рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

  • Раздел Химия
  •  / 
  • Химия. Полный справочник для подготовки к ЕГЭ

Реферат Курсовая Конспект

Химия. Полный справочник для подготовки к ЕГЭ

Химия. Полный справочник для подготовки к ЕГЭ - раздел Химия, Ростислав Александрович Лидин ...

Ростислав Александрович Лидин

Химия. Полный справочник для подготовки к ЕГЭ

 

 

Р. А. Лидин

Химия: Полный справочник для подготовки к ЕГЭ

 

Предисловие

 

Справочник включает весь теоретический материал школьного курса химии, необходимый для сдачи ЕГЭ, – итоговой аттестации учащихся. Этот материал распределен по 14 разделам, содержание которых соответствует темам, проверяемым на ЕГЭ, – четырем содержательным блокам: «Химический элемент», «Вещество», «Химическая реакция», «Познание и применение веществ и химических реакций». К каждому разделу даны тренировочные задания из частей А и В – с выбором ответа и кратким ответом. Раздел 15 полностью посвящен решению расчетных задач, включенных в экзаменационную часть С.

Тестовые задания составлены таким образом, что, отвечая на них, учащийся сможет более рационально повторить основные положения школьного курса химии.

В конце пособия приводятся ответы к тестам, которые помогут школьникам и абитуриентам проверить себя и восполнить имеющиеся пробелы.

Для удобства работы с данным справочником приведена таблица, где указано соответствие между тематикой экзамена и разделами книги.

Пособие адресовано старшим школьникам, абитуриентам и учителям.

 

 

 

Распространенные элементы. строение атомов. Электронные оболочки. Орбитали

Химический элемент – определенный вид атомов, обозначаемый названием и символом и характеризуемый порядковым номером и относительной атомной… В табл. 1 перечислены распространенные химические элементы, приведены символы,… Нулевая степень окисления элемента в его простом веществе (веществах) в таблице не указана.

Электроны заполняют орбитали, начиная с подуровня с меньшей энергией.

 

Последовательность нарастания энергии подуровней:

 

 

1s < 2c < 2p < 3s < 3p < 4s ≤ 3d < 4p < 5s ≤ 4d < 5p < 6s …

 

2) правило запрета (принцип Паули)

 

 

В каждой орбитали может разместиться не более двух электронов.

Один электрон на орбитали называется неспаренным, два электрона – электронной парой:  

Примеры заданий части А

 

1. Название,не относящееся к изотопам водорода, – это

1) дейтерий

2) оксоний

3) протий

4) тритий

 

2. Формула валентных подуровней атома металла – это

1) 4s24p4

2) 3d54s2

3) 2s22p1

4) 3s23p6

 

3. Число неспаренных электронов в основном состоянии атома железа равно

1) 2

2) 3

3) 4

4) 8

 

4. В возбужденном состоянии атома алюминия число неспаренных электронов равно

1) 1

2) 2

3) 3

4) 4

 

5. Электронная формула [Ar]3d94s0 отвечает катиону

1) Ti2+

2) Cu2+

3) Cr2+

4) Zn2+

 

6. Электронная формула аниона Э2‑ [Ne] 3s23p6 отвечает элементу

1) аргон

2) хлор

3) сера

4) фосфор

 

7. Суммарное число электронов в катионе Mg2+ и анионе F‑ равно

1) 9

2) 10

3) 20

4) 21

 

Периодический закон. Периодическая система. Электроотрицательность. Степени окисления

 

Современная формулировка Периодического закона, открытого Д. И. Менделеевым в 1869 г.:

 

 

Свойства элементов находятся в периодической зависимости от порядкового номера.

Периодически повторяющийся характер изменения состава электронной оболочки атомов элементов объясняет периодическое изменение свойств элементов при…  

Примеры заданий частей А, В

 

1. В 4‑м периоде число элементов равно

1) 2

2) 8

3) 18

4) 32

 

2. Металлические свойства элементов 3‑го периода от Na до Сl

1) силиваются

2) ослабевают

3) не изменяются

4) не знаю

 

3. Неметаллические свойства галогенов с увеличением порядкового номера

1) возрастают

2) понижаются

3) остаются без изменений

4) не знаю

 

4. В ряду элементов Zn – Hg – Со – Cd один элемент, не входящий в группу, – это

1) Са

2) Cs

3) Cd

4) Со

 

5. Металлические свойства элементов повышаются по ряду

1) In – Ga – Al

2) К – Rb – Sr

3) Ge – Ga – Tl

4) Li – Be – Mg

 

6. Неметаллические свойства в ряду элементов Аl – Si – С – N

1) увеличиваются

2) уменьшаются

3) не изменяются

4) не знаю

 

7. В ряду элементов О – S – Se – Те размеры (радиусы) атома

1) уменьшаются

2) увеличиваются

3) не изменяются

4) не знаю

 

8. В ряду элементов Р – Si – Аl – Mg размеры (радиусы) атома

1) уменьшаются

2) увеличиваются

3) не изменяются

4) не знаю

 

9. Для фосфора элемент сменьшей электроотрицательностью – это

1) N

2) S

3) Сl

4) Mg

 

10. Молекула, в которой электронная плотность смещена к атому фосфора, – это

1) PF3

2) РН3

3) P2S3

4) Р2O3

 

11. Высшая степень окисления элементов проявляется в наборе оксидов и фторидов

1) СlO2, РСl5, SeCl4, SO3

2) PCl, Аl2O3, КСl, СО

3) SeO3, ВСl3, N2O5, СаСl2

4) AsCl5, SeO2, SCl2, Cl2O7

 

12. Низшая степень окисления элементов – в их водородных соединениях и фторидах набора

1) ClF3, NH3, NaH, OF2

2) H3S+, NH+, SiH4, H2Se

3) CH4, BF4, H3O+, PF3

4) PH3, NF+, HF2, CF4

 

13. Валентность для многовалентного атомаодинакова в ряду соединений

1) SiH4 – AsH3 – CF4

2) РН3 – BF3 – ClF3

3) AsF3 – SiCl4 – IF7

4) H2O – BClg – NF3

 

14. Укажите соответствие между формулой вещества или иона и степенью окисления углерода в них

 

 

Молекулы. Химическая связь. Строение веществ

Химические частицы, образованные из двух или нескольких атомов, называются молекулами (реальными или условными формульными единицами многоатомных… Под химической связью понимают электрические силы притяжения, удерживающие…  

Примеры заданий части А

 

1. Вещества только с ковалентными связями – это

1) SiH4, Сl2O, СаВr2

2) NF3, NH4Cl, P2O5

3) CH4, HNO3, Na(CH3O)

4) CCl2O, I2, N2O

 

2–4. Ковалентная связь

2. одинарная

3. двойная

4. тройная

присутствует в веществе

1) КСl

2) N2

3) S2

4) H2S

 

5. Кратные связи имеются в молекулах

1) HCOOH

2) ССl4

3) С3Н8

4) С3Н4

 

6. Частицы, называемые радикалами, – это

1) SO2

2) СlO2

3) С2Н6

4) С2Н5

 

7. Одна из связей образована по донорно‑акцепторному механизму в наборе ионов

1) SO42‑, NH4+

2) H3O+, NH4+

3) PO43‑, NO3‑

4) PH4+, SO32‑

 

8. Наиболее прочная икороткая связь – в молекуле

1) Н2O

2) H2S

3) HF

4) PH3

 

9. Вещества только с ионными связями – в наборе

1) HCl, КСl

2) NH4Cl, SiCl4

3) NaF, CsCl

4) Nal, P2O5

 

10–13. Кристаллическая решетка вещества

10. Si

11. H2SO4

12. Cr

13. Ва(ОН)2

1) металлическая

2) ионная

3) атомная

4) молекулярная

 

Классификация и взаимосвязь неорганических веществ

 

Классификация неорганических веществ базируется на химическом составе – наиболее простой и постоянной во времени характеристике. Химический состав вещества показывает, какие элементы присутствуют в нем и в каком числовом отношении для их атомов.

Элементы условно делятся на элементы с металлическими и неметаллическими свойствами. Первые из них всегда входят в состав катионов многоэлементных веществ (металлические свойства), вторые – в состав анионов (неметаллические свойства). В соответствии с Периодическим законом в периодах и группах между этими элементами находятся амфотерные элементы, проявляющие одновременно в той или иной мере металлические и неметаллические (амфотерные, двойственные) свойства. Элементы VIIIA‑группы продолжают рассматривать отдельно (благородные газы), хотя для Kr, Хе и Rn обнаружены явно неметаллические свойства (элементы Не, Ne, Ar химически инертны).

Классификация простых и сложных неорганических веществ приведена в табл. 6.

Ниже приводятся определения (дефиниции) классов неорганических веществ, их важнейшие химические свойства и способы получения.

Неорганические вещества – соединения, образуемые всеми химическими элементами (кроме большинства органических соединений углерода). Делятся по химическому составу:

 

 

 

Простые вещества образованы атомами одного элемента. Делятся по химическим свойствам:

 

 

Металлы – простые вещества элементов с металлическими свойствами (низкая электроотрицательность). Типичные металлы:

 

 

Металлы обладают высокой восстановительной способностью по сравнению с типичными неметаллами. В электрохимическом ряду напряжений они стоят значительно левее водорода, вытесняют водород из воды (магний – при кипячении):

 

 

Простые вещества элементов Cu, Ag и Ni также относят к металлам, так как у их оксидов CuO, Ag2O, NiO и гидроксидов Cu(OH)2, Ni(OH)2 преобладают основные свойства.

Неметаллы – простые вещества элементов с неметаллическими свойствами (высокая электроотрицательность). Типичные неметаллы: F2, Cl2, Br2, I2, O2, S, N2, Р, С, Si.

Неметаллы обладают высокой окислительной способностью по сравнению с типичными металлами.

Амфигены – амфотерные простые вещества, образованные элементами с амфотерными (двойственными) свойствами (электроотрицательность промежуточная между металлами и неметаллами). Типичные амфигены: Be, Cr, Zn, Аl, Sn, Pb.

Амфигены обладают более низкой восстановительной способностью по сравнению с типичными металлами. В электрохимическом ряду напряжений они примыкают слева к водороду или стоят за ним справа.

Аэрогены – благородные газы, одноатомные простые вещества элементов VIIIA‑группы: Не, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn. Из них He, Ne и Ar химически пассивны (соединения с другими элементами не получены), а Kr, Хе и Rn проявляют некоторые свойства неметаллов с высокой электроотрицательностью.

Сложные вещества образованы атомами разных элементов. Делятся по составу и химическим свойствам:

 

 

Оксиды – соединения элементов с кислородом, степень окисления кислорода в оксидах всегда равна (‑II). Делятся по составу и химическим свойствам:

 

 

Элементы He, Ne и Ar соединений с кислородом не образуют. Соединения элементов с кислородом в других степенях окисления – это не оксиды, а бинарные соединения, например O+IIF2‑I и H2+IO2‑I. Не относятся к оксидам и смешанные бинарные соединения, например S+IVCl2‑IO‑II.

Оснóвные оксиды – продукты полной дегидратации (реальной или условной) основных гидроксидов, сохраняют химические свойства последних.

Из типичных металлов только Li, Mg, Ca и Sr образуют оксиды Li2O, MgO, СаО и SrO при сжигании на воздухе; оксиды Na2O, К2O, Rb2O, Cs2O и ВаО получают другими способами.

Оксиды CuO, Ag2O и NiO также относят к основным.

Кислотные оксиды – продукты полной дегидратации (реальной или условной) кислотных гидроксидов, сохраняют химические свойства последних.

Из типичных неметаллов только S, Se, Р, As, С и Si образуют оксиды SO2, SeO2, Р2O5, As2O3, СO2 и SiO2 при сжигании на воздухе; оксиды Cl2O, Cl2O7, I2O5, SO3, SeO3, N2O3, N2O5 и As2O5 получают другими способами.

Исключение: у оксидов NO2 и ClO2 нет соответствующих кислотных гидроксидов, но их считают кислотными, так как NO2 и ClO2 реагируют со щелочами, образуя соли двух кислот, а ClO2 и с водой, образуя две кислоты:

а) 2NO2 + 2NaOH = NaNO2 + NaNO3 + H2O

б) 2ClO2 + Н2O (хол.) = НClO2 + НClO3

2ClO2 + 2NaOH (хол.) = NaClO2 + NaClO3 + H2O

Оксиды CrO3 и Mn2O7 (хром и марганец в высшей степени окисления) также являются кислотными.

Амфотерные оксиды – продукты полной дегидратации (реальной или условной) амфотерных гидроксидов, сохраняют химические свойства амфотерных гидроксидов.

Типичные амфигены (кроме Ga) при сжигании на воздухе образуют оксиды BeO, Cr2O3, ZnO, Al2O3, GeO2, SnO2 и РЬО; амфотерные оксиды Ga2O3, SnO и РЬO2 получают другими способами.

Двойные оксиды образованы либо атомами одного амфотерного элемента в разных степенях окисления, либо атомами двух разных (металлических, амфотерных) элементов, что и определяет их химические свойства. Примеры:

(FeIIFe2III)O4, (Рb2IIPbIV)O4, (MgAl2)O4, (CaTi)O3.

Оксид железа образуется при сгорании железа на воздухе, оксид свинца – при слабом нагревании свинца в кислороде; оксиды двух разных металлов получают другими способами.

Несолеобразующие оксиды – оксиды неметаллов, не имеющие кислотных гидроксидов и не вступающие в реакции солеобразования (отличие от основных, кислотных и амфотерных оксидов), например: СО, NO, N2O, SiO, S2O.

Гидроксиды – соединения элементов (кроме фтора и кислорода) с гидроксогруппами О‑IIН, могут содержать также кислород O‑II. В гидроксидах степень окисления элемента всегда положительная (от +I до +VIII). Число гидроксогрупп от 1 до 6. Делятся по химическим свойствам:

 

 

Оснóвные гидроксиды (основания) образованы элементами с металлическими свойствами.

Получаются по реакциям соответствующих основных оксидов с водой:

М2O + Н2O = 2МОН (М = Li, Na, К, Rb, Cs)

МО + Н2O = М(ОН)2 (М = Са, Sr, Ва)

Исключение: гидроксиды Mg(OH)2, Cu(OH)2 и Ni(OH)2 получают другими способами.

При нагревании реальная дегидратация (потеря воды) протекает для следующих гидроксидов:

2LiOH = Li2O + Н2O

М(ОН)2 = МО + Н2O (М = Mg, Са, Sr, Ва, Cu, Ni)

Основные гидроксиды замещают свои гидроксогруппы на кислотные остатки с образованием солей, металлические элементы сохраняют свою степень окисления в катионах солей.

Хорошо растворимые в воде основные гидроксиды (NaOH, КОН, Са(ОН)2, Ва(ОН)2 и др.) называют щелочами, так как именно с их помощью в растворе создается щелочная среда.

Кислотные гидроксиды (кислоты) образованы элементами с неметаллическими свойствами. Примеры:

 

 

При диссоциации в разбавленном водном растворе образуются катионы Н+ (точнее, Н3O+) и следующие анионы, или кислотные остатки:

 

 

Кислоты можно получить по реакциям соответствующих кислотных оксидов с водой (ниже приведены реально протекающие реакции):

Cl2O + H2O = 2HClO

Е2O3 + Н2O = 2НЕO2 (Е = N, As)

As2O3 + 3H2O = 2H3AsO3

EO2 + H2O = H2EO3 (Е = С, Se)

E2O5 + H2O = 2HEO3 (Е = N, Р, I)

E2O5 + 3H2O = 2H3EO4 (E = P, As)

EO3 + H2O = H2EO4 (E = S, Se, Cr)

E2O7 + H2O = 2HEO4 (E = Cl, Mn)

Исключение : оксиду SO2 в качестве кислотного гидроксида соответствует полигидрат SO2 n Н2O («сернистая кислота H2SO3» не существует, но кислотные остатки HSO3‑ и SO32‑ присутствуют в солях).

