Номер 407, страница 63 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

407. Определите степень окисления атома азота в соединениях: $N_2H_4$, $NH_2OH$, $KNH_2$, $Al(OH)_2NO_3$, $NH_3$, $NF_3$, $NOCl$, $CH_3NH_2$, $NH_4NO_2$.

Соединения: N₂H₄, NH₂OH, KNH₂, Al(OH)₂NO₃, NH₃, NF₃, NOCl, CH₃NH₂, NH₄NO₂.

Степень окисления атома азота (N) в каждом соединении.

Степень окисления — это условный заряд атома в молекуле, вычисленный из предположения, что все связи в соединении являются ионными. Сумма степеней окисления всех атомов в нейтральной молекуле равна нулю, а в ионе — заряду иона. Как правило, степень окисления водорода (H) равна +1, кислорода (O) — -2, щелочных металлов (например, K) — +1, фтора (F) — -1.

N₂H₄ (гидразин)

Молекула электронейтральна. Степень окисления водорода (H) равна +1. Пусть степень окисления азота (N) равна $x$.

Составим уравнение, исходя из того, что сумма степеней окисления в молекуле равна 0: $2 \cdot x + 4 \cdot (+1) = 0$.

$2x + 4 = 0$

$2x = -4$

$x = -2$

Ответ: -2

NH₂OH (гидроксиламин)

Молекула электронейтральна. Степень окисления водорода (H) равна +1, а кислорода (O) — -2. Пусть степень окисления азота (N) равна $x$.

Составим уравнение: $x + 2 \cdot (+1) + (-2) + (+1) = 0$.

$x + 2 - 2 + 1 = 0$

$x + 1 = 0$

$x = -1$

Ответ: -1

KNH₂ (амид калия)

Молекула электронейтральна. Степень окисления калия (K) как щелочного металла равна +1, водорода (H) — +1. Пусть степень окисления азота (N) равна $x$.

Составим уравнение: $(+1) + x + 2 \cdot (+1) = 0$.

$1 + x + 2 = 0$

$x + 3 = 0$

$x = -3$

Ответ: -3

Al(OH)₂NO₃ (нитрат дигидроксоалюминия)

Это основная соль, состоящая из катиона $[Al(OH)_2]^+$ и аниона $NO_3^-$. Азот входит в состав нитрат-иона $NO_3^-$. Сумма степеней окисления в ионе равна его заряду (-1). Степень окисления кислорода (O) равна -2. Пусть степень окисления азота (N) равна $x$.

Составим уравнение для иона $NO_3^-$: $x + 3 \cdot (-2) = -1$.

$x - 6 = -1$

$x = +5$

Ответ: +5

NH₃ (аммиак)

Молекула электронейтральна. Степень окисления водорода (H) равна +1. Пусть степень окисления азота (N) равна $x$.

Составим уравнение: $x + 3 \cdot (+1) = 0$.

$x + 3 = 0$

$x = -3$

Ответ: -3

NF₃ (трифторид азота)

Молекула электронейтральна. Фтор (F) — самый электроотрицательный элемент, его степень окисления всегда равна -1. Пусть степень окисления азота (N) равна $x$.

Составим уравнение: $x + 3 \cdot (-1) = 0$.

$x - 3 = 0$

$x = +3$

Ответ: +3

NOCl (хлорид нитрозила)

Молекула электронейтральна. Степень окисления кислорода (O) равна -2. Хлор (Cl), как правило, имеет степень окисления -1 в соединениях с менее электроотрицательными элементами, как азот. Пусть степень окисления азота (N) равна $x$.

Составим уравнение: $x + (-2) + (-1) = 0$.

$x - 3 = 0$

$x = +3$

Ответ: +3

CH₃NH₂ (метиламин)

В органических соединениях для определения степени окисления можно рассмотреть связи. Азот более электроотрицателен, чем углерод и водород. В связях N-H азот принимает по одному электрону от каждого из двух атомов водорода (дает -2). В связи N-C азот также принимает один электрон от углерода (дает -1). Суммарная степень окисления азота: $(-1) \cdot 2 + (-1) = -3$.

Ответ: -3

NH₄NO₂ (нитрит аммония)

Это ионное соединение, состоящее из катиона аммония $NH_4^+$ и аниона нитрита $NO_2^-$. В этом соединении два атома азота с разными степенями окисления, которые нужно определить отдельно для каждого иона.

1. Для катиона $NH_4^+$: сумма степеней окисления равна заряду иона (+1). Степень окисления водорода (H) равна +1. Пусть степень окисления азота $N_1$ равна $x$.

$x + 4 \cdot (+1) = +1 \implies x + 4 = 1 \implies x = -3$.

2. Для аниона $NO_2^-$: сумма степеней окисления равна заряду иона (-1). Степень окисления кислорода (O) равна -2. Пусть степень окисления азота $N_2$ равна $y$.

$y + 2 \cdot (-2) = -1 \implies y - 4 = -1 \implies y = +3$.

Ответ: -3 (в ионе $NH_4^+$) и +3 (в ионе $NO_2^-$)