Азот и его соединения. Nh3 степень окисления Степень окисления nh3 равна
Чтобы правильно расставлять степени окисления , необходимо держать в голове четыре правила.
1) В простом веществе степень окисления любого элемента равна 0. Примеры: Na 0 , H 0 2 , P 0 4 .
2) Следует запомнить элементы, для которых характерны постоянные степени окисления . Все они перечислены в таблице.
3) Высшая степень окисления элемента, как правило, совпадает с номером группы, в которой находится данный элемент (например, фосфор находится в V группе, высшая с. о. фосфора равна +5). Важные исключения: F, O.
4) Поиск степеней окисления остальных элементов основан на простом правиле:
В нейтральной молекуле сумма степеней окисления всех элементов равна нулю, а в ионе - заряду иона.
Несколько простых примеров на определение степеней окисления
Пример 1 . Необходимо найти степени окисления элементов в аммиаке (NH 3).
Решение . Мы уже знаем (см. 2), что ст. ок. водорода равна +1. Осталось найти эту характеристику для азота. Пусть х - искомая степень окисления. Составляем простейшее уравнение: х + 3 (+1) = 0. Решение очевидно: х = -3. Ответ: N -3 H 3 +1 .
Пример 2 . Укажите степени окисления всех атомов в молекуле H 2 SO 4 .
Решение . Степени окисления водорода и кислорода уже известны: H(+1) и O(-2). Составляем уравнение для определения степени окисления серы: 2 (+1) + х + 4 (-2) = 0. Решая данное уравнение, находим: х = +6. Ответ: H +1 2 S +6 O -2 4 .
Пример 3 . Рассчитайте степени окисления всех элементов в молекуле Al(NO 3) 3 .
Решение . Алгоритм остается неизменным. В состав "молекулы" нитрата алюминия входит один атом Al(+3), 9 атомов кислорода (-2) и 3 атома азота, степень окисления которого нам и предстоит вычислить. Соответствующее уравнение: 1 (+3) + 3х + 9 (-2) = 0. Ответ: Al +3 (N +5 O -2 3) 3 .
Пример 4 . Определите степени окисления всех атомов в ионе (AsO 4) 3- .
Решение . В данном случае сумма степеней окисления будет равна уже не нулю, а заряду иона, т. е., -3. Уравнение: х + 4 (-2) = -3. Ответ: As(+5), O(-2).
Что делать, если неизвестны степени окисления двух элементов
А можно ли определить степени окисления сразу нескольких элементов, пользуясь похожим уравнением? Если рассматривать данную задачу с точки зрения математики, ответ будет отрицательным. Линейное уравнение с двумя переменными не может иметь однозначного решения. Но ведь мы решаем не просто уравнение!
Пример 5 . Определите степени окисления всех элементов в (NH 4) 2 SO 4 .
Решение . Степени окисления водорода и кислорода известны, серы и азота - нет. Классический пример задачи с двумя неизвестными! Будем рассматривать сульфат аммония не как единую "молекулу", а как объединение двух ионов: NH 4 + и SO 4 2- . Заряды ионов нам известны, в каждом из них содержится лишь один атом с неизвестной степенью окисления. Пользуясь опытом, приобретенным при решении предыдущих задач, легко находим степени окисления азота и серы. Ответ: (N -3 H 4 +1) 2 S +6 O 4 -2 .
Вывод: если в молекуле содержится несколько атомов с неизвестными степенями окисления, попробуйте "разделить" молекулу на несколько частей.
Как расставлять степени окисления в органических соединениях
Пример 6 . Укажите степени окисления всех элементов в CH 3 CH 2 OH.
Решение . Нахождение степеней окисления в органических соединениях имеет свою специфику. В частности, необходимо отдельно находить степени окисления для каждого атома углерода. Рассуждать можно следующим образом. Рассмотрим, например, атом углерода в составе метильной группы. Данный атом С соединен с 3 атомами водорода и соседним атомом углерода. По связи С-Н происходит смещение электронной плотности в сторону атома углерода (т. к. электроотрицательность С превосходит ЭО водорода). Если бы это смещение было полным, атом углерода приобрел бы заряд -3.
Атом С в составе группы -СН 2 ОН связан с двумя атомами водорода (смещение электронной плотности в сторону С), одним атомом кислорода (смещение электронной плотности в сторону О) и одним атомом углерода (можно считать, что смещения эл. плотности в этом случае не происходит). Степень окисления углерода равна -2 +1 +0 = -1.
