Номер 5, страница 76 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

8. Азот, фосфор и их соединения. Упражнения и задачи для самостоятельного решения - номер 5, страница 76.

Условие.

5. Заполните в тетради таблицу.

Реагенты

Уравнение реакции с азотом

$H_2$ (+ -)*

$O_2$ (+ -)*

Металлы (+)

Неметаллы (+ -)*

$H_2O$ (-)

Кислотные оксиды (-)

Основные оксиды (-)

Кислоты-неокислители (-)

Основания (-)

Соли (-)

* Если реакции протекают не всегда или имеют ограничения (+ -), сформулируйте правила их протекания.

Решение.

Решение 2.

H₂ (+ −)*

Азот реагирует с водородом, образуя аммиак. Это обратимая, экзотермическая реакция, известная как процесс Габера-Боша. Для смещения химического равновесия в сторону продукта реакцию проводят при определённых условиях.

*Правило протекания: Реакция требует высокой температуры (400–500 °C), высокого давления (150–350 атм) и наличия катализатора (обычно пористое железо с добавками оксидов калия и алюминия).

Ответ: $N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$

O₂ (+ −)*

Азот реагирует с кислородом с образованием оксида азота(II). Это сильно эндотермическая и обратимая реакция, для протекания которой требуется большое количество энергии.

*Правило протекания: Реакция происходит при очень высокой температуре (около 2000 °C и выше) или в электрическом разряде, например, во время грозы.

Ответ: $N_2 + O_2 \rightleftharpoons 2NO$

Металлы (+)

Азот, будучи окислителем, реагирует с большинством активных металлов (щелочными, щелочноземельными) и некоторыми переходными металлами при нагревании. В этих реакциях образуются нитриды. Литий — исключение, он реагирует с азотом уже при комнатной температуре.

Примеры уравнений:

$6Li + N_2 \rightarrow 2Li_3N$ (при комнатной температуре)

$3Mg + N_2 \xrightarrow{t} Mg_3N_2$

$3Ca + N_2 \xrightarrow{t} Ca_3N_2$

$2Al + N_2 \xrightarrow{t} 2AlN$

Ответ: $3Mg + N_2 \xrightarrow{t} Mg_3N_2$

Неметаллы (+ −)*

Азот может реагировать с некоторыми неметаллами, но, как правило, только при очень высоких температурах. Например, с бором, кремнием, углеродом.

*Правило протекания: Реакция протекает только с некоторыми неметаллами (например, B, Si) при сильном нагревании. С галогенами, серой и фосфором азот напрямую не взаимодействует.

Ответ: $2B + N_2 \xrightarrow{t} 2BN$

H₂O (−)

Азот является химически инертным веществом из-за наличия очень прочной тройной связи в его молекуле ($N \equiv N$). В обычных условиях он не реагирует с водой.

Ответ: не реагирует.

Кислотные оксиды (−)

Азот является несолеобразующим элементом и не проявляет свойств, которые позволили бы ему реагировать с кислотными оксидами.

Ответ: не реагирует.

Основные оксиды (−)

Азот не обладает кислотными свойствами, поэтому он не вступает в реакцию с основными оксидами.

Ответ: не реагирует.

Кислоты-неокислители (−)

Из-за своей высокой химической инертности азот не реагирует с растворами кислот-неокислителей (например, HCl, разбавленная $H_2SO_4$).

Ответ: не реагирует.

Основания (−)

Азот не проявляет кислотных свойств и является химически инертным, поэтому он не взаимодействует с растворами оснований (щелочей).

Ответ: не реагирует.

Соли (−)

Азот не способен вступать в реакции ионного обмена или другие типичные реакции с солями в растворах или расплавах из-за своей инертности.

Ответ: не реагирует.