Номер 398, страница 80 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

398. Укажите продукты и составьте уравнения химических реакций:

а) $NH_4Cl + KOH \to;$

б) $NH_3 + O_2 \to;$

в) $NH_3 + H_2O \to;$

г) $H_2SO_4 + NH_3 \to;$

д) $H_2 + N_2 \to;$

е) $NH_3 + HNO_3 \to.$

Какие из указанных химических реакций являются окислительно-восстановительными? Укажите, в каких реакциях азот является окислителем, а в каких — восстановителем.

а) Это реакция ионного обмена между солью аммония (хлорид аммония) и сильным основанием (гидроксид калия). В результате реакции образуются газообразный аммиак, соль (хлорид калия) и вода. Степени окисления элементов в ходе этой реакции не изменяются.

Ответ: $NH_4Cl + KOH \rightarrow NH_3 \uparrow + KCl + H_2O$.

б) Это реакция горения аммиака в кислороде. При отсутствии катализатора аммиак окисляется до простого вещества — молекулярного азота, также образуется вода. Уравнение реакции необходимо сбалансировать.

Ответ: $4NH_3 + 3O_2 \rightarrow 2N_2 + 6H_2O$.

в) Это обратимая реакция взаимодействия аммиака с водой. Аммиак является слабым основанием и частично реагирует с водой, образуя ионы аммония и гидроксид-ионы, что приводит к образованию гидрата аммиака (нашатырного спирта).

Ответ: $NH_3 + H_2O \rightleftharpoons NH_4OH$.

г) Это реакция нейтрализации между аммиаком, проявляющим основные свойства, и сильной серной кислотой. В результате образуется соль — сульфат аммония.

Ответ: $2NH_3 + H_2SO_4 \rightarrow (NH_4)_2SO_4$.

д) Это реакция синтеза аммиака из простых веществ — азота и водорода (процесс Габера). Реакция является обратимой и протекает при высоких температуре, давлении и в присутствии катализатора.

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

е) Это реакция нейтрализации между аммиаком (основание) и азотной кислотой. Продуктом реакции является соль — нитрат аммония.

Ответ: $NH_3 + HNO_3 \rightarrow NH_4NO_3$.

Окислительно-восстановительными реакциями (ОВР) являются реакции, в ходе которых изменяются степени окисления атомов. Среди представленных реакций к ОВР относятся реакции б) и д).

Анализ ролей азота в ОВР:

В реакции б) $4\stackrel{-3}{N}H_3 + 3\stackrel{0}{O}_2 \rightarrow 2\stackrel{0}{N}_2 + 6H_2\stackrel{-2}{O}$ атом азота изменяет свою степень окисления с -3 на 0 ($N^{-3} \rightarrow N^0$). Происходит процесс окисления (отдача электронов), следовательно, азот в составе аммиака ($NH_3$) является восстановителем.

В реакции д) $\stackrel{0}{N}_2 + 3\stackrel{0}{H}_2 \rightleftharpoons 2\stackrel{-3}{N}H_3$ атом азота изменяет свою степень окисления с 0 на -3 ($N^0 \rightarrow N^{-3}$). Происходит процесс восстановления (присоединение электронов), следовательно, азот в виде простого вещества ($N_2$) является окислителем.