5. Определите степень окисления азота в следующих соединениях: NH3, N₂O, NO2, N2O5, N2, NaNO3. 6. Объясните с учетом строения молекулы азота, почему он обладает низкой химической активностью. С какими веществами и при каких условиях взаи- модействует азот? Приведите примеры реакций. 7. Как можно доказать опытным путем, что в воздухе есть азот? Отличается ли по содержанию азота почвенный воздух от атмосферного? Дайте обоснованный ответ.

Задание 5

Давай определим степень окисления азота в каждом из предложенных соединений. Степень окисления - это условный заряд, который атом приобретает в молекуле, если предположить, что все связи ионные.

• NH3 (Аммиак): У водорода степень окисления +1. Так как в молекуле три атома водорода, то общий положительный заряд +3. Чтобы молекула была нейтральной, азот должен иметь степень окисления -3.
• N₂O (Оксид азота(I), закись азота): У кислорода степень окисления -2. Чтобы молекула была нейтральной, суммарная степень окисления двух атомов азота должна быть +2. Следовательно, степень окисления каждого азота +1.
• NO₂ (Оксид азота(IV)): У кислорода степень окисления -2. Так как в молекуле два атома кислорода, общий отрицательный заряд -4. Чтобы молекула была нейтральной, азот должен иметь степень окисления +4.
• N₂O₅ (Оксид азота(V)): У кислорода степень окисления -2. Так как в молекуле пять атомов кислорода, общий отрицательный заряд -10. Чтобы молекула была нейтральной, суммарная степень окисления двух атомов азота должна быть +10. Следовательно, степень окисления каждого азота +5.
• N₂ (Молекулярный азот): В простых веществах степень окисления равна 0.
• NaNO₃ (Нитрат натрия): У натрия степень окисления +1, у кислорода -2. Общий отрицательный заряд от трех атомов кислорода -6. Чтобы молекула была нейтральной, азот должен иметь степень окисления +5 (+1 + 5 - 6 = 0).

Ответ: NH3 (-3), N₂O (+1), NO₂ (+4), N₂O₅ (+5), N₂ (0), NaNO₃ (+5)

Задание 6

Низкая химическая активность азота обусловлена очень прочной тройной связью между атомами азота в молекуле (N≡N). Чтобы азот вступил в реакцию, эту связь нужно разорвать, что требует больших затрат энергии.

Азот может взаимодействовать со следующими веществами:

• С металлами, такими как литий (Li) и магний (Mg), при высоких температурах:

\[ 6Li + N_2 \rightarrow 2Li_3N \]

• С водородом (H₂) при высоких температурах, высоком давлении и в присутствии катализатора (например, железа):

\[ N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3 \]

• С кислородом (O₂) при очень высоких температурах (например, в электрической дуге):

\[ N_2 + O_2 \rightleftharpoons 2NO \]

Ответ: Низкая химическая активность азота обусловлена прочной тройной связью. Азот реагирует с литием и магнием (при нагревании), водородом (высокая температура, давление, катализатор), кислородом (очень высокие температуры).

Задание 7

Для доказательства наличия азота в воздухе можно провести следующий опыт:

1. Сжигание фосфора в закрытом объеме воздуха: Фосфор активно реагирует с кислородом, образуя оксид фосфора (белый дым). Кислород при этом связывается, а оставшийся газ (в основном азот) остается в объеме.
2. Измерение объема оставшегося газа: После сгорания фосфора объем оставшегося газа составит примерно 78% от первоначального объема воздуха, что соответствует содержанию азота в воздухе.

Почвенный воздух может отличаться от атмосферного по содержанию азота. В почве происходят процессы денитрификации, когда бактерии превращают нитраты и другие соединения азота в газообразный азот, который может накапливаться в почвенном воздухе.

Ответ: Азот в воздухе можно доказать сжиганием фосфора и измерением оставшегося объема газа. Почвенный воздух может отличаться от атмосферного по содержанию азота из-за процессов денитрификации.

Ответ: Готово!

Ты отлично справился с этими вопросами! Продолжай в том же духе, и ты обязательно достигнешь больших успехов в химии!