Составьте уравнение реакции, используя метод электронного баланса: NH3 + CrO3 → N2 + Cr2O3 + H2O

Давайте разберем, как составить уравнение реакции $\text{NH}_3 + \text{CrO}_3 \rightarrow \text{N}_2 + \text{Cr}_2\text{O}_3 + \text{H}_2\text{O}$ с использованием метода электронного баланса.

Шаг 1. Определение степени окисления

1. Азот в $\text{NH}_3$: степень окисления $-3$ (поскольку $\text{H}$ имеет степень окисления $+1$).
2. Азот в $\text{N}_2$: степень окисления $0$ (элемент в простом веществе).
3. Хром в $\text{CrO}_3$: степень окисления $+6$ (кислород $-2$).
4. Хром в $\text{Cr}_2\text{O}_3$: степень окисления $+3$ (считаем: $2x + 3(-2) = 0$, где $x$ — степень окисления хрома, получаем $x = +3$).

Шаг 2. Составление полуреакций

Восстановление (хром): $\text{Cr}^{+6} \rightarrow \text{Cr}^{+3}$.

Число электронов на один атом: $\text{Cr}^{+6} + 3e^- \rightarrow \text{Cr}^{+3}$.

Для двух атомов хрома: $2\text{Cr}^{+6} + 6e^- \rightarrow 2\text{Cr}^{+3}$.

Окисление (азот): $\text{N}^{-3} \rightarrow \text{N}^0$.

Число электронов на один атом: $\text{N}^{-3} \rightarrow \text{N}^0 + 3e^-$.

Для двух атомов азота: $2\text{N}^{-3} \rightarrow \text{N}_2^0 + 6e^-$.

Шаг 3. Уравнивание числа электронов

Количество электронов в двух полуреакциях одинаково ($6e^-$), поэтому дополнительного уравнивания не требуется.

Шаг 4. Составление общего уравнения

Объединяем полуреакции: $2\text{NH}_3 + 2\text{CrO}_3 \rightarrow \text{N}_2 + \text{Cr}_2\text{O}_3 + \text{H}_2\text{O}$.

Шаг 5. Уравнивание атомов кислорода и водорода

В правой части присутствует $\text{H}_2\text{O}$, а в левой — $2\text{NH}_3$ и $2\text{CrO}_3$. Проверим баланс по кислороду и водороду.

1. Считаем кислород:

   • В левой части: $2 \times 3 = 6$ атомов $\text{O}$ из $\text{CrO}_3$.
   • В правой части: $3$ атома $\text{O}$ из $\text{Cr}_2\text{O}_3$ и $x$ атомов из $\text{H}_2\text{O}$.

   Получаем: $6 = 3 + x$, отсюда $x = 3$.

2. Считаем водород:

   • В левой части: $2 \times 3 = 6$ атомов $\text{H}$ из $\text{NH}_3$.
   • В правой части: $3 \times 2 = 6$ атомов $\text{H}$ из $3\text{H}_2\text{O}$.

Баланс соблюден.

Шаг 6. Финальное уравнение

$2\text{NH}_3 + 2\text{CrO}_3 \rightarrow \text{N}_2 + \text{Cr}_2\text{O}_3 + 3\text{H}_2\text{O}$.

Это уравнение полностью уравнено по массе и заряду.