Номер 2, страница 77 - гдз по химии 11 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

2. Запишите уравнения реакций превращений веществ.

$N_2 \rightarrow NH_3 \rightarrow CH_3NH_2 \rightarrow N_2$

$NO \rightarrow NO_2 \rightarrow HNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 \rightarrow NO_2$

$NH_3 \rightarrow HNO_3$

N₂ → NH₃ → CH₃NH₂ → N₂

Ниже приведены уравнения реакций для указанной цепи превращений, включая ответвление от аммиака к азотной кислоте.

1. Превращение азота в аммиак ($N_2 \rightarrow NH_3$):

Промышленный синтез аммиака из азота и водорода (процесс Габера-Боша). Реакция обратима и требует высоких температуры и давления, а также катализатора.

$N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$

2. Превращение аммиака в метиламин ($NH_3 \rightarrow CH_3NH_2$):

Алкилирование аммиака метанолом в присутствии катализатора (оксида алюминия) при нагревании.

$NH_3 + CH_3OH \xrightarrow{Al_2O_3, t} CH_3NH_2 + H_2O$

3. Превращение метиламина в азот ($CH_3NH_2 \rightarrow N_2$):

Полное сгорание метиламина в кислороде с образованием углекислого газа, воды и молекулярного азота.

$4CH_3NH_2 + 9O_2 \xrightarrow{t} 4CO_2 + 10H_2O + 2N_2$

4. Превращение аммиака в азотную кислоту ($NH_3 \rightarrow HNO_3$):

Это промышленный метод Оствальда, состоящий из трех основных стадий:

а) Каталитическое окисление аммиака на платино-родиевом катализаторе:

$4NH_3 + 5O_2 \xrightarrow{Pt/Rh, t} 4NO + 6H_2O$

б) Окисление оксида азота(II) до оксида азота(IV):

$2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2$

в) Взаимодействие оксида азота(IV) с водой в присутствии кислорода:

$4NO_2 + O_2 + 2H_2O \rightarrow 4HNO_3$

Ответ:

$N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$

$NH_3 + CH_3OH \xrightarrow{Al_2O_3, t} CH_3NH_2 + H_2O$

$4CH_3NH_2 + 9O_2 \xrightarrow{t} 4CO_2 + 10H_2O + 2N_2$

$4NH_3 + 5O_2 \xrightarrow{Pt/Rh, t} 4NO + 6H_2O$

$2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2$

$4NO_2 + O_2 + 2H_2O \rightarrow 4HNO_3$

NO → NO₂ → HNO₃ → Cu(NO₃)₂ → NO₂

Ниже приведены уравнения реакций для второй цепи превращений.

1. Превращение оксида азота(II) в оксид азота(IV) ($NO \rightarrow NO_2$):

Окисление оксида азота(II) кислородом воздуха. Реакция протекает самопроизвольно.

$2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2$

2. Превращение оксида азота(IV) в азотную кислоту ($NO_2 \rightarrow HNO_3$):

Взаимодействие оксида азота(IV) с водой и кислородом.

$4NO_2 + O_2 + 2H_2O \rightarrow 4HNO_3$

3. Превращение азотной кислоты в нитрат меди(II) ($HNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2$):

Реакция меди с концентрированной азотной кислотой, которая является сильным окислителем.

$Cu + 4HNO_3(\text{конц.}) \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2NO_2 \uparrow + 2H_2O$

4. Превращение нитрата меди(II) в оксид азота(IV) ($Cu(NO_3)_2 \rightarrow NO_2$):

Термическое разложение нитрата меди(II) при нагревании.

$2Cu(NO_3)_2 \xrightarrow{t} 2CuO + 4NO_2 \uparrow + O_2 \uparrow$

Ответ:

$2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2$

$4NO_2 + O_2 + 2H_2O \rightarrow 4HNO_3$

$Cu + 4HNO_3(\text{конц.}) \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2NO_2 \uparrow + 2H_2O$

$2Cu(NO_3)_2 \xrightarrow{t} 2CuO + 4NO_2 \uparrow + O_2 \uparrow$