При нагревании некоторых кислот протекает реальная дегидратация и образуются соответствующие кислотные оксиды:

2HAsO2 = As2O3 + H2O

H2EO3 = EO2 + H2O (E = C, Si, Ge, Se)

2HIO3 = I2O5 + H2O

2H3AsO4 = As2O5 + H2O

H2SeO4 = SeO3 + H2O

При замене (реальной и формальной) водорода кислот на металлы и амфигены образуются соли, кислотные остатки сохраняют в солях свой состав и заряд. Кислоты H2SO4 и Н3РO4 в разбавленном водном растворе реагируют с металлами и амфигенами, стоящими в ряду напряжений левее водорода, при этом образуются соответствующие соли и выделяется водород (кислота HNO3 в такие реакции не вступает; ниже типичные металлы, кроме Mg, не указаны, так как они реагируют в подобных условиях с водой):

М + H2SO4(pasб.) = MSO4 + Н2↑ (М = Be, Mg, Cr, Mn, Zn, Fe, Ni)

2M + 3H2SO4(paзб.) = M2(SO4)3 + 3H2↑ (M = Al, Ga)

3M + 2Н3РO4(разб.) = M3(PO4)2↓ + 3H2↑ (M = Mg, Fe, Zn)

В отличие от бескислородных кислот кислотные гидроксиды называют кислородсодержащими кислотами или оксокислотами.

Амфотерные гидроксиды образованы элементами с амфотерными свойствами. Типичные амфотерные гидроксиды:

Be(OH)2 Sn(OH)2 Al(OH)3 AlO(OH)

Zn(OH)2 Pb(OH)2 Cr(OH)3 CrO(OH)

He образуются из амфотерных оксидов и воды, но подвергаются реальной дегидратации и образуют амфотерные оксиды:

 

 

Исключение: для железа(III) известен только метагидроксид FeO(OH), «гидроксид железа(III) Fe(OH)3» не существует (не получен).

Амфотерные гидроксиды проявляют свойства основных и кислотных гидроксидов; образуют два вида солей, в которых амфотерный элемент входит в состав либо катионов солей, либо их анионов.

Для элементов, имеющих несколько степеней окисления, действует правило: чем выше степень окисления, тем более выражены кислотные свойства гидроксидов (и/или соответствующих оксидов).

 

 

Соли – соединения, состоящие из катионов основных или амфотерных (в роли основных) гидроксидов и анионов (остатков) кислотных или амфотерных (в роли кислотных) гидроксидов. В отличие от бескислородных солей, соли, рассматриваемые здесь, называются кислородсодержащими солями или оксосолями. Делятся по составу катионов и анионов:

 

 

Средние соли содержат средние кислотные остатки СО32‑, NO3‑, РО43‑, SO42‑ и др.; например: К2СO3, Mg(NO3)2, Cr2(SO4)3, Zn3(PO4)2.

Если средние соли получают по реакциям с участием гидроксидов, то реагенты берут в эквивалентных количествах. Например, соль К2СO3 можно получить, если взять реагенты в соотношениях:

2КОН и 1Н2СO3, 1К2O и 1Н2СO3, 2КОН и 1СO2.

Реакции образования средних солей:

 

1)

 

 

Основание + Кислота → Соль + Вода

 

1а) основный гидроксид + кислотный гидроксид →…

2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2Н2O

Cu(OH)2 + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + 2H2O

1б) амфотерный гидроксид + кислотный гидроксид →…

2Al(ОН)3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 6Н2O

Zn(OH)2 + 2HNO3 = Zn(NO3)2 + 2Н2O

1в) основный гидроксид + амфотерный гидроксид →…

NaOH + Al(ОН)3 = NaAlO2 + 2Н2O (в расплаве)

2NaOH + Zn(OH)2 = Na2ZnO2 + 2Н2O (в расплаве)

2)

 

 

Основной оксид + Кислота = Соль + Вода

 

2а) основный оксид + кислотный гидроксид →…

Na2O + H2SO4 = Na2SO4 + Н2O

CuO + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + H2O

2б) амфотерный оксид + кислотный гидроксид →…

Al2O3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2O

ZnO + 2HNO3 = Zn(NO3)2 + H2O

2в) основный оксид + амфотерный гидроксид →…

Na2O + 2Al(ОН)3 = 2NaAlO2 + ЗН2O (в расплаве)

Na2O + Zn(OH)2 = Na2ZnO2 + Н2O (в расплаве)

3)

 

 

Основание + Кислотный оксид → Соль + Вода

 

За) основный гидроксид + кислотный оксид →…

2NaOH + SO3 = Na2SO4 + Н2O

Ва(ОН)2 + СO2 = ВаСO3 + Н2O

3б) амфотерный гидроксид + кислотный оксид →…

2Al(ОН)3 + 3SO3 = Al2(SO4)3 + 3H2O

Zn(OH)2 + N2O5 = Zn(NO3)2 + H2O

Зв) основный гидроксид + амфотерный оксид →…

2NaOH + Al2O3 = 2NaAlO2 + Н2O (в расплаве)

2NaOH + ZnO = Na2ZnO2 + Н2O (в расплаве)

4)

 

 

Основной оксид + Кислотный оксид → Соль

 

4а) основный оксид + кислотный оксид →…

Na2O + SO3 = Na2SO4, BaO + СO2 = ВаСO3

4б) амфотерный оксид + кислотный оксид →…

Al2O3 + 3SO3 = Al2(SO4)3, ZnO + N2O5 = Zn(NO3)2

4в) основный оксид + амфотерный оксид →…

Na2O + Al2O3 = 2NaAlO2, Na2O + ZnO = Na2ZnO2

Реакции 1в, если они протекают в растворе , сопровождаются образованием других продуктов – комплексных солей:

NaOH (конц.) + Al(OН)3 = Na[Al(OH)4]

КОН (конц.) + Cr(OH)3 = К3[Cr(ОН)6]

2NaOH (конц.) + M(OH)2 = Na2[M(OH)4] (М = Be, Zn)

КОН (конц.) + M(OH)2 = K[M(OH)3] (М = Sn, Pb)

Все средние соли в растворе – сильные электролиты (диссоциируют нацело).

Кислые соли содержат кислые кислотные остатки (с водородом) HCO3‑, Н2РO42‑, HPO42‑ и др., образуются при действии на основные и амфотерные гидроксиды или средние соли избытка кислотных гидроксидов, содержащих не менее двух атомов водорода в молекуле; аналогично действуют соответствующие кислотные оксиды:

NaOH + H2SO4 (конц.) = NaHSO4 + H2O

Ва(ОН)2 + 2Н3РO4 (конц.) = Ва(Н2РO4)2 + 2Н2O

Zn(OH)2 + Н3РO4 (конц.) = ZnHPO4↓ + 2Н2O

PbSO4 + H2SO4 (конц.) = Pb(HSO4)2

K2HPO4 + Н3РO4 (конц.) = 2КН2РO4

Са(ОН)2 + 2ЕO2 = Са(НЕO3)2 (Е = С, S)

Na2EO3 + ЕO2 + H2O = 2NaHEO3 (Е = С, S)

При добавлении гидроксида соответствующего металла или амфигена кислые соли переводятся в средние:

NaHSO4 + NaOH = Na2SO4 + Н2O

Pb(HSO4)2 + Pb(OH)2 = 2PbSO4↓ + 2H2O

 

 

Почти все кислые соли хорошо растворимы в воде, диссоциируют нацело (КНСO3 = К+ + HCO3‑).

Оснóвные соли содержат гидроксогруппы ОН, рассматриваемые как отдельные анионы, например FeNO3(OH), Ca2SO4(OH)2, Cu2CO3(OH)2, образуются при действии на кислотные гидроксиды избытка основного гидроксида, содержащего не менее двух гидроксогрупп в формульной единице:

Со(ОН)2 + HNO3 = CoNO3(OH)↓ + Н2O

2Ni(OH)2 + H2SO4 = Ni2SO4(OH)2↓ + 2H2O

2Cu(OH)2 + H2CO3 = Cu2CO3(OH)2↓ + 2H2O

Основные соли, образованные сильными кислотами, при добавлении соответствующего кислотного гидроксида переходят в средние:

CoNO3(OH) + HNO3 = Co(NO3)2 + Н2O

Ni2SO4(OH)2 + H2SO4 = 2NiSO4 + 2H2O

Большинство основных солей малорастворимы в воде; они осаждаются при совместном гидролизе, если образованы слабыми кислотами:

2MgCl2 + Н2O + 2Na2CO3 = Mg2CO3(OH)2↓ + СO2↑ + 4NaCl

Двойные соли содержат два химически разных катиона; например: CaMg(CO3)2, KAl(SO4)2, Fe(NH4)2(SO4)2, LiAl(SiO3)2. Многие двойные соли образуются (в виде кристаллогидратов) при совместной кристаллизации соответствующих средних солей из насыщенного раствора:

K2SO4 + MgSO4 + 6Н2O = K2Mg(SO4)2 6Н2O↓

Часто двойные соли менее растворимы в воде по сравнению с отдельными средними солями.

Бинарные соединения – это сложные вещества, не относящиеся к классам оксидов, гидроксидов и солей и состоящие из катионов и бескислородных анионов (реальных или условных).

Их химические свойства разнообразны и рассматриваются в неорганической химии отдельно для неметаллов разных групп Периодической системы; в этом случае классификация проводится по виду аниона.

Примеры :

а) галогениды: OF2, HF, KBr, PbI2, NH4Cl, BrF3, IF7

б) хальгогениды: H2S, Na2S, ZnS, As2S3, NH4HS, K2Se, NiSe

в) нитриды: NH3, NH3 H2O, Li3N, Mg3N2, AlN, Si3N4

г) карбиды: CH4, Be2C, Al4C3, Na2C2, CaC2, Fe3C, SiC

д) силициды: Li4Si, Mg2Si, ThSi2

е) гидриды: LiH, CaH2, AlH3, SiH4

ж) пероксидьг. H2O2, Na2O2, СаO2

з) надпероксиды: HO2, КO2, Ва(O2)2

По типу химической связи среди этих бинарных соединений различают:

ковалентные: OF2, IF7, H2S, P2S5, NH3, H2O2

ионные: Nal, K2Se, Mg3N2, CaC2, Na2O2, KO2

Встречаются двойные (с двумя разными катионами) и смешанные (с двумя разными анионами) бинарные соединения, например: KMgCl3, (FeCu)S2 и Pb(Cl)F, Bi(Cl)O, SCl2O2, As(O)F3.

Все ионные комплексные соли (кроме гидроксокомплексных) также относятся к этому классу сложных веществ (хотя обычно рассматриваются отдельно), например:

[Cu(NH3)4]SO4 K4[Fe(CN)6] Na3[AlF6]

[Ag(NH3)2]Cl K3[Fe(NCS)6] K2[SiF6]

К бинарным соединениям относятся ковалентные комплексные соединения без внешней сферы, например [Fe(CO)5] и [№(СО)4].

По аналогии со взаимосвязью гидроксидов и солей из всех бинарных соединений выделяют бескислородные кислоты и соли (остальные соединения классифицируют как прочие).

Бескислородные кислоты содержат (как и оксокислоты) подвижный водород Н+ и поэтому проявляют некоторые химические свойства кислотных гидроксидов (диссоциация в воде, участие в реакциях солеобразования в роли кислоты). Распространенные бескислородные кислоты – это HF, НCl, HBr, HI, HCN и H2S, из них HF, HCN и H2S – слабые кислоты, а остальные – сильные.

Примеры реакций солеобразования:

2HBr + ZnO = ZnBr2 + Н2O

2H2S + Ва(ОН)2 = Ba(HS)2 + 2Н2O

2HI + Pb(OH)2 = Pbl2↓ + 2Н2O

Металлы и амфигены, стоящие в ряду напряжений левее водорода и не реагирующие с водой, вступают во взаимодействие с сильными кислотами НCl, НВr и HI (в общем виде НГ) в разбавленном растворе и вытесняют из них водород (приведены реально протекающие реакции):

М + 2НГ = МГ2 + Н2↑ (М = Be, Mg, Zn, Cr, Mn, Fe, Co, Ni)

2M + 6НГ = 2МГ3 + H2↑ (M = Al, Ga)

Бескислородные соли образованы катионами металлов и амфигенов (а также катионом аммония NH4+) и анионами (остатками) бескислородных кислот; примеры: AgF, NaCl, KBr, PbI2, Na2S, Ba(HS)2, NaCN, NH4Cl. Проявляют некоторые химические свойства оксосолей.

Общий способ получения бескислородных солей с одноэлементными анионами – взаимодействие металлов и амфигенов с неметаллами F2, Cl2, Br2 и I2 (в общем виде Г2) и серой S (приведены реально протекающие реакции):

2М + Г2 = 2МГ (М = Li, Na, К, Rb, Cs, Ag)

M + Г2 = МГ2 (М = Be, Mg, Са, Sr, Ва, Zn, Mn, Со)

2М + ЗГ2 = 2МГ3 (М = Al, Ga, Cr)

2М + S = M2S (М = Li, Na, К, Rb, Cs, Ag)

M + S = MS (M = Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Mn, Fe, Co, Ni)

2M + 3S = M2S3 (M = Al, Ga, Cr)

Исключения :

а) Cu и Ni реагируют только с галогенами Cl2 и Br2 (продукты МCl2, МBr2)

б) Cr и Mn реагируют с Cl2, Br2 и I2 (продукты CrCl3, CrBr3, CrI3 и MnCl2, MnBr2, MnI2)

в) Fe реагирует с F2 и Cl2 (продукты FeF3, FeCl3), с Br2(смесь FeBr3 и FeBr2), с I2 (продукт FeI2)

г) Cu при реакции с S образует смесь продуктов Cu2S и CuS

Прочие бинарные соединения – все вещества этого класса, кроме выделенных в отдельные подклассы бескислородных кислот и солей.

Способы получения бинарных соединений этого подкласса разнообразны, самый простой – взаимодействие простых веществ (приведены реально протекающие реакции):

а) галогениды:

S + 3F2 = SF6, N2 + 3F2 = 2NF3

2P + 5Г2 = 2РГ5 (Г = F, CI, Br)

С + 2F2 = CF4

Si + 2Г2 = Sir4 (Г = F, CI, Br, I)

б) халькогениды:

2As + 3S = As2S3

2E + 5S = E2S5 (E = P, As)

E + 2S = ES2 (E = C, Si)

в) нитриды:

3H2 + N2

2NH3

6M + N2 = 2M3N (M = Li, Na, K)

3M + N2 = M3N2 (M = Be, Mg, Ca)

2Al + N2 = 2AlN

3Si + 2N2 = Si3N4

г) карбиды:

2M + 2C = M2C2 (M = Li, Na)

2Be + С = Be2C

M + 2C = MC2 (M = Ca, Sr, Ba)

4Al + 3C = Al4C3

Si + С = SiC

д) силициды:

4Li + Si = Li4Si

2M + Si = M2Si (M = Mg, Ca)

е) гидриды:

2M + H2 = 2MH (M = Li, Na, K)

M + H2 = MH2 (M = Mg, Ca)

ж) пероксиды, надпероксиды:

2Na + O2 = Na2O2 (сгорание на воздухе)

M + O2 = МО2 (М = К, Rb, Cs; сгорание на воздухе)

Многие из этих веществ полностью реагируют с водой (чаще гидролизуются без изменения степеней окисления элементов, но гидриды выступают как восстановители, а надпероксиды вступают в реакции дисмутации):

РCl5 + 4Н2O = Н3РO4 + 5НCl

SiBr4 + 2Н2O = SiO2↓ + 4НBr

P2S5 + 8Н2O = 2Н3РO4 + 5H2S↑

SiS2 + 2Н2O = SiO2↓ + 2H2S

Mg3N2 + 8H2O = 3Mg(OH)2↓ + 2(NH3 H2O)

Na3N + 4H2O = 3NaOH + NH3 H2O

Be2C + 4H2O = 2Be(OH)2↓ + CH4↑

MC2 + 2H2O = M(OH)2 + C2H2↑ (M = Ca, Sr, Ba)

Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3↓ + 3CH4↑

MH + H2O = MOH + H2↑ (M = Li, Na, K)

MgH2 + 2H2O = Mg(OH)2↓ + H2↑

CaH2 + 2H2O = Ca(OH)2 + H2↑

Na2O2 + 2H2O = 2NaOH + H2O2

2MO2 + 2H2O = 2MOH + H2O2 + O2↑ (M = K, Rb, Cs)

Другие вещества, наоборот, устойчивы по отношению к воде, среди них SF6, NF3, CF4, CS2, AlN, Si3N4, SiC, Li4Si, Mg2Si и Ca2Si.

