Кислородные соединения азота. В кислородных соединениях азот проявляет степень окисления от +1 до +5.
В кислородных соединениях азот проявляет степень окисления от +1 до +5.
N 2 O ; NO ; N 2 O 3 ; NO 2 ; N 2 O 4 ; N 2 O 5
Оксиды N 2 O и NO – несолеобразующие, остальные солеобразующие.
Оксид азота (I) и оксид азота (II) – бесцветные газы, оксид азота (III) – синяя жидкость, (IV) – бурый газ, (V) – прозрачные бесцветные кристаллы.
Кроме N 2 O, все они чрезвычайно ядовиты. Закись азота N 2 O обладает весьма своеобразным физиологическим действием, за которые ее часто называют веселящим газом. Вот как описывают действия закиси азота английский химик Хэмфри Дэви, который с помощью этого газа устраивал специальные сеансы: «Одни джентльмены прыгали по столам и стульям, у других развязывались языки, третьи обнаружили чрезвычайную склонность к потасовке». Вдыхание N 2 O вызывает потерю болевых ощущений и поэтому применяется в медицине как анестезирующее средство.
МВС предполагает в молекулеN 2 O наличие ионов N + и N –
sp-гибридизация
| ↓ | ↓ | ↓ | ↓ |
| ↓ | ↓ | ↓ | ↓ |
За счет sp-гибридизации ион N + дает 2σ связи: одну с N – и другую с атомом кислорода. Эти связи направлены под углом 180º друг к другу и молекула N 2 O линейна. Структуру молекулы определяет направленность σ связей. Оставшиеся у N + два p-электрона образуют еще по одной π-связи: одну с ионом N – и другую с атомом кислорода. Отсюда N 2 O имеет строение
: N – = N + = O :
Склонность NO 2 к димеризации – следствие нечетного числа электронов в молекуле (парамагнитна).
С оксидами азота связаны серьезные экологические проблемы. Увеличение их концентрации в атмосфере приводит к образованию азотной кислоты и соответсвенно кислотных дождей.
N 2 O 3 взаимодействует с водой, образует неустойчивую азотистую кислоту HNO 2 , которая существует только в разбавленных растворах, так как легко разлагается
2HNO 2 = N 2 O 3 + H 2 O.
HNO 2 может быть более сильным восстановителем, чем HNO 3 , о чём свидетельствуют значения стандартных электродных потенциалов.
HNO 3 + 2 Н + + 2е = HNO 2 + Н 2 О Е 0 = + 0,93 В
HNO 2 + Н + + 1е = NO + H 2 O Е 0 = + 1,10 В
HNO 2 + 1e = NO + H + Е 0 = + 1,085 В
Ее соли нитриты – устойчивы. HNO 2 - кислота средней силы (К ≈ 5 · 10 –4). Наряду с кислотной диссоциацией в незначительной степени идет диссоциация с образованием NO + и OH – .
Степень окисления азота в нитритах промежуточная (+3), поэтому в реакциях он может вести себя и как окислитель, и как восстановитель, т.е. обладает окислительно-восстановительной двойственностью.
Сильные окислители переводят NO 2 – в NO 3 – .
5NaNO 2 + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 = 5NaNO 3 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3H 2 O
Сильные восстановители обычно восстанавливают HNO 2 до NO.
2NaNO 2 + 2KI + 2H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 +2NO + I 2 + K 2 SO 4 +2H 2 O
Может происходить также процесс диспропорционирования, одновременного увеличения и уменьшения степени окисления атомов одного и того же элемента.
3HNO 2 = HNO 3 + 2NO + H 2 O
Нитриты обладают токсичностью: переводят гемоглобин в метгемоглобин, не способный переносить кислород и они служат причиной образования в продуктах питания нитрозааминов R 2 N–NO – канцерогенных веществ.
Важнейшее соединение азота – HNO 3
Азотная кислота – важнейший продукт основной химической промышленности. Идет на приготовление взрывчатых веществ, лекарственных веществ, красителей, пластических масс, искусственных волокон и др. материалов.
HNO 3 – бесцветная жидкость с резким удушливым запахом, дымящая на воздухе. В небольших количествах образуется при грозовых разрядах и присутствует в дождевой воде.
N 2 + O 2 → 2NO
2NO + O 2 → 2NO 2
4NO 2 + O 2 + 2H 2 O → 4HNO 3
Высококонцентрированная HNO 3 имеет обычно бурую окраску вследствие происходящего на свету или при нагревании процесса разложения
4HNO 3 = 4NO 2 + 2H 2 O + O 2
HNO 3 – очень опасное вещество.
