Водород может реагировать с обоими веществами пары: а) Cl2 и H2O ; б) CH4 и K ; в) O2 и CuO ; г) PbO...

Водород может реагировать с веществами из пары: в) O2 и CuO.

В данном случае, мы рассматриваем взаимодействие водорода с различными веществами. Проанализируем каждую пару:

а) Cl2 и H2O

1. Водород и хлор (Cl2): Водород может реагировать с хлором, образуя хлороводород (HCl). Эта реакция экзотермическая и происходит в присутствии света или при высокой температуре. Уравнение реакции: [ H_2 + Cl_2 \rightarrow 2HCl ] В результате этой реакции образуется газообразный хлороводород.

2. Водород и вода (H2O): Водород сам по себе не реагирует с водой при стандартных условиях. Однако при высокой температуре или в присутствии катализатора (например, платина) водород может взаимодействовать с водой, образуя водяной пар и выделяя тепло. Также возможна реакция разложения воды с помощью электрического тока (электролиз), но это требует внешнего источника энергии.

б) CH4 и K

1. Водород и метан (CH4): Водород не реагирует с метаном при обычных условиях, так как метан является довольно стабильным углеводородом. Однако в высоких температурах и под действием катализаторов возможно проведение реакции, приводящей к образованию более сложных углеводородов или синтетического газа (водорода и угарного газа).

2. Водород и калий (K): Водород может реагировать с калийом. Калий, как щелочной металл, активно реагирует с водородом, образуя гидрид калия (KH). Эта реакция экзотермическая и может происходить даже при комнатной температуре: [ 2K + H_2 \rightarrow 2KH ]

в) O2 и CuO

1. Водород и кислород (O2): Водород активно реагирует с кислородом, образуя воду. Эта реакция также экзотермическая и может происходить в условиях высоких температур или при наличии искры. Уравнение реакции: [ 2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O ]

2. Водород и оксид меди (CuO): Водород может восстанавливать оксид меди до меди. Это происходит при нагревании: [ CuO + H_2 \rightarrow Cu + H_2O ] Эта реакция также экзотермическая и используется в металлургии для получения меди из ее оксидов.

г) PbO и H2O

1. Водород и оксид свинца (PbO): Водород может восстанавливать оксид свинца (II) до металлического свинца: [ PbO + H_2 \rightarrow Pb + H_2O ] Эта реакция также является экзотермической и происходит при нагревании.

2. Водород и вода (H2O): Как упоминалось ранее, водород не реагирует с водой при стандартных условиях, но в условиях высоких температур или при электролизе возможно взаимодействие.

Вывод:

Таким образом, водород может реагировать с Cl2, O2, CuO и PbO, а также с K, образуя гидрид. Однако он не проявляет реакции с H2O и CH4 в обычных условиях.

Рассмотрим каждую пару веществ и возможность реакции водорода с ними.

а) Cl₂ и H₂O

1. Реакция водорода с Cl₂ (хлором): Водород активно реагирует с хлором при нагревании или при наличии ультрафиолетового света, образуя хлороводород (HCl). Это экзотермическая реакция: [ H_2 + Cl_2 \xrightarrow{\text{свет/нагрев}} 2HCl ]

2. Реакция водорода с H₂O (водой): Водород в нормальных условиях не реагирует с водой. Однако при высоких температурах (например, в электродуговой печи) возможна обратимая реакция, связанная с диссоциацией воды: [ H_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2 + H_2O ] Однако в стандартных условиях такая реакция не происходит.

Вывод: Водород реагирует с Cl₂, но не реагирует с H₂O в стандартных условиях.

б) CH₄ и K

1. Реакция водорода с CH₄ (метаном): Метан является стабильным молекулой, и водород не способен реагировать с ним в обычных условиях. Однако существует промышленный процесс — паровая конверсия метана (реакция с водяным паром), который проводится при высоких температурах и катализаторах, но напрямую водород с метаном не взаимодействует.

2. Реакция водорода с K (калием): Калий — это щелочной металл, который с водородом может образовывать гидрид калия (KH) при нагревании: [ 2K + H_2 \xrightarrow{\text{нагрев}} 2KH ]

Вывод: Водород не реагирует с CH₄, но может реагировать с K при нагревании.

в) O₂ и CuO

1. Реакция водорода с O₂ (кислородом): Водород активно реагирует с кислородом с образованием воды. Реакция является экзотермической и сопровождается выделением большого количества тепла, а также возможна в виде взрыва при определённых концентрациях: [ 2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O ]

2. Реакция водорода с CuO (оксидом меди (II)): Водород может восстанавливать оксид меди (II) до металлической меди при нагревании. Это типичная реакция восстановления оксидов металлов: [ CuO + H_2 \xrightarrow{\text{нагрев}} Cu + H_2O ]

Вывод: Водород реагирует как с O₂, так и с CuO.

г) PbO и H₂O

1. Реакция водорода с PbO (оксидом свинца (II)): Водород может восстанавливать оксид свинца (II) до металлического свинца при нагревании, аналогично реакции с CuO: [ PbO + H_2 \xrightarrow{\text{нагрев}} Pb + H_2O ]

2. Реакция водорода с H₂O: Как уже упоминалось, водород не реагирует с водой в стандартных условиях.

Вывод: Водород реагирует с PbO, но не реагирует с H₂O в стандартных условиях.

Итог:

• Пара в) O₂ и CuO является правильным ответом, так как водород может реагировать с обоими веществами этой пары.