 

Примеры заданий частей А, В, С

 

1. Простые вещества – это

1) фуллерен

2) этилен

3) ацетон

4) озон

 

2. В формульных единицах продуктов реакций

Si + CF12 →…, Si + O2 →…, Si + Mg →…

общая сумма числа атомов всех элементов равна

1) 8

2) 9

3) 10

4) 11

 

3. В металлсодержащих продуктах реакций

Na + Н2O →…, Са + Н2O →…, Al + НCl (р‑р) →…

общая сумма числа атомов всех элементов равна

1) 6

2) 8

3) 10

4) 12

 

4. Оксид кальция может реагировать (по отдельности) со всеми веществами набора

1) СO2, NaOH, NO

2) HBr, SO3, NH4Cl

3) BaO, SO3, KMgCl3

4) O2, Al2O3, NH3

 

5. Будет протекать реакция между оксидом серы (IV) и

1) SiO2

2) КCl

3) LiOH

4) NaNO3

 

6. Соль МAlO2 образуется при сплавлении

1) Al и ZnO

2) Al2O3 и КОН

3) Al и Са(ОН)2

4) Al2O3 и Fe2O3

 

7. В молекулярном уравнении реакции

ZnO + HNO3 → Zn(NO3)2 +…

сумма коэффициентов равна

1) 4

2) 5

3) 6

4) 7

 

8. Продукты реакции N2O5 + NaOH →… – это

1) Na2O, HNO3

2) NaOH, NH3

3) NaNO3, H2O

4) NaNO2, N2, H2O

 

9. Набор оснований – это

1) NaOH, LiOH, ClOH

2) NaOH, Ba(OH)2, Cu(OH)2

3) Ca(OH)2, KOH, BrOH

4) Mg(OH)2, Be(OH)2, NO(OH)

 

10. Гидроксид калия реагирует в растворе (по отдельности) с веществами набора

1) СО, CuSO4

2) SO2, Ag

3) Al, Ba(OH)2

4) SO3, FeCl3

 

11–12. Остаток, отвечающий кислоте с названием

11. Серная

12. Азотная

имеет формулу

1) NO2‑

2) SO42‑

3) NO3‑

4) SO32‑

 

13. Из соляной и разбавленной серной кислотне выделяет газ только металл

1) ртуть

2) цинк

3) магний

4) хром

 

14. Амфотерный гидроксид – это

1) Ва(ОН)2

2) CsOH

3) Ni(OH)2

4) Cr(OH)3

 

15‑16. По заданным формулам гидроксидов

15. H3PO4, РЬ(ОН)2

16. Cr(OH)3, HNO3

выводится формула средней соли

1) РЬ3(РO4)2

2) РЬ3РO4

3) Cr2NO3

4) Cr(NO3)3

 

17. После пропускания избытка H2S через раствор гидроксида бария в конечном растворе будет содержаться соль

1) Ba(HS)2

2) (BaOH)2S

3) BaS

4) BaSO3

 

18. Возможно протекание реакций:

1) CaSO3 + H2SO4 →…

2) Ca(NO3)2 + HNO3 →…

3) NaHCOg + K2SO4 →…

4) Al(HSO4)3 + NaOH →…

 

19. В уравнении реакции (СаOН)2СO3(т) + Н3РO4 → СаНРO4↓ +…

сумма коэффициентов равна

1) 6

2) 5

3) 9

4) 8

 

20. Установите соответствие между формулой вещества и группой, к которой оно относится.

 

 

21. Установите соответствие между исходными веществами и продуктами реакций.

 

 

22. В схеме превращений

 

 

вещества А и Б указаны в наборе

1) NaNO3, Н2O

2) HNO3, КОН

3) N2O, NaOH

4) HNO3, Н2O

 

23. Составьте уравнения возможных реакций по схеме

FeS → H2S + PbS → PbSO4 → Pb(HSO4)2

 

24. Составьте уравнения четырех возможных реакций между веществами:

1) азотная кислота (конц.)

2) углерод (графит или кокс)

3) оксид кальция

4) оксид железа(II)

 

5. Металлы главных подгрупп I–III групп

 

Натрий

 

Натрий – элемент 3‑го периода и IA‑группы Периодической системы, порядковый номер 11. Электронная формула атома [10Ne]3s1, степени окисления +I и 0. Имеет малую электроотрицательность (0,93), проявляет только металлические (основные) свойства. Образует (как катион) многочисленные соли и бинарные соединения. Почти все соли натрия хорошо растворимы в воде.

В природе – пятый по химической распространенности элемент (второй среди металлов), встречается только в виде соединений. Жизненно важный элемент для всех организмов.

Натрий, катион натрия и его соединения окрашивают пламя газовой горелки в ярко‑желтый цвет (качественное обнаружение).

НатрийNa. Серебристо‑белый металл, легкий, мягкий (режется ножом), низкоплавкий. Хранят натрий в керосине. С ртутью образует жидкий сплав – амальгаму (до 0,2 % Na).

Весьма реакционноспособный, во влажном воздухе натрий медленно покрывается гидроксидной пленкой и теряет блеск (тускнеет):

 

 

Натрий химически активен, сильный восстановитель. Воспламеняется на воздухе при умеренном нагревании (>250 °C), реагирует с неметаллами:

2Na + O2 = Na2O2 2Na + H2 = 2NaH

2Na + Cl2 = 2NaCl 2Na + S = Na2S

6Na + N2 = 2Na3N 2Na + 2C = Na2C2

Очень бурно и с большим экзо ‑эффектом натрий реагирует с водой:

2Na + 2H2O = 2NaOH + Н2↑ + 368 кДж

От теплоты реакции кусочки натрия расплавляются в шарики, которые начинают беспорядочно двигаться из‑за выделения Н2. Реакция сопровождается резкими щелчками вследствие взрывов гремучего газа (Н2 + O2). Раствор окрашивается фенолфталеином в малиновый цвет (щелочная среда).

В ряду напряжений натрий стоит значительно левее водорода, из разбавленных кислот HCl и H2SO4 вытесняет водород (за счет Н2O и Н+).

Получение натрия в промышленности:

 

 

(см. также ниже получение NaOH).

Натрий применяется для получения Na2O2, NaOH, NaH, а также в органическом синтезе. Расплавленный натрий служит теплоносителем в ядерных реакторах, а газообразный – используется как наполнитель желтосветных ламп наружного освещения.

Оксид натрияNa2O. Основный оксид. Белый, имеет ионное строение (Na+)2O2‑. Термически устойчивый, при прокаливании медленно разлагается, плавится под избыточным давлением пара Na. Чувствителен к влаге и углекислому газу в воздухе. Энергично реагирует с водой (образуется сильнощелочной раствор), кислотами, кислотными и амфотерными оксидами, кислородом (под давлением). Применяется для синтеза солей натрия. Не образуется при сжигании натрия на воздухе.

Уравнения важнейших реакций:

 

 

Получение: термическое разложение Na2O2 (см.), а также сплавление Na и NaOH, Na и Na2O2:

2Na + 2NaOH = 2NaaO + H2 (600 °C)

2Na + Na2O2 = 2NaaO (130–200 °C)

Пероксид натрия Na2O2 . Бинарное соединение. Белый, гигроскопичный. Имеет ионное строение (Na+)2O22‑. При нагревании разлагается, плавится под избыточным давлением O2. Поглощает углекислый газ из воздуха. Полностью разлагается водой, кислотами (выделение O2 при кипячении – качественная реакция на пероксиды). Сильный окислитель, слабый восстановитель. Применяется для регенерации кислорода в изолирующих дыхательных приборах (реакция с СO2), как компонент отбеливателей ткани и бумаги. Уравнения важнейших реакций:

2Na2O2 = 2Na2O + O2 (400–675 °C, вакуум)

Na2O2 + 2Н2O = Н2O2 + 2NaOH (на холоду)

2Na2O2 + 2Н2O = O2↑ + 4NaOH (кипячение)

Na2O2 + 2НCl (разб.) = 2NaCl + Н2O2 (на холоду)

2Na2O2 + 4НCl (разб.) = 4НCl + 2Н2O + O2↑ (кипячение)

2Na2O2 + 2CO2 = Na2CO3 + O2

Na2O2 + CO = Na2CO3

Na2O2 + 4H+ + 2I‑ = I2↓ + 2H2O + 2Na+

5Na2O2 + 16H+ + 2MnO4‑ = 5O2↑ + 2Mn2+ + 8H2O + 10Na+

3Na2O2 + 2[Cr(OH)6]3‑ = 2CrO24‑ + 8OH‑ + 2H2O + 6Na+ (80 °C)

Получение: сжигание Na на воздухе.

Гидроксид натрия NaOH. Основный гидроксид, щелочь, техническое название едкий натр. Белые кристаллы с ионным строением (Na+)(OH‑). Расплывается на воздухе, поглощая влагу и углекислый газ (образуется NaHCO3). Плавится и кипит без разложения. Вызывает тяжелые ожоги кожи и глаз.

Хорошо растворим в воде (с экзо ‑эффектом, +56 кДж). Реагирует с кислотными оксидами, нейтрализует кислоты, вызывает кислотную функцию у амфотерных оксидов и гидроксидов:

 

 

NaOH (разб.) + H3PO4 (конц.) = NaH2PO4 + H2O

2NaOH (разб.) + H3PO4 (разб.) = Na2HPO4 + 2H2O

3NaOH (конц.) + H3PO4 (разб.) = Na3PO4 + 3H2O

2NaOH(T) + M2O3 = 2NaMO2 + H2O (1000 °C, M = Al, Cr)

2NaOH (конц.) + 3H2O + AI2O3 = 2Na[Al(OH)4] (кипячение)

2NaOH(T) + M(OH)2 = Na2MO2 + 2H2O (500 °C, M = Be, Zn)

2NaOH (конц.) + Zn(OH)2 = Na2[Zn(OH)4]

Осаждает нерастворимые гидроксиды:

2NaOH + MCl2 = 2NaCl + M(OH)2↓ (M = Mg, Cu)

Подвергает дисмутации галогены и серу:

2NaOH (конц., хол.) + Е2 = NaE + NaEO + H2O (Е = Cl, Br)

6NaOH (разб., гор.) + 3S = 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O

Подвергается электролизу в расплаве:

 

 

Раствор NaOH разъедает стекло (образуется NaSiO3), корродирует поверхность алюминия (образуются Na[Al(OH)4] и Н2).

Получение NaOH в промышленности :

а) электролиз раствора NaCl на инертном катоде:

 

 

б) электролиз раствора NaCl на ртутном катоде (амальгамный способ):

 

 

(освобождающуюся ртуть возвращают в электролизер).

Едкий натр – важнейшее сырье химической промышленности. Используется для получения солей натрия, целлюлозы, мыла, красителей и искусственного волокна; как осушитель газов; реагент в извлечении из вторичного сырья и очистке олова и цинка; при переработке руд алюминия (бокситов).

 

Калий

 

Калий – элемент 4‑го периода и IA‑группы Периодической системы, порядковый номер 19. Электронная формула атома [18Ar]4s1, степени окисления +I и 0. Имеет малую электроотрицательность (0,91), проявляет металлические (основные) свойства. Образует (как катион) многочисленные соли и бинарные соединения. Почти все соли калия хорошо растворимы в воде.

В природе – девятый по химической распространенности элемент (шестой среди металлов), находится только в виде соединений. Жизненно важный элемент для всех организмов.

Недостаток калия в почве восполняется внесением калийных удобрений – хлорида КCl, сульфата K2SO4 и золы растений.

Калий, катион калия и его соединения окрашивают пламя газовой горелки в фиолетовый цвет (качественное обнаружение).

Калий К. Серебристо‑белый металл, легкий, очень мягкий, низкоплавкий. Хранят калий под слоем керосина. С ртутью образует жидкий сплав – амальгаму.

По химическим свойствам похож на натрий, но еще более реакционноспособный. Во влажном воздухе тускнеет, покрываясь гидроксидной пленкой.

Калий проявляет сильные восстановительные свойства. Активно сгорает на воздухе до КO2, реагирует с водородом (продукт KH), хлором (КCl), серой (K2S).

Энергично и с высоким экзо ‑эффектом калий разлагает воду:

2К + 2H2O = 2KOH + Н2↑ + 392 кДж,

выделяющийся водород тут же воспламеняется.

В ряду напряжений калий стоит значительно левее водорода, из разбавленных кислот HCl и H2SO4 вытесняет водород (за счет Н2O и Н+), при этом серная кислота частично восстанавливается до SO2.

Получение калия в промышленности одинаково с получением натрия.

Применяется калий для синтеза его соединений (КO2, KH, соли), в виде расплава (в смеси с Na) – как теплоноситель в ядерных реакторах.

Гидроксид калия КОН. Основный гидроксид, щёлочь, техническое название едкое кали. Белый, имеет ионное строение К+ОН‑. Плавится и кипит без разложения. Расплывается на воздухе, поглощает углекислый газ (образуется КНСO3). Вызывает тяжелые ожоги кожи и глаз.

Хорошо растворим в воде (с высоким экзо ‑эффектом), создает в растворе сильнощелочную среду. Нейтрализуется кислотами, реагирует с кислотными оксидами, амфотерными гидроксидами и оксидами. Концентрированный раствор разъедает стекло (образуется K2SiO3).

Важнейшие реакции и методы получения КОН в промышленности аналогичны свойствам и получению NaOH.

Применяется КОН в производстве мыла, как адсорбент газов, дегидратирующий агент, осадитель нерастворимых гидроксидов металлов.

 

Кальций

Кальций – элемент 4‑го периода и IIA‑группы Периодической системы, порядковый номер 2O. Электронная формула атома [18Ar]4s2, степени… Имеет низкую электроотрицательность (1,04), проявляет металлические (основные)… В природе – шестой по химической распространенности элемент (третий среди металлов), находится в связанном виде.…

Алюминий

Алюминий – элемент 3‑го периода и IIIA‑группы Периодической системы, порядковый номер 13. Электронная формула атома [10Ne]3s23p1,… По электроотрицательности (1,47) одинаков с бериллием, проявляет амфотерные… В природе – четвертый по химической распространенности элемент (первый среди металлов), находится в химически…

Примеры заданий части А

 

1. Среди металлов главной подгруппы II группы наиболее сильным восстановителем является

1) барий

2) кальций

3) стронций

4) магний

 

2. При сжигании магния на воздухе образуются

1) Mg(OH)2

2) MgO

3) Mg(NO3)2

4) Mg3N2

 

3. Алюминий будет выделять водород из реактива

1) HNO3 (разб.)

2) NaHSO4 (разб.)

3) H2SO4 (конц.)

4) NaOH (конц.)

 

4. Реакция замещения протекает в растворе между алюминием и

1) Na2SO4

2) BeSO4

3) NiSO4

4) MgSO4

 

5. Из раствора гидрокарбоната бария выпадает осадок при добавлении реактивов

1) ВаО

2) СO2

3) Ва(ОН)2

4) H2SO4

 

6. Калий можно получить электролизом на угольных электродах из

1) раствора КCl

2) раствора KNO3

3) расплава КCl

4) расплава смеси КCl и MgCl2

 

7–8. Если внести каплю раствора

7. поваренной соли

8. хлорида калия

в бесцветное пламя газовой горелки, оно станет

1) красным

2) желтым

3) зеленым

4) фиолетовым

 

9. Устранение временной жёсткости воды проводится по реакции

1) Са(НСO3)2 + Na3PO4 →…

2) Са(НСO3)2 + Са(ОН)2 →…

3) CaSO4 + Na2CO3 →…

4) СаCl2 + NaHCO3 →…

 

 

6. Переходные металлы 4‑го периода. Свойства, способы получения. Общие свойства металлов

 

Хром

 

Хром – элемент 4‑го периода и VIБ‑группы Периодической системы, порядковый номер 24. Электронная формула атома [18Ar]3d54s1, характерные степени окисления +VI, + III и 0.

Шкала степеней окисления хрома:

 

 

По электроотрицательности (1,56) хром занимает промежуточное положение между типичными металлами (Na, К, Са) и типичными неметаллами (F, О, N. CI, S). Соединения CrIII проявляют амфотерные свойства, металлические (основные) свойства преобладают у CrII, неметаллические (кислотные) – у CrVI; в соединениях хром чаще находится в составе катионов и реже – в составе анионов. Хром образует многочисленные соли и бинарные соединения.

В природе – девятнадцатый по химической распространенности элемент (десятый среди металлов), находится только в виде соединений (минералы, полиметаллические руды). Растворимые соли хрома ядовиты.

