Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Примеры выполнения заданий. Пример 1. Почему атом азота в соединениях не может иметь валентность 5?

Читайте также:
  1. Cост. Полянская И. (гиперссылки для выполнения индивидуальных проектов) Тема 1
  2. II. Выполнение контрольных заданий и оформление контрольной работы
  3. III. Рекомендации по выполнению заданий по самостоятельной работе
  4. IV. Порядок выполнения лабораторной работы
  5. Vi. Некоторые методические примеры экономического обоснования проектируемых мероприятий
  6. VI. Общие правила выполнения авиационных работ
  7. Алгоритм выполнения задания (часть 2).

 

Пример 1. Почему атом азота в соединениях не может иметь валентность 5?

Решение

Электронная формула атома азота 1s22s22p3. Так как это элемент второго периода, он не имеет вакантной d-орбитали, а валентные электроны атома располагаются на атомных орбиталях в соответствии с правилом Хунда так:

¯ ¯ ¯

3

 

¯­

2s2

 

Следовательно, атом может образовать только 4 ковалентные связи (3 – по обменному механизму, а 1 – по донорно-акцепторному).

Ответ. Электронное строение атома азота обусловливает образование 4 ковалентных связей.

Пример 2. Почему молекула азота двухатомна? Какие связи в молекуле азота, вычислите порядок связи.

Решение

Строение молекулы азота можно представить с помощью метода молекулярных орбиталей.

 

Схема строения молекулы азота

 

Можно видеть, что в молекуле 3 ковалентные связи. Порядок связи

N =(6-0): 2 = 3, из них одна - σ -связь, а две - p-связи.

Ответ. Строение атома азота предопределяет двухатомность его молекулы, N = 3, в молекуле азота одна - σ -связь, две - p-связи.

Пример 3. Напишите химические уравнения окислительно-восстановительных реакций. Укажите, в какой химической реакции соединение, содержащее атом азота, выполняет роль окислителя, восстановителя:

1. Ag + HNO3 (конц.) ® NO2 +?

2. NH2OH + FeSO4 + H2SO4 ® NH4+ +?

3. N2H4 + KMnO4 + H2SO4 ® N2 +?

Решение

Для составления окислительно-восстановительной реакции используется электронно-ионный метод.

1. NO3- + 2H+ + e- = NO2 + H2O ½1

Ag – e- = Ag+ ½1

______________________________________

Ионное уравнение:

NO3- + 2H+ + Ag = NO2 + H2O + Ag+

Молекулярное уравнение:

Ag + 2HNO3 = AgNO3 + NO2 + H2O

Следовательно, в этой окислительно-восстановительной реакции азотная кислота – окислитель.

2. NH2OH + 3H+ + 2e- = NH4+ + H2O ½1

Fe2+ - e- = Fe3+ ½2

_________________________________________

Ионное уравнение

NH2OH + 2Fe2+ + 3H+ = NH4+ + H2O + 2Fe3+

2NH2OH + 4FeSO4 + 3H2SO4 = (NH4)2SO4 + 2H2O + 2Fe2(SO4)3

Следовательно, в этой окислительно-восстановительной реакции гидроксиламин – окислитель.

3. MnO4- + 8H+ + 5e- = Mn2+ + 4H2O ½4

N2H4 – 4e- = N2 + 4OH+ ½5

______________________________________

Ионное уравнение:

5N2H4 + 4MnO4- + 12H+ = 5N2 + 4Mn2+ + 16H2O

Молекулярное уравнение:

5N2H4 + 4KMnO4 + 6H2SO4 = 5N2 + 4MnSO4 + 16H2O + 2K2SO4

Следовательно, в этой окислительно-восстановительной реакции гидразин – восстановитель.

Пример 4. Из азота объемом 67,2 л (н.у.) и водорода объемом 224 л (н.у.) получили аммиак, окислением которого получили азотную кислоту. Объем раствора азотной кислоты 400 мл (ω = 40%, r = 1,25 г/см3). Вычислите суммарный выход продукта реакций.

Дано Найти Формулы связи

V(N2) =67,2л ω(вых)=? ν = V/Vm

V(H2) =224л ω = m пр.100% /m теор

V(HNO3)=400мл m(р-ра) = Vρ

ρ(HNO3) =1,25г/см3 m = M ν

ω(HNO3)=40% ω = m(в-ва)100% /m(р-ра)

Решение.

N2 + 3H2 = 2NH3

1моль 3моль 2моль

1. По условию:

n(N2) = 67,2 / 22,4 = 3 моль

n(Н2) = 224 / 22,4 = 10 моль (взят в избытке).

Следовательно, n(NH3) = 6 моль.

2. Процесс получения азотной кислоты из аммиака протекает в несколько стадий:

4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O (1)

2NO + O2 = 2NO2 (2)

4NO2 + 2H2O + O2 = 4HNO3 (3)

В соответствии со стехиометрическими коэффициентами уравнений 1, 2, 3

n(HNO3) = n(NH3) = 6 моль

m(HNO3) теор. = 6 x 63 – 378 г.

3. Практическая масса раствора азотной кислоты:

m(р-ра) = 400 х 1.25 = 500 г

4. Практическая масса азотной кислоты:

m(HNO3) практ. = 500 х 0,4 = 200 г

5. Суммарный выход азотной кислоты:

ω(вых) = 200 / 378 х 100% = 52,9%

Ответ. ω(вых)= 52,9%

Пример 5. Рассчитайте рН раствора нитрата аммония концентрацией 2 моль/л.

Решение

Нитрат аммония хорошо растворим в воде, при растворении полностью диссоциирует на ионы NH4+ и NO3-. Ион аммония – сильнополяризующий воду ион, нитрат–ион такой способностью не обладает. В результате гидролиз идет по катиону.

Ионное уравнение гидролиза:

NH4+ + H2O = NH4OH + H+

Молекулярное уравнение гидролиза:

NH4NO3 + H2O = NH4OH + HNO3

Kг = Kw/Kg NH4OH = 10-14/1,74 x 10-5 = 5,75 x 10-10

[H+] = Ö Kg x C = Ö 5,75 x 10-10 x 2 = 3,39 x 10-5 моль/л

рН = -lg[H+] = -lg 3,39 x 10-5 = (5 – 0,2455) = 4, 7545

Ответ. рН = 4, 7545

 


Дата добавления: 2015-07-18; просмотров: 148 | Нарушение авторских прав


Читайте в этой же книге: Тема 1. Окислительно-восстановительные реакции | Влияние рН среды на протекание окислительно-восстановительной реакции | Внутримолекулярные окислительно-востановительные реакции | Экспериментальная часть | Получение и исследование свойств комплексного соединения аммиаката серебра | Примеры выполнения заданий |
<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Пример 3| Получение оксида азота (IV) и исследование его свойств

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.012 сек.)