Контрольные задания по Теме 15

Реакции окислительно-восстановительные

 

Классификация окислительно-восстановительных реакций

 

Окислительно-восстановительные реакции (ОВР) – это реакции, протекающие с изменением степени окисления элементов, при этом электроны переходят от восстановителя к окислителю.

Окислитель – атом, ион или молекула – понижает свою степень окисления, принимает электроны, восстанавливается.

Восстановитель – атом, ион или молекула – повышает свою степень окисления, отдает электроны, окисляется.

Восстановление – процесс присоединения электронов атомом, ионом или молекулой.

Окисление – процесс отдачи электронов атомом, ионом или молекулой.

Рассмотрим основные типы ОВР.

 

1. Реакции межмолекулярного окисления-восстановления: окислитель и восстановитель входят в состав разных веществ. Это наиболее распространённый тип реакций. В реакции

 

4Al⁰ + 3O₂⁰ = 2Al⁺³₂O^–2₃

 

алюминий восстановитель, он повышает свою степень окисления от 0 до +3, кислород – окислитель, его степень окисления понижается от 0 до –2. В реакции

2Cr⁺³Cl^–₃ + H₂⁰ = 2Cr⁺²Cl^–₂ + 2H⁺Cl^–

 

ион Cr⁺³ (или в целом CrCl₃) – окислитель, H⁰ (H₂) – восстановитель, хлор не изменяет степень окисления, здесь он не проявляет окислительно-восстановительных свойств.

 

2. Реакции внутримолекулярного окисления-восстановления: окислитель и восстановитель – разные элементы в составе одного вещества, например

2K⁺Cl⁺⁵O^–2₃ = 2K⁺Cl^– + 3O⁰₂

 

(N^–3H⁺₄)₂Cr⁺⁶₂O^–2₇ = N⁰₂ + Cr⁺³₂O^–2₃ + H⁺₂O^–2

 

3. Реакции диспропорционирования (дисмутации): окислитель и восстановитель – атомы одного и того же элемента, например

 

3Cl⁰₂ + 6Na⁺O^–2H⁺ = 5Na⁺Cl^– + Na⁺Cl⁺⁵O^–2₃ + 3H⁺₂O^–2

 

4. Реакции конпропорционирования (конмутации): атомы одного элемента с разными степенями окисления приобретают одинаковую степень окисления, например

 

N^–3H⁺₄Cl^– + K⁺N⁺³O^–2₂ = N⁰₂ + 2H⁺₂O^–2 + K⁺Cl^–

 

 

 

Примеры тестовых заданий на ОВР (задание 21)

 

Пример 1. Установите соответствие между уравнением реакции и свойством серы, которое она проявляет в этой реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

 

УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ СВОЙСТВА СЕРЫ

 

A) 3S + 6KOH = 2K₂S + K₂SO₃ + 3H₂O 1) является окислителем

Б) SO₃ + H₂SO₄ = H₂S₂O₇ 2) является окислителем и восстановителем

В) 2H₂SO₃ + O₂ = 2H₂SO₄ 3) является восстановителем

4) не проявляет окислительно-

восстановительных свойств.

 

Решение. Определим степень окисления серы:

 

А) 3S⁰ + 6KOH = 2K₂S^–2 + K₂S⁺⁴O₃ + 3H₂O

 

Это реакция диспропорционирования – часть серы понижает свою степень окисления и является окислителем, часть серы повышает свою степень окисления и является восстановителем. Ответ 2.

 

Б) S⁺⁶O₃ + H₂S⁺⁶O₄ = H₂S⁺⁶₂O₇

 

Сера не изменяет степень окисления, не проявляет окислительно-восстановительных свойств. Ответ 4.

 

В) 2H₂S⁺⁴O₃ + O₂ = 2H₂S⁺⁶O₄

 

Сера повышает свою степень окисления и является восстановителем. Ответ 3.