Хром Cr. Серый (с голубоватым оттенком) металл, очень твердый, ковкий (технический продукт – хрупкий). Блестящий, хотя покрыт очень тонкой оксидной пленкой, сохраняет блеск даже во влажном воздухе. Не реагирует с водой, щелочами и гидратом аммиака, пассивируется в концентрированной и разбавленной азотной кислоте и в «царской водке».

 

 

В ряду напряжений стоит левее водорода, из разбавленных кислот HCl и H2SO4 вытесняет водород:

Cr + 2H+ = Cr2+ + Н2↓

Далее катион Cr2+ можно перевести кислотами‑окислителями в катион Cr3+:

 

 

Хром реагирует в расплаве с сильными окислителями:

2Cr + КClO3 = Cr2O3 + КCl (500–700 °C)

2Cr + 3KNO3 = Cr2O3 + 3KNO2 (400–550 °C)

Получение хрома в промышленности – алюминотермия:

Cr2O3 + 2Al = 2Cr + Al2O3 (800 °C)

и электролиз раствора:

 

 

Промышленно важен сплав хрома с железом – феррохром (6O–85 % хрома), его производят восстановлением оксидов, например минерала хромит:

 

 

Применяется хром для создания защитных покрытий на других металлах (хромирование ), как компонент механически прочных и коррозионно‑стойких сталей.

Гидроксид хрома (III) Cr(ОН)3. Амфотерный гидроксид. Серо‑зеленый, разлагается при нагревании, теряя воду и образуя зеленый метагидроксид CrО(ОН). Не растворяется в воде. Из раствора осаждается в виде серо‑голубого и голубовато‑зеленого гидрата. Реагирует с кислотами и щелочами, не взаимодействует с гидратом аммиака. Применяется для синтеза соединений хрома (III).

Уравнения важнейших реакций:

 

 

Получение: осаждение гидратом аммиака из растора солей хрома(III):

Cr3+ + 3(NH3 Н2O) = Cr(OH)3 ↓ + 3NH4+

Хромат калия К2CrO4. Оксосоль. Желтый, негигроскопичный. Плавится без разложения, термически устойчивый. Хорошо растворим в воде (желтая окраска раствора отвечает иону CrO42‑), незначительно гидролизуется по аниону. В кислотной среде переходит в К2Cr2O7. Окислитель (более слабый, чем К2Cr2O7). Вступает в реакции ионного обмена.

Качественная реакция на ион CrO42‑ – выпадение желтого осадка хромата бария, разлагающегося в сильнокислотной среде. Применяется как протрава при крашении тканей, дубитель кож, селективный окислитель, реактив в аналитической химии.

Уравнения важнейших реакций:

2К2CrO4 + H2SO4 (30 %) = К2Cr2O7 + K2SO4 + Н2O

2К2CrO4(т) + 16HCl (конц., гор.) = 2CrCl3 + ЗCl3↑ + 8H2O + 4КCl

2К2CrO4 + 2H2O + 3H2S = 2Cr(OH)3↓ + 3S↓ + 4KOH

2К2CrO4 + 8H2O + 3K2S = 2K3[Cr(OH)6] + 3S↓ + 4KOH

2К2CrO4 + 2AgNO3 = 2KNO3 + Ag2CrO4 (красн.)↓

Качественная реакция:

К2CrO4 + ВаCl2 = 2КCl + ВаCrO4↓

2BaCrO4(т) + 2HCl (разб.) = ВаCr2O7(р) + ВаCl2 + Н2O

Получение: спекание хромита с поташом на воздухе:

4(Cr2FeII)O4 + 8К2СO3 + 7O2 = 8К2CrO4 + 2Fe2O3 + 8СO2 (1000 °C)

Дихромат калия К2Cr2O7. Оксосоль. Техническое название хромпик. Оранжево‑красный, негигроскопичный. Плавится без разложения, при дальнейшем нагревании разлагается. Хорошо растворим в воде (оранжевая окраска раствора отвечает иону Cr2O72‑). В щелочной среде образует К2CrO4. Типичный окислитель в растворе и при сплавлении. Вступает в реакции ионного обмена.

Качественные реакции – синее окрашивание эфирного раствора в присутствии Н2O2, синее окрашивание водного раствора при действии атомарного водорода.

Применяется как дубитель кож, протрава при крашении тканей, компонент пиротехнических составов, реагент в аналитической химии, ингибитор коррозии металлов, в смеси с H2SO4 (конц.) – для мытья химической посуды.

Уравнения важнейших реакций:

 

 

Марганец

Марганец – элемент 4‑го периода и VIIB‑группы Периодической системы, порядковый номер 25. Электронная формула атома [18Ar]3d54s2;… Шкала степеней окисления марганца:  

Железо

 

Железо – элемент 4‑го периода и VIIIБ‑группы Периодической системы, порядковый номер 26. Вместе с кобальтом Со и никелем Ni образует семейство (триаду) железа. Электронная формула атома [18Ar]3d64s2, характерные степени окисления 0, +II и +III (последняя наиболее устойчива).

Шкала степеней окисления железа:

 

 

По электроотрицательности (1,64) железо занимает промежуточное положение между типичными металлами (Na, Са) и типичными неметаллами (F, О, N). Проявляет амфотерные свойства, металлические (основные) свойства преобладают над неметаллическими (кислотными), в соединениях находится в составе катионов (чаще) и анионов (реже). Образует многочисленные соли и бинарные соединения.

В природе – седьмой по химической распространенности элемент (четвертый среди металлов, первый тяжелый металл); находится в химически связанном виде. Жизненно важный элемент для всех организмов.

Железо Fe. Простое вещество. Серый мягкий, ковкий, тугоплавкий металл. Обычное железо медленно окисляется во влажном воздухе (ржавеет), чистое железо коррозии не подвергается. Не реагирует с водой, пассивируется в концентрированных серной и азотной кислотах.

Компактный металл покрывается при нагревании на воздухе оксидной пленкой (окалиной), а порошок сгорает; реагирует с хлором и серой:

 

 

Восстанавливает водяной пар (старый способ получения водорода в промышленности):

3Fe + 4Н2O (пар) = (FeIIFe2III)O4+ 4Н2 (800 °C)

В ряду напряжений стоит левее водорода, реагирует с разбавленными кислотами НCl и H2SO4, при этом образуются соли железа(II) и выделяется водород:

Fe + 2Н+ = Fe2+ + Н2↑

(реакции проводятся без доступа воздуха, иначе FeII постепенно переводится кислородом в FeIII).

При действии на железо более сильного окислителя (здесь – азотная кислота) оно сразу переходит в катион Fe3+:

Fe + 4HNO3 (разб.) = Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O

Амфотерность железа проявляется только в концентрированных щелочах при кипячении:

Fe + 2NaOH (50 %) + 2Н2O = Na2[Fe(OH)4]↓ + Н2↑

и образуется осадок тетрагидроксоферрата(II) натрия.

Железо вытесняет (по ряду напряжений) менее активные металлы из растворов их солей:

Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu↓

Железо медленно окисляется во влажном воздухе (ржавеет ), из‑за рыхлости коричневой ржавчины (FeIIFe2III)O4 защитный слой не создается. Процесс ржавления:

 

 

Техническое железо – сплавы железа с углеродом: чугун содержит 2,06–6,67 % С, сталь 0,02–2,06 % С, часто присутствуют другие естественные примеси (S, Р, Si) и вводимые искусственно специальные добавки (Mn, Ni, Cr), что придает сплавам железа технически полезные свойства – твердость, термическую и коррозионную стойкость, ковкость и др.

 

Доменный процесс производства чугуна

 

Доменный процесс производства чугуна составляют следующие стадии:

а) подготовка (обжиг) сульфидных и карбонатных руд – перевод в оксидную руду:

 

 

б) сжигание кокса при горячем дутье:

 

 

в) восстановление оксидной руды угарным газом СО последовательно (см. рубрики соответствующих оксидов):

 

 

г) науглероживание железа (до 6,67 % С) и расплавление чугуна:

 

 

В чугуне всегда в виде зерен присутствуют цементит Fe2C и графит.

 

Производство стали

 

Передел чугуна в сталь проводится в специальных печах (конвертерных, мартеновских, электрических), отличающихся способом обогрева; температура процесса 1700–2000 °C. Продувание воздуха, обогащенного кислородом, приводит к выгоранию из чугуна избыточного углерода, а также серы, фосфора и кремния в виде оксидов. При этом оксиды либо улавливаются в виде отходящих газов (СO2, SO2), либо связываются в легко отделяемый шлак – смесь Са3(РO4)2 и CaSiO3. Для получения специальных сталей в печь вводят легирующие добавки других металлов.

Получение чистого железа в промышленности – электролиз раствора солей железа, например:

 

 

(существуют и другие специальные методы, в том числе восстановление оксидов железа водородом).

Чистое железо применяется в производстве специальных сплавов, при изготовлении сердечников электромагнитов и трансформаторов, чугун – в производстве литья и стали, сталь – как конструкционный и инструментальный материалы, в том числе износо‑, жаро– и коррозионно‑стойкие.

Оксид железа(II) FeO. Амфотерный оксид с большим преобладанием основных свойств. Черный, имеет ионное строение Fe2+O2‑. При нагревании вначале разлагается, затем образуется вновь. Не образуется при сгорании железа на воздухе. Не реагирует с водой. Разлагается кислотами, сплавляется со щелочами. Медленно окисляется во влажном воздухе. Восстанавливается водородом, коксом. Участвует в доменном процессе выплавки чугуна. Применяется как компонент керамики и минеральных красок. Уравнения важнейших реакций:

 

 

Получение в лаборатории : термическое разложение соединений железа (II) без доступа воздуха:

Fe(OH)2 =FeO + H2O (150–200 °C)

FeCO3 =FeO + СO2 (490–550 °C)

Оксид дижелеза (III) – железа(II) (FeIIFe2III)O4. Двойной оксид. Черный, имеет ионное строение Fe2+(Fe3+)2(O2‑)4. Термически устойчив до высоких температур. Не реагирует с водой. Разлагается кислотами. Восстанавливается водородом, раскаленным железом. Участвует в доменном процессе производства чугуна. Применяется как компонент минеральных красок (железный сурик), керамики, цветного цемента. Продукт специального окисления поверхности стальных изделий (чернение, воронение). По составу отвечает коричневой ржавчине и темной окалине на железе. Применение брутто‑формулы Fe3O4 не рекомендуется. Уравнения важнейших реакций:

 

 

 

Получение : сгорание железа (см.) на воздухе.

В природе – оксидная руда железа магнетит.

Оксид железа(III) Fe2O3. Амфотерный оксид с преобладанием основных свойств. Красно‑коричневый, имеет ионное строение (Fe3+)2(O2‑)3. Термически устойчив до высоких температур. Не образуется при сгорании железа на воздухе. Не реагирует с водой, из раствора выпадает бурый аморфный гидрат Fe2O3 nН2O. Медленно реагирует с кислотами и щелочами. Восстанавливается монооксидом углерода, расплавленным железом. Сплавляется с оксидами других металлов и образует двойные оксиды – шпинели (технические продукты называются ферритами). Применяется как сырье при выплавке чугуна в доменном процессе, катализатор в производстве аммиака, компонент керамики, цветных цементов и минеральных красок, при термитной сварке стальных конструкций, как носитель звука и изображения на магнитных лентах, как полирующее средство для стали и стекла.

Уравнения важнейших реакций:

 

 

Получение в лаборатории – термическое разложение солей железа(III) на воздухе:

Fe2(SO4)3 = Fe2O3 + 3SO3 (500–700 °C)

4{Fe(NO3)3 9 H2O} = 2FeaO3 + 12NO2 + 3O2 + 36H2O (600–700 °C)

В природе – оксидные руды железа гематит Fe2O3 и лимонит Fe2O3 nН2O.

Гидроксид железа (II) Fe(OH)2. Амфотерный гидроксид с преобладанием основных свойств. Белый (иногда с зеленоватым оттенком), связи Fe – ОН преимущественно ковалентные. Термически неустойчив. Легко окисляется на воздухе, особенно во влажном состоянии (темнеет). Нерастворим в воде. Реагирует с разбавленными кислотами, концентрированными щелочами. Типичный восстановитель. Промежуточный продукт при ржавлении железа. Применяется в изготовлении активной массы железоникелевых аккумуляторов.

Уравнения важнейших реакций:

 

 

Получение : осаждение из раствора щелочами или гидратом аммиака в инертной атмосфере:

Fe2+ + 2OН(разб.) = Fe(OH)2↓

Fe2+ + 2(NH3 H2O) =Fe(OH)2 ↓ + 2NH4+

Метагидроксид железа FeO(OH). Амфотерный гидроксид с преобладанием основных свойств. Светло‑коричневый, связи Fe – О и Fe – ОН преимущественно ковалентные.

При нагревании разлагается без плавления. Нерастворим в воде. Осаждается из раствора в виде бурого аморфного полигидрата Fe2O3 nН2O, который при выдерживании под разбавленным щелочным раствором или при высушивании переходит в FeO(OH). Реагирует с кислотами, твердыми щелочами. Слабый окислитель и восстановитель. Спекается с Fe(OH)2. Промежуточный продукт при ржавлении железа. Применяется как основа желтых минеральных красок и эмалей, поглотитель отходящих газов, катализатор в органическом синтезе.

Соединение состава Fe(OH)3 не известно (не получено).

Уравнения важнейших реакций:

 

 

Получение : осаждение из раствора солей железа(III) гидрата Fe2O3 nН2O и его частичное обезвоживание (см. выше).

В природе – оксидная руда железа лимонит Fe2O3 nН2O и минерал гётит FeO(OH).

Феррат калия K2FeO4. Оксосоль. Красно‑фиолетовый, разлагается при сильном нагревании. Хорошо растворим в концентрированном растворе КОН, реагирует с кипящей водой, неустойчив в кислотной среде. Сильный окислитель. Качественная реакция – образование красного осадка феррата бария. Применяется в синтезе ферритов – промышленно важных двойных оксидов железа (III) и других металлов.

Уравнения важнейших реакций:

 

 

Получение : образуется при окислении соединений железа, например метагидроксида FeO(OH), бромной водой, а также при действии сильных окислителей (при спекании) на железо

Fe + 2KOH + 2KNO3 =K2FeO4 + 3KNO2 + H2O (420 °C)

и электролизе в растворе:

 

 

(феррат калия образуется на аноде).

Качественные реакции на ионы Fe2+ и Fe3+. Обнаружение ионов Fe2+ и Fe3+ в водном растворе проводят с помощью реактивов K3[Fe(CN)6] и K4[Fe(CN)6] соответственно; в обоих случаях выпадает синий продукт одинакового состава и строения, KFeIII[FeII(CN)6]. В лаборатории этот осадок называют берлинская лазурь, или турнбуллева синь:

Fe2+ + К+ + [Fe(CN)6]3‑ = KFeIII[FeII(CN)6]↓

Fe3+ + K+ + [Fe(CN)6]4‑ = KFeIII[FeII(CN)6]↓

Химические названия исходных реактивов и продукта реакций:

K3[Fe(CN)6] – гексацианоферрат (III) калия

K4[Fe(CN)6] – гексацианоферрат (II) калия

KFeIII[FeII(CN)6] – гексацианоферрат (II) железа(III) калия

Кроме того, хорошим реактивом на ионы Fe3+ является тиоцианат‑ион NCS‑, железо (III) соединяется с ним, и появляется ярко‑красная («кровавая») окраска:

Fe3+ + 6NCS– = [Fe(NCS)6]3‑

Этим реактивом (например, в виде соли KNCS) можно обнаружить даже следы железа (III) в водопроводной воде, если она проходит через железные трубы, покрытые изнутри ржавчиной.

 

Общие свойства металлов. Коррозия

Элементы с металлическими свойствами расположены вIA – VIA группах Периодической системы (табл. 7).  

