Электрон влетевший зазор между полюсами. Магнитное поле

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Аммоний – положительно заряженный полиатомный ион.

Химическая формула NH 4 +

Ион аммония NH 4 + является правильным тетраэдром с в центре и атомами в вершинах тетраэдра.

В молекуле аммиака NH 3 три электронные пары образуют три связи N – H, четвертая, прина длежащая атому азота электронная пара является неподеленной. С помощью этой электронной пары образуется связь с ионом водорода, который имеет свободную орбиталь:

Таким образом, в ионе аммония три ковалентные связи образуются по обменному механизму, а одна – по донорно-акцепторному. Механизм образования не оказывает слияния на характеристики связи, все связи в катионе аммония равноценны.

Соединения аммония

Катион аммония может образовывать с различными противоионами аммонивые соединения, в которых положительно заряженный атом азота, ковалентно связан с ионами водорода и (или) с органическими радикалами, а ионно – с каким-либо анионом.

Неорганические соединения аммония

Гидрат аммиака (гидроксид аммония, аммиачная вода, едкий аммоний, едкий аммиак). Формула: NH 3 ·H 2 O

Образуется при взаимодействии аммиака с водой. Слабое основание, диссоциирует в воде с образованием катионов аммония и гидроксид-ионов:

Реакция обратима, поэтому водные растворы гидроксида аммония всегда имеют характерный резкий запах аммиака.

Соли аммония

Все соли аммония по своим свойствам похожи на соответствующие соли натрия. Хорошо растворяются в воде, полностью диссоциируют в водном растворе, при нагревании разлагаются:

В растворе гидролизуются по катиону:

Органические аммониевые соединения разделяют по количеству органических радикалов, связанных с атомом азота на первичные (R 1 NH 3) + X – , вторичные (R 1 R 2 NH 2) + X – , третичные (R 1 R 2 R 3 NH) + X – , и четвертичные (R 1 R 2 R 3 R 4 N) + X – .

Первичные, вторичные и третичные аммониевые соединения можно рассматривать как соли соответствующих аминов, их можно получить взаимодействием этих аминов с кислотами:

где R 1 ,R 2 , R 3 - органические радикалы или водород, X - анион кислотного остатка.

Качественная реакция на ионы аммония – взаимодействие со щелочами с выделением аммиака:

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание Какое значение рН (больше или меньше 7) имеет водный раствор хлорида аммония? Запишите молекулярное и ионно-молекулярное уравнения гидролиза.
Решение NH 4 Cl – соль слабого основания и сильной кислоты, поэтому гидролиз протекает по катиону.

Молекулярное уравнение:

Полное ионное уравнение:

Краткое ионное уравнение:

В процессе гидролиза образовались водорода (H +), поэтому раствор имеет кислую среду (pH

Ответ рН раствора хлорида аммония меньше 7.

ПРИМЕР 2

Задание Какая масса соли образуется при взаимодействии 44,8 л аммиака и 33,6 литров хлороводорода (нормальные условия)?
Решение Запишем уравнение реакции:

Молярные массы аммиака, хлороводорода и образующейся соли – хлорида аммония (NH 4 Cl) равны.

Задание №1

Из предложенного перечня выберите два соединения, в которых присутствует ионная химическая связь.

  • 1. Ca(ClO 2) 2
  • 2. HClO 3
  • 3. NH 4 Cl
  • 4. HClO 4
  • 5. Cl 2 O 7

Ответ: 13

Определить наличие ионного типа связи в соединении в подавляющем большинстве случаев можно по тому, что в состав его структурных единиц одновременно входят атомы типичного металла и атомы неметалла.

По этому признаку мы устанавливаем, что ионная связь имеется в соединении под номером 1 - Ca(ClO 2) 2 , т.к. в его формуле можно увидеть атомы типичного металла кальция и атомы неметаллов - кислорода и хлора.

Однако, больше соединений, содержащих одновременно атомы металла и неметалла, в указанном списке нет.

