Условие задачи

Укажите коэффициент перед формулой восстановителя в уравнении окислительно-восстановительной реакции, схема которой:NH3 + O2 ⟶ N2 + H2O.

Решение

Данная задача относится к области химии, а именно к уравнению окислительно-восстановительной реакции. В задаче требуется сбалансировать реакцию, где аммиак (NH₃) является восстановителем, и найти коэффициент перед его формулой.

Рассмотрим исходную схему реакции:
NH₃ + O₂ ⟶ N₂ + H₂O

Обозначим коэффициенты перед формулами следующим образом:
a NH₃ + b O₂ ⟶ c N₂ + d H₂O

Чтобы сбалансировать реакцию, выпишем ограничения по закон сохранения атомов.

1. По азоту:
В левой части атомов азота: a,
В правой части: каждый молекула N₂ содержит 2 атома, значит общее число – 2c.
Получаем уравнение: a = 2c. (1)

2. По водороду:
В левой части атомов водорода: 3a (так как NH₃ содержит 3 атома водорода),
В правой части: в H₂O два атома водорода, значит общее число – 2d.
Уравнение имеет вид: 3a = 2d. (2)

3. По кислороду:
В левой части молекула O₂ содержит 2 атома, итого 2b,
В правой части: в H₂O один атом кислорода, значит d атомов.
Получаем: 2b = d. (3)

Найдем минимальные натуральные коэффициенты. Выразим c и d через a:
Из (1): c = a ÷ 2,
Из (2): d = (3a) ÷ 2.
Так как d должно быть натуральным, a должно быть чётным. Выберем минимальное чётное число a = 4.

При a = 4:
c = 4 ÷ 2 = 2,
d = (3⋅4) ÷ 2 = 12 ÷ 2 = 6.
Теперь, используя (3), получим:
2b = 6 → b = 3.

Таким образом, сбалансированное уравнение примет вид:
4 NH₃ + 3 O₂ ⟶ 2 N₂ + 6 H₂O

Ответ на задачу: коэффициент перед формулой восстановителя (NH₃) равен 4.