Ответ: С -3 H +1 3 C -1 H +1 2 O -2 H +1 .
Не смешивайте понятия "валентность" и "степень окисления"!
Степень окисления часто путают с валентностью . Не совершайте подобной ошибки. Перечислю основные отличия:
- степень окисления имеет знак (+ или -), валентность - нет;
- степень окисления может быть равна нулю даже в сложном веществе, равенство валентности нулю означает, как правило, что атом данного элемента не соединен с другими атомами (всякого рода соединения включения и прочую "экзотику" здесь обсуждать не будем);
- степень окисления - формальное понятие, которое приобретает реальный смысл лишь в соединениях с ионными связями, понятие "валентность", наоборот, наиболее удобно применять по отношению к ковалентным соединениям.
Степень окисления (точнее, ее модуль) часто численно равен валентности, но еще чаще эти величины НЕ совпадают. Например, степень окисления углерода в CO 2 равна +4; валентность С также равна IV. А вот в метаноле (CH 3 OH) валентность углерода остается той же, а степень окисления С равна -1.
Небольшой тест на тему "Степень окисления"
Потратьте несколько минут, проверьте, как вы усвоили эту тему. Вам необходимо ответить на пять несложных вопросов. Успехов!
Задание №1
Установите соответствие между уравнением реакции и свойством элемента азота, которое он проявляет в этой реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
Ответ: 4221
Пояснение:
А) NH 4 HCO 3 – соль, в состав которой входит катион аммония NH 4 + . В катионе аммония азот всегда имеет степень окисления, равную -3. В результате реакции он превращается в аммиак NH 3 . Водород практически всегда (кроме его соединений с металлами) имеет степень окисления, равную +1. Поэтому, чтобы молекула аммиака была электронейтральной, азот должен иметь степень окисления, равную -3. Таким образом, изменения степени окисления азота не происходит, т.е. он не проявляет окислительно-восстановительных свойств.
Б) Как уже было показано выше, азот в аммиаке NH 3 имеет степень окисления -3. В результате реакции с CuO аммиак превращается в простое вещество N 2 . В любом простом веществе степень окисления элемента, которым оно образовано, равна нулю. Таким образом, атом азота теряет свой отрицательный заряд, а поскольку за отрицательный заряд отвечают электроны, это означает их потерю атомом азота в результате реакции. Элемент, который в результате реакции теряет часть своих электронов, называется восстановителем.
В) В результате реакции NH 3 со степенью окисления азота, равной -3, превращается в оксид азота NO. Кислород практически всегда имеет степень окисления, равную -2. Поэтому для того, чтобы молекула оксида азота была электронейтральной, атом азота должен иметь степень окисления +2. Это означает, что атом азота в результате реакции изменил свою степень окисления с -3 до +2. Это говорит о потере атомом азота 5 электронов. То есть азот, как и случает Б, является восстановителем.
Г) N 2 – простое вещество. Во всех простых веществах элемент, который их образует, имеет степень окисления, равную 0. В результате реакции азот превращается в нитрид лития Li3N. Единственная степень окисления щелочного металла, кроме нуля (степень окисления 0 бывает у любого элемента), равна +1. Таким образом, чтобы структурная единица Li3N была электронейтральной, азот должен иметь степень окисления, равную -3. Получается, что в результате реакции азот приобрел отрицательный заряд, что означает присоединение электронов. Азот в данной реакции окислитель.
