2024-12-04 12:28:35
Какова сравнительная характеристика элементов азота и фосфора, включая: а) строение атомов, б) степени окисления, в) состав и свойства оксидов? Как решить цепочку реакций N2 -> NH3 -> NO -> NO2 -> HNO3 -> Ba(NO3)2? Как можно получить гидроксид аммония, используя воздух и воду в качестве сырья? Если из 28 г оксида кальция получили 76 г нитрата кальция, как вычислить массовую долю выхода соли?
Химия 10 класс Химические элементы и их соединения сравнительная характеристика азота фосфора строение атомов азота фосфора степени окисления азота фосфора состав свойства оксидов азота фосфора цепочка реакций N2 NH3 NO NO2 HNO3 Ba(NO3)2 получение гидроксида аммония массовая доля выхода нитрата кальция
2024-12-07 18:12:18
Давайте подробно рассмотрим сравнительную характеристику элементов азота и фосфора, а затем перейдем к решению цепочки реакций и другим вопросам.
Сравнительная характеристика азота и фосфора:- Строение атомов:
- Азот (N) имеет атомный номер 7, что означает, что у него 7 протонов и 7 электронов. Его электронная конфигурация: 1s² 2s² 2p³.
- Фосфор (P) имеет атомный номер 15, что означает, что у него 15 протонов и 15 электронов. Его электронная конфигурация: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³.
- Степени окисления:
- Азот может проявлять степени окисления: -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5.
- Фосфор может проявлять степени окисления: -3, 0, +1, +2, +3, +4, +5.
- Состав и свойства оксидов:
- Оксиды азота включают N2O, NO, NO2, N2O5. Они могут быть как кислотными, так и основными, в зависимости от степени окисления.
- Оксиды фосфора включают P2O3 и P2O5. Они являются кислотными оксидами и реагируют с водой, образуя соответствующие кислоты (H3PO3 и H3PO4).
Рассмотрим цепочку реакций N2 -> NH3 -> NO -> NO2 -> HNO3 -> Ba(NO3)2. Каждую реакцию можно описать следующим образом:
- N2 + 3H2 -> 2NH3 (реакция Габера, синтез аммиака).
- 4NH3 + 5O2 -> 4NO + 6H2O (окисление аммиака до оксида азота).
- 2NO + O2 -> 2NO2 (окисление оксида азота до диоксида).
- 3NO2 + H2O -> 2HNO3 + NO (образование азотной кислоты).
- HNO3 + Ba(OH)2 -> Ba(NO3)2 + 2H2O (реакция нейтрализации с гидроксидом бария).
Гидроксид аммония (NH4OH) можно получить, используя воздух и воду следующим образом:
- Из воздуха (азот и кислород) и воды (H2O) производится аммиак (NH3) через реакцию синтеза, как описано выше.
- Затем аммиак растворяется в воде, образуя гидроксид аммония: NH3 + H2O -> NH4OH.
Для вычисления массовой доли выхода нитрата кальция (Ca(NO3)2) из оксида кальция (CaO) необходимо сначала написать уравнение реакции:
- CaO + 2HNO3 -> Ca(NO3)2 + H2O.
Теперь найдем молекулярные массы:
- Молярная масса CaO = 40 (Ca) + 16 (O) = 56 г/моль.
- Молярная масса Ca(NO3)2 = 40 (Ca) + 2*(14 (N) + 3*16 (O)) = 164 г/моль.
Теперь найдем количество моль CaO в 28 г:
- n(CaO) = 28 г / 56 г/моль = 0.5 моль.
Согласно уравнению реакции, 0.5 моль CaO даст 0.5 моль Ca(NO3)2, что соответствует:
- m(Ca(NO3)2) = 0.5 моль * 164 г/моль = 82 г.
Теперь можем вычислить массовую долю выхода соли:
- Выход соли = (76 г / 82 г) * 100% = 92.68%.
Таким образом, массовая доля выхода нитрата кальция составляет 92.68%.