Номер 14, страница 97 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

14. Почва частично обогащается азотом во время грозовых ливней благодаря азотной кислоте, содержащейся в дождевой воде. Напишите уравнения реакций, объясняющих процесс образования азотной кислоты во время грозы.

Процесс образования азотной кислоты в атмосфере во время грозы происходит в несколько стадий.

Решение

1. Атмосферный воздух состоит примерно на 78% из азота ($N_2$) и на 21% из кислорода ($O_2$). В обычных условиях эти газы не реагируют друг с другом из-за очень прочной тройной связи в молекуле азота. Однако во время грозы электрический разряд молнии создает чрезвычайно высокую температуру (до 3000°C), которая служит источником энергии для разрыва этой связи и запускает реакцию между азотом и кислородом с образованием оксида азота(II):
$N_2 + O_2 \leftrightarrows 2NO$

2. Образовавшийся оксид азота(II) является неустойчивым и при обычных температурах, после остывания воздуха, легко окисляется кислородом, содержащимся в атмосфере, до оксида азота(IV) — бурого газа:
$2NO + O_2 \to 2NO_2$

3. Затем оксид азота(IV) вступает в реакцию с водой (дождевой) и оставшимся кислородом, образуя азотную кислоту. Эта кислота растворяется в каплях дождя и выпадает на землю вместе с осадками.
$4NO_2 + O_2 + 2H_2O \to 4HNO_3$

Также возможна реакция оксида азота(IV) только с водой с образованием двух кислот — азотной и азотистой:
$2NO_2 + H_2O \to HNO_3 + HNO_2$
Азотистая кислота ($HNO_2$) является нестойкой и легко разлагается, но основной процесс, приводящий к значительному образованию азотной кислоты, описывается первой реакцией.

Таким образом, дождевая вода, содержащая разбавленную азотную кислоту, попадает в почву. Там кислота реагирует с минералами почвы (например, с карбонатом кальция), образуя нитраты, которые являются важным питательным элементом для растений.

Ответ:
Процесс образования азотной кислоты во время грозы описывается следующей последовательностью химических реакций:
1. $N_2 + O_2 \leftrightarrows 2NO$ (под действием электрического разряда молнии)
2. $2NO + O_2 \to 2NO_2$
3. $4NO_2 + O_2 + 2H_2O \to 4HNO_3$