Среди указанных в задании соединений есть хлорид аммония, в нем ионная связь реализуется между катионом аммония NH 4 + и хлорид-ионом Cl − .

Задание №2

Из предложенного перечня выберите два соединения, в которых тип химической связи такой же, как в молекуле фтора.

1) кислород

2) оксид азота (II)

3) бромоводород

4) иодид натрия

Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.

Ответ: 15

Молекула фтора (F 2) состоит из двух атомов одного химического элемента неметалла, поэтому химическая связь в данной молекуле ковалентная неполярная.

Ковалентная неполярная связь может быть реализована только между атомами одного и того же химического элемента неметалла.

Из предложенных вариантов ковалентный неполярный тип связи имеют только кислород и алмаз. Молекула кислорода является двухатомной, состоит из атомов одного химического элемента неметалла. Алмаз имеет атомное строение и в его структуре каждый атом углерода, являющегося неметаллом, связан с 4-мя другими атомами углерода.

Оксид азота (II) - вещество состоящее из молекул, образованных атомами двух разных неметаллов. Поскольку электроотрицательности разных атомов всегда различны, общая электронная пара в молекуле смещена к более электроотрицательному элементу, в данном случае к кислороду. Таким образом, связь в молекуле NO является ковалентной полярной.

Бромоводород также состоит из двухатомных молекул, состоящих из атомов водорода и брома. Общая электронная пара, образующая связь H-Br, смещена к более электроотрицательному атому брома. Химическая связь в молекуле HBr также является ковалентной полярной.

Иодид натрия - вещество ионного строения, образованное катионом металла и иодид-анионом. Связь в молекуле NaI образована за счет перехода электрона с 3s -орбитали атома натрия (атом натрия превращается в катион) на недозаполненную 5p -орбиталь атома иода (атом иода превращается в анион). Такая химическая связь называется ионной.

Задание №3

Из предложенного перечня выберите два вещества, между молекулами которых образуются водородные связи.

  • 1. C 2 H 6
  • 2. C 2 H 5 OH
  • 3. H 2 O
  • 4. CH 3 OCH 3
  • 5. CH 3 COCH 3

Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.

Ответ: 23

Пояснение:

Водородные связи имеют место в веществах молекулярного строения, в которых присутствуют ковалетные связи H-O, H-N, H-F. Т.е. ковалентные связи атома водорода с атомами трех химических элементов с наивысшей электроотрицательностью.

Таким образом, очевидно, водородные связи есть между молекулами:

2) спиртов

3) фенолов

4) карбоновых кислот

5) аммиака

6) первичных и вторичных аминов

7) плавиковой кислоты

Задание №4

Из предложенного перечня выберите два соединения с ионной химической связью.

  • 1. PCl 3
  • 2. CO 2
  • 3. NaCl
  • 4. H 2 S
  • 5. MgO

Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.

Ответ: 35

Пояснение:

Сделать вывод о наличии ионного типа связи в соединении в подавляющем большинстве случаев можно по тому, что в состав структурных единиц вещества одновременно входят атомы типичного металла и атомы неметалла.

По этому признаку мы устанавливаем, что ионная связь имеется в соединении под номером 3 (NaCl) и 5 (MgO).

Примечание*

Помимо указанного выше признака, о наличии ионной связи в соединении можно говорить, если в составе его структурной единицы содержится катион аммония (NH 4 +) или его органические аналоги - катионы алкиламмония RNH 3 + , диалкиламония R 2 NH 2 + , триалкиламмония R 3 NH + или тетраалкиламмония R 4 N + , где R - некоторый углеводородный радикал. Например, ионный тип связи имеет место в соединении (CH 3) 4 NCl между катионом (CH 3) 4 + и хлорид-ионом Cl − .

Задание №5

Из предложенного перечня выберите два вещества с одинаковым типом строения.

4) поваренная соль

Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.

Ответ: 23

Задание №8

Из предложенного перечня выберите два вещества немолекулярного строения.

