Какие свойства проявляют оксиды неметаллов
Атомы неметаллов, а также простые вещества, образованные неметаллами, могут проявлять, как окислительные, так и восстановительные свойства – всё зависит от того, с какими веществами неметаллы вступают в реакцию.
Окислительные свойства неметаллов проявляются при их взаимодействии:
- с металлами:
- Подгруппа углерода (IV):
- Общая схема реакций:
Me+C → карбиды;
Me+Si → силициды - Примеры:
4Al0+3C0=Al4+3C3-4
- Общая схема реакций:
- Подгруппа азота (V):
- Общая схема реакций:
Me+N → нитриды;
Me+P → фосфиды - Примеры:
2Al0+N20=2Al+3N-3
- Общая схема реакций:
- Халькогены(VI):
- Общая схема реакций:
Me+O2 → оксиды;
Me+S → сульфиды
Me+Se → селениды;
Me+Te → теллуриды - Примеры:
4Al0+3O20=2Al2+3O3-2
- Общая схема реакций:
- Галогены (VII):
- Общая схема реакций:
Me+F2 → фториды;
Me+Cl2 → хлориды
Me+Br2 → бромиды;
Me+I2 → йодиды - Примеры:
2Al0+3F20=2Al+3F3-1
- Общая схема реакций:
- Подгруппа углерода (IV):
- с водородом с образованием летучих водородных соединений:
H20+S0 ↔ H2+1S-2 – сероводород
H20+Cl20 ↔ 2H+1Cl-1 – хлороводород
3H20+N20 ↔ 2N-3H3+1 – аммиак - с другими неметаллами, у которых более низкая электроотрицательность (см. таблицу электроотрицательности) – фтор самый сильный окислитель из всех неметаллов, т.к. имеет самую высокую электроотрицательность:
2P0+5S0=P2+5S5-2
H20+F20=2H+1F-1 - с некоторыми сложными веществами:
- кислород при взаимодействии со сложными веществами выступает в роли окислителя:
C-4H4+2O20 → C+4O2-2+2H2O-2;
2S+4O2+O20 → 2S+6O3-2 - хлор окисляет хлорид железа (II в III):
2Fe+2Cl2-1+Cl20 = 2Fe+3Cl3-1 - хлор вытесняет йод в свободном виде из раствора йодида калия:
2K+1I-1+Cl20 = K+1Cl-1+I20 - реакция галогенирования метана:
C-4H4+Cl20 → C-2H3Cl-1+HCl-1
- кислород при взаимодействии со сложными веществами выступает в роли окислителя:
Восстановительные свойства неметаллов проявляются при их взаимодействии:
- по отношению к фтору все неметаллы проявляют восстановительные свойства;
- все неметаллы, кроме фтора, являются восстановителями при реакции с кислородом, образуя оксиды неметаллов:
S0+O20 → S+4O2-2
N20+O20 → 2N+2O-2
C0+O20 → C+4O2-2 - многие неметаллы выступают в роли восстановителя в реакциях со сложными веществами-окислителями:
H20+Cu+2O → Cu0+H2+1O
6P0+5KCl+5O3 → 5KCl-1+3P2+5O5
C0+4HN+5O3 → C+4O2↑+4N+4O2+2H2O
В некоторых реакциях один и тот же неметалл выступает и в роли окислителя, и в роли восстановителя – такие реакции носят название диспропорционирования:
- Cl20+H2O ↔ HCl-1+HCl+1O
- 3S0+6NaOH = 2Na2S-2+Na2S+4O3+3H2O
- 3Cl20+6KOH = 5KCl-1+KCl+5O3+3H2O
Оксиды неметаллов
- несолеобразующие оксиды: SiO, N2O, NO, CO;
- солеобразующие оксиды (кислотные оксиды) – все остальные оксиды неметаллов:
- газы: SO2, CO2, NO2 и др.;
- жидкости: SO3, N2O3 и др.;
- твердые в-ва: P2O5, SiO2 (единственный расвторимый в воде кислотный оксид).
Кислотные оксиды являются ангидридами кислот, например, P2O5 является ангидридом кислоты H3PO4.
