Характеристика химического элемента азот

Соединение азота

Азот при нормальных условиях может реагировать с соединениями переходных металлов (Ti, V, Mo и др.), образуя комплексы либо восстанавливаясь с образованием аммиака и гидразина. С такими активными металлами, как литий, кальций, магний, азот взаимодействует при нагревании до сравнительно невысоких температур. С большинством других элементов азот реагирует при высокой температуре и в присутствии катализаторов. Хорошо изучены соединения азота с кислородом: N2О, NO, N2О5. С водородом азот соединяется только при высокой температуре и в присутствии катализаторов; при этом образуется аммиак NH3. С галогенами азот непосредственно не взаимодействует; поэтому все галогениды азота получают только косвенным путём, например фтористый азот NF3 — при взаимодействии фтора с аммиаком. С серой также не происходит непосредственного соединения азота. При взаимодействии раскалённого кокса с азотом образуется циан (CN)2. При действии на обычный азот электрических разрядов, а также при электрических разрядах в воздухе может образоваться активный азот, представляющий собой смесь молекул и атомов азота, обладающих повышенным запасом энергии. Активный азот весьма энергично взаимодействует с кислородом, водородом, парами серы, фосфором и некоторыми металлами.

Азот — один из самых распространённых элементов на Земле, причём основная его масса (около 4•1015 т) сосредоточена в свободном состоянии в атмосфере. Ежегодно при вулканической деятельности в атмосферу выделяется 2•106 т азота. Незначительная часть азота концентрируется в литосфере (среднее содержание в литосфере 1,9•10-3%). Природные соединения азота — хлористый аммоний и различные нитраты (селитры). Нитриды азота могут образовываться только при высоких температурах и давлениях, что, по-видимому, имело место на самых ранних стадиях развития Земли. Крупные скопления селитры встречаются только в условиях сухого пустынного климата (Чили, Индия, Египет, Испания и др.). Небольшие количества связанного азота находятся в каменном угле (1-2,5%) и нефти (0,02-1,5%), а также в водах рек, морей и океанов. Азот накапливается в почвах (0,1 %) и живых организмах (0,3%). Азот входит в состав белковых молекул и многих естественных органических соединений.

Применение азота

Азот получают главным образом разделением предварительно сжиженного воздуха, который затем подвергается разгонке. Основная часть получаемого азота используется для производства аммиака, который затем перерабатывается на азотную кислоту, удобрения, взрывчатые вещества. Свободный азот применяют во многих отраслях промышленности как инертную среду при разнообразных химических и металлургических процессах. Жидкий азот находит применение в различных холодильных установках. Ведутся работы по использованию жидкого азота для замораживания неустойчивых пород (главным образом глинистых) при проходке шахтных стволов, в качестве безопасного энергоносителя для шахтных машин, а также для борьбы с рудничными пожарами, где применение азота позволяет резко снизить содержание кислорода в очаге пожара. При разработке нефтяных месторождений закачиванием азота в нефтяные пласты эффективно вытесняют нефть после заводнения. Азот используется также для поддержания давления в скважинах при бурении.

НАХОЖДЕНИЕ В ПРИРОДЕ химических элементов

Содержание в земной коре: азот — 0,01%, фосфор — 0,08%, мышьяк — 0,0006%, сурьма — 0,0004%, висмут — 0,00002%

Свойства элементов V-A подгруппы

Элемент Азот N Фосфор Р Мышьяк As Сурьма Sb Висмут Bi
Свойство
Порядковый номер элемента
Относительная атомная масса 14,007 30,974 74,922 121,75 208,980
Температура плавления,С0 -210 44,1 (белый) 817 (4МПа)
Температура кипения,С0 -196 280 (белый)
Плотность г/см3 0,96 (твёрдый) 1,82 (белый) 5,72 6,68 9,80
Степени окисления +5, +3,-3 +5, +3,-3 +5, +3,-3 +5, +3,-3 +5, +3,-3

1. Строение атомов химических элементов

Название химического элемента Схема строения атома Электронное строение последнего энергоуровня Формула высшего оксида R2O5 Формула летучего водородного соединения RH3
1. Азот N+7)2)5 …2s22p3 N2O5 NH3
2. Фосфор P+15)2)8)5 …3s23p3 P2O5 PH3
3. Мышьяк As+33)2)8)18)5 …4s24p3 As2O5 AsH3
4.