Важнейшее химическое свойство HNO 3 состоит в том, что она является сильным окислителем и поэтому взаимодействует почти со всеми металлами кроме Au, Pt, Rh, Ir, Ti, Ta, металлы Al, Fe, Co, Ni и Cr она «пассивирует». Кислота же в зависимости от концентрации и активности металла может восстанавливаться до соединений:
+4 +3 +2 +1 0 -3 -3
NO 2 → HNO 2 → NO → N 2 O → N 2 → NH 3 (NH 4 NO 3)
и также образуется соль азотной кислоты.
Как правило, при взаимодействии азотной кислоты с металлами не происходит выделения водорода. При действии HNO 3 на активные металлы может получаться водород. Однако атомарный водород в момент выделения обладает сильными восстановительными свойствами, а азотная кислота – сильный окислитель. Поэтому водород окисляется до воды.
Свойства концентрированной и разбавленной HNO 3
1) Действие концентрированной HNO 3 на малоактивные металлы (Cu, Hg, Ag)
Cu + 4 HNO 3 = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
2) Действие разбавленной HNO 3 на малоактивные металлы
3Cu + 8 HNO 3 = 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O
3) Действие концентрированной кислоты на активные металлы
4Ca + 10HNO 3 = 4Ca(NO 3) 2 + N 2 O + 5H 2 O
4) Действие разбавленной HNO 3 на активные металлы
4Ca + 10 HNO 3 = 4Ca(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O
Одна из наиболее сильных кислот, характерны все реакции кислот: реагирует с основными оксидами, основаниями, амфотерными оксидами, амфотерными гидроксидами. Специфичное свойство – ярко выраженная окислительная. В зависимости от условий (концентрации, природы восстановителя, температуры)HNO 3 может принимать от 1 до 8 электронов.
Ряд соединений N с различными степенями окисления:
NH 3 ; N 2 H 4 ; NH 2 OH ; N 2 O ; NO ; N 2 O 3 ; NO 2 ; N 2 O 5
NO 3 – + 2H + + 1e = NO 2 + H 2 O
NO 3 – + 4H + + 3e = NO + 2H 2 O
2NO 3 – +10H + + 8e = N 2 O + 5H 2 O
2NO 3 – +12H + + 10e = N 2 + 6H 2 O
NO 3 – + 10H + + 8e = NH 4 – + 3H 2 O
Образование продуктов зависит от концентрации, чем выше концентрация, тем менее глубоко она восстанавливается. Реагирует со всеми металлами, кроме Au, Pt, W. Концентрированная HNO 3 не взаимодействует при обычных условиях с Fe, Cr, Al, которым она пассивирует, но при очень сильном нагревании реагирует с этими металлами.
Большинство неметаллов и сложных веществ восстанавливается HNO 3 до NO (реже NO 2).
3P + 5HNO 3 + 2H 2 O = 3H 3 PO 4 + 5NO
S + HNO 3 = H 2 SO 4 + 2NO
3C + 4HNO 3 = 3CO 2 + 4NO + 2H 2 O
ZnS + 8HNO 3 k = ZnSO 4 + 8NO 2 + 4H 2 O
6HCl + 2HNO 3 k =3Cl 2 + 2NO + 4H 2 O
Запись окислительно-восстановительной реакции с участием HNO 3 обычно условна, т.к. образуется смесь азотсодержащих соединений, а указывают тот продукт восстановления, который образовался в большем количестве.
Золото и платиновые металлы растворяются в «царской водке» – смеси 3 объемов концентрированной соляной кислоты и 1 объема концентрированной азотной кислоты, которая обладает сильнейшим окислительным свойством, растворяет «царя металлов» – золото.
Au + HNO 3 +4HCl = H + NO + 2H 2 O
HNO 3 – сильная одноосновная кислота, образует только средние соли -нитраты, которые получают действием ее на металлы, оксиды, гидроксиды или карбонаты. Все нитраты хорошо растворимы в воде. Их растворы обладают незначительными окислительными свойствами.
При нагревании нитраты разлагаются; нитраты щелочных металлов превращаются в нитриты и выделяется кислород.
2KNO 3 = 2KNO 2 + O 2
Состав других продуктов зависит от положения металла в РСЭП.
Левее Mg = MeNO 2 + O 2 до магния
MeNO 3 = Mg – Cu = MeO + NO 2 + O 2 правее магния.
