Решение задачи: Низшая степень окисления азота

1) Выберите вещество, в котором азот проявляет свою низшую степень окисления:

Для того чтобы определить низшую степень окисления азота, нужно вспомнить, что азот находится в V группе Периодической системы химических элементов. Низшая степень окисления для неметаллов определяется по формуле: номер группы - 8. Для азота это \(5 - 8 = -3\).

Теперь рассчитаем степень окисления азота в каждом из предложенных веществ:

• N₂ (азот):

  В простом веществе степень окисления элемента всегда равна нулю.

  Степень окисления азота в N₂: \(0\).

• HNO₃ (азотная кислота):

  Степень окисления водорода (H) обычно равна \(+1\).

  Степень окисления кислорода (O) обычно равна \(-2\).

  Пусть степень окисления азота (N) будет \(x\).

  Составим уравнение, учитывая, что сумма степеней окисления в нейтральной молекуле равна нулю:

  \[(+1) \cdot 1 + x \cdot 1 + (-2) \cdot 3 = 0\] \[1 + x - 6 = 0\] \[x - 5 = 0\] \[x = +5\]

  Степень окисления азота в HNO₃: \(+5\).

• KNO₂ (нитрит калия):

  Степень окисления калия (K) как щелочного металла всегда равна \(+1\).

  Степень окисления кислорода (O) обычно равна \(-2\).

  Пусть степень окисления азота (N) будет \(x\).

  Составим уравнение:

  \[(+1) \cdot 1 + x \cdot 1 + (-2) \cdot 2 = 0\] \[1 + x - 4 = 0\] \[x - 3 = 0\] \[x = +3\]

  Степень окисления азота в KNO₂: \(+3\).

• NH₃ (аммиак):

  Степень окисления водорода (H) обычно равна \(+1\).

  Пусть степень окисления азота (N) будет \(x\).

  Составим уравнение:

  \[x \cdot 1 + (+1) \cdot 3 = 0\] \[x + 3 = 0\] \[x = -3\]

  Степень окисления азота в NH₃: \(-3\).

Сравнивая полученные значения (0, +5, +3, -3), мы видим, что низшая степень окисления азота \(-3\) наблюдается в аммиаке (NH₃).

Ответ: NH₃

2) Выберите вещество, в котором углерод проявляет свою высшую степень окисления:

Для того чтобы определить высшую степень окисления углерода, нужно вспомнить, что углерод находится в IV группе Периодической системы химических элементов. Высшая степень окисления для элементов главной подгруппы равна номеру группы. Для углерода это \(+4\).

Теперь рассчитаем степень окисления углерода в каждом из предложенных веществ:

• C₂H₂ (ацетилен):

  Степень окисления водорода (H) обычно равна \(+1\).

  Пусть степень окисления углерода (C) будет \(x\).

  Составим уравнение:

  \[x \cdot 2 + (+1) \cdot 2 = 0\] \[2x + 2 = 0\] \[2x = -2\] \[x = -1\]

  Степень окисления углерода в C₂H₂: \(-1\).

• CaCO₃ (карбонат кальция):

  Степень окисления кальция (Ca) как элемента II группы всегда равна \(+2\).

  Степень окисления кислорода (O) обычно равна \(-2\).

  Пусть степень окисления углерода (C) будет \(x\).

  Составим уравнение:

  \[(+2) \cdot 1 + x \cdot 1 + (-2) \cdot 3 = 0\] \[2 + x - 6 = 0\] \[x - 4 = 0\] \[x = +4\]

  Степень окисления углерода в CaCO₃: \(+4\).

• CO (оксид углерода(II) или угарный газ):

  Степень окисления кислорода (O) обычно равна \(-2\).

  Пусть степень окисления углерода (C) будет \(x\).

  Составим уравнение:

  \[x \cdot 1 + (-2) \cdot 1 = 0\] \[x - 2 = 0\] \[x = +2\]

  Степень окисления углерода в CO: \(+2\).

• C (углерод):

  В простом веществе степень окисления элемента всегда равна нулю.

  Степень окисления углерода в C: \(0\).

Сравнивая полученные значения (-1, +4, +2, 0), мы видим, что высшая степень окисления углерода \(+4\) наблюдается в карбонате кальция (CaCO₃).

Ответ: CaCO₃

3) Выберите вещество, в котором фосфор проявляет свою низшую степень окисления:

Для того чтобы определить низшую степень окисления фосфора, нужно вспомнить, что фосфор находится в V группе Периодической системы химических элементов. Низшая степень окисления для неметаллов определяется по формуле: номер группы - 8. Для фосфора это \(5 - 8 = -3\).

Теперь рассчитаем степень окисления фосфора в каждом из предложенных веществ:

• PH₃ (фосфин):

  Степень окисления водорода (H) обычно равна \(+1\).

  Пусть степень окисления фосфора (P) будет \(x\).

  Составим уравнение:

  \[x \cdot 1 + (+1) \cdot 3 = 0\] \[x + 3 = 0\] \[x = -3\]

  Степень окисления фосфора в PH₃: \(-3\).

• P₄ (белый или красный фосфор):

  В простом веществе степень окисления элемента всегда равна нулю.

  Степень окисления фосфора в P₄: \(0\).

• P₂O₃ (оксид фосфора(III)):

  Степень окисления кислорода (O) обычно равна \(-2\).

  Пусть степень окисления фосфора (P) будет \(x\).

  Составим уравнение:

  \[x \cdot 2 + (-2) \cdot 3 = 0\] \[2x - 6 = 0\] \[2x = 6\] \[x = +3\]

  Степень окисления фосфора в P₂O₃: \(+3\).

• H₃PO₄ (ортофосфорная кислота):

  Степень окисления водорода (H) обычно равна \(+1\).

  Степень окисления кислорода (O) обычно равна \(-2\).

  Пусть степень окисления фосфора (P) будет \(x\).

  Составим уравнение:

  \[(+1) \cdot 3 + x \cdot 1 + (-2) \cdot 4 = 0\] \[3 + x - 8 = 0\] \[x - 5 = 0\] \[x = +5\]

  Степень окисления фосфора в H₃PO₄: \(+5\).

Сравнивая полученные значения (-3, 0, +3, +5), мы видим, что низшая степень окисления фосфора \(-3\) наблюдается в фосфине (PH₃).

Ответ: PH₃