2) кислород

3) белый фосфор

5) кремний

Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.

Ответ: 45

Задание №11

Из предложенного перечня выберите два вещества, в молекулах которых присутствует двойная связь между атомами углерода и кислорода.

3) формальдегид

4) уксусная кислота

5) глицерин

Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.

Ответ: 34

Задание №14

Из предложенного перечня выберите два вещества с ионной связью.

1) кислород

3) оксид углерода (IV)

4) хлорид натрия

5) оксид кальция

Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.

Ответ: 45

Задание №15

Из предложенного перечня выберите два вещества с таким же типом кристаллической решетки, как у алмаза.

1) кремнезем SiO 2

2) оксид натрия Na 2 O

3) угарный газ CO

4) белый фосфор P 4

5) кремний Si

Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.

Ответ: 15

Задание №20

Из предложенного перечня выберите два вещества, в молекулах которых есть одна тройная связь.

  • 1. HCOOH
  • 2. HCOH
  • 3. C 2 H 4
  • 4. N 2
  • 5. C 2 H 2

Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.

Ответ: 45

Пояснение:

Для того, чтобы найти правильный ответ, нарисуем структурные формулы соединений из представленного списка:

Таким образом, мы видим, что тройная связь имеется в молекулах азота и ацетилена. Т.е. правильные ответы 45

Задание №21

Из предложенного перечня выберите два вещества, в молекулах которых есть ковалентная неполярная связь.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Хлорид аммония представляет собой малоустойчивый мелкокристаллический порошок белого цвета. Летуч. Он хорошо растворяется в воде (гидролизуется). Кристаллогидратов не образует.

Рис. 1. Хлорид аммония. Внешний вид.

Основные характеристики хлорида аммония приведены в таблице ниже:

Получение хлорида аммония

Получение хлорида аммония в промышленных масштабах заключается в упаривании маточного раствора, остающегося после отделения гидрокарбоната натрия, образующегося по следующей реакции:

NaCl + H 2 O + CO 2 + NH 3 = NaHCO 3 ↓ + NH 4 Cl.

В лабораторных условиях эту соль получают, используя такие реакции, как

8NH 3 + 3Cl 2 = 6NH 4 Cl + N 2 ;

NH 3 + HCl = NH 4 Cl.

Химические свойства хлорида аммония

Хлорид аммония - это средняя соль, образованная слабым основанием - гидроксидом аммония (NH 4 OH) и сильной кислотой - соляной (хлороводородной) (HCl). В водном растворе гидролизуется. Гидролиз протекает по катиону. Наличие катионов Н + свидетельствует о кислом характере среды.

NH 4 Cl ↔NH 4 + + Cl — ;

NH 4 + + HOH ↔ NH 4 OH + H + ;

NH 4 + + Cl — + HOH ↔ NH 4 OH + Cl — + H + ;

NH 4 Cl + H 2 O ↔ NH 4 OH +HCl.

При нагревании хлорид аммония как бы возгоняется - разлагается на аммиак и хлороводород, которые на холодных частях сосуда вновь соединяются в хлорид аммония:

NH 4 Cl↔ NH 3 + HCl.

Хлорид аммония разлагается концентрированной серной кислотой и щелочами:

2NH 4 Cl + H 2 SO 4 (conc) = (NH 4) 2 SO 4 + 2HCl;

NH 4 Cl + NaOH = NaCl + NH 3 + H 2 O;

2NH 4 Cl + Ca(OH) 2 = 2NH 3 + CaCl 2 + 2H 2 O (t = 200 o C).

Он реагирует с хлором (1), типичными металлами (2), оксидами (3) и нитритами металлов (4):

NH 4 Cl + 3Cl 2 = Cl 3 N + 4HCl (t = 60 - 70 o C) (1);

2NH 4 Cl + Mg = MgCl 2 + H 2 + 2NH 3 (2);

2NH 4 Cl + 4CuO = N 2 + 4H 2 O + CuCl 2 + 3Cu (t = 300 o C) (3);

NH 4 Cl + KNO 2 = N 2 + KCl + 2H 2 O (4).

