Номер 7, страница 48 - гдз по химии 9 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Алексеева

Решение

Азот ($N_2$) в своей элементарной форме имеет степень окисления $0$. Он может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства, в зависимости от электроотрицательности элемента, с которым взаимодействует. Азот выступает восстановителем, если в ходе реакции его степень окисления увеличивается (то есть он отдает электроны).

а) с водородом

При взаимодействии азота с водородом образуется аммиак. Реакция протекает по уравнению:
$N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3$
В молекуле азота ($N_2$) степень окисления азота равна $0$. В молекуле аммиака ($NH_3$) водород имеет степень окисления $+1$, следовательно, азот имеет степень окисления $-3$. Изменение степени окисления азота: $0 \rightarrow -3$. Поскольку степень окисления азота понижается, в данной реакции азот проявляет свойства окислителя (восстанавливается), а водород — восстановителя.

Ответ: Азот является окислителем.

б) с кислородом

При взаимодействии азота с кислородом при высоких температурах или электрическом разряде образуются оксиды азота, например оксид азота(II). Реакция протекает по уравнению:
$N_2 + O_2 \rightarrow 2NO$
В молекуле азота ($N_2$) степень окисления азота равна $0$. В молекуле оксида азота(II) ($NO$) кислород имеет степень окисления $-2$ (как более электроотрицательный элемент), следовательно, азот имеет степень окисления $+2$. Изменение степени окисления азота: $0 \rightarrow +2$. Поскольку степень окисления азота повышается, в данной реакции азот проявляет свойства восстановителя (окисляется), а кислород — окислителя.

Ответ: Азот является восстановителем.

в) с магнием

При взаимодействии азота с активными металлами, такими как магний, образуются нитриды. Реакция протекает по уравнению:
$3Mg + N_2 \rightarrow Mg_3N_2$
В молекуле азота ($N_2$) степень окисления азота равна $0$. В нитриде магния ($Mg_3N_2$) магний является металлом второй группы, имеющим степень окисления $+2$. Следовательно, азот имеет степень окисления $-3$ ($3 \cdot (+2) + 2 \cdot x = 0 \Rightarrow 2x = -6 \Rightarrow x = -3$). Изменение степени окисления азота: $0 \rightarrow -3$. Поскольку степень окисления азота понижается, в данной реакции азот проявляет свойства окислителя (восстанавливается), а магний — восстановителя.

Ответ: Азот является окислителем.

г) с литием

При взаимодействии азота с литием, который является одним из немногих металлов, реагирующих с азотом при комнатной температуре, образуется нитрид лития. Реакция протекает по уравнению:
$6Li + N_2 \rightarrow 2Li_3N$
В молекуле азота ($N_2$) степень окисления азота равна $0$. В нитриде лития ($Li_3N$) литий является щелочным металлом, имеющим степень окисления $+1$. Следовательно, азот имеет степень окисления $-3$ ($3 \cdot (+1) + x = 0 \Rightarrow x = -3$). Изменение степени окисления азота: $0 \rightarrow -3$. Поскольку степень окисления азота понижается, в данной реакции азот проявляет свойства окислителя (восстанавливается), а литий — восстановителя.

Ответ: Азот является окислителем.

Исходя из анализа реакций, азот проявляет свойства восстановителя (то есть его степень окисления повышается от $0$ до положительного значения) только при взаимодействии с кислородом, так как кислород является более электроотрицательным элементом, чем азот. В остальных случаях (с водородом, магнием, литием) азот принимает электроны, понижая свою степень окисления до $-3$, и выступает в роли окислителя.

Ответ: б) с кислородом.