При растворении в воде кислотных оксидов образуются гидроксиды, являющиеся кислотами:
N2+5O5+H2O = 2HN+5O3
В случае, если неметалл образует несколько кислородсодержащих кислот, то с увеличением степени окисления неметалла увеличивается и сила кислоты:
H2S+4O3
H2S+6O4
Вторая кислота более сильная
Водородные соединения неметаллов
| Группы | IV | V | VI | VII |
|---|---|---|---|---|
| Общие формулы водородных соед-й | ЭН4 | ЭН3 | ЭН2 | ЭН |
| 2 период | CH4 метан | NH3 аммиак | H2O вода | HF фторо- водород |
| 3 период | SiH4 силан | PH3 фосфин | H2S серо- водород | HCl хлоро- водород |
| 4 период | AsH3 арсин | H2Se селено- водород | HBr бромо- водород | |
| 5 период | H2Te теллуро- водород | HI йодо- водород |
Все водородные соединения неметаллов образованы ковалентными связями, имеют молекулярное строение и являются газами при н.у. (за исключением воды).
Кислотные свойства водородных соединений, образованных неметаллами, в одном периоде увеличиваются с возрастанием группы неметалла (HCl более сильная кислота, чем PH3). Это обстоятельство объясняется увеличением полярности связи неметалл-водород.
Если брать кислотно-основные свойства в группах, то, кислотные свойства будут увеличиваться с увеличением периода – HF является самой слабой кислотой в VII группе, а HI – самой сильной. Это обстоятельство объясняется снижением прочности связи неметалл-водород по причине ее удлинения.
В заключение осталось сказать как ведут себя водородные соединения неметаллов в реакциях с водой:
- Метан и силан плохо растворяются в воде;
- Аммиак и фосфин, взаимодействуя с водой, образуют гидроксид аммония и гидроксид фосфония, являющиеся слабыми основаниями;
- Сероводород, селеноводород, теллуроводород и все галогеноводороды (от фтороводорода до йодоводорода) – образуют кислоты той же формулы, что и сами водородные соединения.
И последнее – водородные соединения неметаллов в окислительно-восстановительных реакциях всегда являются восстановителями, поскольку здесь неметаллы имеют низшую степень окисления.
См. далее: Физические свойства неметаллов.
Источник
Химия, 11 класс
Урок № 15. Свойства оксидов неметаллов. Свойства серной и азотной кислот. Водородные соединения неметаллов
Перечень вопросов, рассматриваемых в теме: урок посвящён изучению соединений неметаллов: оксидам неметаллов, кислородсодержащим кислотам и водородным соединениям неметаллов.
Глоссарий
Азотная кислота – HNO3 – представляет собой бесцветную «дымящуюся» на воздухе жидкость. Приобретает на воздухе желтоватый цвет из-за разложения на двуокись азота.
Аммиак – NH3 – бинарное химическое соединение азота с водородом, бесцветный токсичный газ с резким характерным запахом, 10%-ный раствор аммиака используют в медицине, называют нашатырным спиртом.
Высшие оксиды – оксиды, в которых элементы проявляют свою наибольшую валентность
Метан – CH4 – бинарное химическое соединение водорода и углерода. Бесцветный газ без запаха, основной компонент природного газа.
Серная кислота – H2SO4 – сильная двухосновная кислота. При обычных условиях концентрированная серная кислота — тяжёлая маслянистая жидкость без цвета и запаха. В технике серной кислотой называют её смеси как с водой, так и с серным ангидридом SO3. Если молярное отношение SO3 : H2O < 1, то это водный раствор серной кислоты, если > 1 — раствор SO3 в серной кислоте (олеум). Мировое производство серной кислоты около 200 млн тонн в год. Самый крупный потребитель серной кислоты — производство минеральных удобрений.
Сернистый газ – SO2 – оксид серы IV. В нормальных условиях представляет собой бесцветный газ с характерным резким запахом (запах загорающейся спички). Токсичен. Один из основных компонентов вулканических газов.
