Задание 4. N₂ + H₂ ⇄ NH₃ + Q (протекает в промышленности с катализатором — оксидом железа(III)). Расставьте коэффициенты в реакции. Классифицируйте данную реакцию по всем шести признакам. Укажите окислитель и восстановитель.

Уравниваем количество атомов азота и водорода:

\(\mathrm{N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3 + Q}\).

1. По числу и составу исходных веществ и продуктов: реакция соединения, так как из двух простых веществ образуется одно сложное вещество.
2. По тепловому эффекту: экзотермическая, так как выделяется теплота (указано \(+Q\)).
3. По изменению степеней окисления: окислительно-восстановительная: азот восстанавливается от 0 до −3, а водород окисляется от 0 до +1.
4. По обратимости: обратимая, что показано знаком \(\rightleftharpoons\).
5. По наличию катализатора: каталитическая; используется оксид железа(III).
6. По агрегатному состоянию: гомогенная, так как азот, водород и аммиак находятся в газообразном состоянии.

Азот принимает электроны и является окислителем. Водород отдаёт электроны и является восстановителем.

Ответ: \(\mathrm{N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3 + Q}\); реакция соединения, экзотермическая, окислительно-восстановительная, обратимая, каталитическая, гомогенная. Окислитель — \(\mathrm{N_2}\), восстановитель — \(\mathrm{H_2}\).