Условие задачи

Схеме превращения N-3 ⟶ N0 соответствует уравнение реакции1) 2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO42) 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O3) 4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O4) NH3 + HCl = NH4Cl

Решение

Дисциплина, которой относится данная задача, – это химия (особенно раздел неорганической химии, касающийся реакций окислительно-восстановительного характера).

Нам дано, что схема превращения N⁽⁻³⁾ ⟶ N⁰ означает, что азот переходит из степени окисления –3 в степень окисления 0. Рассмотрим по реакциям:

1) 2NH₃ + H₂SO₄ = (NH₄)₂SO₄
В реакционных соединениях азот в NH₃ имеет степень –3, а в NH₄⁺ тоже –3 (так как 4·(+1) + N = +1, откуда N = –3). Здесь изменение степени окисления отсутствует.

2) 4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O
В NH₃ азот имеет степень –3, а в NO – определим: кислород в NO имеет –2, следовательно, для нейтральной молекулы N + (–2) = 0 даёт N = +2. Здесь азот переходит из –3 в +2, что не соответствует схеме N⁽⁻³⁾ ⟶ N⁰.

3) 4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O
В NH₃ азот имеет степень –3, а в элементарном азоте N₂ степень окисления 0. Это именно то превращение, когда азот переходит из –3 в 0.

4) NH₃ + HCl = NH₄Cl
В этом случае азот в обоих случаях остаётся в виде NH₃ (–3) и NH₄⁺ (–3).

Таким образом, правильным уравнением, соответствующим схеме превращения N⁽⁻³⁾ ⟶ N⁰, является реакция 3:

4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O

Подробное решение:
1. Определяем степени окисления азота:
В NH₃: N = –3.
В N₂: поскольку молекула состоит из двух идентичных атомов и нейтральна, каждый атом N имеет степень 0.
2. Таким образом, реакция, в ходе которой азот переходит от –3 к 0, совпадает с реакцией получения азота как N₂.
3. Из списка реакций только уравнение 3 удовлетворяет этому условию, поскольку именно там азот из аммиака (N⁽⁻³⁾) окисляется до элементарного азота N₂ (N⁰).

Ответ: 4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O.