 

Пример 2. Установите соответствие между уравнением реакции и изменением степени окисления окислителя в данной реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

 

УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ ИЗМЕНЕНИЕ СТЕПЕНИ

ОКИСЛЕНИЯ ОКИСЛИТЕЛЯ

A) Mn(OH)₂ + Cl₂ + KOH = MnO₂ + KCl + H₂O 1) 0 ® –1

Б) NH₃ + O₂ = NO + H₂O 2) 0 ® –2

В) Au + HNO₃ + HCl = H[AuCl₄] + NO + H₂O 3) –3 ® +2

4) +5 ® +2.

5) –3 ® –2

 

Решение. Определим степени окисления элементов:

 

A) Mn⁺²(O^–2H⁺)₂ + Cl⁰₂ + K⁺O^–2H⁺ = Mn⁺⁴O^–2₂ + K⁺Cl^– + H⁺₂O^–2

 

Хлор понижает свою степень окисления от 0 до –1, он окислитель, ответ 1.

Б) N^–3H⁺₃ + O⁰₂ = N⁺²O^–2 + H⁺₂O^–2

 

Кислород понижает свою степень окисления от 0 до –2, он окислитель, ответ 2.

В) Au⁰ + H⁺N⁺⁵O^–2₃ + H⁺Cl^– = H⁺[Au⁺³Cl^–₄] + N⁺²O^–2 + H⁺₂O^–2

 

Азот понижает свою степень окисления от +5 до +2, он окислитель, ответ 4.

 

Пример 3. Установите соответствие между уравнением реакции и веществом-окислителем в этой реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

 

УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ ОКИСЛИТЕЛЬ

 

A) N₂H₄ + H₂ = 2NH₃ 1) H₂

Б) H₂ + 2Li = 2LiH 2) N₂

В) N₂ + 3H₂ = 2NH₃ 3) N₂H₄

4) NH₃

5) Li

Решение. Определим степени окисления элементов:

 

A) N^–2₂H⁺₄ + H⁰₂ = 2N^–3H⁺₃

 

Азот в N₂H₄ понижает степень окисления, это окислитель.

 

Б) H⁰₂ + 2Li⁰ = 2Li⁺H^–

 

Водород в H₂ понижает степень окисления, это окислитель.

 

В) N⁰₂ + 3H⁰₂ = 2N^–3H⁺₃

Азот в N₂ понижает степень окисления, это окислитель.

Пример 4. Установите соответствие между формулой вещества и степенью окисления углерода в нём: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

 

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕНИЯ

УГЛЕРОДА

A) CH₄ 1) +2

Б) C₂H₂Cl₂ 2) –4

В) CH₃OH 3) +1

Г) (CH₃)₃N 4) –2

5) +4

6) 0

 

Решение. Правила определения степени окисления см. в теме 1. Расставим степени окисления над каждым элементом:

 

C^–4H⁺₄, C⁰₂H⁺¹₂Cl^–₂, C^–2H₃⁺O^–2H⁺, (C^–2H⁺₃)₃N^–3.

 

Контрольные задания по Теме 15

 

1. Установите соответствие между уравнением реакции и изменением степени окисления восстановителя в ней.

 

УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ ИЗМЕНЕНИЕ СТЕПЕНИ

ОКИСЛЕНИЯ ОССТАНОВИТЕЛЯ

A) С₂Н₄ + 3О₂ ® 2СО₂ + 2Н₂О 1) 0 ® –2

Б) С₂Н₄ + Н₂ ® С₂Н₆ 2) –2 ® +4

В) (NH₄)₂Cr₂O₇ ® N₂ + Cr₂O₃ + 4Н₂О 3) 0 ® +1

4) –3 ® 0

5) +6 ® +3

Запишите выбранные цифры в нужной последовательности (А Б В).

 

 

2. Установите соответствие между названием вещества и степенью окисления хлора в нём: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

 

НАЗВАНИЕ ВЕЩЕСТВА СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕНИЯ ХЛОРА

A) соляная кислота 1) 0

Б) хлорид аммония 2) –1

В) хлорат калия 3) +1

4) +3

5) +5

 

Запишите выбранные цифры в нужной последовательности (А Б В).