Номер 1001, страница 160 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1001. Укажите верные утверждения:

а) красный фосфор в твёрдом агрегатном состоянии имеет молекулярную кристаллическую решётку;

б) химические и физические свойства белого и красного фосфора различны;

в) при растворении азота в воде образуется азотистая кислота;

г) при взаимодействии азота с магнием образуется нитрит магния;

д) число атомов в молекуле белого фосфора в 2 раза больше, чем число атомов в молекуле азота;

е) формула калийной селитры — $Ca(NO_3)_2$;

ж) максимальная валентность азота равна четырём, а фосфора — пяти;

з) при сгорании фосфора в кислороде может образоваться смесь оксидов;

и) при комнатной температуре азот не реагирует с металлами;

к) азот в химических реакциях может быть как окислителем, так и восстановителем.

а) Утверждение неверно. Красный фосфор является полимером $(P)_n$ и имеет атомную кристаллическую решётку, в узлах которой находятся атомы фосфора, связанные между собой ковалентными связями. Молекулярную кристаллическую решётку имеет белый фосфор, состоящий из отдельных молекул $P_4$.

Ответ: неверно.

б) Утверждение верно. Белый и красный фосфор — это аллотропные модификации одного и того же химического элемента. Они различаются строением кристаллической решётки (молекулярная у белого и атомная у красного), что обуславливает их различные физические (температура плавления, растворимость, плотность) и химические (реакционная способность, токсичность) свойства. Например, белый фосфор химически очень активен и ядовит, в то время как красный фосфор значительно менее активен и нетоксичен.

Ответ: верно.

в) Утверждение неверно. Молекулярный азот ($N_2$) — очень инертное вещество из-за прочной тройной связи между атомами. Он не реагирует с водой при обычных условиях, а лишь незначительно в ней растворяется физически. Азотистая кислота ($HNO_2$) образуется при реакции с водой оксида азота(III) или оксида азота(IV), например: $N_2O_3 + H_2O \rightarrow 2HNO_2$.

Ответ: неверно.

г) Утверждение неверно. При взаимодействии азота с активными металлами, такими как магний, при нагревании образуются нитриды, в которых азот имеет степень окисления -3. Реакция протекает по схеме: $3Mg + N_2 \xrightarrow{t} Mg_3N_2$. Образуется нитрид магния ($Mg_3N_2$), а не нитрит магния ($Mg(NO_2)_2$).

Ответ: неверно.

д) Утверждение верно. Молекула белого фосфора имеет тетраэдрическое строение и состоит из четырёх атомов, её формула $P_4$. Молекула азота двухатомна, её формула $N_2$. Таким образом, число атомов в молекуле белого фосфора (4) ровно в два раза больше, чем число атомов в молекуле азота (2), так как $4 / 2 = 2$.

Ответ: верно.

е) Утверждение неверно. Калийная селитра — это тривиальное название нитрата калия, химическая формула которого $KNO_3$. Формула $Ca(NO_3)_2$ соответствует нитрату кальция, который также называют кальциевой или известковой селитрой.

Ответ: неверно.

ж) Утверждение верно. Азот, находясь во втором периоде, не имеет d-подуровня на валентной электронной оболочке. Поэтому максимальное число ковалентных связей, которое он может образовать, равно четырём (например, в ионе аммония $NH_4^+$), что соответствует валентности IV. Фосфор находится в третьем периоде и имеет вакантный d-подуровень, куда может распариваться электронная пара с 3s-орбитали. Это позволяет фосфору проявлять валентность V, образуя пять связей (например, в $PCl_5$ или $P_2O_5$).

Ответ: верно.

з) Утверждение верно. При сгорании фосфора в избытке кислорода образуется оксид фосфора(V): $4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$ (или $P_4O_{10}$). Однако при недостатке кислорода образуется оксид фосфора(III): $4P + 3O_2 \rightarrow 2P_2O_3$ (или $P_4O_6$). Таким образом, в зависимости от условий проведения реакции (в частности, от соотношения реагентов) может образоваться как один из оксидов, так и их смесь.

Ответ: верно.

и) Утверждение неверно. Молекула азота $N_2$ чрезвычайно прочна, поэтому при комнатной температуре азот инертен по отношению к большинству веществ, включая большинство металлов. Однако существует важное исключение: литий. Литий — единственный металл, реагирующий с азотом при комнатной температуре с образованием нитрида лития: $6Li + N_2 \rightarrow 2Li_3N$. Так как реакция хотя бы с одним металлом протекает, общее утверждение является неверным.

Ответ: неверно.

к) Утверждение верно. Азот может проявлять окислительно-восстановительную двойственность. В реакциях с более электроотрицательными элементами (например, с кислородом) азот является восстановителем, повышая свою степень окисления: $N_2^0 + O_2 \xrightarrow{t} 2N^{+2}O$. В реакциях с менее электроотрицательными элементами (например, с водородом или активными металлами) азот является окислителем, понижая свою степень окисления: $N_2^0 + 3H_2 \rightleftharpoons 2N^{-3}H_3$.

Ответ: верно.