✔ вопрос, страница 90 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

Соединения, содержащие азот в минимальной степени окисления $-3$, могут проявлять только восстановительные свойства. Какие реакции характерны для таких соединений?

Соединения, в которых азот проявляет свою минимальную степень окисления $-3$ (к таким относятся аммиак $NH_3$, ион аммония $NH_4^+$, нитриды металлов), в окислительно-восстановительных реакциях могут быть только восстановителями. Это обусловлено тем, что атом азота, находясь в низшей степени окисления, может только отдавать электроны, то есть окисляться, повышая свою степень окисления (например, до $0, +1, +2, +4, +5$).

Решение

Для соединений азота со степенью окисления $-3$ характерны следующие типы реакций, демонстрирующие их восстановительные свойства.

1. Взаимодействие с кислородом

Аммиак способен гореть в кислороде, а его каталитическое окисление является важнейшим промышленным процессом.

• Горение без катализатора: азот окисляется до простого вещества $N_2$.

  $4\stackrel{-3}{N}H_3 + 3O_2 \xrightarrow{t^{\circ}} 2\stackrel{0}{N_2} + 6H_2O$

• Каталитическое окисление (на платиновом катализаторе): азот окисляется до оксида азота(II).

  $4\stackrel{-3}{N}H_3 + 5O_2 \xrightarrow{Pt, t^{\circ}} 4\stackrel{+2}{N}O + 6H_2O$

2. Взаимодействие с другими окислителями

Аммиак и его производные реагируют со многими сильными окислителями, такими как галогены, оксиды металлов, перманганаты и др.

• С галогенами (на примере хлора):

  $2\stackrel{-3}{N}H_3 + 3Cl_2 \rightarrow \stackrel{0}{N_2} + 6HCl$

• С оксидами металлов (восстановление металлов):

  $2\stackrel{-3}{N}H_3 + 3CuO \xrightarrow{t^{\circ}} \stackrel{0}{N_2} + 3Cu + 3H_2O$

3. Внутримолекулярные окислительно-восстановительные реакции

Для солей аммония, в которых анион является окислителем (например, нитраты, нитриты, дихроматы), характерны реакции термического разложения, где ион аммония $NH_4^+$ выступает в роли восстановителя.

• Разложение дихромата аммония (реакция "вулкан"):

  $(\stackrel{-3}{N}H_4)_2\stackrel{+6}{Cr_2}O_7 \xrightarrow{t^{\circ}} \stackrel{0}{N_2} + \stackrel{+3}{Cr_2}O_3 + 4H_2O$

• Разложение нитрата аммония:

  $\stackrel{-3}{N}H_4\stackrel{+5}{N}O_3 \xrightarrow{t^{\circ}} \stackrel{+1}{N_2}O + 2H_2O$

Помимо окислительно-восстановительных, для аммиака также характерны реакции, где он проявляет основные свойства (взаимодействие с кислотами) и выступает в качестве лиганда в реакциях комплексообразования, но эти процессы протекают без изменения степени окисления азота.

Ответ: Для соединений азота в минимальной степени окисления $-3$ характерны реакции с окислителями (кислородом, галогенами, оксидами металлов), в которых они проявляют исключительно восстановительные свойства, а также реакции внутримолекулярного окисления-восстановления (в солях аммония с анионом-окислителем). В результате этих реакций степень окисления азота повышается.