Номер 5, страница 178 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Готовимся к ЕГЭ. Глава 5. Металлы и неметаллы - номер 5, страница 178.

Условие.

5. Из данного перечня формул исходных веществ выберите те, при взаимодействии которых образуется азот.

1) $CuO + NH_3 \rightarrow$

2) $NH_4Cl + NaNO_3 \rightarrow$

3) $NH_3 + HNO_3 \rightarrow$

4) $NH_3 + O_2 \rightarrow$

5) $NO_2 + NaOH \rightarrow$

6) $NO + O_2 \rightarrow$

Ответ:

Решение.

Решение 2.

Решение

Проанализируем каждую из предложенных реакций на предмет образования молекулярного азота ($N_2$).

1) CuO + NH₃ →

При нагревании оксид меди(II) реагирует с аммиаком. Это окислительно-восстановительная реакция, в которой аммиак ($NH_3$) выступает в качестве восстановителя, а оксид меди(II) ($CuO$) — в качестве окислителя. Азот в аммиаке (степень окисления -3) окисляется до свободного азота ($N_2$), а медь (+2) восстанавливается до металлической меди ($Cu$).

Уравнение реакции: $2NH_3 + 3CuO \xrightarrow{t} N_2 \uparrow + 3Cu + 3H_2O$.

Таким образом, в этой реакции образуется азот.

2) NH₄Cl + NaNO₂ →

При нагревании смеси водных растворов хлорида аммония и нитрита натрия происходит реакция сопропорционирования. Азот в степени окисления -3 (в ионе $NH_4^+$) и азот в степени окисления +3 (в ионе $NO_2^-$) образуют молекулярный азот $N_2$ со степенью окисления 0. Эта реакция является стандартным лабораторным методом получения азота.

Уравнение реакции: $NH_4Cl + NaNO_2 \xrightarrow{t} N_2 \uparrow + NaCl + 2H_2O$.

Таким образом, в этой реакции образуется азот.

3) NH₃ + HNO₃ →

Это реакция ионного обмена (нейтрализация) между основанием (аммиак) и кислотой (азотная кислота). Продуктом реакции является соль — нитрат аммония ($NH_4NO_3$).

Уравнение реакции: $NH_3 + HNO_3 \rightarrow NH_4NO_3$.

В данной реакции молекулярный азот не образуется.

4) NH₃ + O₂ →

Реакция аммиака с кислородом является окислительно-восстановительной, и ее продукты зависят от условий. При горении аммиака (без катализатора) образуется свободный азот. В присутствии катализатора (например, платины) происходит каталитическое окисление до оксида азота(II).

Уравнение реакции горения: $4NH_3 + 3O_2 \xrightarrow{t} 2N_2 + 6H_2O$.

Поскольку один из возможных путей реакции приводит к образованию азота, этот вариант является формально верным.

5) NO₂ + NaOH →

Оксид азота(IV) ($NO_2$) является кислотным оксидом, который при реакции со щелочью диспропорционирует. Азот со степенью окисления +4 переходит в степени окисления +5 (в нитрате $NaNO_3$) и +3 (в нитрите $NaNO_2$).

Уравнение реакции: $2NO_2 + 2NaOH \rightarrow NaNO_3 + NaNO_2 + H_2O$.

В данной реакции молекулярный азот не образуется.

6) NO + O₂ →

Это реакция соединения, в ходе которой оксид азота(II) ($NO$) окисляется кислородом воздуха до оксида азота(IV) ($NO_2$).

Уравнение реакции: $2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2$.

В данной реакции молекулярный азот не образуется.

Вывод:

Азот ($N_2$) образуется в реакциях под номерами 1, 2 и 4. В поле для ответа в задании предусмотрено две ячейки, что обычно означает необходимость выбрать два наиболее однозначных и характерных примера. Реакции 1 и 2 являются классическими примерами получения азота, в то время как результат реакции 4 зависит от условий (наличия катализатора). Поэтому наиболее подходящими ответами являются 1 и 2.

Ответ: 12