Примеры заданий части A

 

1. В железосодержащих продуктах реакций между железом и разбавленными кислотами HCl, H2SO4 и HNO3общая сумма числа атомов всех элементов равна

1) 14

2) 18

3) 22

4) 26

 

2. В уравнениях реакций

Fe + O2 → (FeIIFeIII2)O4

Fe + Cl2 → FeCl3

Fe + Н2O (пар) → (FeIIFeIII2)O4 + Н2

общая сумма коэффициентов равна

1) 6

2) 7

3) 12

4) 25

 

3. Соль NaCrO2 получают при взаимодействии между

1) CrO3 и Na2O

2) Cr2O3 и Na2CO3

3) CrО и NaOH

4) CrO2 и NaHCO3

 

4. Будет протекать реакция при внесении меди в разбавленные растворы

1) бромоводорода

2) нитрата ртути(II)

3) серной кислоты

4) азотной кислоты

 

5. Протекают реакции

1) H2SO4 + FeCO3 →…

2) AgNO3 + HI (p‑p) →…

3) K2Cr2O7 (p‑p) + PbO2 →…

4) AgNOg (p‑p) + Au →…

 

6–9. Масса тигля из

6. платины

7. меди

8. серебра

9. железа

при прокаливании на воздухе

1) уменьшается

2) увеличивается

3) не изменяется

4) не знаю

 

10–11. В молекулярных уравнениях реакций

10. Fe2O3 + HNOg →…, Fe(OH)2 + O2 → FeO(OH) +…

11. CuO + С → CO2 + Cu, Fe2O3 + CO → Fe +…

общая сумма коэффициентов равна

1) 12

2) 15

3) 16

4) 22

 

12. Сплав, оба компонента которого реагируют с концентрированной азотной кислотой, – это

1) Al + Cu

2) Pt + Аu

3) Hg + Ag

4) Fe + Cr

 

13. He протекает реакция замещения между реагентами

1) CuSO4 и Zn

2) Pb(NO3)2 и Cr

3) Fe и ZnSO4

4) Cd и Hg(NO3)2

 

14. Для удаления примеси NiSO4 из раствора FeSO4 надо добавить

1) хлорид бария

2) нитрат серебра(I)

3) гидроксид калия

4) железо

 

15. Пластинка металла окажется покрытой другим металлом, взятым в виде раствора соли, в наборах

1) Zn и Pb(NO3)2

2) Cu и Hg(NO3)2

3) Со и MnSO4

4) Pb и CrCl3

 

16–17. Коррозия стального изделия, склепанного с

16. хромом

17. никелем

во влажном воздухе

1) усиливается

2) ослабевает

3) не изменяется

4) не знаю

 

 

7. Неметаллы главных подгрупп IV–VII групп

 

Водород

Водород – первый элемент Периодической системы (1‑й период, порядковый номер 1). Не имеет полной аналогии с остальными химическими элементами… Атом водорода наименьший по размерам и самый легкий среди атомов всех… Шкала степеней окисления водорода:

Галогены

 

Хлор. Хлороводород

Хлор – элемент 3‑го периода и VII А‑группы Периодической системы, порядковый номер 17. Электронная формула атома [10Ne]3s23p5,…  

Хлориды

Хлорид натрия NaCl. Бескислородная соль. Бытовое название поваренная соль. Белый, слабогигроскопичный. Плавится и кипит без разложения. Умеренно… Применяется для получения водорода, натрия и хлора, соды, едкого натра и… В природе – основная часть залежей каменной соли, или галита, и сильвинита (вместе с КCl), рапы соляных озер,…

Гипохлориты. Хлораты

Гипохлорит кальция Са(СlO)2. Соль хлорноватистой кислоты HClO. Белый, при нагревании разлагается без плавления. Хорошо растворим в холодной воде… Са(ClO)2 = СаCl2 + O2 (180 °C) Са(ClO)2(т) + 4НCl (конц.) = СаCl2 + 2Cl2↑ + 2Н2O (80 °C)

Бромиды. Иодиды

Бромид калия КBr. Бескислородная соль. Белый, негигроскопичный, плавится без разложения. Хорошо растворим в воде, гидролиза нет. Восстановитель… Качественная реакция на ион Br – вытеснение брома из раствора КBr хлором и… Применяется как компонент травителей при гравировке по металлам, составная часть фотоэмульсий, лекарственное…

Халькогены

 

Кислород

Кислород – элемент 2‑го периода и VIA‑группы Периодической системы, порядковый номер 8, относится к халькогенам (но чаще рассматривается… Шкала степеней окисления кислорода:  

Сера. Сероводород. Сульфиды

Сера – элемент 3‑го периода и VIA‑группы Периодической системы, порядковый номер 16, относится к халькогенам. Электронная формула атома… Шкала степеней окисления серы:  

Диоксид серы. Сульфиты

Диоксид серы SO2. Кислотный оксид. Бесцветный газ с резким запахом. Молекула имеет строение незавершенного треугольника [: S(O)2]… Реагирует со щелочами, гидратом аммиака. Типичный восстановитель, слабый… Качественная реакция – обесцвечивание желто‑коричневой «йодной воды». Промежуточный продукт в производстве…

Серная кислота. Сульфаты

Серная кислота H2SO4. Оксокислота. Бесцветная жидкость, очень вязкая (маслообразная), весьма гигроскопичная. Молекула имеет… Качественная реакция на ион SO42‑ – осаждение белого сульфата бария… Применяется в производстве сульфатов и других соединений серы, минеральных удобрений, взрывчатых веществ, красителей и…

Азот. Аммиак

Азот – элемент 2‑го периода и VA‑группы Периодической системы, порядковый номер 7. Электронная формула атома [2He]2s22p3, характерные… Шкала степеней окисления азота:  

Оксиды азота. Азотная кислота

Монооксид азота NO. Несолеобразующий оксид. Бесцветный газ. Радикал, содержит ковалентную σπ‑связь ( N=O), в твердом состоянии димер… Уравнения важнейших реакций: 2NO + O2 (изб.) = 2NO2 (20 °C)

Нитриты. Нитраты

Нитрит калияKNO2. Оксосоль. Белый, гигроскопичный. Плавится без разложения. Устойчив в сухом воздухе. Очень хорошо растворим в воде (образуется… Уравнения важнейших реакций:  

Фосфор

 

Фосфор – элемент 3‑го периода и VA‑группы Периодической системы, порядковый номер 15. Электронная формула атома [10Ne]3s23p3, устойчивая степень окисления в соединениях +V.

Шкала степеней окисления фосфора:

 

 

Электроотрицательность фосфора (2,32) значительно ниже, чем у типичных неметаллов, и немного выше, чем у водорода. Образует различные кислородсодержащие кислоты, соли и бинарные соединения, проявляет неметаллические (кислотные) свойства. Большинство фосфатов нерастворимы в воде.

В природе – тринадцатый по химической распространенности элемент (шестой среди неметаллов), встречается только в химически связанном виде. Жизненно важный элемент.

Недостаток фосфора в почве восполняется введением фосфорных удобрений – главным образом суперфосфатов.

Красный и белый фосфор Р. Известно несколько аллотропных форм фосфора в свободном виде, главные – это белый фосфор Р4 и красный фосфор Рn. В уравнениях реакций аллотропные формы представляют как Р (красн.) и Р (бел.).

Красный фосфор состоит из полимерных молекул Рnразной длины. Аморфный, при комнатной температуре медленно переходит в белый фосфор. При нагревании до 416 °C возгоняется (при охлаждении пара конденсируется белый фосфор). Нерастворим в органических растворителях. Химическая активность ниже, чем у белого фосфора. На воздухе загорается только при нагревании.

Применяется как реагент (более безопасный, чем белый фосфор) в неорганическом синтезе, наполнитель ламп накаливания, компонент намазки коробка при изготовлении спичек. Не ядовит.

Белый фосфор состоит из молекул Р4. Мягкий как воск (режется ножом). Плавится и кипит без разложения (tпл 44,14 °C, tкип 287,3 °C, ρ 1,82 г/см3). Окисляется на воздухе (зеленое свечение в темноте), при большой массе возможно самовоспламенение. В особых условиях переводится в красный фосфор. Хорошо растворим в бензоле, эфирах, сероуглероде. Не реагирует с водой, хранится под слоем воды. Чрезвычайно химически активен. Проявляет окислительно‑восстановительные свойства. Восстанавливает благородные металлы из растворов их солей.

Применяется в производстве Н3РO4 и красного фосфора, как реагент в органических синтезах, раскислитель сплавов, зажигательное средство. Горящий фосфор следует гасить песком (но не водой!). Чрезвычайно ядовит.

Уравнения важнейших реакций:

 

 

Получение в промышленности – восстановление фосфорита раскаленным коксом (песок добавляют для связывания кальция):

Са3(РO4)2 + 5С + 3SiO2 = 3CaSiO3 + 2Р + 5СО (1000 °C)

Пар фосфора охлаждают и получают твердый белый фосфор.

Красный фосфор готовят из белого фосфора (см. выше), в зависимости от условий степень полимеризации n (Рn) может быть различной.

Фосфин РН3. Бинарное соединение, степень окисления фосфора равна – III. Бесцветный газ с неприятным запахом. Молекула имеет строение незавершенного тетраэдра [: Р(Н)3] (sр3‑гибридизация). Мало растворим в воде, не реагирует с ней (в отличие от NH3). Сильный восстановитель, сгорает на воздухе, окисляется в HNO3 (конц.). Присоединяет HI. Применяется для синтеза фосфорорганических соединений. Сильно ядовит.

Уравнения важнейших реакций:

 

 

Получение в лаборатории :

Са3Р2 + 6НCl (разб.) = ЗСаCl2 + 2РН3 ↑

Оксид фосфора (V) Р2O5. Кислотный оксид. Белый, термически устойчивый. В твердом и газообразном состояниях димер Р4О10 со строением из четырех тетраэдров [O=Р(O)3], связанных по трем вершинам (Р – О–Р). При очень высоких температурах мономеризуется до Р2O5. Существует также стеклообразный полимер (Р2O5)n. Чрезвычайно гигроскопичен, энергично реагирует с водой, щелочами. Восстанавливается белым фосфором. Отнимает воду у кислородсодержащих кислот.

Применяется как весьма эффективный дегидратирующий агент для осушения твердых веществ, жидкостей и газовых смесей, реагент в производстве фосфатных стекол, катализатор полимеризации алкенов. Ядовит.

Уравнения важнейших реакций:

 

 

Получение : сжигание фосфора (см.) в избытке сухого воздуха.

Ортофосфорная кислота Н3РO4. Оксокислота. Белое вещество, гигроскопичное, конечный продукт взаимодействия Р2O5 с водой. Молекула имеет строение искаженного тетраэдра [Р(O)(OН)3] (sр3‑гибридизация), содержит ковалентные σ‑связи Р – ОН и σ, π‑связь Р=O. Плавится без разложения, при дальнейшем нагревании разлагается. Хорошо растворяется в воде (548 г/100 г Н2O). Слабая кислота в растворе, нейтрализуется щелочами, не полностью – гидратом аммиака. Реагирует с типичными металлами. Вступает в реакции ионного обмена.

Качественная реакция – выпадение желтого осадка ортофосфата серебра (I). Применяется в производстве минеральных удобрений, для осветления сахарозы, как катализатор в органическом синтезе, компонент антикоррозионных покрытий на чугуне и стали.

Уравнения важнейших реакций:

 

 

Получение в промышленности : кипячение фосфоритной руды в серной кислоте:

Са3(РO4)2 + 3H2SO4 (конц.) = 2Н3РO4 + 3CaSO4↓

Ортофосфат натрия Na3PO4. Оксосоль. Белый, гигроскопичный. Плавится без разложения, термически устойчивый. Хорошо растворим в воде, гидролизуется по аниону, создает в растворе сильнощелочную среду. Реагируется в растворе с цинком и алюминием. Вступает в реакции ионного обмена.

Качественная реакция на ион РO43‑ – образование желтого осадка ортофосфата серебра (I).

Применяется для устранения «постоянной» жесткости пресной воды, как компонент моющих средств и фотопроявителей, реагент в синтезе каучука. Уравнения важнейших реакций:

Na3PO4 12Н2O = Na3PO4 + 12Н2O (200 °C, вакуум)

2РО43‑ (конц.) + 8Н2O + 2Al = 2[Al(ОН)4]‑ + 2НРО42‑ + ЗН2↑

2РО43‑ (конц.) + 4Н2O + Zn = [Zn(OH)4]2‑ + 2HPO42‑ + Н2↑

2РО43‑ (разб.) + ЗСа2+ = Са3(РO4)2↓

РО43‑ (разб.) + 3Ag+ = Ag3PO4↓ (желт.)↓

Получение : полная нейтрализация Н3РO4 (см.) гидроксидом натрия или по реакции:

2Н3РO4 + 3Na2CO3 = 2Na3PO4 + 3CO2↑ + 3H2O

Гидроортофосфат натрия Na2HPO4. Кислая оксосоль. Белый, при умеренном нагревании разлагается без плавления. Хорошо растворим в воде, гидролизуется по аниону. Реагирует с Н3РO4 (конц.), нейтрализуется щелочами. Вступает в реакции ионного обмена.

Качественная реакция на ион НРО42‑ – образование желтого осадка ортофосфата серебра (I).

Применяется как эмульгатор при сгущении коровьего молока, компонент пищевых пастеризаторов и фотоотбеливателей.

Уравнения важнейших реакций:

 

 

 

Получение : неполная нейтрализация Н3РO4 гидроксидом натрия в разбавленном растворе:

2NaOH + Н3РO4 = Na2HPO4 + 2Н2O

Дигидроортофосфат натрия NaH2PO4. Кислая оксосоль. Белый, гигроскопичный. При умеренном нагревании разлагается без плавления. Хорошо растворим в воде, анион Н2РO4 подвергается обратимой диссоциации. Нейтрализуется щелочами. Вступает в реакции ионного обмена.

Качественная реакция на ион Н2РO4 – образование желтого осадка ортофосфата серебра(I).

Применяется в производстве стекла, для защиты стали и чугуна от коррозии, как умягчитель воды.

Уравнения важнейших реакций:

 

 

Получение: неполная нейтрализация Н3РO4 едким натром:

Н3РO4 (конц.) + NaOH (разб.) = NaH2PO4 + Н2O

Ортофосфат кальцияСа3(РO4)2. Оксосоль. Белый, тугоплавкий, термически устойчивый. Нерастворим в воде. Разлагается концентрированными кислотами. Восстанавливается коксом при сплавлении. Основной компонент фосфоритных руд (апатиты и др.).

Применяется для получения фосфора, в производстве фосфорных удобрений (суперфосфаты), керамики и стекла, осажденный порошок – как компонент зубных паст и стабилизатор полимеров.

Уравнения важнейших реакций:

Са3(РO4)2 + 2H2SO4 (60 %) = Са(Н2РO4)2↓ + 2CaSO4↓ (до 50 °C)

Са3(РO4)2 + 4Н3РO4 (40 %) = ЗСа(Н2РO4)2↓ (примесь СаНРO4)

Са3(РO4)2 + 5С + 3SiO2 = 3CaSiO3 + 2Р + 5СО (1000 °C)

Смесь Са(Н2РO4)2 и CaSO4 называется простым суперфосфатом, Са(Н2РO4)2 с примесью СаНРO4 – двойным суперфосфатом, они легко усваиваются растениями при подкормке.

Наиболее ценные удобрения – аммофосы (содержат азот и фосфор), представляют собой смесь аммонийных кислых солей NH4H2PO4 и (NH4)2HPO4.

Хлорид фосфора (V) РCl5. Бинарное соединение. Белый, летучий, термически неустойчивый. Молекула имеет строение тригональной бипирамиды (sр3d‑гибридизация). В твердом состоянии димер Р2Cl10 с ионным строением РCl4+[РCl6]‑. «Дымит» во влажном воздухе. Весьма реакционноспособный, полностью гидролизуется водой, реагирует со щелочами. Восстанавливается белым фосфором. Применяется как хлорагент в органическом синтезе. Ядовит.

Уравнения важнейших реакций:

 

 

Получение: хлорирование фосфора.

 

 

7.5. Неметаллы IVA‑группы

 

Углерод в свободном виде

Углерод – элемент 2‑го периода и IVA‑группы Периодической системы, порядковый номер 6. Химия углерода – это в основном химия… Шкала степеней окисления углерода:  

Оксиды углерода

Монооксид углерода СО. Несолеобразующий оксид. Бесцветный газ, без запаха, легче воздуха. Молекула слабополярна, содержит ковалентную тройную… Качественная реакция – помутнение раствора хлорида палладия(II). Применяется как реагент в органическом синтезе, промышленно важный восстановитель металлов из их руд.

