Билет № 5
1. Неметаллы: положение этих химических элементов в периодической системе, строение их атомов (на примере атомов хлора, кислорода, азота). Отличие физических свойств неметаллов от свойств металлов. Реакции неметаллов с простыми веществами: металлами, водородом, кислородом
Простые вещества — неметаллы образуют элементы главных подгрупп, расположенные в правой верхней части периодической системы (правее диагонали, соединяющей бор и астат).
Для их атомов характерно наличие на внешнем уровне 4-8 электронов. Так, у азота на внешнем уровне 5 электронов (соответствует номеру группы), у кислорода — 6, у хлора — 7 электронов.
Электроны в атомах этих элементов прочнее связаны с ядром, поэтому для неметаллов характерны такие физические свойства, как
- отсутствие электрической проводимости (исключение — графит),
- низкая, по сравнению с металлами, теплопроводность,
- хрупкость.
Химические свойства
В реакциях с металлами и водородом неметаллы являются окислителями.
- Например, порошок серы при нагревании реагирует с железными опилками с образованием сульфида железа:
Fe0 + S0 = Fe+2S−2 - При высокой температуре сера реагирует с водородом (например, если пропускать водород через расплавленную серу). Образуется газ с запахом тухлых яиц — сероводород:
H02 + S0 = H+12S−2
В реакциях с кислородом неметаллы являются восстановителями:
- S0 + O02 = S+4O−22 (при горении серы образуется оксид серы (IV), или серни́стый газ)
C0 + O02 = C+4O−22 (графит сгорает с образованием оксида углерода (IV), или углекислого газа)
Галогены не соединяются с кислородом напрямую, но можно получить их оксиды, в которых они проявляют положительную степень окисления, например, оксид хлора (VII) Cl2O7.
Фторид кислорода O+2F−12 — соединение, в котором кислород проявляет положительную степень окисления
2. Задача. Вычисление объема полученного газа, если известна масса исходного вещества.
Объем газов рассчитывается по формуле:
v = 22,4 л/моль • n,
где 22,4 — молярный объем, т. е. объем одного моля любого газа,
n — количество вещества (моль)
Пример:
Сколько литров водорода выделится при разложении электрическим током воды массой 72 г?
Решение:
- M (H2O) = 1 • 2 + 16 = 18 г/моль
- Находим количество вещества воды по условию задачи:
n = m / M = 72 г : 18 г/моль = 4 моль - Записываем над уравнением реакции имеющиеся данные, а под уравнением — число моль согласно уравнению (равно коэффициенту перед
веществом):
4 моль x моль
2H2O = 2H2↑ + O2↑
2 моль 2 моль - Составляем пропорцию:
4 моль — x моль
2 моль — 2 моль
(или с пояснением:
из 4 моль воды получится x моль водорода,
а из 2 моль — 2 моль) - Находим x:
x = 4 моль • 2 моль / 2 моль = 4 моль - Находим объем водорода:
v = 22,4 л/моль • 4 моль = 89,6 л
Ответ: 89,6 л.
Можно подставлять над и под уравнением непосредственно массу и объем веществ:
72 г x л
2H2O = 2H2↑ + O2↑
36 г 44,8 л
В этом случае нужно следить, чтобы друг под другом располагались одинаковые единицы измерения — граммы под граммами, литры под литрами.