Серный газ – SO3 – оксид серы VI. В обычных условиях легколетучая бесцветная жидкость с удушающим запахом. Весьма токсичен. При температурах ниже 16,9 °C застывает с образованием смеси различных кристаллических модификаций твёрдого SO3.
Сероводород – SH2 – бинарное химическое соединение водорода и серы. Бесцветный газ со сладковатым вкусом, обеспечивающий запах протухших куриных яиц.
Силан – SiH4 – бинарное химическое соединение водорода и кремния. Бесцветный газ с неприятным запахом.
Угарный газ – CO – монооксид углерода, оксид углерода II, бесцветный чрезвычайно токсичный газ без вкуса и запаха. Горюч. Так называемый «запах угарного газа» на самом деле представляет собой запах органических примесей. Токсическое действие оксида углерода(II) обусловлено образованием карбоксигемоглобина — значительно более прочного карбонильного комплекса с гемоглобином, по сравнению с комплексом гемоглобина с кислородом.
Углекислый газ – CO2 – диоксид углерода, оксид углерода IV, бесцветный газ, почти без запаха, но в больших концентрациях приобретает кисловатый запах, знакомый нам по газировке. Является одним из парниковых газов.
Фосфин – PH3 – бинарное химическое соединение водорода и фосфора. Бесцветный ядовитый газ без запаха, однако примеси могут дать ему запах тухлой рыбы.
Основная литература: Рудзитис, Г. Е., Фельдман, Ф. Г. Химия. 10 класс. Базовый уровень; учебник/ Г. Е. Рудзитис, Ф. Г, Фельдман – М.: Просвещение, 2018. – 224 с.
Дополнительная литература:
1. Рябов, М.А. Сборник задач, упражнений и тестов по химии. К учебникам Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман «Химия. 10 класс» и «Химия. 11 класс»: учебное пособие / М.А. Рябов. – М.: Экзамен. – 2013. – 256 с.
2. Рудзитис, Г.Е. Химия. 10 класс : учебное пособие для общеобразовательных организаций. Углублённый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М. : Просвещение. – 2018. – 352 с.
Открытые электронные ресурсы:
- Единое окно доступа к информационным ресурсам [Электронный ресурс]. М. 2005 – 2018. URL: https://window.edu.ru/ (дата обращения: 01.06.2018).
ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ
Соединения неметаллов с кислородом и водородом
Неметаллы (углерод, кислород, азот, сера, галогены) могут образовывать соединения как с кислородом (оксиды), так и с водородом. Водородные соединения являются газами или жидкостями, например, вода, аммиак, сероводород, соляная кислота. Оксиды могут быть газами (углекислый или сернистый газ), жидкостями (оксид хлора(VI) и (VIII)) или твёрдыми телами (оксид фосфора(V)).
Оксиды неметаллов
Типичными примерами оксидов неметаллов являются:
Сернистый газ (SO2), серный газ (SO3), угарный газ (CO), углекислый газ (CO2), оксид фосфора V (P2O5), оксид азота I (NO), оксид азота II (NO2).
Оксиды неметаллов подразделяют на две группы – несолеобразующие (SiO, N2O, NO, CO, S2O, H2O) и солеобразующие (остальные).
Несолеобразующих оксидов немного, их обыкновенно образуют одновалентные и двухвалентные неметаллы.
Солеобразующие оксиды неметаллов при взаимодействии с водой дают соответствующую им кислоту. Исключение составляет оксид кремния IV, который нерастворим в воде. Соответствующую ему кремниевую кислоту получают косвенным путём – взаимодействием растворимых силикатов щелочных металлов с кислотами.
Высшие оксиды – это оксиды, в которых неметалл проявляет степень окисления, равную номеру группы.
Кислотные свойства оксидов. В пределах одного периода с увеличением номера группы наблюдается увеличение кислотных свойств высших оксидов и соответствующих им кислот. Например, для неметаллов третьего периода, кремниевая кислота является слабой, а хлорная кислота является одной из самых сильных.
Такая закономерность вытекает из периодического закона Менделеева. В периоде радиус атома неметалла уменьшается с увеличением номера группы, а заряд неметалла при этом увеличивается. Поэтому при движении по периоду слева направо связь между неметаллом и кислородом упрочняется, а связь неметалл-водород ослабевает, что даёт увеличение диссоциации кислоты.
