Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Химия (Для студентов-иностранцев). Учебное пособие
.pdf
7.4. Химические свойства неметаллов
Химические элементы-неметаллы могут проявлять как
окислительные, так и восстановительные свойства в зависимости
от химического превращения, в котором они принимают участие.
При взаимодействии с металлами неметаллы проявляют
окислительные свойства и при этом образуются оксиды, пероксиды, нитриды, гидриды, соли бескислородных кислот:
2Na + Cl2 = 2NaCl; Fe + S = FeS;
6Li + N2 = 2Li3N; 2Ca + O2 = 2CaO.
В реакциях неметаллов между собой более электроотрицательный неметалл проявляет свойства окислителя, менее электроотрицательный - свойства восстановителя:
S + 3F2 = SF6; C + 2Cl2 = CCl4.
При взаимодействии с водородом большинство неметаллов
проявляют окислительные свойства, образуя летучие водородные
соединения – ковалентные гидриды:
3H2 + N2 = 2NH3; H2 + Br2 = 2HBr.
Следует помнить, что такие неметаллы, как кремний, фосфор, бор с водородом непосредственно не реагируют.
Взаимодействуя с кислородом все неметаллы, кроме фтора,
проявляют восстановительные свойства:
S + O2 = SO2; 4P + 5O2 = 2P2O5.
В реакциях с кислородом фтор является окислителем, а кислород – восстановителем: 2F2 + O2 = 2F2O.
Неметаллы реагируют со сложными веществами, например,
с водой в обычных условиях взаимодействуют только галогены:
2F2 + 2Н2O = 4HF + O2.
Существуют и такие реакции, в которых один и тот же
неметалл является одновременно и окислителем и восстановителем:
Cl2 + H2О = HCl + HClO.
Многие неметаллы могут реагировать при высоких температурах с оксидами других неметаллов, восстанавливая их до
простых веществ. Неметаллы, стоящие в ряду электроотрицательности левее серы, могут взаимодействовать и с оксидами металлов, восстанавливая металлы до простых веществ:
ZnO + C = Zn + CO; CuO + H2 = Cu + H2O.
181
Многие неметаллы выступают в роли восстановителей в
реакциях со сложными веществами-окислителями:
S + 6HNO3 = H2SO4 + 6NO2 + 2H2O.
Галогены (кроме фтора) вступают в реакции замещения с
растворами солей галогеноводородных кислот: более активный
галоген вытесняет из раствора соли менее активный галоген:
2NaBr + Cl2 = 2NаСl + Br2; 2КI + Br2 = 2КВr + I2.
Многообразие неметаллов породило многообразие способов их получения. Так, водород получают как лабораторными
способами, например, взаимодействием металлов с кислотами,
так и промышленными способами, например, конверсией метана:
Zn +2HCl = ZnCl2 + H2↑;
CH4 + H2O = CO + 3H2 ↑ (температура 900оС).
Получение галогенов осуществляют в основном путем
окисления галогеноводородных кислот:
MnO2 +4HCl = MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O;
K2Cr2O7 +14HCl = 3Cl2↑ + 2KCl +2CrCl3 +7H2O;
2KMnO4 +16HCl = 2 MnCl2 +5Cl2↑ +8H2O+ 2KCl.
Для получения кислорода используют реакции термического разложения сложных веществ:
2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 +O2↑;
4K2Cr2O7 = 4K2CrO4 +2Cr2O3 +3O2↑.
Серу получают неполным окислением сероводорода или по
реакции Вакенродера:
H2S + O2 = 2S +2H2O; 2H2S + SO2 = 3S↓ +2H2O.
Для получения азота используют реакцию нитрита натрия с
хлоридом аммония: NaNO2 +NH4Cl = N2↑ + NaCl +2H2O.
Основной способ получения фосфора – из фосфата кальция:
Ca3(PO4)2 +3SiO2+5C = 3CaSiO3 +5CO +2P.