Задание №2
Установите соответствие между схемой реакции и свойством элемента фосфора, которое он проявляет в этой реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: 1224
Задание №3
| УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ | |
| А) 4NH 3 + 5O 2 → 4NO + 6H 2 O Б) 2Cu(NO 3) 2 → 2CuO + 4NO 2 + O 2 В) 4Zn + 10HNO 3 → NH 4 NO 3 + 4Zn(NO 3) 2 + 3H 2 O Г) 3NO 2 + H 2 O → 2HNO 3 + NO |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: 1463
Задание №4
Установите соответствие между уравнением реакции и изменением степени окисления окислителя в ней: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ | ИЗМЕНЕНИЕ СТЕПЕНИ ОКИСЛЕНИЯ ОКИСЛИТЕЛЯ |
| А) SO 2 + NO 2 → SO 3 + NO Б) 2NH 3 + 2Na → 2NaNH 2 + H 2 В) 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O → 4HNO 3 Г) 4NH 3 + 6NO → 5N 2 + 6H 2 O |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: 3425
Задание №5
Установите соответствие между схемой реакции и коэффициентом перед окислителем в ней: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| СХЕМА РЕАКЦИИ | КОЭФФИЦИЕНТ ПЕРЕД ОКИСЛИТЕЛЕМ |
| А) NH 3 + O 2 → N 2 + H 2 O Б) Cu + HNO 3 (конц.) → Cu(NO 3) 2 + NO 2 + H 2 O В) C + HNO 3 → NO 2 + CO 2 + H 2 O Г) S + HNO 3 →H 2 SO 4 + NO |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: 3442
Задание №6
Установите соответствие между уравнением реакции и изменением степени окисления окислителя в ней: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ | ИЗМЕНЕНИЕ СТЕПЕНИ ОКИСЛЕНИЯ ОКИСЛИТЕЛЯ |
| А) 2NH 3 + K → 2KNH 2 + H 2 Б) H 2 S + K → K 2 S + H 2 В) 4NH 3 + 6NO → 5N 2 + 6H 2 O Г) 2H 2 S + 3O 2 → 2SO 2 + 2H 2 O |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: 4436
Задание №7
Установите соответствие между исходными веществами и свойством меди, которое этот элемент проявляет в данной реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: 2124
Задание №8
Установите соответствие между схемой реакции и свойством серы, которое она проявляет в данной реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: 3224
Задание №9
Установите соответствие между схемой реакции и свойством фосфора, которое он проявляет в этой реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: 3242
Задание №10
Установите соответствие между схемой реакции и свойством азота, которое он проявляет в этой реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: 2141
Задание №11
Установите соответствие между схемой реакции и свойством фтора, которое он проявляет в этой реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: 1444
Задание №12
Установите соответствие между схемой реакции и изменением степени окисления восстановителя: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| СХЕМА РЕАКЦИИ | |
| А) NaIO → NaI + NaIO 3 Б) HI + H 2 O 2 → I 2 + H 2 O В) NaIO 3 → NaI + O 2 Г) NaIO 4 → NaI + O 2 | 1) I +5 → I −1 2) O −2 → O 0 3) I +7 →I −1 4) I +1 → I −1 5) I +1 → I +5 6) I −1 → I 0 |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: 5622
Задание №13
Установите соответствие между уравнением реакции и изменением степени окисления восстановителя в данной реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ | ИЗМЕНЕНИЕ СТЕПЕНИ ОКИСЛЕНИЯ ВОССТАНОВИТЕЛЯ |
| А) H 2 S + I 2 → S + 2HI Б) Cl 2 + 2HI → I 2 + 2HCl В) 2SO 3 + 2KI → I 2 + SO 2 + K 2 SO 4 Г) S + 3NO 2 → SO 3 + 3NO |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: 5331
Задание №14
Установите соответствие между уравнением окислительно-восстановительной реакции и изменением степени окисления серы в этой реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ | ИЗМЕНЕНИЕ СТЕПЕНИ ОКИСЛЕНИЯ СЕРЫ |
| А) S + O 2 → SO 2 Б) SO 2 + Br 2 + 2H 2 O → H 2 SO 4 + 2HBr В) C + H 2 SO 4 (конц.) → CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O Г) 2H 2 S + O 2 → 2H 2 O + 2S |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: 4123