правее Cu = Me + NO 2 + O 2 менее активных металлов
«Проект по химии» - Информационные ресурсы. В работе, в поисках пути, В сердечной смуте. Во всём мне хочется дойти До самой сути. А Мазель «Строение музыкальных произведений»,из-во « Музыка»,1980г. 13. Аннотация к проекту. Темы самостоятельных исследований. Научная энциклопедия «Химия», из-во «Дрофа»2001г. В рамках проекта были выполнены исследования учащимися по темам:
«Проверка знаний по химии» - Катионы. Что изучает химия. Расшифруйте аббревиатуру. Неметаллы. Растворы. ИркАЗ. Разделите смесь. Частицы, которые вращаются вокруг ядра атома. Первенство по решению задач. Тип химической связи в молекуле водорода. Какой из приборов называется аппарат Киппа. Теоретический практикум с демонстрацией опытов.
«Подготовка к ЕГЭ по химии» - Тематика контрольных работ, включенных в пособие. Вода. Пропедевтический этап. Решение заданий повышенного и высокого уровней сложности. Оксиды 3. Водород. Структура школьного химического образования. Пособия издательства «Интеллект-Центр». Книга для чтения. 1. Первоначальные химические понятия 2. Кислород.
1. В каком из соединений у азота максимальная степень окисления?а) NO2
б) N2O3
в) N2O
г) HNO3
2. В каком из соединений кислород проявляет положительную степень окисления?
а) SO2
б) CuO
в) OF2
г) H2O
3. Что получится при взаимодействии гидроксида меди (II) с серной кислотой?
А. H2S Б.SO3 В.H2SO3
2. Степень окисления углерода в карбонате кальция равна:
А. -4 Б.+2 В.+4
3. Вещество, в котором степень окисления фосфора равна нулю:
А. P4 Б.PH3 В.P2O5
4.Окислительно-восстановительной является реакция, уравнение которой:
А.2Al(OH)3=Al2O3+3H2O Б.H2+Cl2=2HCl В.NaOH+HNO3=NaNO3+H2O
5. Окислителем в химической реакции, CuO+H2=Cu+H2O является:
А.H20 Б.Cu2+ В.O2- Г.Cu0
6. Степень окисления хлора уменьшается в ряду:
А.Cl2– HCl–HClO Б.NaCl–Cl2–KClO3 В.HClO4–NaClO2–BaCl2
7.Процесс перехода, схема которого N-3→N+2 является:
А. Восстановлением
Б.Окислением
В. Не окислительно-восстановительным процессом.
8. В уравнении реакции S+O2→SO2 число электронов, отданных окислителем, равно:
А. 2 Б.4 В.6
9. Фосфор в степени окисления 0 может являться:
А.Только восстановителем
Б.Только окислителем
В.Окислителем и восстановителем
10.Простое вещество – неметалл, обладающее наиболее сильными окислительными свойствами:
А. Br2
Б. Cl2
В. F2
Часть Б.
11. Составьте формулы оксида азота (III) и оксида азота (V)
12. Расставите коэффициенты в схеме реакции методом электронного баланса:
Ca + O2 = CaO
Назовите процессы окисления и восстановления, и укажите окислитель и восстановитель.
13. Расположите формулы химических соединений: CH4, CO2, CO – в порядке уменьшения степеней окисления атомов углерода.
14. По схеме Сu+2 + 2ē → Cu0 составьте уравнение химической реакции и рассмотрите её с точки зрения ОВР.
15. Дополните фразу: «Восстановление – это....»