В пределах одной главной подгруппы происходит ослабление кислотных свойств оксидов и кислот с увеличением номера периода.
Соединения неметаллов с водородом
Кроме соединений с кислородом, неметаллы образуют соединения с водородом. Например, метан (CH4), аммиак (NH3), вода (H2O), плавиковая кислота (HF), соляная кислота (HCl). Эти соединения представляют собой газы или жидкости.
В периодах слева направо кислотные свойства водородных соединений неметаллов в водных растворах усиливаются. Это связано с тем, что в этом направлении у атомов элементов увеличивается заряд ядра и уменьшается радиус.
В группах сверху вниз, по мере увеличения атомного радиуса, отрицательно заряженные анионы неметаллов всё слабее притягивают положительно заряженные ионы водорода. Таким образом, отщепление ионов водорода происходит проще и кислотность увеличивается.
Кислородосодержащие кислоты
Некоторые из рассматриваемых соединений при взаимодействии с водой образуют кислородосодержащие кислоты, такие как серная, азотная, фосфорная кислоты.
Азотная кислота также относится к кислородосодержащим кислотам, но не образуется при растворении соответствующих оксидов в воде. Для синтеза этой кислоты требуется более сложный процесс: смесь оксидов азота реагируют с водой с поглощением кислорода.
ПРИМЕРЫ И РАЗБОР РЕШЕНИЙ ЗАДАЧ ТРЕНИРОВОЧНОГО МОДУЛЯ
- Решение задачи на определение участников реакции.
Условие задания:
Оксид с формулой XO2 прореагировал с 14 г CaO (оксид неметалла был взят в избытке), при этом образовалось 30 г соли CaXO3.
1) Укажите порядковый номер элемента X.
2) Какая масса (в граммах) оксида неметалла прореагировала?
3) Укажите степень окисления неметалла в оксиде XO2 (без знака)
4) Укажите максимальную степень окисления элемента X (без знака)
Шаг первый:
Составим уравнение реакции оксида неметалла с основным оксидом:
XO2 + CaO → CaXO3
Стехиометрическое соотношение CaO к CaXO3 – 1:1
Шаг второй:
Определим количество вещества CaO: M(CaO) = 56 г/моль. Количество вещества n = m/M. n(CaO) = 14/56 = 0,25 моль.
Шаг третий
Определим молярную массу элемента X. Поскольку стехиометрическое соотношение CaO к CaXO3 – 1:1, то n(CaXO3) = 0,25 моль. Определим молярную массу соединения CaXO3. M = m/n. M(CaXO3) = 30/0,25 = 120 г/моль. Молярная масса CaXO3 слладывается из атомарных масс образующих соединение элементов. Получаем уравнение:
M(Ca) + M(X) + 3*M(O) = 120
40 + M(X) + 48 = 120
M(X) = 32 г/моль
Шаг четвёртый
Определяем элемент X. Находим в таблице Менделеева элемент с молярной массой 32 г/моль. Это сера, элемент с порядковым номером 16.
Шаг пятый
Определяем массу прореагировавшего XO2. Исходя из материального баланса:
m(XO2) + m(CaO) = m(CaXO3)
m(CaO) и m(CaXO3) известны из условия задачи. Определяем m(XO2).
m(XO2) = 30 – 14 = 16 г.
Шаг шестой
Определеяем степень окисления неметалла в оксиде XO2 (без знака). Степень окисления кислорода в оксидах = -2. Значит, степень окисления X = +4. Без знака: 4.
Шаг седьмой
Определяем максимальную степень окисления элемента X (без знака). Мы определили, что элемент X – это сера. Максимальную степень окисления элементы проявляют в высших оксидах. Высший оксид для серы это SO3. Степень окисления серы в нём = +6. Без знака: 6.
Ответ:
Порядковый номер элемента X – 16. Это сера.
m(XO2) = 16 г. Степень окисления неметалла в оксиде XO2 (без знака): 4. Максимальную степень окисления элемента X (без знака): 6.