Неметаллы в жизни человека играют огромную роль, так как
без них невозможна жизнь не только человека, но и других живых
организмов. Ведь благодаря таким неметаллическим элементам,
как кислород, углерод, водород и азот, образуются аминокислоты,
из которых затем образуются белки, без чего не может существовать все живое на Земле.
182
Задачи и упражнения для самостоятельной работы
1. Смесь порошков железа и меди массой 10 г обработали
раствором НСl, при этом выделился газ объёмом 4,48 дм3. Определите массовую долю металлов в смеси.
2. К раствору, содержащему 27 г CuCl2, добавили 14 г железных опилок. Найдите массу меди, которая выделилась в результате реакции.
3. Какой объем хлороводорода можно получить из 30 дм
хлора, если объемы газов измерены при одинаковых условиях?
4. Какой объем оксида углерода (IV) при нормальных ус-
ловиях получится при разложении известняка (CaCO3) массой
400 г, содержащего 20 % примесей?
5. Напишите уравнения реакций, при помощи которых
можно осуществить превращения:
- H2S ← Li2S ← S → SO2 → SO3 → H2SO4;
- Mg3N2← NH3 ← N2 → NO → NO2 → HNO3.
6. Хлорид металла второй группы содержит 47,8 % металла. Определите металл.
7. Образец бинарного соединения натрия с элементом пятой группы содержит 4,14 г натрия и 4,5 г другого элемента.
Назовите это соединение.
8. При действии избытка воды на 1,38 г металла выделился
газ, занимающий при нормальных условиях объем 672 см3.
Определите металл.
9. Найдите массу соли, образующейся при сжигании 11,2 г
лития в 20 дм3 хлора (н.у.).
10. Даны: оксид серы (IV), кислород, хлорная вода, раствор
гидроксида калия (горячий). Напишите уравнения четырёх возможных реакций между всеми предложенными веществами, не
повторяя пары реагентов.
11. Магний массой 4,8 г растворили в 200 см3 раствора серной кислоты с массовой долей H2SO4 0,12 (ρ = 1,05 г/см3). Вычислите массовую долю сульфата магния в конечном растворе.
3
183
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Блинов, Л. Н. Химия: учебник / Л. Н. Блинов, И. Л. Перфилова,
Т. В. Соколова, Л. В. Юмашева. – Санкт-Петербург : Изд-во «Лань»,
2016. – 272 с. – Текст : непосредственный.
Егоров, А. С. Основы химии : учебник / А. С. Егоров,
В. А. Попков, Н. М. Иванченко. – Москва : Высш. шк., 2005. –
551 с. – Текст непосредственный.
Пресс, И. А. Основы общей химии : учебное пособие /
И. А. Пресс. – 2-е изд., перераб. – Санкт-Петербург : Лань, 2021. –
496 с. – Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная
система. — URL: https://e.lanbook.com/book/168436 (дата обращения: 30.06.2022). – Режим доступа: для авториз. пользователей.
Фадеев, Г. Н. Задачи и тесты для самоподготовки по химии:
учеб. пособие / Г. Н. Фадеев. – Москва : Бином. Лаб. Знаний,
2008. – 310 с. – Текст непосредственный.
184
ОГЛАВЛЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ ХИМИИ….. 3
1.1. Химия как наука. Вещества и их свойства.
Физические и химические явления………………...... 3
1.2. Атомно-молекулярное учение в химии. Химические
элементы. Относительная атомная масса…................ 6
1.3. Простые и сложные вещества.
Химические формулы……………………………….. 10
1.4. Закон постоянства состава. Валентность …………… 13
1.5. Количество вещества. Моль.
Молярная масса вещества…………………………… 18
1.6. Закон сохранения массы вещества.