Применение хлорида аммония

Хлорид аммония, или нашатырь, применяется в красильном деле, в ситцепечатании, при паянии и лужении, а также в гальванических элементах. Применение хлорида аммония при паянии основано на том, что он способствует удалению с поверхности металла оксидных пленок, благодаря чему припой хорошо пристает к металлу. При соприкосновении сильно нагретого металла с хлоридом аммония оксиды, находящиеся на поверхности металла, либо восстанавливаются, либо переходят в хлориды. Последние, будучи более летучи, чем оксиды, удаляются с поверхности металла. Для случая меди и железа основные происходящие при этом процессы можно выразить такими уравнениями:

4CuO + NH 4 Cl = 3Cu + CuCl 2 + N 2 + 4H 2 O;

Fe 3 O 4 + 8NH 4 Cl = FeCl 2 + 2FeCl 3 + 8NH 3 + 4H 2 O.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание Какую массу хлорида аммония можно получить при взаимодействии 17,7 г хлороводорода и 12 л аммиака (н.у.)? Какой объем 0,06М раствора можно приготовить из этой массы соли?
Решение Запишем уравнение реакции:

NH 3 + HCl = NH 4 Cl.

Найдем количество моль хлороводорода (молярная масса - 36,5 г/моль) и аммиака, вступивших в реакцию используя данные указанные в условии задачи:

n(HCl) = m (HCl) / M (HCl);

n (HCl) = 17,7 / 36,5 = 0,5моль.

n(NH 3) = V (NH 3) / V m ;

n (NH 3) = 12 / 22,4 = 0,54 моль.

Согласно уравнению задачи n (HCl):n (NH 3) = 1:1. Это означает, что аммиак находится в избытке и все дальнейшие расчеты следует вести по хлороводороду. Найдем количество вещества и массу образовавшегося хлорида аммония (молярная масса 53,5 г/моль):

n (HCl): n (NH 4 Cl) = 1:1;

n (NH 4 Cl) = n (HCl) = 0,5моль.

m (NH 4 Cl)= n (NH 4 Cl)×M (NH 4 Cl);

m (NH 4 Cl)=0,5×53,5 = 26,75 г.

Рассчитаем объем 0,06М раствора, который можно получить из 26,75 г хлорида аммония:

V(NH 4 Cl) = n (NH 4 Cl)/ c (NH 4 Cl);

V (NH 4 Cl)=0,5/ 0,06= 8,33 л.

Ответ Масса хлорида аммония равна 26,75 г, объем 0,06М раствора - 8,33 л (833 мл).

Запишите сначала номер задания (30, 31 и т. д.), затем подробное решение. Ответы записывайте чётко и разборчиво.

Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции:

KIO 3 + KI + ... → I 2 + K 2 SO 4 + ...

Определите окислитель и восстановитель.

Показать ответ

Элементы ответа:

1) Составлен электронный баланс:

2) Указано, что иодид калия (за счет иода в степени окисления -1) является восстановителем, а иодат калия (за счет иода в степени окисления +5) - окислителем.

3) определены недостающие вещества, и расставлены коэффициенты в уравнении реакции:

KIO 3 + 5KI + 3H 2 SO 4 = 3I 2 + 3K 2 SO 4 + 3H 2 O

Цинк полностью растворили в концентрированном растворе гидроксида калия. Образовавшийся прозрачный раствор выпарили, а затем прокалили. Твердый остаток растворили в необходимом количестве соляной кислоты. К образовавшемуся прозрачному раствору добавили сульфид аммония и наблюдали образование белого осадка. Напишите уравнение четырех описанных реакций.