Химическому элементу, степень окисления которого в высшем оксиде равна +7, соответствует схема распределения электронов по слоям
А3.Электронная схема +Х (2, 8, 5) принадлежит атому химического элемента:
А4. Электронная формула 1 s22 s22 p3 принадлежит атому:
одинаково
1) одинаковых неметаллов
4) разных неметаллов
1) нейтральный 2) кислотный
3) амфотерный 4) основной
веществ
1) SO3, Р2О5 2) СO2,SО2
3) SО3, Na2O 4) N2О3, Р2О5
А13. К химическим реакциям замещения относится реакция, уравнениекоторой
1) 2Н20 = 2Н2 + 02
3) NаОН + НС1 = NaС1 + Н2О
4) 2Н2О + 2Nа = 2NaОН +Н2
1) замещения 2) соединения
В4. Массовая доля фосфора в оксиде фосфора (V)
4) железом и серой
В7. С каждым из веществ, формулы которых ВаС12,Сu(ОН)2,Fе будетвзаимодействовать
1)+5,+3,+2 2)-3,+3,+2 3)-3,+5,+2 4)+3,-3,+2
А2. Химическому элементу, степень окисления которого в высшем оксиде равна +7, соответствует схема распределения электронов по слоям
1)2,8,8 2)2,8,1 3)2,8,7 4)2,8,5
А3.Электронная схема +Х (2, 8, 5) принадлежит атому химического элемента:
А) фосфора б) кремния в) алюминия г) калия
А4. Электронная формула 1s22s22p3 принадлежит атому:
А) алюминия б) азота в) кальция г) натрия
А3. К характеристике изотопов относится выражение:
1) атомы имеют разную атомную массу и разный заряд ядра
2) число протонов в ядрах атомов различно, масса атомов тоже разная
3) число протонов в ядрах атомов различно, масса атомов одинакова
4) число нейтронов в ядрах атомов различно, а число протонов
одинаково
А4. В ряду элементов натрий - магний - алюминий
1) увеличивается число электронных слоев в атомах
2) увеличивается число электронов во внешнем электронном слое
3) уменьшается число протонов в ядрах атомов
4) уменьшается степень окисления элементов в соединениях с кислородом
А5. Вещество, название которого сульфит натрия, имеет формулу
1)Nа2SО3 2)Nа2SО4 3) Na2S 4) NaHSO4
А6. Соединения с ионным типом связи образуются в том случае, когда взаимодействуют атомы
1) одинаковых неметаллов
2) с одинаковой электроотрицательностью
3) с резко различной электроотрицательностью
4) разных неметаллов
А7. Формулы веществ с ковалентной полярной связью находятся в группе
1) Si Н4, F2, СаС12 2) Н2S, O2, Nа2S
3) СН4, LiСl,SО2 4) NН3, Н2S, СО2
А8. Характер оксида химического элемента, в атоме которого
распределения электронов по слоям 2, 8, 5
1) нейтральный 2) кислотный
3) амфотерный 4) основной
А9. Кислотными оксидами являются все вещества в группе
1) ZпО, SО2, Н2SО3 2) SiO2, Сl2О7, Р2О5
3) СО2 Аl2О3, Fе2О3 4) Li2О, NO, FеО
А10. Кремниевую кислоту нельзя получить при взаимодействии пары
веществ
1) Nа2SiO3 и НС1 2) SiO2 и Н2О
3) К2SiO3 и Н2SО4 4) К2SiO3 и Н3РО4
А11.Кислоты нельзя получить растворением в воде пары веществ
1) SO3, Р2О5 2) СO2,SО2
3) SО3, Na2O 4) N2О3, Р2О5
А12.Лакмус приобретает красный цвет в водном растворе
1) оксида натрия 2) сероводорода
3) гидроксида калия 4) хлорида натрия
А13. К химическим реакциям замещения относится реакция, уравнение которой
1) 2Н20 = 2Н2 + 02
2) Na2О + Н2SО4 = Nа2SО4 + Н2О
3) NаОН + НС1 = NaС1 + Н2О
4) 2Н2О + 2Nа = 2NaОН +Н2
А14. Взаимодействие между гидроксидом меди (II) и азотной кислотой относится к реакциям:
1) замещения 2) соединения
3) обмена 4) окислительно-восстановительным
В1. Масса 1,5 моль нитрата меди (II) Си(NОз)2 равна
1) 125,3г 2) 283г 3) 189г 4) 188г
В2. При сжигании 6 г угля образовался оксид углерода (IV) объемом
1) 11,2л 2) 5,6 л 3)22,4 л 4) 4,48 л
В3. Какую массу имеют 3 1024 молекул углекислого газа (оксида углерода (IV))?