- Решение задачи на установление соответствия между оксидами неметаллов и соответствующим им кислотам.
Условие задания:
Соедините между собой оксиды неметаллов и кислородсодержащие кислоты, соответствующие им.
Шаг первый:
Определим среди предложенных соединений оксиды неметаллов. Это Cl2O, SO2, SO3, CO2. Остальные соединения не являются оксидами.
Шаг второй:
Определим соответствующие им кислоты. Такие кислоты получаются при взаимодействии оксидов с водой:
Cl2O + H2O → 2 HClO
SO2 + H2O → H2SO3
SO3 + H2O → H2SO3
CO2 + H2O → H2CO3
Шаг четвёртый:
Соединяем между собой оксиды неметаллов и кислородсодержащие кислоты, соответствующие им.
Ответ:
Источник
Оксиды неметаллов и кислородсодержащие кислоты.
Водородные соединения неметаллов. Общая характеристика подгруппы галогенов.
Здравствуйте, ребята.
Сегодня на уроке нам потребуется рабочая тетрадь, учебник, письменные принадлежности.
На уроке вы познакомитесь со свойствами оксидов неметаллов и водородных соединений.
Научитесь писать уравнения химических реакций неметаллов как окислителей , так и восстановителей.
Вспомните закономерность изменения свойств соединений неметаллов в периоде и группе.
На уроке нам понадобятся тетрадь рабочая и учебник.
Шаг 1. Ознакомьтесь с теорией по оксидам неметаллов и водородным соединениям неметаллов, свойствами галогенов. В тетради запишите дату и тему урока. Сделайте краткий конспект.
Оксиды неметаллов и кислородсодержащие кислоты
Оксиды неметаллов и кислородсодержащие кислоты
ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ
Соединения неметаллов с кислородом и водородом
Неметаллы (углерод, кислород, азот, сера, галогены) могут образовывать соединения как с кислородом (оксиды), так и с водородом. Водородные соединения являются газами или жидкостями, например, вода, аммиак, сероводород, соляная кислота. Оксиды могут быть газами (углекислый или сернистый газ), жидкостями (оксид хлора(VI) и (VIII)) или твёрдыми телами (оксид фосфора(V)).
Оксиды неметаллов
Типичными примерами оксидов неметаллов являются:
Сернистый газ (SO2), серный газ (SO3), угарный газ (CO), углекислый газ (CO2), оксид фосфора V (P2O5), оксид азота I (NO), оксид азота II (NO2).
Оксиды неметаллов подразделяют на две группы – несолеобразующие (SiO, N2O, NO, CO, S2O, H2O) и солеобразующие (остальные).
Несолеобразующих оксидов немного, их обыкновенно образуют одновалентные и двухвалентные неметаллы.
Солеобразующие оксиды неметаллов при взаимодействии с водой дают соответствующую им кислоту. Исключение составляет оксид кремния IV, который нерастворим в воде. Соответствующую ему кремниевую кислоту получают косвенным путём – взаимодействием растворимых силикатов щелочных металлов с кислотами.
Высшие оксиды – это оксиды, в которых неметалл проявляет степень окисления, равную номеру группы.
Кислотные свойства оксидов. В пределах одного периода с увеличением номера группы наблюдается увеличение кислотных свойств высших оксидов и соответствующих им кислот. Например, для неметаллов третьего периода, кремниевая кислота является слабой, а хлорная кислота является одной из самых сильных.
Такая закономерность вытекает из периодического закона Менделеева. В периоде радиус атома неметалла уменьшается с увеличением номера группы, а заряд неметалла при этом увеличивается. Поэтому при движении по периоду слева направо связь между неметаллом и кислородом упрочняется, а связь неметалл-водород ослабевает, что даёт увеличение диссоциации кислоты.
В пределах одной главной подгруппы происходит ослабление кислотных свойств оксидов и кислот с увеличением номера периода.
Водородные соединения неметаллов
Водородные соединения неметаллов
Кроме соединений с кислородом, неметаллы образуют соединения с водородом. Например, метан (CH4), аммиак (NH3), вода (H2O), плавиковая кислота (HF), соляная кислота (HCl). Эти соединения представляют собой газы или жидкости.