Химические уравнения……………………………….. 21
1.7. Типы химических реакций………………………........ 23
1.8. Закон Авогадро. Молярный объем газов……………. 25
1.9. Расчеты по химическим формулам и уравнениям …. 29
Задачи и упражнения для самостоятельной работы …….. 34
ГЛАВА 2. ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН
И ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ
Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА. СТРОЕНИЕ АТОМА ……. 36
2.1. Химические элементы. Строение периодической
системы………………………………………………… 36
2.2. Строение атома. Изотопы……………………………... 41
2.3. Строение электронной оболочки атома…………........ 46
2.4. Электронные формулы атомов……………………….. 51
2.5. Графические электронные формулы. Основное
и возбужденное состояние атомов…………………... 56
2.6. Периодическая система элементов Д.И. Менделеева
и электронная теория строения атома ….…………. 58
2.7. Периодичность свойств элементов.
Энергия ионизации. Сродство к электрону …………. 64
Задачи и упражнения для самостоятельной работы ….. 68
185
ГЛАВА 3. ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ.
СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА ………………………….. 70
3.1. Химическая связь. Ковалентная связь ……………..... 70
3.2. Характеристики ковалентной связи ………………..... 74
3.3. Теория гибридизации атомных орбиталей ………….. 78
3.4. Полярность молекул. Электроотрицательность …...... 84
3.5. Ионная связь …………………………………………... 88
3.6. Валентность и степень окисления ………………........ 91
Задачи и упражнения для самостоятельной работы …….. 94
ГЛАВА 4. ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ
И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИХ ПРОТЕКАНИЯ ………………… 95
4.1. Классификация химических реакций ……………….. 95
4.2. Окислительно-восстановительные реакции ………… 97
4.3. Составление уравнений окислительно-восстано-
вительных реакций методом электронного баланса .. 101
4.4. Тепловой эффект химических реакций ……………… 103
4.5. Скорость химических реакций ………………………. 106
4.6. Необратимые и обратимые реакции.
Химическое равновесие ……………………………… 113
Задачи и упражнения для самостоятельной работы ……. 118
ГЛАВА 5. РАСТВОРЫ. ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ
ДИССОЦИАЦИИ ………………………………………………. 119
5.1. Понятие о растворах. Растворимость ………………... 119
5.2. Способы выражения состава раствора вещества …… 125
5.3. Электролиты, неэлектролиты. Теория
электролитической диссоциации …………………….. 131
5.4. Диссоциация кислот, оснований и солей в водных
растворах …………………………………………….. 134
5.5. Степень и константа диссоциации.
Ионные уравнения реакций ………………………….. 137
5.6. Диссоциация воды. Водородный показатель ……….. 142
5.7. Гидролиз солей ……………………………………….. 145
Задачи и упражнения для самостоятельной работы ……. 148
186
ГЛАВА 6. ОСНОВНЫЕ КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ
ВЕЩЕСТВ ………………………………………………………. 150
6.1. Оксиды ………………………………………………. 150
6.2. Основания …………………………………………… 154
6.3. Кислоты ……………………………………………… 158
6.4. Соли ………………………………………………….. 163
6.5. Генетическая связь между классами
неорганических соединений……………………….. 167
Задачи и упражнения для самостоятельной работы ….. 170
ГЛАВА 7. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТАЛЛОВ
И НЕМЕТАЛЛОВ ………………………………………………. 171
7.1. Физические свойства металлов …………………….. 171
7.2. Химические свойства металлов ……………………. 174
7.3. Физические свойства неметаллов ………………….. 178
7.4. Химические свойства неметаллов ………………….. 181
Задачи и упражнения для самостоятельной работы …... 183
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК …………………... 184
187
Учебное издание
ДАНИЛОВ Владимир Николаевич
НИФТАЛИЕВ Сабухи Ильич
ХИМИЯ
(Для студентов-иностранцев)
Подписано в печать 30.03. 2022. Формат 60х84 1/16.
Усл. печ. л. 10,9. Тираж 200 экз. Заказ С – 13.
ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий»
Отдел полиграфии ФГБОУ ВПО «ВГУИТ»
Адрес университета и отдела полиграфии:
(ФГБОУ ВО «ВГУИТ»)
394036, Воронеж, пр. Революции, 19
188
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]