1) 220г 2) 22г 3) 0,22г 4) 11,2г
В4. Массовая доля фосфора в оксиде фосфора (V)
1)22% 2) 43,7% 3) 68% 4) 0,12%
В5. Из 120г 5%-ного раствора нитрита натрия выпарили 40г воды. Массовая доля вещества в полученном растворе:
1) 1,25 2) 0,05 3) 0,06 4) 0,075
В6 .Восстановление железа произойдет в результате реакции между
1) оксидом железа (III) и углеродом
2) сульфатом меди (II) и железом
3) хлоридом железа (II) и гидроксидом натрия
4) железом и серой
В7. С каждым из веществ, формулы которых ВаС12,Сu(ОН)2,Fе будет взаимодействовать
1) сульфат цинка 2) нитрат магния
3) гидроксид натрия 4) серная кислота
В8. Образование воды возможно при взаимодействии растворов веществ
1) Н3РО4 и Ва(ОН)2 2) СиС12 и NaОН
3) НNОз и К3РО4 4) Са(ОН)2 и FеС13
В9. В соответствии с сокращенным ионным уравнением Сu2+ +2ОН-=Сu(ОН)2, взаимодействует пара электролитов
1) СuS04 и Fе(ОН)2 2) Сu2SО3 и NаОН
3) СuС12 и Са(ОН)2 4) КОН и Сu2S
Напишите плиз завтра тест плиз А1. Азот в веществах КN03, НN02, N0 имеет соответственно степени окисления 1)+5,+3,+2 2)-3,+3,+2 3)-3,+5,+2 4)+3,-3,+2А2. Химическому элементу, степень окисления которого в высшем оксиде равна +7, соответствует схема распределения электронов по слоям 1)2,8,8 2)2,8,1 3)2,8,7 4)2,8,5 А3.Электронная схема +Х (2, 8, 5) принадлежит атому химического элемента: а) фосфора б) кремния в) алюминия г) калия А4. Электронная формула 1s22s22p3 принадлежит атому: а) алюминия б) азота в) кальция г) натрия А3. К характеристике изотопов относится выражение: 1) атомы имеют разную атомную массу и разный заряд ядра 2) число протонов в ядрах атомов различно, масса атомов тоже разная 3) число протонов в ядрах атомов различно, масса атомов одинакова 4) число нейтронов в ядрах атомов различно, а число протонов одинаково А4. В ряду элементов натрий - магний - алюминий 1) увеличивается число электронных слоев в атомах 2) увеличивается число электронов во внешнем электронном слое 3) уменьшается число протонов в ядрах атомов 4) уменьшается степень окисления элементов в соединениях с кислородом А5. Вещество, название которого сульфит натрия, имеет формулу 1)Nа2SО3 2)Nа2SО4 3) Na2S 4) NaHSO4 А6. Соединения с ионным типом связи образуются в том случае, когда взаимодействуют атомы 1) одинаковых неметаллов 2) с одинаковой электроотрицательностью 3) с резко различной электроотрицательностью 4) разных неметаллов А7. Формулы веществ с ковалентной полярной связью находятся в группе 1) Si Н4, F2, СаС12 2) Н2S, O2, Nа2S 3) СН4, LiСl,SО2 4) NН3, Н2S, СО2 А8. Характер оксида химического элемента, в атоме которого распределения электронов по слоям 2, 8, 5 1) нейтральный 2) кислотный 3) амфотерный 4) основной А9. Кислотными оксидами являются все вещества в группе 1) ZпО, SО2, Н2SО3 2) SiO2, Сl2О7, Р2О5 3) СО2 Аl2О3, Fе2О3 4) Li2О, NO, FеО A10. Кремниевую кислоту нельзя получить при взаимодействии пары веществ 1) Nа2SiO3 и НС1 2) SiO2 и Н2О 3) К2SiO3 и Н2SО4 4) К2SiO3 и Н3РО4 А11.Кислоты нельзя получить растворением в воде пары веществ 1) SO3, Р2О5 2) СO2,SО2 3) SО3, Na2O 4) N2О3, Р2О5 А12.Лакмус приобретает красный цвет в водном растворе 1) оксида натрия 2) сероводорода 3) гидроксида калия 4) хлорида натрия А13. К химическим реакциям замещения относится реакция, уравнение которой 1) 2Н20 = 2Н2 + 02 2) Na2О + Н2SО4 = Nа2SО4 + Н2О 3) NаОН + НС1 = NaС1 + Н2О 4) 2Н2О + 2Nа = 2NaОН +Н2 А14. Взаимодействие между гидроксидом меди (II) и азотной кислотой относится к реакциям: 1) замещения 2) соединения 3) обмена 4) окислительно-восстановительным В1. Масса 1,5 моль нитрата меди (II) Си(NОз)2 равна 1) 125,3г 2) 283г 3) 189г 4) 188г В2. При сжигании 6 г угля образовался оксид углерода (IV) объемом 1) 11,2л 2) 5,6 л 3)22,4 л 4) 4,48 л В3. Какую массу имеют 3 1024 молекул углекислого газа (оксида углерода (IV))? 1) 220г 2) 22г 3) 0,22г