2. Природные источники углеводородов: нефть, природный газ и их практическое использование.

Рассмотрев состав природного газа, необходимо выделить главную задачу его переработки - превращение предельных углеводородов в более активные непредельные, которые используют для разнообразных химических синтезов. Можно даже предложить схему:

Будет хорошо, если эту схему проиллюстрировать несколькими уравнениями химических реакций, например:

При характеристике крекинга нефти важно привести уравнения химических реакций, например:

а также подчеркнуть преимущество каталитического крекинга по сравнению с термическим - лучшее качество бензинов.

Билет № 10

1. Неметаллы, их положение в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева, строение их атомов. Окислительно - восстановительные свойства неметаллов на примере элементов подгруппы кислорода

В таблице периодической системы химических элементов они в основном находиться в главных подгруппах VI, V, IV групп, бор принадлежит III группе.

К неметаллам также относятся и особое семейство инертных элементов VIII группы. В виде простых веществ они называются газами, состоят из одиночных атомов, находятся в воздухе (около 1% по объему).

В соответствии с периодическим законом в периоде от элемента к элементу неметаллические свойства элементов усиливаются; в группе же по мере увеличения порядкового номера атомов наблюдается ослабление неметаллических свойств элементов. В связи с этим от периода к периоду число неметаллов сокращается. Эта закономерность объясняется тем, что радиус атома увеличивается, внешние электроны становиться более свободными, что в значительной мере и определяет, будет элемент металлом или нет. Например, во втором периоде имеется шесть элементов-неметаллов; в состав третьего периода входит уже пять таких элементов.

На внешнем электронном слое у неметаллов находиться от трех до восьми электронов. Например, у бора на внешнем электроном слое находиться три электрона: ₅B 2, 3 (1s²2s²2p¹); у углерода - четыре: ₆C 2, 4 (1s²2s²2p²), и так от группы к группе число внешних электронов увеличивается вплоть до восьми у неона ₁₀Ne 2, 8 (1s²2s²2p⁶).

Таким образом, номер группы равен числу электронов, находящихся на внешнем электроном слое. Это определяет и значение высшей степени окисления элементов. Так, у бора она равна +3, у углерода - +4 и т.д. В одном и том же периоде по мере увеличения порядковых (атомных) номеров увеличиваются заряды атомных ядер, число электронов во внешнем слое. Число электронных слоев в атомах остается постоянным, а радиус атомов уменьшается за счет притяжения электронов к ядрам, заряд которых возрастает.

Далее необходимо сравнить строение атомов неметаллов одной подгруппы, например подгруппы кислорода: ₈O 2, 6 (1s²2s²2p⁴), ₁₆S 2, 8, 6 (1s²2s²2p⁶3s²3p⁴).

Даже этого примера достаточно, чтобы сделать вывод о том, что у неметаллов одной и той же подгруппы по мере увеличения порядковых (атомных) номеров увеличивается заряды атомных ядер, число электронных слоев в атомах, радиус атома за счет увеличения числа электронных слоев; остается постоянным число электронов на внешнем слое атомов.

Усиление неметаллических свойств у элементов происходит закономерно в зависимости от способности атомов принимать электроны от других атомов. Таких возможностей больше у тех элементов, у которых= больше заряд атомного ядра, больше электронов во внешнем слое и меньше радиус атома.

Этот вывод можно подтвердить, показав изменение окислительно-восстановительных свойств простых веществ, образованных химическими элементами подгрупп кислорода.

В подгруппе по мере увеличения атомного номера происходит уменьшение электроотрицательной элементов.

Кислород и сера как простые вещества-окислители. Атомы этих элементов могут принимать два электрона от других атомов, при этом их внешний электронный слой будет завершенным, таким же, как у инертного газа неона Ne.

Нет (кроме фтора) более сильного окислителя, чем кислород. В качестве окислителя он выступает в реакциях с металлами, неметаллами и сложными веществами. Можно привести несколько примеров, иллюстрирующих сказанное:

Во всех приведенных реакциях степень окисления кислорода уменьшается от 0 до -2.

Сера тоже окислитель, но менее сильный, чем кислород. У нее электроотрицательность атомов существенно меньше, чем у кислорода, поэтому для этого элемента характерен больший разнос значений степеней окисления (-2, 0, +4, +6).

Степень окисления -2 сера имеет в соединениях с водородом и металлами. В реакциях с соответствующими простыми веществами сера выступает как окислитель:

В веществах, содержащих кислород, сера обычно проявляет степень окисления +4 или +6. например, SO₂; SO₃; Na₂SO₃; H₂SO₄.

Степень окисления +6 может только уменьшаться. Значит, все соединения, в которых степень окисления +6, будут окислителями, потому что понижение ее возможно лишь в том случае, если частицы принимают электроны. Это положение, лишь по своему желанию, ученик может рассмотреть на примере взаимодействия концентрированной серой кислоты с медью. Медь в ряду напряжений стоит после водорода, следовательно, водород не может принять электроны от меди. Эту роль выполняет S⁺⁶ в серной кислоте:

Cu⁰ - восстановительно, окисляется;

S⁺⁶ (из H₂SO₄) - окислитель, восстанавливается.

Вещества, в которых сера проявляет степени окисления +4 и 0, могут в зависимости от сореагента выполнять роль, как окислителя, так и восстановителя.

В реакциях с кислородом сера выступает в качестве восстановителя и повышает свою степень окисления. В результате горения серы на воздухе или в атмосфере кислорода образует оксид серы (IV): S + O₂ = SO₄. В этой реакции степень окисления серы увеличивается от 0 до +4. Получившееся вещество можно окислить до оксида серы (VI); . Эта реакция обратимая и каталитическая. Степень окисления серы повышается от +4 до +6.

Билет № 26