ПЕДАГАГІЧНАЯ СКАРБОНКА
Химия · 9 класс · § 27
Открываем, наблюдаем, объясняем

§ 27. Аммиак

Как неподелённая электронная пара объясняет щелочную среду и образование аммония?

Обучающая модель4 смысловых раздела10 вопросов
Главный вопрос

Как неподелённая электронная пара объясняет щелочную среду и образование аммония?

Исследуем вместе

Аммиак принимает протон

Переключай среду вокруг NH₃. Модель показывает неподелённую пару, появление четвёртой связи и источник щелочной среды.

Схема объясняет процесс; размеры, расстояния и цвета частиц условны. Это учебная модель, а не инструкция проведения опыта.

01

У азота остаётся неподелённая пара

Молекула NH₃ имеет форму треугольной пирамиды: атом N связан с тремя H и сохраняет неподелённую электронную пару. Связи N—H полярны, молекула в целом тоже полярна. Это помогает объяснить взаимодействие с водой.

Неподелённая пара может участвовать в присоединении H⁺ с образованием NH₄⁺. При этом возникает четвёртая связь N—H, а общая частица получает положительный заряд. Число атомов водорода меняется, поэтому NH₃ и NH₄⁺ нельзя смешивать.

NH₃

Три связи N—H и неподелённая пара

Присоединение H⁺

Пара участвует в новой связи

NH₄⁺

Четыре N—H и заряд +1

Молекула NH₃ имеет форму треугольной пирамиды: атом N связан с тремя H и сохраняет неподелённую электронную пару. Связи N—H полярны, молекула в целом тоже полярна.

02

Вода создаёт щелочную среду

Аммиак хорошо растворяется в воде и частично реагирует с ней: NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻. Образование OH⁻ объясняет щелочную среду. Большая часть растворённого аммиака при обычных условиях остаётся молекулярной.

Обозначение «NH₄OH» иногда используют условно, но оно не должно создавать представление о растворе устойчивых отдельных молекул такого основания. Обратимая запись с NH₃, H₂O и ионами точнее передаёт равновесие.

Равновесие

NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻

Причина среды

Появление OH⁻

Индикатор

Фенолфталеин окрашивается в достаточно щелочной среде

Аммиак хорошо растворяется в воде и частично реагирует с ней: NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻. Образование OH⁻ объясняет щелочную среду.

Модель молекулы аммиака NH₃

Три связи N—H и пирамидальная форма молекулы помогают объяснить её полярность и взаимодействие с водой.

Ben Mills · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.

Модель молекулы воды H₂O

В модели молекулы воды два атома H соединены с одним O; цвета и размеры условны.

Ben Mills · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.

03

Кислоты превращают аммиак в соли

При взаимодействии NH₃ с HCl образуется NH₄Cl. Сокращённая запись NH₃ + H⁺ → NH₄⁺ показывает перенос протона. Это кислотно-основное взаимодействие, в котором степень окисления азота остаётся −3.

Одна молекула NH₃ присоединяет один протон. Поэтому для полной нейтрализации H₂SO₄ до (NH₄)₂SO₄ нужны две молярные порции аммиака. Расчёт строится по числу переносимых H⁺, а не по внешнему сходству формул.

КислотаУравнениеСоотношение NH₃ : кислота
HClNH₃ + HCl → NH₄Cl1 : 1
HNO₃NH₃ + HNO₃ → NH₄NO₃1 : 1
H₂SO₄2NH₃ + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄2 : 1

При взаимодействии NH₃ с HCl образуется NH₄Cl. Сокращённая запись NH₃ + H⁺ → NH₄⁺ показывает перенос протона.

04

Синтез и окисление связывают темы

Промышленный синтез описывают N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃. Катализатор ускоряет процесс, а условия подбирают с учётом скорости и равновесия. Повышение давления при прочих равных благоприятствует стороне с меньшим числом газовых молекул — аммиаку.

Окисление NH₃ даёт разные продукты в зависимости от условий: без специального катализатора в школьной схеме N₂, при каталитическом окислении — NO. Последний путь служит началом производства азотной кислоты. Аммиак токсичен; модель рассматривает только химическую сущность.

Признак / объектЧто означаетПояснение
СинтезN₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃Получение аммиака
Горение4NH₃ + 3O₂ → 2N₂ + 6H₂OПродукт N₂
Каталитическое окисление4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂OПуть к HNO₃

Промышленный синтез описывают N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃. Катализатор ускоряет процесс, а условия подбирают с учётом скорости и равновесия.

Соберём главное

Шесть выводов

01Молекула NH₃ имеет форму треугольной пирамиды: атом N связан с тремя H и сохраняет неподелённую электронную пару. Связи N—H полярны, молекула в целом тоже полярна.
02Аммиак хорошо растворяется в воде и частично реагирует с ней: NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻. Образование OH⁻ объясняет щелочную среду.
03При взаимодействии NH₃ с HCl образуется NH₄Cl. Сокращённая запись NH₃ + H⁺ → NH₄⁺ показывает перенос протона.
04Промышленный синтез описывают N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃. Катализатор ускоряет процесс, а условия подбирают с учётом скорости и равновесия.
05Обозначение «NH₄OH» иногда используют условно, но оно не должно создавать представление о растворе устойчивых отдельных молекул такого основания. Обратимая запись с NH₃, H₂O и ионами точнее передаёт равновесие.
06Окисление NH₃ даёт разные продукты в зависимости от условий: без специального катализатора в школьной схеме N₂, при каталитическом окислении — NO. Последний путь служит началом производства азотной кислоты.
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
1. Форма молекулы NH₃?
2. Чем NH₃ присоединяет H⁺?
3. Продукт NH₃ + H⁺?
4. Почему раствор NH₃ щелочной?
5. Корректное равновесие с водой?
6. Сколько NH₃ нужно на H₂SO₄ для (NH₄)₂SO₄?
7. Что даёт NH₃ с HCl?
8. Как изотермическое сжатие газовой смеси влияет на равновесие синтеза NH₃?
9. Что даёт каталитическое окисление NH₃ в схеме получения кислоты?
10. Меняется ли степень N при NH₃ + H⁺ → NH₄⁺?

Учебный источник и иллюстрации

Основа: предоставленный учебник «Химия, 9 класс», § 27. Материал переработан для объяснения; источник: 9 класс. Химия — § 27. Аммиак.pdf. Научные уточнения учитывают различие молекулярного и немолекулярного строения и границы учебных моделей.

Иллюстрации загружаются непосредственно с Wikimedia Commons; авторы и лицензии указаны под изображениями. Схемы и обучающие модели созданы для этого конспекта.

Royal Society of Chemistry: данные о химических элементах
↑

Загрузка прогресса…