Карбонаты

Карбонат натрия Na2CO3. Оксосоль. Техническое название кальцинированная сода. Белый, при нагревании плавится и разлагается. Чувствителен к влаге и… Качественная реакция на ион СО32‑ – образование белого осадка карбоната… Применяется для синтеза соединений натрия, устранения «постоянной» жесткости пресной воды, в производстве стекла, мыла…

Кремний

Кремний – элемент 3‑го периода и IVA‑группы Периодической системы, порядковый номер 14. Электронная формула атома [10Ne]3s23p2.… Шкала степеней окисления кремния:  

Примеры заданий части А

 

1. Хлор можно собрать

1) в пробирку отверстием вниз

2) в пробирку отверстием вверх

3) над раствором хлорида кальция

4) над водой

 

2. Пропускают хлор через горячий раствор едкого кали и получают набор продуктов

1) КCl, O2

2) КCl, КClO

3) КCl, Н2

4) КClO3, КCl

 

3. Возможно протекание реакции в растворе между веществами

1) КBr + I2 →…

2) КBr + Cl2 →…

3) КCl + I2 →…

4) КCl + Br2 →…

 

4. Окислительная способность в ряду O2 – O3 – О0

1) возрастает

2) убывает

3) не изменяется

4) не знаю

 

5. При действии концентрированным раствором щелочи на серу образуется набор солей

1) сульфат, сульфид

2) сульфат, сульфит

3) сероводород, серная кислота

4) сульфит, сульфид

 

6. Концентрированная серная кислота реагирует (по отдельности) с веществами набора

1) KHSO4, K2SO4

2) Fe, Cu(NO3)2

3) Ag, SO2

4) КНСO3, С (графит)

 

7. Азот образуется при прокаливании солей

1) NH4NO2

2) NH4HCO3

3) NH4NO3

4) (NH4)2Cr2O7

 

8. В уравнении реакции NH3 + O2 → NO +… коэффициент у формулы окислителя равен

1) 6

2) 5

3) 4

4) 3

 

9. Нельзя проводить осушку газа NH3 с помощью

1) СаО (тв.)

2) NaOH (тв.)

3) H2SO4 (конц.)

4) Р2O5 (тв.)

 

10. Две соли разных кислот образуются при взаимодействии между щелочью и

1) диоксидом углерода

2) триоксидом серы

3) оксидом хлора (VII)

4) оксидом азота (IV)

 

11. Один газ образуется при прокаливании

1) Cu(NO3)2

2) Pb(NO3)2

3) AgNO3

4) KNO3

 

12. Ортофосфорную кислоту в промышленности получают по реакции

1) Са3(РO4)2 + H2SO4 (конц.) →…

2) К3РO4 + H2SO4 (разб.) →…

3) Р2O5 + Н2O →…

4) Na3PO4 + СаCl2 →…

 

13. Углекислый газ, растворенный в воде, реагирует (по отдельности) с веществами набора

1) К2СO3, К3РO4

2) KNO2, NH4Cl

3) K2SiO3, К2СO3

4) K2SO4, КОН

 

14. Реагенты для получения чистого гидрокарбоната калия – это набор

1) KNO3, Н2O, СO2

2) K2SO4, Ва(НСO3)2

3) К2СO3, Н2O

4) КОН, СаСO3

 

15. Цинк из концентрированного раствора карбоната калия вытесняет

1) водород

2) угарный газ

3) метан

4) углекислый газ

 

16. Влажную смесь газов SO2 + O2 + NH3 + С2Н2 пропустили через склянку с H2SO4 (конц.), затем – через склянку с гранулами NaOH. При этом на выходе собрали набор газов

1) NH3, С2Н2

2) SO2, O2

3) SO2, NH3

4) O2, С2Н2

 

17. Для обнаружения хлорид‑иона подходит реактив

1) раствор крахмала

2) раствора нитрата серебра(I)

3) разбавленная серная кислота

4) концентрированный раствор щелочи

 

18. Для распознавания Na2CO3 и Na2SiO3 можно использовать раствор

1) азотной кислоты

2) индикатора

3) хлорида бария

4) гидроксида натрия

 

19–22. Бесцветный раствор соли

19. иодид алюминия

20. гидросульфат калия

21. хлорид бария

 

22. фторид натрия окрасится метилоранжем в цвет

1) оранжевый

2) желтый

3) синий

4) розовый

 

Теория строения, многообразие, классификация и номенклатура органических соединений. Типы химических реакций

 

Многообразие органических соединений, их свойств и превращений объясняет теория химического строения (А. М. Бутлеров, 1861–1864).

Химическое строение – это определенная последовательность расположения атомов в молекуле. Строение молекулы органического соединения изображается структурной формулой (развернутой или сокращенной), в которой символы связанных атомов соединяются валентной чертой, например, для этанола С2Н5ОН:

развернутая структурная формула

 

 

сокращенная структурная формула

СН3–СН2–ОН

Часто одинарные связи вообще не указывают: СН3СН2ОН

По строению различают ациклические и циклические органические соединения.

Ациклические соединения характеризуются открытой цепью атомов углерода:

а) насыщенные соединения (с одинарными связями С – С)

 

 

б) ненасыщенные соединения (с кратными связями C=C и C≡C)

 

 

Ациклические соединения могут содержать как прямую цепь атомов углерода, так и разветвленную . Различают атомы углерода:

первичный, соединен с одним другим атомом углерода;

вторичный, соединен с двумя атомами углерода;

третичный, соединен с тремя атомами углерода;

четвертичный, соединен с четырьмя атомами углерода.

Прямая углеродная цепь состоит только из первичных и вторичных атомов углерода, разветвленная цепь содержит также третичные и четвертичные атомы.

Пример:

 

 

1, 2', 4', 4", 6 – первичные атомы

2 – третичный атом

3, 5 – вторичные атомы

4 – четвертичный атом

Циклические соединения имеют замкнутую в цикл цепь атомов углерода:

а) алициклические соединения (циклические соединения неароматического характера)

 

 

б) ароматические соединения (производные бензола)

 

 

Химические свойства органических соединений зависят не только от состава вещества (числа атомов элементов), но и от его химического строения. Один и тот же состав может соответствовать нескольким органическим соединениям с разным строением и, соответственно, разными свойствами; это явление называется изомерией:

 

 

Такие вещества называют структурными изомерами или изомерами строения.

Органические соединения образованы главным образом ковалентными связями. Если ковалентная связь полярна, электронная плотность оказывается смещенной в сторону более электроотрицательного атома. Вследствие этого на атомах появляются частичные заряды – положительный (δ+) и отрицательный (‑δ):

 

 

Химические реакции, типичные для органических соединений, можно классифицировать по различным признакам:

1) по типу химического превращения:

– реакции замещения, сопровождающиеся образованием новых ковалентных связей при замещении одного атома (или группы атомов) на другие атомы или группы атомов:

 

 

– реакции присоединения (синтез), сопровождающиеся образованием новых о‑связей за счет разрыва π‑связи:

 

 

– реакции разложения, сопровождающиеся образованием новых, более простых по составу молекул:

 

 

2) по способу разрыва связи:

– реакции с образованием радикалов, сопровождающиеся симметричным разрывом связи между атомами элементов с одинаковой электроотрицательностью (гемолитический разрыв):

 

 

– реакции с образованием ионов , сопровождающиеся несимметричным разрывом связи (гетеролитический разрыв):

 

 

Все органические соединения делятся на классы. Принадлежность соединения к тому или иному классу определяется наличием в его составе функциональных групп – групп атомов, обусловливающих характерные химические свойства данного класса соединений. К функциональным группам принадлежат:

 

 

Углеводороды не имеют функциональных групп.

Группа атомов органического соединения, которая во многих реакциях может переходить в молекулу продукта не изменяясь, называется радикалом и обозначается R, например метильный радикал – СН3.

Углеводороды (состоят только из атомов С и Н) и их производные образуют гомологические ряды, члены которых имеют сходные строение и свойства; они отличаются друг от друга на одну или несколько групп СН2 (гомологическая разность).

Классификация органических соединений представлена в табл. 8.

 

 

 

Подробные сведения о номенклатуре органических соединений см. в разд. 9–11.

 

Примеры заданий частей А, В

 

1. В углеводороде со структурной формулой

 

 

1) число первичных атомов С меньше числа вторичных

2) число вторичных атомов С больше числа третичных

3) число первичных атомов С равно числу третичных

4) число вторичных атомов С равно числу третичных

 

2. Правильная структурная формула углеводорода – это

1)

2)

3)

4)

 

3. Название углеводорода с цепью атомов углерода – это

 

 

1) 2,3,5‑триметилгексан

2) 2,3,4‑триметилгексан

3) 2,5‑диметилгептан

4) 3,4‑диметилпептан

 

4–7. Класс органических соединений с названием

4. спирты

5. фенолы

6. альдегиды

7. карбоновые кислоты отвечает функциональной группе

1) – С(О)–

2) – СООН

3) – С(Н)O

4) – ОН

 

8–10. Молекулы класса соединений с названием

8. простые эфиры

9. сложные эфиры

10. белки

содержат функциональную группу

1) С – О–С

2) С – С(О) – О – С

3) C – OH

4) С(О) – N(H) – С

 

11. Функциональные группы углеводов – в наборах

1) СООН, ОН

2) ОН, СО

3) С(Н)O, OH

4) СО, С(Н)O

 

12–15. Органическое соединение с формулой

12. C2H5NH2

13. c2h5no2

14. NH2CH2C00H

15. (C2H5)3N относится к классу

1) аминокислот

2) аминов

3) нитросоединений

4) белков

 

16–19. Органическое соединение с формулой

16. СН3–О – С2Н5

17. С2Н5–С(Н)O

18. СН3–С(О) – О – С2Н5

19. С6Н5–СН2ОН относится к классу

1) сложных эфиров

2) простых эфиров

3) альдегидов

4) спиртов

 

20. Этан вступает в реакции

1) изомеризации

2) замещения

3) присоединения

4) дегидрирования

 

21. Для олефинов характерны реакции

1) замещения

2) полимеризации

3) присоединения

4) разложения

 

22. Бензол склонен вступать в реакции

1) нейтрализации

2) присоединения

3) полимеризации

4) изомеризации

 

23–25. Взаимодействие между реагентами

23. С6Н6, HNO3

24. C2H4, НCl

25. C2H2, КMnO4

по отношению к углеводороду называется

1) окислением

2) присоединением

3) восстановлением

4) замещением

 

26. Установите соответствие между формулой функциональной группы и классом органических соединений, который она определяет.

 

 

27. Установите соответствие между названием соединения и классом, к которому оно относится

 

 

Углеводороды. Гомология и изомерия. Химические свойства и способы получения

 

Алканы. Циклоалканы

Алканы (парафины ) – это соединения углерода с водородом, в молекулах которых атомы углерода соединены между собой одинарной связью (предельные… Формулы и названия первых шести алканов (С1–С6) и отвечающих им радикалов:  

Алкены. Алкадиены

Алкены (олефины ) – это углеводороды, в молекулах которых содержатся атомы углерода, соединенные между собой двойной связью (непредельные… Систематические названия олефинов производятся от корней названий алканов с…  

Алкины

 

Алкины – углеводороды с тройной связью C≡C в молекулах (непредельные углеводороды ряда ацетилена). Простейший представитель этого ряда – ацетилен С2Н2, общая формула алкинов CnH2n‑2 (при n ≥ 2).

Названия простейших алкинов:

С2Н2 – этин (традиционно: ацетилен)

С3Н4 – пропин (метилацетилен)

С4Н6 – бутин

Изомеры бутина:

 

 

Ацетилен, пропин и бутин‑1 – бесцветные газы при комнатной температуре, бутин‑2 – легкокипящая жидкость, обладает легким «эфирным» запахом.

В алкинах атомные орбитали углерода у тройной связи имеют sp‑ гибридизацию (линейное строение). Наличие двух π‑связей обусловливает их химические свойства, в частности высокую способность к реакциям ступенчатого присоединения водорода, хлора, брома, галогеноводородов, воды:

а)

 

б)

в)

(присоединение НCl к хлорэтену происходит по правилу Марковникова; хлорэтен традиционно называют хлорвинилом или винилхлоридом);

г) реакция Кучерова (гидратация на катализаторе)

 

 

При циклизации ацетилена образуется бензол:

 

 

Упомянутый выше хлорвинил способен полимеризоваться:

 

 

Поливинилхлорид (ПВХ) – полимер, основа пластмассы, волокон и пленок, применяется в производстве труб, искусственной кожи, электроизоляции, пеноматериалов.

Качественные реакции:

1) на алкины любого строения – обесцвечивание раствора КMnO4, чаще всего происходит разрыв углеродной цепи по месту тройной связи (ср. с алкенами);

2) на алкины с концевой тройной связью – замещение концевого атома водорода на медь (I) с образованием ярко‑красного осадка:

 

 

Получение: в промышленности ацетилен ранее получали гидролизом дикарбида (ацетиленида) кальция:

 

 

(неприятный «карбидный» запах газа обусловлен примесями, главным образом фосфином РН3).

Современный способ – пиролиз (термическое разложение) метана:

 

 

В лаборатории для получения ацетилена и его гомологов используют взаимодействие дигалогенопроизводных алканов со щелочами в спиртовом растворе при нагревании:

 

 

(обязательное условие – атомы галогенов должны находиться при соседних атомах углерода). Эта реакция может проходить в одну стадию (как показано выше), но чаще – в две стадии:

а)

 

б)

 

Алкины, особенно ацетилен, используются как исходное сырье в химической промышленности для многих органических синтезов. Кроме того, ацетилен благодаря высокой теплотворной способности сгорания:

 

 

применяется для автогенной сварки и резки металлов.

 

Арены

 

Арены – это непредельные углеводороды, которые можно рассматривать как производные простейшего из них – бензола С6Н6. Общая формула углеводородов гомологического ряда бензола СnН2n‑6 (при n ≥ 6).

В молекуле бензола все атомы углерода находятся в sр2‑гибридизации, каждый атом углерода соединен в одной плоскости σ‑связями с двумя другими атомами углерода и одним атомом водорода. У атома углерода остается еще облако четвертого валентного электрона, расположенное перпендикулярно плоскости. Эти облака участвуют в образовании π‑связи, причем в молекуле образуются не три отдельные π‑связи (как думали раньше, см. формулу Кекуле, 1865 г.), а единая шестицентровая (С6) π‑связь (все атомы равноценны):

 

 

Формула Кекуле часто применяется в тех случаях, когда необходимо более наглядно представить протекание реакции с участием бензольного кольца С6; его изображение:

 

 

В обеих формулах атомы С кольца и не участвующие в реакции атомы Н опускаются (для краткости). Некоторые простейшие гомологи бензола:

 

 

Радикал бензола С6Н5 называется фенил, радикал толуола С6Н5СН2 – бензил.

Бензол и его ближайшие гомологи – жидкости без цвета, но с характерным запахом, имеют широкий интервал жидкого состояния. Практически не растворяются в воде, но хорошо смешиваются между собой и с другими органическими растворителями. Пар бензола сильно ядовит.

Несмотря на формальную непредельность, бензол отличается высокой устойчивостью к нагреванию и окислению (в гомологах бензола окисляется только боковая цепь). Характерными для бензола являются реакции замещения :

а) нитрование в присутствии концентрированной серной кислоты на холоду:

 

 

б) галогенирование в присутствии галогенидов железа (III):

 

 

в) алкилирование в присутствии хлорида алюминия:

 

 

Особый характер ненасыщенности бензола и его гомологов иллюстрируется этими химическими свойствами и называется «ароматическим» характером.

В производных бензола атом или группа, заместившие водород кольца, и само бензольное кольцо влияют друг на друга. По характеру влияния различают:

1) заместители I рода – CI, Br, I, СН3, СnН2n+1, ОН и NH2. Они облегчают реакции дальнейшего замещения и направляют второй заместитель по отношению к себе в орто‑ (о‑, или 2‑) положение и в пара‑ (п ‑, или 4‑) положение [для запоминания: о рто – о коло, п ара – п ротив], например:

 

 

2) заместители II рода – NO2, С(Н)O, СООН и CN. Они затрудняют реакции дальнейшего замещения и направляют второй заместитель в мета‑ (м ‑, или 3‑) положение, например:

 

 

Очевидно, что существуют два орто‑ положения рядом с первым заместителем X, два мета ‑положения, отделенные от первого заместителя одним углеродом кольца, и лишь одно пара ‑положение через два атома углерода бензольного кольца:

 

 

Ранее уже отмечалось, что бензол стоек к окислению даже при действии сильных окислителей. Гомологи бензола с одним боковым радикалом вступают в реакции окисления только за счет радикала; при этом, какова бы ни была его длина, отщепляется вся цепь, кроме ближайшего к кольцу атома углерода (он создает карбоксильную группу):

 

 

В жестких условиях бензол вступает в реакции присоединения :

 

 

Стирол C6H5–CH=CH2, как этилен, легко полимеризуется:

 

 

Полистирол – термопластичная пластмасса (термопласт), прозрачный материал, размягчающийся при температуре выше 80 °C. Используется для изготовления изоляции электропроводов, посуды разового употребления, упаковочной массы (пенопласт).