Показать ответ

Ответ включает в себя 4 уравнение возможных реакций, соответствующих описанным превращениям:

1) Zn+2KOH+2H_2O=K_2\lbrack Zn(OH)_4\rbrack+H_2\uparrow

2) K_2\lbrack Zn(OH)_4\rbrack\xrightarrow{t^\circ}K_2ZnO_2+2H_2O

3) K_2ZnO_2+4HCl=ZnCl_2+2KCl+2H_2O

4) ZnCl_2+(NH_4)_2)S=ZnS\downarrow+2H_4Cl

Напишите уравнение реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

бромэтан \begin{array}{l}\xrightarrow{NaOH,\;H_2O}X_1\rightarrow CH_3COOH\xrightarrow{NaOH}X_2\xrightarrow{NaOH,\;t^\circ}\\\rightarrow X_3\xrightarrow{1500^\circ C}X_4\end{array}

При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.

Показать ответ

Ответ включает в себя 5 уравнений реакций, соответствующих схеме превращений:

1) CH_3-CH_2-Br+NaOH\rightarrow CH_3-CH_2-OH+NaBr

2) 5CH_3CH_2OH+4KMnO_4+6H_2SO_4\xrightarrow{t^\circ} \rightarrow5CH_3COOH+4MnSO_4+2K_2SO_4+11H_2O

3) CH_3COOH+NaOH\rightarrow CH_3COONa+H_2O

4) CH_3COONa+NaOH\xrightarrow{t^\circ}CH_4+Na_2CO_3

5) 2CH_4\xrightarrow{t^\circ}CH\equiv CH+3H_2 (возможно образование С и H 2)

При сливании 160 г 10%-ного раствора нитрата бария и 50 г 11%-ного раствора хромата калия выпал осадок. Рассчитайте массовую долю нитрата бария в образовавшемся растворе.

Показать ответ

Элементы ответа:

1) Записано уравнение реакции:

Ba(NO 3) 2 + K 2 CrO 4 = BaCrO 4 ↓ + 2KNO 3

2) Рассчитаны количество вещества реагентов, и определено вещество, взятое в избытке:

n(Ba(NO 3) 2) = 160 x 0,1 / 261 = 0,061 моль

n(K 2 CrO 4) = 50 x 0,11 / 194 = 0,028 моль

Ba(NO 3) 2 - в избытке

3) Рассчитаны масса выпавшего осадка и масса образовавшегося при этом раствора:

n(BaCrO 4) = n(K 2 CrO 4) = 0,028 моль

m(BaCrO 4) = 0,028 моль х 253 г/моль = 7,08 г

m(раствора) = 160 + 50 - 7,08 = 202,92 г

4) Рассчитаны масса нитрата бария и его массовая доля в растворе:

n(Ba(NO 3) 2)изб = 0,061 - 0,028 = 0,033 моль

m(Ba(NO 3) 2) = 0,033 x 261 = 8,61 г

w(Ba(NO 3) 2) = m(Ba(NO 3) 2) / m(p-pa) = 8,61 / 202,92 = 0,042 или 4,2%

Некоторое органическое соединение содержит 40,0% углерода и 53,3% кислорода по массе. Известно, что это соединение реагирует с оксидом меди(II).

На основании данных условий задачи:

1. произведите вычисления, необходимые для установления молекулярной формулы органического вещества;

2. запишите молекулярную формулу органического вещества;

3. составьте структурную формулу исходного вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;

4. напишите уравнение реакции этого вещества с оксидом меди(II).

Показать ответ

Элементы ответа:

Общая формула вещества - C x H y O z

1) Найдено соотношение атомов углерода, водорода и кислорода в соединении:

w(H) = 100 - 40,0 -53,3 = 6,7%

x: y: z = 40 / 12: 6,7 / 1: 53,3 / 16 = 3,33: 6,7: 3,33 = 1: 2: 1

2) Определена молекулярная формула вещества.

Простейшая формула вещества - CH 2 O. Учитывая то, что вещество реагирует с оксидом меди (II), молекулярная формула вещества - C 2 H 4 O 2