В периодах слева направо кислотные свойства водородных соединений неметаллов в водных растворах усиливаются. Это связано с тем, что в этом направлении у атомов элементов увеличивается заряд ядра и уменьшается радиус.
В группах сверху вниз, по мере увеличения атомного радиуса, отрицательно заряженные анионы неметаллов всё слабее притягивают положительно заряженные ионы водорода. Таким образом, отщепление ионов водорода происходит проще и кислотность увеличивается.
Шаг 2. Выполнить упражнение. Сделайте это обязательно. Нажмите на ссылку.
Шаг 3. Сдаем зачет по теме :“Электролиз” Киселев М., Миннебаев А., Минуллина К., Слепцова К. Соколова А. Выполняем задание 22 из РЕШУ ЕГЭ, химия, № 4 и 7 с написанием уравнений.
По теме”Реакции ионного обмена” Герасимов Е., Киселев М.,Миннебаев А., Минуллика К., Слепцова., Назарова П.,Суханов Я, Чикин Д.. Пишем РИО между:
гидроксидом алюминия и соляной кислотой;
гидроксидом алия и фосфорной кислотой;
Фторидом натрия и азотной кислотой.
Фото зачетных работ присылаем сегодня до 15.00 на почту simba20026@gmail.com
Больше исправлений не будет.
Домашняя работа: изучить п 31.32
Химиков жду сегодня на видеоконференции в 19.00 с решенным 15 вариантом.
До свидания.
Источник
Химия, 11 класс
Урок № 15. Свойства оксидов неметаллов. Свойства серной и азотной кислот. Водородные соединения неметаллов
Перечень вопросов, рассматриваемых в теме: урок посвящён изучению соединений неметаллов: оксидам неметаллов, кислородсодержащим кислотам и водородным соединениям неметаллов.
Глоссарий
Азотная кислота – HNO3 – представляет собой бесцветную «дымящуюся» на воздухе жидкость. Приобретает на воздухе желтоватый цвет из-за разложения на двуокись азота.
Аммиак – NH3 – бинарное химическое соединение азота с водородом, бесцветный токсичный газ с резким характерным запахом, 10%-ный раствор аммиака используют в медицине, называют нашатырным спиртом.
Высшие оксиды – оксиды, в которых элементы проявляют свою наибольшую валентность
Метан – CH4 – бинарное химическое соединение водорода и углерода. Бесцветный газ без запаха, основной компонент природного газа.
Серная кислота – H2SO4 – сильная двухосновная кислота. При обычных условиях концентрированная серная кислота — тяжёлая маслянистая жидкость без цвета и запаха. В технике серной кислотой называют её смеси как с водой, так и с серным ангидридом SO3. Если молярное отношение SO3 : H2O < 1, то это водный раствор серной кислоты, если > 1 — раствор SO3 в серной кислоте (олеум). Мировое производство серной кислоты около 200 млн тонн в год. Самый крупный потребитель серной кислоты — производство минеральных удобрений.
Сернистый газ – SO2 – оксид серы IV. В нормальных условиях представляет собой бесцветный газ с характерным резким запахом (запах загорающейся спички). Токсичен. Один из основных компонентов вулканических газов.
Серный газ – SO3 – оксид серы VI. В обычных условиях легколетучая бесцветная жидкость с удушающим запахом. Весьма токсичен. При температурах ниже 16,9 °C застывает с образованием смеси различных кристаллических модификаций твёрдого SO3.
Сероводород – SH2 – бинарное химическое соединение водорода и серы. Бесцветный газ со сладковатым вкусом, обеспечивающий запах протухших куриных яиц.
Силан – SiH4 – бинарное химическое соединение водорода и кремния. Бесцветный газ с неприятным запахом.
Угарный газ – CO – монооксид углерода, оксид углерода II, бесцветный чрезвычайно токсичный газ без вкуса и запаха. Горюч. Так называемый «запах угарного газа» на самом деле представляет собой запах органических примесей. Токсическое действие оксида углерода(II) обусловлено образованием карбоксигемоглобина — значительно более прочного карбонильного комплекса с гемоглобином, по сравнению с комплексом гемоглобина с кислородом.