Задание №15
| ИЗМЕНЕНИЕ СТЕПЕНИ ОКИСЛЕНИЯ | ФОРМУЛЫ ВЕЩЕСТВ |
| А) S −2 → S +4 Б) S −2 → S +6 В) S +6 → S −2 Г) S −2 → S 0 | 1) Cu 2 S и O 2 2) H 2 S и Br 2 (р-р) 3) Mg и H 2 SO 4 (конц.) 4) H 2 SO 3 и O 2 5) PbS и HNO 3 (конц.) 6) C и H 2 SO 4 (конц.) |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: 1532
Задание №16
Установите соответствие между изменением степени окисления серы в реакции и формулами исходных веществ, которую в нее вступают: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ИЗМЕНЕНИЕ СТЕПЕНИ ОКИСЛЕНИЯ | ФОРМУЛЫ ВЕЩЕСТВ |
| А) S 0 → S +4 Б) S +4 → S +6 В) S −2 → S 0 Г) S +6 → S +4 | 1) Cu и H 2 SO 4 (разб.) 2) H 2 S и O 2 (недост.) 3) S и H 2 SO 4 (конц.) |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: 3523
Задание №17
Установите соответствие между свойствами азота и уравнением окислительно-восстановительной реакции, в которой он проявляет эти свойства: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: 2143
Задание №18
Установите соответствие между изменением степени окисления хлора в реакции и формулами исходных веществ, которую в нее вступают: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ИЗМЕНЕНИЕ СТЕПЕНИ ОКИСЛЕНИЯ | ФОРМУЛЫ ИСХОДНЫХ ВЕЩЕСТВ |
| А) Cl 0 → Cl −1 Б) Cl −1 → Cl 0 В) Cl +5 → Cl −1 Г) Cl 0 → Cl +5 | 1) KClO 3 (нагревание) 2) Cl 2 и NaOH(горяч. р-р) 3) KCl и H 2 SO 4 (конц.) 6) KClO 4 и H 2 SO 4 (конц.) |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: 2412
Задание №19
Установите соответствие между формулой иона и его способностью проявлять окислительно-восстановительные свойства: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: 2332
Задание №20
Установите соответствие между схемой химической реакции и изменением степени окисления окислителя: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| СХЕМА РЕАКЦИИ | ИЗМЕНЕНИЕ СТЕПЕНИ ОКИСЛЕНИЯ ОКИСЛИТЕЛЯ |
| А) MnCO 3 + KClO 3 → MnO 2 + KCl + CO 2 Б) Cl 2 + I 2 + H 2 O → HCl + HIO 3 В) H 2 MnO 4 → HMnO 4 + MnO 2 + H 2 O Г) Na 2 SO 3 + KMnO 4 + KOH → Na 2 SO 4 + K 2 MnO 4 + H 2 O | 1) Cl 0 → Cl − 2) Mn +6 → Mn +4 3) Cl +5 → Cl − 4) Mn +7 → Mn +6 5) Mn +2 → Mn +4 6) S +4 → S +6 |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: 3124
Задание №21
Установите соответствие между схемой реакции и изменением степени окисления восстановителя в этой реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
Степень окисления азота в NH 3 - (-3) - низшая, в HN0 2 - +3 - промежуточная, b HN0 3 - +5 - высшая; серы в H 2 S - (-2) - низшая, в H 2 SО 3 - +4 - промежуточная, в H 2 S0 4 - +6 - высшая; марганца в Мn0 2 - +4 - промежуточная, в КМn0 4 - +7 - высшая.
Отсюда: NH 3 , H 2 S - только восстановители; KMn0 4 , HN0 3 , H 2 S0 4 - только окислители; H 2 S0 3 , HN0 2 , Мn0 2 - окислители и восстановители.
Важнейшими окислителями в окислительно-восстановительных реакциях являются: F 2 , 0 2 , 0 3 , H 2 0 2 ,Сl 2 , НСlO, НСlOз, H 2 SO 4 (конц), HN0 3 ,"царская водка" (смесь концентрированных HN0 3 и HCl), N0 2 , KMn0 4 , Mn0 2 , К 2 Сr 2 0 7 , Cr0 3 , Pb0 2 и другие.
Слабые окислители : I 2 , бромная вода (Вr 2 + Н 2 0), S0 2 , HN0 2 , Fe 3+ и другие.
Сильные восстановительные свойства проявляют : щелочные и щелочно-земельные металлы, Мg, Аl, Н 2 (особенно в момент выделения), НI и иодиды, НВr и бромиды, H 2 S и сульфиды, NH 3 , РНз, Н 3 Р0 4 , С, CO, Fe 2+ , Сr 2+ и др.
Слабые восстановители : малоактивные металлы (Рb, Сu, Аg, Hg), HCl и хлориды, S0 2 , HN0 2 и др.
Если в уравнении продукты реакции не даны, необходимо их вывести, пользуясь таблицами характерных степеней окисления (табл. 3.1 и 3.2) и знаниями свойств соединений конкретных химических элементов.
