Характеристика свойств соединений азота


Задача 887. 
Какой объем аммиака (условия нормальные) можно получить, подействовав двумя литрами 0,5 н. раствора щелочи на соль аммония?
Решение:
При действии на соли аммония щёлочью получается эквивалентное количество аммиака:

 η(щёлочь) =  (NH3)

Находим количество щёлочи, пошедшее на реакцию с солью аммония, получим:

1 : 0,5 = 2 : х;  х = (0,5 . 2)/1= 1 моль.

1 моль любого газа при нормальных условиях занимает объём равный 22,4 л.

Отсюда находим, что объём аммиака, выделившегося при реакции, равен:

V(NH3) = VЭ .  (NH3) = 22,4 . 1 = 22,4 л.

Ответ: 22,4 л.


Задача 888. 
Можно ли в качестве осушителей газообразного аммиака применять Н2SO4 или Р2О5? Ответ мотивировать.
Решение:
Н2SO4 и Р2О5 очень энергично взаимодействуют с водой, серная кислота с образованием кристаллогидратов, а оксид фосфора (V) – с образованием ортофосфорной кислоты Н3РО4:

а) Н2SO4 + Н2О = Н2SO4 . Н2О;
б) Р2О5 +3Н2О = 2Н3РО4.

 

Поэтому они являются осушителями газовых смесей. В обоих случаях образуются кислоты, с которыми взаимодействует аммиак, образуя соответствующие соли:

2NH3 + Н2SO4 = (NH4)2SO4;
3NH3 + H3PO4 = (NH4)3PO4.

Таким образом, Н2SO4 и Р2О5 нельзя применять в качестве осушителя аммиака, так как при этом происходит химическое взаимодействие аммиака с серной и фосфорной кислотами.

Ответ: Нет, нельзя.


Задача 889. 
Написать уравнения реакций термического разложения следующих солей: (NH4)2CO3, NH4NO3, (NH4)2SO4, NH4С1, (NH4)2HPO4, (NH4)H2PO4, (NH4)2Cr2O7, NH4NO2.
Решение:

а)  (NH4)2CO3  термохимия  2NH3↑ + CO2↑ + H2O;

б)  NH4NO3 термохимия  N2O+ 2H2O

или 

2NH4NO3термохимия  2N2 + O2 + 4H2O;

в)  (NH4)2SO4 термохимия 2NH3 + H2SO4;

г)   NH4С1 термохимия  NH3 + HCl;

д) (NH4)2HPO4 термохимия 2NH3 + H3PO4;

е)  (NH4)H2PO4 термохимия  NH3 + H3PO4;

ж) (NH4)2Cr2O7  термохимия 2NH3 + 2CrO3↓ + H2O;

з)  NH4NO2 термохимия  N2 + 2H2O.


Задача 890.
Нитрат аммония может разлагаться двумя путями:
NH4NO3(к) термохимия  N2O(г) + 2H2O(г);
NH4NO3(к) термохимия  N2(г) + 1/2O2(г) + 2H2O(г).
Какая из приведенных реакций наиболее вероятна и какая более экзотермичная при 25°С? Ответ подтвердить расчетом ΔG0298  и  ΔH0298. Как изменится вероятность протекания этих реакций при повышении температур?
Решение:
а) Уравнение реакции имеет вид:

NH4NO3(к) термохимия  N2O(г) + 2H2O(г)

Находим ΔH10  реакции, учитывая закон Гесса, получим:

ΔH10  = 2ΔH02О) +  ΔH0(N2O) -  ΔH0(NH4NO3) = 
= 2(-241,8) + 82,0 – (-365,4) =  -36,2кДж.

Находим энергию Гиббса реакции, получим:

ΔG10  = 2ΔG0(Н2О) +  ΔG0(N2O) -  ΔG0(NH4NO3) = 
= 2(-228,6) + 104,1 – (-183,8) = -169,3 кДж.

б) Уравнение реакции имеет вид:

NH4NO3(к) термохимия N2(г) + 1/2O2(г) + 4H2O(г).

Находим   реакции, учитывая закон Гесса, получим:

ΔH20  = 2ΔH02О) +  ΔH0(N2) +  1/2ΔH02) - ΔH0(NH4NO3) = 
= 2(-241,8)  – (-365,4) =  -118,2кДж.

Находим энергию Гиббса реакции, получим:

ΔG20  = 2ΔG02О) + ΔG0(N2O) - ΔG0(NH4NO3) = 
= 2(-228,6)  – (-183,8) = -273,4 кДж.

ΔH20  <  ΔH10 и  ΔG20 <  ΔG10, поэтому вторая реакция, реакция (б) наиболее вероятна при 25 0С и более зкзотермична, чем реакция (а). Так как обе реакции экзотермичны, то, согласно принципу Ле Шателье, при повышении температуры равновесие обеих реакций сместится влево. Вероятность протекания реакции(б), как наиболее экзотермичной, значительно уменьшится при повышении температуры, чем реакции (а).