Получение аренов – ароматизация алифатических и алициклических углеводородов, содержащихся в нефтяных или буроугольных бензиновых фракциях:

1) дегидрирование :

 

 

2) дегидроциклизация :

 

 

3) тримеризация ацетилена (устаревший способ):

 

 

Бензол и его гомологи используются в качестве малополярных растворителей (для каучука, лаковых смол, полимеров), сырье в органическом синтезе.

 

Примеры заданий частей А, В

 

1–6. Углеводороды с групповым названием

1. алканы

2. алкадиены

3. циклоалканы

4. алкины

5. алкены

6. арены

имеют общую формулу

1) СnН2n‑6

2) СnН2n‑6

3) СnН2n+2

4) СnН2n‑2

 

7. Длина связи углерод – углероднаибольшая в молекуле

1) С2Н2

2) С2Н4

3) С6Н6

4) С2Н6

 

8. При гидрировании ацетилена могут образовываться

1) пропилен

2) этилен

3) бензол

4) этан

 

9. При взаимодействии 2‑бромпропана с натрием образуется

1) 2,2‑диметилбутан

2) изобутан

3) гексан

4) 2‑метилпентан

 

10. В реакции З‑метилпентана‑1 с хлороводородом получают

1) З‑метил‑З‑хлорпентан

2) 3‑метил‑1 ,2‑дихлорпентан

3) З‑метил‑2‑хлорпентан

4) З‑метил‑1 ‑хлорпентан

 

11. При действии спиртовым раствором щелочи на 2‑хлорпропан образуется

1) бутан

2) пропан

3) бутен

4) пропен

 

12. Соединение1 ,2‑дихлорпропан – это продукт хлорирования

1) пропана

2) пропена

3) пропина

4) пропадиена

 

13. При полимеризации ароматического углеводорода стирол образуется продукт с формулой

1) [ – С6Н4–СН(СН3) – ]n

2) [ – CH2–С6Н3(СН3) – ]n

3) [ – CH2–СН(С6Н5) – ]n

4) [ – СН2–С6Н4–СН2–]n

 

14. При нитрировании пропилбензола проходит замещение атомов H в положениях

1) 2,3 радикала фенил

2) 2,4,6 радикала фенил

3) 2,3 радикала пропил

4) 1,2,3 радикала пропил

 

15. Способы получения бензола – это

1) дегидрирование циклогексана

2) дегидрирование и циклизация гексана

3) тримеризация ацетилена

4) действие Na на 1,6‑цикло ‑С6Н10Cl2

 

16–19. Указанные органические соединения – это

16. цис‑ и транс ‑1,2‑дихлорэтен

17. пентен‑2 и циклопентан

18. 1,2‑диметилэтен и бутен‑3

19. 1,2‑дибромпропан и 2,3‑дибромбутан

1) гомологи

2) структурные изомеры

3) пространственные изомеры

4) одно и то же вещество

 

20. В ряду превращений

 

 

продукты А, Б, В – это соответственно

1) толуол

2) хлорбензол

3) ацетилен

4) метан

 

21. Углеводород, который обесцвечивает бромную воду, легко полимеризуется, присоединяет водород и при взаимодействии с бромоводородом образует бромэтан, – это

1) этилен

2) ацетилен

3) этан

4) пропилен

 

22. С помощью бромной воды можно различить

1) пропан и этан

2) пропин и этин

3) ацетилен и дивинил

4) пропин и пропан

 

23. Бензол и стирол можно распознать

1) раствором NaOH

2) нитрующей смесью

3) раствором AgNO3

4) раствором КMnO4

 

24. Установите соответствие между формулой углеводорода и его названием.

 

 

25. Процесс, не относящийся к переработке нефти, – это

1) перегонка

2) крекинг

3) риформинг

4) коксование

 

26. При крекинге нефти из октана образуются

1) бутан

2) этан

3) этилен

4) бутилен

 

27. Продукт полимеризации этилена (полиэтилен) отвечает формуле

1) (СН2)n(–СН=СН–)n

3) (–СН2–СН2–)n

4) (СН2=СН2)n

 

28. Для промышленного синтеза бутадиенового каучука используют мономер

1) CH2=CHCH=CH2

2) CH2=CH–C≡CH

3) CH3CH=C=CH2

4) CH2=C(CH3)C≡CH

 

29. Мономер пластмассы тефлон (политетрафторэтилен) синтезируют по реакции

1) замещения СCl2 + F2 →…

2) пиролиза CHClF2

3) окисления CCl2F2

4) фторирования С2Н6

 

 

Кислородсодержащие органические соединения

 

Спирты. Простые эфиры. Фенолы

Спирты – производные углеводородов, содержащие функциональную группу ОН (гидроксил). Спирты, в которых имеется одна группа ОН, называются… Названия некоторых распространенных спиртов приведены в табл. 9. По строению различают спирты первичные, вторичные и третичные, в зависимости от того, при каком атоме углерода…

Альдегиды и кетоны

Альдегиды и кетоны – это производные углеводородов, содержащие функциональную карбонильную группу СО . В альдегидах карбонильная группа связана с… Общие формулы:  

Карбоновые кислоты. Сложные эфиры. Жиры

Карбоновые кислоты – это производные углеводородов, содержащие функциональную группу СООН (карбоксил). Формулы и названия некоторых распространенных карбоновых кислот приведены в… Традиционные названия кислот НСООН (муравьиная), СН3СООН (уксусная), С6Н5СООН (бензойная) и (СООН)2(щавелевая)…

Углеводы

Углеводы (сахара ) – важнейшие природные соединения, состоящие из углерода, водорода и кислорода. Углеводы подразделяются на моносахариды,… Моносахариды (и все другие углеводы) относятся к полифункциональным… Важнейший представитель альдоз – глюкоза:

Примеры заданий частей А, В

 

1–2. Для соединения с формулой

1.

2.

правильное название – это

1) 2‑метилпропанол‑2

2) 2,2‑диметилэтанол

3) пропилэтиловый эфир

4) этилпропиловый эфир

 

3–4. Для соединения с формулой

3.

4.

правильное название – это

1) 1,1‑диметилпропановая кислота

2) 3‑метилбутановая кислота

3) 2‑метилпропаналь

4) диметилэтаналь

 

5. Правильное название вещества CH3COOCH2CH3 – это

1) метилацетат

2) этилацетат

3) метилформиат

4) этилформиат

 

6. Водородные связи образуются между молекулами соединений

1) водаx

2) этанол

3) уксусная кислота

4) ацетальдегид

 

7. Для состава С4Н8O2 названия структурных изомеров из класса сложных эфиров – это

1) пропилформиат

2) диэтиловый эфир

3) этилацетат

4) метилпропионат

 

8–11. Формула соединения с названием

8. сахароза

9. крахмал

10. фруктоза

11. клетчатка

отвечает составу

1) С6Н12O6

2) (С6Н10О5)n

3) Cl2Н22Оn

4) (СН2O)n

 

12. Для предельных одноатомных спиртов характерные реакции – это

1) гидролиз

2) гидратация

3) этерификация

4) дегидратация

 

13. Молекула конечного продукта реакции между фенолом и бромом в воде содержит общее число атомов всех элементов, равное

1) 10

2) 11

3) 12

4) 13

 

14–17. В уравнении реакции

14. окисления этанола оксидом меди (II)

15. бромирования фенола

16. межмолекулярной дегидратации этанола

17. нитрования фенола

сумма коэффициентов равна

1) 4

2) 5

3) 7

4) 8

 

18. В реакции этерификации группа ОН отщепляется от молекулы

1) спирта

2) альдегида

3) кетона

4) кислоты

 

19. С помощью хлорофилла в зеленом растении образуются

1) кислород

2) вода

3) глюкоза

4) этанол

 

20–21. Химические свойства глюкозы, характерные для

20. спиртов

21. альдегидов

проявляются в реакции

1) спиртового брожения

2) «серебряного зеркала»

3) этерификации

4) нейтрализации

 

22–24. При нагревании с водой в присутствии H2SO4 углевода

22. крахмал

23. целлюлоза

24. сахароза

после окончания гидролиза получают

1) этанол

2) фруктозу

3) глюконовую кислоту

4) глюкозу

 

25. Способы получения этанола – это

1) гидратация этена

2) брожение глюкозы

3) восстановление этаналя

4) окисление этаналя

 

26. Способы получения этиленгликоля – это

1) окисление этена

2) гидратация этена

3) действие щелочи на 1,2‑С2Н4Cl2

4) гидратация этина

 

27. Способы получения муравьиной кислоты – это

1) окисление метана

2) окисление фенола

3) окисление метанола

4) реакция СН3ОН с СО

 

28. Для синтеза уксусной кислоты используют соединения

1) С2Н5ОН

2) С4Н10

3) C2H5NO2

4) СН3ОН

 

29. Метанол применяется в производстве

1) пластмасс

2) каучуков

3) бензинов

4) жиров и масел

 

30. Для распознавания фенола (в смеси с бутанолом‑1) используют

1) индикатор и раствор щелочи

2) бромную воду

3) гидроксид меди (II)

4) аммиачный раствор оксида серебра (I)

 

31. Для распознавания в своих растворах глицерина, уксусной кислоты, ацетальдегида и глюкозы подходит один и тот же реактив

1) NaOH

2) Cu(OH)2

3) H2SO4 (конц.)

4) Ag2O (в р‑ре NH3)

 

32. Органическое вещество – продукт гидратации ацетилена, которое вступает в реакцию «серебряного зеркала», а при восстановлении образует этанол, – это

1) ацетальдегид

2) уксусная кислота

3) пропан

4) ацетон

 

33. Продукты А, Б, и В в схеме реакций СO2 + Н2O → фотосинтез А → брожение – СO2 Б → HCOOH B

– это соответственно

1) этанол

2) глюкоза

3) пропановая кислота

4) этилформиат

 

34. Фенол будет участвовать в процессах:

1) дегидратации

2) бромирования

3) изомеризации

4) нейтрализации

5) нитрования

6) «серебряного зеркала»

 

35. Возможно протекание реакций:

1) твердый жир + водород →…

2) муравьиная кислота + формальдегид →…

3) метанол + оксид меди (II) →…

4) сахароза + вода (в конц. H2SO4) →…

5) метаналь + Ag2O (в р‑ре NH3) →…

6) этиленгликоль + NaOH (р‑р) →…

 

36. Для промышленного синтеза фенолформальдегидной смолы следует взять набор реагентов

1) С6Н6, НС(Н)O

2) С6Н6, СН3С(Н)O

3) С6Н5ОН, НС(Н)O

4) С6Н5ОН, СН3С(Н)O

 

 

Азотсодержащие органические соединения

 

Нитросоединения. Амины

Очень важны в народном хозяйстве азотсодержащие органические вещества. Азот может входить в органические соединения в виде нитрогруппы NO2,… Нитросоединения получают при прямом нитровании предельных углеводородов…  

Аминокислоты. Белки

Аминокислоты – органические соединения, содержащие в своем составе две функциональные группы – кислотную СООН и аминную NH2 ; являются основой… Примеры:  

Примеры заданий частей А, В, С

 

1–2. Класс органических веществ

1. нитросоединения

2. первичные амины

содержит функциональную группу

1) – О – NO2

2) – NO2

3) – NH2

4) – NO3‑

 

3. Водородные связи образуются между молекулами

1) формальдегида

2) пропанола‑1

3) циановодорода

4) этиламина

 

4. Число структурных изомеров из группы предельных аминов для состава C3H9N равно

1) 1

2) 2

3) 3

4) 4

 

5. В водном растворе аминокислоты CH3CH(NH2)COOH химическая среда будет

1) кислотной

2) нейтральной

3) щелочной

4) любой

 

6. Двойственную функцию в реакциях выполняют (по отдельности) все вещества набора

1) глюкоза, этановая кислота, этиленгликоль

2) фруктоза, глицерин, этанол

3) глицин, глюкоза, метановая кислота

4) этилен, пропановая кислота, аланин

 

7–10. Для реакции в растворе между глицином и

7. гидроксидом натрия

8. метанолом

9. хлороводородом

10. аминоуксусной кислотой продуктами будут

1) соль и вода

2) соль

3) дипептид и вода

4) сложный эфир и вода

 

11. Соединение, которое реагирует с хлороводородом, образуя соль, вступает в реакции замещения и получается восстановлением продукта нитрования бензола, – это

1) нитробензол

2) метиламин

3) анилин

4) фенол

 

12. При добавлении лакмуса к бесцветному водному раствору 2‑аминопропановой кислоты раствор окрашивается в цвет:

1) красный

2) желтый

3) синий

4) фиолетовый

 

13. Для распознавания изомеров со строением СН3–СН2–СН2–NO2 и NH2–СН(СН3) – СООН следует использовать реактив

1) пероксид водорода

2) бромная вода

3) раствор NaHCO3

4) раствор FeCl3

 

14. При действии концентрированной азотной кислоты на белок появляется… окрашивание:

1) фиолетовое

2) голубое

3) желтое

4) красное

 

15. Установите соответствие между названием соединения и классом, к которому оно относится

 

 

16. Анилин действует в процессах:

1) нейтрализация муравьиной кислотой

2) вытеснение водорода натрием

3) получение фенола

4) замещение с хлорной водой

 

17. Глицин участвует в реакциях

1) окисления с оксидом меди (II)

2) синтеза дипептида с фенилаланином

3) этерификации бутанолом‑1

4) присоединения метиламина

 

18–21. Составьте уравнения реакций по схеме

18.

 

19.

 

20.

 

21.

 

 

Химические реакции. Скорость, энергетика и обратимость

 

Скорость реакций

Количественной характеристикой быстроты течения химической реакции А + B → D + E является ее скорость, т. е. скорость взаимодействия частиц… В гомогенных (однородных) системах исследуется скорость реакции между… Для гомогенных систем скорость реакции – это изменение концентраций реагентов или продуктов в единицу времени:

Скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению молярных концентраций реагентов

если для реакции необходимо столкновение двух реагирующих молекул. Эта зависимость носит название кинетического закона действующих масс (К.… Для гомогенной реакции А + В →… этот закон изображается уравнением  

Энергетика реакций

Любая реакция сопровождается выделением или поглощением энергии в форме теплоты. В исходных веществах химические связи разрываются, и на это энергия… Тепловой эффект является внешним признаком реакций, в термохимических…  

Обратимость реакций

Химическая реакция называется обратимой, если в данных условиях протекает не только прямая реакция (→), но также и обратная реакция т. е. из…  

При воздействии на равновесную систему химическое равновесие смещается в сторону, противодействующую этому воздействию.