Если новая степень окисления элемента - положительна, то для вывода формулы продукта необходимо составить следующую цепочку формул соединений этого элемента
Например,
Для вывода продукта реакции важно взаимодействие оксида или гидроксида со средой. Так как гидроксид алюминия - амфотерный, то в кислой среде (например, H 2 SO 4) продуктом будет сульфат алюминия, а в щелочной (КОН) - алюминат K.
Формула среды может находиться только в одной части уравнения. Если выведенная формула продукта совпадает с формулой среды (H 2 S0 4), то при наличии в растворе ионов К + или Na + продуктом будет соль серной кислоты, например Na 2 S0 4 .
В щелочной среде продуктом будет гидроксид Fe(OH) 3 .
В кислой среде растворение С0 2 в воде затруднено, поэтому продуктом будетуглекислый газ (СО 2).
Если новая степень окисления элемента отрицательна, то цепочка для вывода формулы продукта должна быть следующей
Например,
При выводе продуктов окислительно-восстановительных реакций необходимо учитывать особенности поведения конкретных химических элементов. Так, марганец меняет свою степень окисления по-разному, в зависимости от среды. Мn +7 понижает свою степень окисления: в кислой среде до +2, в нейтральной - до +4, в сильно щелочной - до +6. Мn +2 повышает степень окисления: в кислой среде - до +7, в нейтральной - до +4 и в щелочной - до +6.
При выводе продуктов соединений хрома (VI) следует помнить, что в щелочной среде устойчивы хроматы, а в кислой - дихроматы
Элементы с отрицательной степенью окисления обычно меняют ее в результате реакции на нулевую. Продуктом реакции в этом случае является простое вещество (Cl 2 , S, I 2 и др.).
Например
а) 2Сl -1 -2 = Сl 2 ;
б) S -2 -2 =S;
в) 2I -1 - 2 = I 2 (в кислой среде).
Исключением является иодид-ион I -1 в щелочнойсреде,так какI 2 в щелочной среде неустойчив:
I -1 - 6 = I +5 (в щелочной среде).
Формулы остальных продуктов получают, объединяя оставшиеся ионы cионами среды.
Рассмотренный выше способ вывода продуктов применим лишь для окиcлительно-восстановительных реакций в растворах; продукты реакций в газовой фазе и в расплавах находят, пользуясь справочной литературой.
Как определить степень окисления элементов в соединениях NH3, N2O3, HNO3, N2.
Не пойму... и получил лучший ответ
Ответ от Анатолий Арестов[гуру]
Это просто) Смотри, простые вещества (состоящие только из атомов одного элемента) , типа N2, имеют нулевую валентность. Кислород, O, всегда имеет степень окисления -2. Например, N2O3. Степень окисления кислорода=-2.Кислорода у нас три атома. 3*(-2)=-6. У всей молекулы в целом должна быть нулевая степень окисления (в твоем случае) . Атомов азота две штуки. На них должна приходиться степень окисления, противоположная степени окисления кислорода в целом, то есть +6. У нас два атома, значит, делим на два. Следовательно, валентность азота=+3.Главное запомнить, что валентность кислорода почти всегда =-2, а водорода = +1. Сумма в целом на всю молекулу должна получиться равной 0(если у молекулы знаков плюс или минус нет, но у тебя другие примеры)HNO3 - H=+1, O=-2, их три штуки, считаем: -2*3=-6. -6+1=-5. В целом должен быть 0. Значит, степень окисления N=5.NH3 - 3 атома водорода, у каждого по +1, т. е. +3, значит у азота =-3.Итак, NH3(-3), N2O3(+3), HNO3(+5),N2(0). Это степени окисления атомов азота. А у водорода и кислорода (+1) и (-2) соответственно.
Ответ от Гравитация
[эксперт]
вы4исляется так... у водорода заряд всегда +1 у кислорода всегда -2...из этого следует: допустим НNO3, с4итаем суммарный заряд известных он равен +1(от водорода) +3*(-2) (от кислорода) полу4аем -5 общий заряд... следовательно у азота +5....обратный тому 4то у остальных атомов (4тобы молекула была электро нейтральной) . N2 заряд равен 0. в NH3 -3, в N2O3 -2*3/2=-3 заряд азота +3...высшая степень окисления соответствует номеру группы в котором находится... например азот находится в 5-ой группе его высшая степень окисления =+5....
Ответ от 3 ответа
[гуру]
Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: Как определить степень окисления элементов в соединениях NH3, N2O3, HNO3, N2.
Не пойму...