Углекислый газ – CO2 – диоксид углерода, оксид углерода IV, бесцветный газ, почти без запаха, но в больших концентрациях приобретает кисловатый запах, знакомый нам по газировке. Является одним из парниковых газов.
Фосфин – PH3 – бинарное химическое соединение водорода и фосфора. Бесцветный ядовитый газ без запаха, однако примеси могут дать ему запах тухлой рыбы.
Основная литература: Рудзитис, Г. Е., Фельдман, Ф. Г. Химия. 10 класс. Базовый уровень; учебник/ Г. Е. Рудзитис, Ф. Г, Фельдман – М.: Просвещение, 2018. – 224 с.
Дополнительная литература:
1. Рябов, М.А. Сборник задач, упражнений и тестов по химии. К учебникам Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман «Химия. 10 класс» и «Химия. 11 класс»: учебное пособие / М.А. Рябов. – М.: Экзамен. – 2013. – 256 с.
2. Рудзитис, Г.Е. Химия. 10 класс : учебное пособие для общеобразовательных организаций. Углублённый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М. : Просвещение. – 2018. – 352 с.
Открытые электронные ресурсы:
- Единое окно доступа к информационным ресурсам [Электронный ресурс]. М. 2005 – 2018. URL: https://window.edu.ru/ (дата обращения: 01.06.2018).
ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ
Соединения неметаллов с кислородом и водородом
Неметаллы (углерод, кислород, азот, сера, галогены) могут образовывать соединения как с кислородом (оксиды), так и с водородом. Водородные соединения являются газами или жидкостями, например, вода, аммиак, сероводород, соляная кислота. Оксиды могут быть газами (углекислый или сернистый газ), жидкостями (оксид хлора(VI) и (VIII)) или твёрдыми телами (оксид фосфора(V)).
Оксиды неметаллов
Типичными примерами оксидов неметаллов являются:
Сернистый газ (SO2), серный газ (SO3), угарный газ (CO), углекислый газ (CO2), оксид фосфора V (P2O5), оксид азота I (NO), оксид азота II (NO2).
Оксиды неметаллов подразделяют на две группы – несолеобразующие (SiO, N2O, NO, CO, S2O, H2O) и солеобразующие (остальные).
Несолеобразующих оксидов немного, их обыкновенно образуют одновалентные и двухвалентные неметаллы.
Солеобразующие оксиды неметаллов при взаимодействии с водой дают соответствующую им кислоту. Исключение составляет оксид кремния IV, который нерастворим в воде. Соответствующую ему кремниевую кислоту получают косвенным путём – взаимодействием растворимых силикатов щелочных металлов с кислотами.
Высшие оксиды – это оксиды, в которых неметалл проявляет степень окисления, равную номеру группы.
Кислотные свойства оксидов. В пределах одного периода с увеличением номера группы наблюдается увеличение кислотных свойств высших оксидов и соответствующих им кислот. Например, для неметаллов третьего периода, кремниевая кислота является слабой, а хлорная кислота является одной из самых сильных.
Такая закономерность вытекает из периодического закона Менделеева. В периоде радиус атома неметалла уменьшается с увеличением номера группы, а заряд неметалла при этом увеличивается. Поэтому при движении по периоду слева направо связь между неметаллом и кислородом упрочняется, а связь неметалл-водород ослабевает, что даёт увеличение диссоциации кислоты.
В пределах одной главной подгруппы происходит ослабление кислотных свойств оксидов и кислот с увеличением номера периода.
Соединения неметаллов с водородом
Кроме соединений с кислородом, неметаллы образуют соединения с водородом. Например, метан (CH4), аммиак (NH3), вода (H2O), плавиковая кислота (HF), соляная кислота (HCl). Эти соединения представляют собой газы или жидкости.
В периодах слева направо кислотные свойства водородных соединений неметаллов в водных растворах усиливаются. Это связано с тем, что в этом направлении у атомов элементов увеличивается заряд ядра и уменьшается радиус.
