Номер 3, страница 78 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Проверьте свои знания. Параграф 14. Окислительно-восстановительные реакции. Глава II. Химические реакции - номер 3, страница 78.

Условие.

3. Почему за счёт атомов азота аммиак проявляет только восстановительные свойства, а азотная кислота — только окислительные?

Решение.

Решение 2.

Окислительно-восстановительные свойства химических соединений определяются степенью окисления атомов, входящих в их состав. Способность атома выступать в роли окислителя или восстановителя зависит от того, может ли он понижать или повышать свою степень окисления.

Для атома азота (N), который находится в 15-й (VА) группе периодической системы и имеет 5 валентных электронов, характерны следующие степени окисления:

• Низшая степень окисления: $-3$. В этой степени окисления атом азота принял максимально возможное число электронов и не может принимать еще. Он может только отдавать электроны, то есть быть восстановителем.
• Высшая степень окисления: $+5$. В этой степени окисления атом азота отдал все свои валентные электроны и не может отдавать еще. Он может только принимать электроны, то есть быть окислителем.

Азот может также проявлять промежуточные степени окисления ($0$, $+1$, $+2$, $+3$, $+4$), в которых он может как принимать, так и отдавать электроны, проявляя и окислительные, и восстановительные свойства.

1. Аммиак ($NH_3$)

В молекуле аммиака степень окисления водорода равна $+1$. Сумма степеней окисления в нейтральной молекуле равна нулю. Рассчитаем степень окисления азота ($x$):

$x + 3 \cdot (+1) = 0$

$x = -3$

Атом азота в аммиаке находится в своей низшей степени окисления $-3$. Он не может больше понижать свою степень окисления (принимать электроны), а может только повышать её (отдавать электроны). Следовательно, за счёт атома азота аммиак может быть только восстановителем.

Пример: $4\stackrel{-3}{N}H_3 + 3O_2 \rightarrow 2\stackrel{0}{N}_2 + 6H_2O$.

2. Азотная кислота ($HNO_3$)

В молекуле азотной кислоты степень окисления водорода равна $+1$, а кислорода — $-2$. Рассчитаем степень окисления азота ($y$):

$(+1) + y + 3 \cdot (-2) = 0$

$1 + y - 6 = 0$

$y = +5$

Атом азота в азотной кислоте находится в своей высшей степени окисления $+5$. Он не может больше повышать свою степень окисления (отдавать электроны), а может только понижать её (принимать электроны). Следовательно, за счёт атома азота азотная кислота может быть только окислителем.

Пример: $Cu + 4H\stackrel{+5}{N}O_3(конц.) \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2\stackrel{+4}{N}O_2\uparrow + 2H_2O$.

Ответ:

Аммиак проявляет только восстановительные свойства, потому что атом азота в его составе имеет низшую степень окисления ($-3$) и может её только повышать, отдавая электроны. Азотная кислота проявляет только окислительные свойства, потому что атом азота в её составе имеет высшую степень окисления ($+5$) и может её только понижать, принимая электроны.