Сурьма

Sb+51)2)8)18)18)5 …5s25p3 Sb2O5 SbH3
5. Висмут Bi+83)2)8)18)32)18)5 …6s26p3 Bi2O5 BiH3

Наличие трех неспаренных электронов на внешнем энергетическом уровне объясняет то, что в нормальном, невозбужденном состоянии валентность элементов подгруппы азота равна трем.

У атомов элементов подгруппы азота (кроме азота — внешний уровень азота состоит только из двух подуровней — 2s и 2p) на внешних энергетических уровнях имеются вакантные ячейки d-подуровня, поэтому они могут распарить один электрон с s-подуровня и перенести его на d-подуровень. Таким образом, валентность фосфора, мышьяка, сурьмы и висмута равна 5.

Элементы группы азота образуют с водородом соединения состава RH3, а с кислородом оксиды вида — R2O3 и R2O5. Оксидам соответствуют кислоты HRO2 и HRO3 (и ортокислоты H3PO4, кроме азота).

Высшая степень окисления этих элементов равна +5, а низшая -3.

Так как заряд ядра атомов увеличивается, число электронов на внешнем уровне постоянно, число энергетических уровней в атомах растёт и радиус атома увеличивается от азота к висмуту, притяжение отрицательных электронов к положительному ядру ослабевает и способность к отдаче электронов увеличивается, и, следовательно, в подгруппе азота с ростом порядкового номера неметаллические свойства убывают, а металлические усиливаются.

Азот — неметалл, висмут — металл. От азота к висмуту прочность соединений RH3 уменьшается, а прочность кислородных соединений возрастает.

Наибольшее значение среди элементов подгруппы азота имеют азот и фосфор .

Азот, физические и химические свойства, получение и применение

1. Азот – химический элемент N +7)2)5

1s22s22p3 незавершённый внешний уровень, p-элемент, неметалл Ar(N)=14

2. Возможные степени окисления

Из-за наличия трёх неспаренных электронов азот очень активен, находится только в виде соединений. Азот проявляет в соединениях степени окисления от «-3» до «+5»

3. Азот – простое вещество, строение молекулы, физические свойства

Азо́т (от греч. ἀζωτος — безжизненный, лат. Nitrogenium), вместо предыдущих названий («флогистированный», «мефитический» и «испорченный» воздух) предложил в 1787 году Антуан Лавуазье. Как показано выше, в то время уже было известно, что азот не поддерживает ни горения, ни дыхания.

Это свойство и сочли наиболее важным. Хотя впоследствии выяснилось, что азот, наоборот, крайне необходим для всех живых существ, название сохранилось во французском и русском языках.

N2 – ковалентная неполярная связь, тройная (σ, 2π), молекулярная кристаллическая решётка

Тройная Связь NºN Энергия связи 945 кДж/моль

Вывод:

1. Малая реакционная способность при обычной температуре

2. Газ, без цвета, запаха, легче воздуха

класс. Контрольная работа 5.

⇐ Предыдущая123

Тема: «Химия неметаллов. Явление аллотропии»

Часть А. К каждому заданию (часть 1 ЕГЭ) даны несколько ответов, из которых только один верный. Ответы должны быть представлены в виде таблицы (поставьте знак «х» номеру выбранного вами ответа).