В группах сверху вниз, по мере увеличения атомного радиуса, отрицательно заряженные анионы неметаллов всё слабее притягивают положительно заряженные ионы водорода. Таким образом, отщепление ионов водорода происходит проще и кислотность увеличивается.
Кислородосодержащие кислоты
Некоторые из рассматриваемых соединений при взаимодействии с водой образуют кислородосодержащие кислоты, такие как серная, азотная, фосфорная кислоты.
Азотная кислота также относится к кислородосодержащим кислотам, но не образуется при растворении соответствующих оксидов в воде. Для синтеза этой кислоты требуется более сложный процесс: смесь оксидов азота реагируют с водой с поглощением кислорода.
ПРИМЕРЫ И РАЗБОР РЕШЕНИЙ ЗАДАЧ ТРЕНИРОВОЧНОГО МОДУЛЯ
- Решение задачи на определение участников реакции.
Условие задания:
Оксид с формулой XO2 прореагировал с 14 г CaO (оксид неметалла был взят в избытке), при этом образовалось 30 г соли CaXO3.
1) Укажите порядковый номер элемента X.
2) Какая масса (в граммах) оксида неметалла прореагировала?
3) Укажите степень окисления неметалла в оксиде XO2 (без знака)
4) Укажите максимальную степень окисления элемента X (без знака)
Шаг первый:
Составим уравнение реакции оксида неметалла с основным оксидом:
XO2 + CaO → CaXO3
Стехиометрическое соотношение CaO к CaXO3 – 1:1
Шаг второй:
Определим количество вещества CaO: M(CaO) = 56 г/моль. Количество вещества n = m/M. n(CaO) = 14/56 = 0,25 моль.
Шаг третий
Определим молярную массу элемента X. Поскольку стехиометрическое соотношение CaO к CaXO3 – 1:1, то n(CaXO3) = 0,25 моль. Определим молярную массу соединения CaXO3. M = m/n. M(CaXO3) = 30/0,25 = 120 г/моль. Молярная масса CaXO3 слладывается из атомарных масс образующих соединение элементов. Получаем уравнение:
M(Ca) + M(X) + 3*M(O) = 120
40 + M(X) + 48 = 120
M(X) = 32 г/моль
Шаг четвёртый
Определяем элемент X. Находим в таблице Менделеева элемент с молярной массой 32 г/моль. Это сера, элемент с порядковым номером 16.
Шаг пятый
Определяем массу прореагировавшего XO2. Исходя из материального баланса:
m(XO2) + m(CaO) = m(CaXO3)
m(CaO) и m(CaXO3) известны из условия задачи. Определяем m(XO2).
m(XO2) = 30 – 14 = 16 г.
Шаг шестой
Определеяем степень окисления неметалла в оксиде XO2 (без знака). Степень окисления кислорода в оксидах = -2. Значит, степень окисления X = +4. Без знака: 4.
Шаг седьмой
Определяем максимальную степень окисления элемента X (без знака). Мы определили, что элемент X – это сера. Максимальную степень окисления элементы проявляют в высших оксидах. Высший оксид для серы это SO3. Степень окисления серы в нём = +6. Без знака: 6.
Ответ:
Порядковый номер элемента X – 16. Это сера.
m(XO2) = 16 г. Степень окисления неметалла в оксиде XO2 (без знака): 4. Максимальную степень окисления элемента X (без знака): 6.
- Решение задачи на установление соответствия между оксидами неметаллов и соответствующим им кислотам.
Условие задания:
Соедините между собой оксиды неметаллов и кислородсодержащие кислоты, соответствующие им.
Шаг первый:
Определим среди предложенных соединений оксиды неметаллов. Это Cl2O, SO2, SO3, CO2. Остальные соединения не являются оксидами.
Шаг второй:
Определим соответствующие им кислоты. Такие кислоты получаются при взаимодействии оксидов с водой:
Cl2O + H2O → 2 HClO
SO2 + H2O → H2SO3
SO3 + H2O → H2SO3
CO2 + H2O → H2CO3
Шаг четвёртый:
Соединяем между собой оксиды неметаллов и кислородсодержащие кислоты, соответствующие им.
Ответ:
Источник