \text{Cu} + \text{CO}_2 2CuO+CO→2Cu+CO2
Окисление угарного газа COCOCO -> углекислый газ CO2CO2CO2:
Углерод в CO имеет степень окисления +2, а в CO2 — +4. Углерод окисляется, теряя 2 электрона.
C+2→C+4+2e− \text{C}^{+2} \rightarrow \text{C}^{+4} + 2e^- C+2→C+4+2e−
Восстановление меди CuOCuOCuO -> медь CuCuCu:
Медь в CuO имеет степень окисления +2, а в Cu — 0. На каждую медь мы получаем 2 электрона.
Cu+2+2e−→Cu0 \text{Cu}^{+2} + 2e^- \rightarrow \text{Cu}^0 Cu+2+2e−→Cu0
Общий электронный баланс будет выглядеть так:
2 электрона передаются от CO к 2 атомам Cu из CuO.
Таким образом, общая реакция сохраняет равновесие между потерей и приобретением электронов.