А1. Продуктом реакции азота и кислорода при высокой температуре является:

1) N2O 2) NO 3) NO2 4) N2O5А2.Углерод выступает в качестве восстановителя в реакции с

1) водородом 2) алюминием 3) кальцием 4) оксидом меди

А3. Водород проявляет свойства окислителя при взаимодействии с:

1) кислородом 2) азотом 3) кальцием 4) хлором

А4. Как водород, так и хлор взаимодействуют с:

1) H2O 2) NH3 3) Ca(OH)2 4) Ca

А5. Хлор не взаимодействует с:

1) KBr 2) HF 3) H2 4) KJ

А6. Азот в лаборатории получают:

1) из воздуха

2) термическим разложением нитрита аммония

3) взаимодействием меди с азотной кислотой (конц.)

4) взаимодействием меди с азотной кислотой (разб.)

А7. Йод вступает в реакцию с:

1) фтороводородом 2) йодидом калия

3) хлоридом натрия 4) сероводородом

А8. Верны ли следующие суждения о свойствах хлора:

А) Хлор реагирует как с активными, так и с неактивными металлами.

Б) Хлор не растворяется в воде.

1) верно только А 2) верно только Б

3) верны оба суждения 4) оба суждения неверны

А9. Фосфорне взаимодействует с каждым из веществ в ряду

1) O2, CO, H2 2) NaOH, Ca, O2

3) KClO3, HNO3, H2SO4 4) Mg, S, F2

А10.Аллотропные модификации кислорода не отличаются:

1) физическими свойствами

2) видом химической связи между атомами

3) химическими свойствами

4) числом атомов в молекуле

А11. Верны ли следующие суждения о неметаллах?

А) Все неметаллы, кроме фтора, обладают окислительно-восстановительной двойственностью.

Б) Все неметаллы взаимодействуют с кислородом

1) верно только А 2) верно только Б

3) верны оба суждения 4) оба суждения неверны

А12. И азот, и фосфор

1) легко окисляются кислородом воздуха

2) образуют фториды состава ЭF5

3) образуют водородные соединения состава ЭН3 и ЭН5

4) при нагревании взаимодействуют с активными металлами

А13. Фосфор не является восстановителем, реагируя с

1) магнием 2) бертолетовой солью

3) хлором 4) серой

А14. Элементом, образующим водородное соединение только с основными свойствами, является:

1) углерод 2) азот 3) фтор 4) кислород

А15. Аллотропные модификации углерода отличаются

1) типом гибридизации атома углерода

2) типом химической связи между атомами

3) химическими свойствами

4) числом атомов, входящих в состав молекул

А16. Вещество, имеющее окраску, это:

1) азот 2) кислород 3) хлор 4) водород

А17. У какого элемента наиболее ярко выражены неметаллические свойства?

1) теллур 2) сера 3) селен 4) кислород

А18. Непосредственно не взаимодействуют:

1) углерод и сера 2) кислород и хлор

3) азот и водород 4) кислород и азот

А19. Общим свойством азота и кислорода является:

1) легкость взаимодействия со фтором

2) образование молекулярной кристаллической решетки в твердом состоянии

3) высокие температуры плавления и кипения

4) проявление высшей валентности, равной номеру группы

А20. Верны ли следующие суждения о фосфоре?

А) Фосфор горит на воздухе с образованием Р2О5

Б) При взаимодействии фосфора с металлами образуются фосфиды.

1) верно только А 2) верно только Б

3) верны оба суждения 4) оба суждения неверны

А21.Аллотропными модификациями одного и того же элемента являются:

1) кислород и озон 2) кварц и кремний

3) вода и лед 4) сталь и чугун

А22. В каком ряду перечислены только аллотропные модификации?

1) графит, алмаз, карбид

2) моноклинная сера, пластическая сера, сероводород

3) кислород, озон, пероксид водорода

4) красный фосфор, белый фосфор, черный фосфор

А23.Азот взаимодействует с каждым из веществ в ряду:

1) O2, CO2, H2 2) KClO3, HNO3, H2SO4

3) NaOH, Ca, O2 4) Mg, O2, H2

А24. Вещество, с которым хлор не взаимодействует, это:

1) уксусная кислота 2) кислород

3) серная кислота 4) раствор гидроксида натрия

А25. Признаком реакции горения угля является:

1) выпадение осадка

2) выделение газа

3) выделение тепла и света

4) изменение цвета

А26. Оцените правильность суждений о неметаллах:

А. Для неметаллов одной группы с увеличением порядкового номера усиливается кислотные свойства высших гидроксидов.

Б. Электроотрицательность неметаллов одного периода увеличивается с увеличением порядкового номера:

1) верно только А 2) верно только Б

3) верны оба суждения 4) оба суждения неверны

А27. Белый и красный фосфор сходны между собой:

1) типом кристаллической решетки

2) химической активностью

3) качественным составом

4) физическими свойствами

А28. Формулы высших гидроксидов фосфора и хлора соответственно записаны в ряду:

1) H3PO4 и HClO3 2) H3PO4 и HCl

3) H3PO4 и HClO4 4) HPO3 и HClO4

А29. Сера может реагировать с каждым из двух веществ:

1) О2 и HCl 2) HNO3 и CaO

3) Mg и Cl2 4) N2 и NO2

А30. Кремний может реагировать с каждым веществом из ряда:

1) HCl, Mg, HF 2) O2, NaOH, MgCO3

3) HF. NaOH. Ca 4) H2SO4, HCl, C

Часть В.

Ответом к заданию уровня B (часть 2 ЕГЭ) является последовательность

цифр, в заданиях на установление соответствия нужно записать цифры выбранных вами ответов в правильной последовательности

B1. Белый фосфор реагирует с:

А. водой

Б. соляной кислотой

В. гидроксидом натрия

Г. хлором

Д. бертолетовой солью

Е. водородом

B2. Установите соответствие между простым веществом и реагентами, с каждым из которых оно может взаимодействовать.

Название вещества Реагенты

А. хлор 1. КОН, Н2, Н2О

Б. кремний 2. HNO3, NaOH, Cl2

В. сера 3. N2, CaCO3, H2­CrO4

Г. фосфор 4. NaOH, HF, H2O

5. Ca(OH)2, HF, Cl2

B3. Какую массу фосфора (г) можно получить из 310 г фосфорита, содержащего 90% ортофосфата кальция, при выходе реакции 75% (ответ округлить до целых)?

В4. При пропускании хлора через холодный раствор гидроксида калия образуются

1.KCl 2. KClO 3.KClO3 4. KClO4 5. H2O 6. HOCl

В5. Установите соответствия между реагирующими веществами и продуктами их взаимодействия.

Реагирующие вещества Продукты взаимодействия

А. NO2+H2O → 1. CaSO3+H2

Б. N2O3+ H2O → 2. CaSO3+H2O

В. SO2+Ca(OH)2 → 3.HNO3

Г. SO3+Ca(OH)2 → 4. CaSO4+H2O

5. HNO3+NO

6. HNO2

Часть С.Ответом к заданию уровня С (часть 3 ЕГЭ) является полное и подробное решения задания.

С1.Газ,полученный при сжигании 6,4 г серы, без остатка прореагировал с 138 мл 8%-ного раствора NaOH (плотность 1,087 г/ мл). Рассчитайте массовые доли веществ в полученном растворе.

С2. Оксид марганца (IV) массой 39,15 г обработали 400 мл 35%-ной соляной кислоты (плотность 1,17 г/мл) при нагревании. Вычислите массу гидроксида кальция, который в холодном растворе полностью прореагирует с выделившимся газом.

С3. Какую массу фосфора необходимо сжечь в кислороде, чтобы, растворив полученныйоксид в 1000 г раствора ортофосфорной кислоты с массовой долей 50%, получить раствор этой кислоты с массовой долей 75%.

Ф.И.О.__________________________________________________

Бланк ответов. Контрольная №5.

Тема: «Химия неметаллов. Явление аллотропии»

Часть А. При выполнении заданий уровня А надо выбрать один правильный ответ из предложенных четырех. Правильные ответы внесите в таблицу (поставьте знак «х» к номеру выбранного вами ответа.). Запрещены исправления.

А А А А А А А А А А А А А А А

Добавить комментарий

Закрыть меню