Рассмотрим подробнее влияние таких факторов, как температура, давление, концентрация, на смещение равновесия. 1. Температура. Повышение температуры смещает равновесие обратимой реакции в… Для экзотермической реакции:

Примеры заданий части А

 

1. Гетерогенные реакции – это

1) Н2 + I2(г) → HI

2) Fe2(SO4)3(т) → Fe2O3(T) + SO3

3) Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑

4) CO + H2 → CO + H2O (nap)

2. При взаимодействии H2 с Cl2, Br2 и I2 в сосудах равного объема через 27 с образуется по 0,04 моль продуктов. Скорость реакции

1) выше для I2

2) выше для Cl2

3) одинакова

4) выше для Br2

3. Для гомогенной реакции А + В →… при одновременном увеличении молярной концентрации исходных веществ в 3 раза скорость реакции возрастет

1) в 2 раза

2) в 3 раза

3) в 6 раз

4) в 9 раз

4–6. Скорость реакции

4. 2CuО(т) + СО →…

5. 2FeO(т) + С(т) →…

6. N2 + 2С(т) + Н2 →…

при V = const и увеличении количества веществ в 4 раза изменится так:

1) возрастет в 4 раза

2) возрастет в 8 раз

3) возрастет в 16 раз

4) не изменится

7–8. Равновесие смещается вправо (→) при

7. нагревании

8. охлаждении реакционных систем

1) 2СО + O2

2СO2 + Q

2) 2HI +

Н2 + I2 – Q

3) N2 + O2

2NO – Q

4) 2Н2 + O2

2Н2O + Q

9. Равновесие реакции этерификации СН3СООН + С2Н5ОН

СН3СООС2Н5 + Н2O + Q

можно сдвинуть вправо (→)

1) добавлением серной кислоты

2) добавлением едкого натра

3) нагреванием

4) добавлением воды

10. Равновесие в гетерогенной реакции СаО(ст) + СО2

СаСO3(т) + Q сместится влево (←) при

1) добавлении СаО

2) добавлении СаСO3

3) сжатии

4) нагревании

11. Выход продукта в реакции CaS(т) + 2O2

CaSO4(т) + Q

можно увеличить

1) добавлением CaS

2) нагреванием

3) введением катализатора

4) повышением давления

12. Доменный процесс Fe2O3 + ЗСО

2Fe + ЗСO2 сопровождается экзо ‑эффектом, следовательно, при охлаждении выход продуктов

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

4) не знаю

 

 

Водные растворы. Растворимость и диссоциация веществ. Ионный обмен. Гидролиз солей

 

Растворимость веществ в воде

Раствор – это гомогенная система, состоящая из двух или более веществ, содержание которых можно изменять в определенных пределах без нарушения… Водные растворы состоят из воды (растворителя) и растворенного вещества.… Растворы, которые содержат малое количество растворенного вещества, часто называют разбавленными, а растворы с высоким…

Электролитическая диссоциация

Растворение любого вещества в воде сопровождается образованием гидратов. Если при этом в растворе не происходит формульных изменений у частиц… Известно много веществ (в общем виде МА), которые после растворения в воде и…  

Диссоциация воды. Среда растворов

Сама вода – это очень слабый электролит:  

Реакции ионного обмена

В разбавленных растворах электролитов (кислот, оснований, солей) химические реакции протекают обычно при участии ионов . При этом все элементы… В соответствии с правилом Бертолле, ионные реакции протекают практически… При написании уравнений ионных реакций надо обязательно руководствоваться таблицей растворимости (см. табл. 8).

Гидролиз солей

Гидролиз соли – это взаимодействие ее ионов с водой, приводящее к появлению кислотной или щелочной среды, но не сопровождающееся образованием осадка… Процесс гидролиза протекает только с участием растворимых солей и состоит из… 1) диссоциация соли в растворе – необратимая реакция (степень диссоциации α = 1, или 100 %);

Примеры заданий частей А, В

 

1. Сильный электролит – это

1) С6Н5ОН

2) СН3СООН

3) С2Н4(ОН)2

4) К(НСОО)

 

2. Слабый электролит – это

1) иодоводород

2) фтороводород

3) сульфат аммония

4) гидроксид бария

 

3. В водном растворе их каждых 100 молекул образуется 100 катионов водорода для кислоты

1) угольной

2) азотистой

3) азотной

4) серной

 

4–7. В уравнении диссоциации слабой кислоты по всем возможным ступеням

4. Н3РO4

5. H2SeO3

6. H4SiO4

7. HF

сумма коэффициентов равна

1) 3

2) 6

3) 9

4) 12

 

8–11. Для уравнений диссоциации в растворе двух щелочей набора

8. NaOH, Ва(ОН)2

9. Sr(OH)2, Са(ОН)2

10. КОН, LiOH

11. CsOH, Са(ОН)2

общая сумма коэффициентов составляет

1) 5

2) 6

3) 7

4) 8

 

12. В известковой воде содержится набор частиц

1) СаОН+, Са2+, ОН‑

2) Са2+, ОН‑, Н2O

3) Са2+, Н2O, О2‑

4) СаОН+, О2‑, Н+

 

13–16. При диссоциации одной формульной единицы соли

13. NH4NO3

14. К2Cr2O7

15. Al(NO3)3

16. Cr2(SO4)3

число образующихся ионов равно

1) 2

2) 3

3) 4

4) 5

 

17. Наибольшее количество иона РО4‑3 можно обнаружить в растворе, содержащем 0,1 моль

1) NaH2PO4

2) NaHPO4

3) Н3РO4

4) Na3PO4

 

18. Реакция с выпадением осадка – это

1) MgSO4 + H2SO4 →…

2) AgF + HNO3 →…

3) Na2HPO4 + NaOH →…

4) Na2SiO3 + HCl →…

 

19. Реакция с выделением газа – это

1) NaOH + СН3СООН →…

2) FeSO4 + КОН →…

3) NaHCO3 + HBr →…

4) Pl(NO3)2 + Na2S →…

 

20. Краткое ионное уравнение ОН‑ + Н+ = Н2O отвечает взаимодействию

1) Fe(OH)2 + НCl →…

2) NaOH + HNO2 →…

3) NaOH + HNO3 →…

4) Ва(ОН)2 + KHSO4 →…

 

21. В ионном уравнении реакции

SO2 + 2OН = SO32‑ + Н2O

ион ОН‑ может отвечать реагенту

1) Cu(ОН)2

2) Н2O

3) LiOH

4) С6Н5ОН

 

22–23. Ионное уравнение

22. ЗСа2+ + 2РO43‑ = Са3(РO4)2↓

23. Са2+ + НРO42‑ = СаНРO4↓

соответствует реакции между

1) Са(ОН)2 и К3РO4

2) СаCl2 и NaH2PO4

3) Са(ОН)2 и Н3РО4

4) СаCl и К2НРO4

 

24–27. В молекулярном уравнении реакции

24. Na3PO4 + AgNO3 →…

25. Na2S + Cu(NO3)2 →…

26. Ca(HSO3)2 [p‑p, t] →…

27. K2SO3 + 2HBr →… сумма коэффициентов равна

1) 4

2) 5

3) 7

4) 8

 

28–29. Для реакции полной нейтрализации

28. Fe(OH)2 + HI →…

29. Ва(ОН)2 + H2S →…

сумма коэффициентов в полном ионном уравнении составляет

1) 6

2) 8

3) 10

4) 12

 

30–33. В кратком ионном уравнении реакции

30. NaF + AlCl3 →…

31. К2СO3 + Sr(NO3)2 →…

32. Mgl2 + К3РO4 →…

33. Na2S + H2SO4 →…

сумма коэффициентов равна

1) 3

2) 4

3) 5

4) 6

 

34–36. В водном растворе соли

34. Са(ClO4)2

35. AgF

36. Fe2(SO4)3

образуется среда

1) кислотная

2) нейтральная

3) щелочная

4) любая

 

37. Концентрация гидроксид‑иона увеличивается после растворения в воде соли

1) CsNO3

2) SrCl2

3) NaCN

4) KHSO4

 

38. Нейтральная среда будет в конечном растворе после смешивания растворов исходных солей в наборах

1) ВаCl2, Fe(NO3)3

2) Na2CO3, SrS

3) BaS, ZnSO4

4) MgCl2, RbNO3

 

39. Установите соответствие между солью и ее способностью к гидролизу.

 

 

40. Установите соответствие между солью и средой раствора.

 

 

41. Установите соответствие между солью и концентрацией катиона водорода после растворения соли в воде.

 

 

 

14. Окислительно‑восстановительные реакции. Электролиз

 

Окислители и восстановители

Окислительно‑восстановительные реакции протекают с одновременным повышением и понижением степеней окисления элементов и сопровождаются…  

Подбор коэффициентов методом электронного баланса

Метод состоит из нескольких этапов. 1. Записывают схему реакции; находят элементы , повышающие и понижающие свои…  

Ряд напряжений металлов

В ряду напряжений металлов стрелка отвечает уменьшению восстановительной способности металлов и увеличению окислительной способности их катионов в…  

Электролиз расплава и раствора

Электролизом называется окислительно‑восстановительный процесс, протекающий на электродах при прохождении постоянного электрического тока… На отрицательно заряженном электроде – катоде происходит электрохимическое… Примеры электролиза расплавов:

Примеры заданий частей А, В, С

 

1. В уравнении реакции

CuS + HNO3 (конц.) → CuSO4 + NO2↑ +… коэффициент у формулы окислителя равен

1) 1

2) 4

3) 8

4) 11

 

2. В уравнении реакции

К2Cr2O7 + НCl → CrCl3 + Cl2↑ +… коэффициент у формулы восстановителя – это

1) 14

2) 10

3) 6

4) 2

 

3―4. В уравнении реакции

3. Al + V2O5 → Al2O3 + V

4. MgC2 + Cl2 → MgCl2 + СCl4

сумма коэффициентов равна

1) 8

2) 13

3) 18

4) 24

 

5–6. В уравнении реакции

5. КMnО4 + Н2O + K2SO4 → MnO2↓ + K2SO4 + KOH

6. KI + H2O + Cl2 → KIO3 + HCl

сумма коэффициентов равна

1) 9

2) 10

3) 13

4) 14

 

7. Укажите соответствие между веществом (формула подчеркнута) и его функцией в реакции.

 

 

8. При электролизе расплава смеси гидроксида и хлорида калия набор продуктов на электродах – это

1) Н2, O2

2) К, O2

3) K, Cl2

4) Н2, Cl2

 

9. При электролизе раствора нитрата ртути (II) набор продуктов на электродах – это

1) Hg, O2

2) H2, O2

3) Hg, N2

4) H2, N2

 

10. Установите соответствие между веществом и продуктом, образующимся на катоде при электролизе раствора

 

 

11. Установите соответствие между веществом и продуктом, образующимся на аноде при электролизе раствора

 

 

12–14. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции по указанной схеме. Определите окислитель и восстановитель.

12. Mn(NO3)2 + HNO3 + РЬO2 → HMnO4 + Pb(NO3)2 +…

13. Zn + H2SO4 + HNO3 (разб.) → ZnSO4 + NO +…

14. K2Cr2O7 + HCl + C2H5OH → CrCl3 + CH3C(H)O +…

 

 

Решение расчетных задач

 

Массовая доля растворенного вещества. Разбавление, концентрирование и смешивание растворов

Массовая доля растворенного вещества В (ω в) – это отношение массы вещества В (т в) к массе раствора (m (р)): …  

Примеры решения задач

 

1. Вычислите объем (в литрах, н.у.) аммиака, который полностью поглощается водой с образованием 500 г 20 %‑ного раствора.

 

 

2. Какую массу (в граммах) кристаллогидрата Na2CO3 10Н2O следует использовать для приготовления 250 г 15 %‑ного раствора безводной соли?

 

 

3. До какого объема (в литрах) надо разбавить водой 250 мл 30 %‑ного раствора нитрата аммония (плотность раствора 1,13 г/мл), чтобы приготовить 10 %‑ный раствор (плотность 1,04 г/мл)?

 

 

4. Установите массу (в граммах) выпаренной воды из 300 мл 4%‑ного раствора хлорида бария (плотность раствора 1033 г/л), если приготовлен 10 %‑ный раствор.

 

 

5. Вычислите массу (в граммах) порции гидроксида калия, которую добавили в 400 г 5%‑ного раствора этого вещества и довели массовую долю до 40 %.

 

 

6. Определите массовую долю (в %) серной кислоты в конечном растворе, приготовленным смешиванием 90 г 5%‑ного и 120 г 40 %‑ного растворов этого вещества.

 

 

Задания для самостоятельного решения части В

 

1. Установите массовую долю (в %) хлорида калия в растворе, приготовленным из 0,65 моль соли и 300 мл воды.

2. Приготовлено 300 г 5%‑ного раствора иода в этаноле. Рассчитайте массу (в граммах) использованного спирта.

3. Какой объем (в литрах, н. у.) метаналя необходимо растворить в 500 мл воды, чтобы приготовить 30 %‑ный формалин.

4. Рассчитайте массовую долю (в %) сульфата цинка (II), если раствор приготовлен из 0,75 моль кристаллогидрата ZnSO4 7Н2Oи 600 г воды.

5. Найдите массу (в граммах) кристаллогидрата CuSO4 5Н2O, которую необходимо взять для приготовления 160 г 10 %‑ного раствора безводной соли.

6. Бромоводород объемом 5,4 л (н. у.) затрачен на приготовление 8 %‑ного раствора (плотность равна 1056,8 г/л). Вычислите объем (в литрах) этого раствора.

7. Определите массу (в граммах) добавленной воды, необходимой для приготовления 10 %‑ного раствора из 1 моль дигидрата гидроксида калия.

8. Установите массу (в граммах) 4 % – ного раствора нитрата калия, приготовленного путем разбавления водой из 20 г 15 %‑ного раствора.

9. Рассчитайте, до какого объема (в литрах) надо разбавить водой 700 г 50,5 %‑ного раствора ацетата калия, чтобы приготовить 7,7 %‑ный раствор с плотностью 1038 г/л.

10. Какой объем (в литрах) воды необходим для разбавления 200 мл 96 %‑ного этанола (плотность 0,8 г/мл) до 10 %‑ного спирта?

11. К 100 г 35 %‑ного водного раствора метанола добавили 50 г того же вещества. Найдите массовую долю (в %) спирта в конечном растворе.

12. К 250 мл 8% – ного раствора нитрата серебра (I) добавили еще соли и приготовили 16 %‑ный раствор. Установите добавленное количество соли (моль).

13. Какой объем (в литрах, н. у.) аммиака надо растворить в 1 л 10 %‑ного раствора (плотность 0,96 г/мл) того же вещества для приготовления 15 %‑ного раствора?

14. Определите массовую долю (в %) нитрата натрия в конечном растворе, приготовленным смешиванием 90 г 5%‑ного и 120 г 40 %‑ного растворов.

15. Какую массу в граммах 96 %‑ный серной кислоты надо смешать с 200 г 5%‑ный кислоты, чтобы приготовить 20 %‑ный раствор?

16. Смешали 250 мл 30 %‑ного водного раствора метанола (плотность раствора 0,954 г/мл) и 300 г 40 %‑ного раствора того же спирта. Какой станет массовая доля (в %) вещества в конечном растворе?

17. Заполнили колбу вначале хлороводородом (н. у.), затем водой. Какова массовая доля (в %) вещества в приготовленном растворе?

18. Гидроортофосфат кальция образует 0,02 %‑ный насыщенный раствор в комнатных условиях. Найдите минимальный объем (в литрах) воды, требующийся для растворения 100 г соли.

19. Приготовлен раствор из 219 г кристаллогидрата СаCl2 6Н2O и 1 л воды. Рассчитайте массовую долю (в %) безводной соли в этом растворе.

20. Определите количество гидроксида калия (моль), содержащееся в 3 л 25 %‑ного раствора (плотность 1,24 г/мл).

21. Найдите объем (мл) воды, в котором надо растворить 70 г Fe(NO3)3 9Н2O для приготовления 12 %‑ного раствора.

22. Каким количеством воды (моль) надо разбавить 500 мл 20 %‑ный азотной кислоты (плотность 1,12 г/мл), чтобы приготовить 8 %‑ный раствор?

23. Разбавлением водой приготовлен 1 кг 3,5 %‑ный уксусной кислоты из 70 %‑ной (плотность 1,069 г/мл). Найдите объем (мл) исходного раствора кислоты.

24. Приготовили раствор 10 г сахарозы в 200 г воды. Затем раствор упарили вдвое (по объему). Определите массовую долю (в %) углевода в конечном растворе.

25. К 1 л 25 %‑ного раствора едкого натра (плотность раствора 1,28 г/мл) добавляют порцию той же щелочи и готовят 35 %‑ный раствор. Рассчитайте массу (в граммах) этой порции.

26. Смешали 300 мл 10 %‑ный хлороводородной кислоты (плотность 1,05 г/мл) и 100 г 5%‑ной кислоты. Определите массовую долю (в %) растворенного вещества в конечном растворе.

27. Водный 5 %‑ный раствор нитрата стронция массой 320 г смешали с 45 г 38 %‑ного раствора того же вещества. Рассчитайте конечную массовую долю (в %) растворенного вещества.

 

Объемное отношение газов

Для химической реакции a A + b B = c C + d D выполняется соотношение  

Пример решения задачи

 

При высокой температуре магний реагирует с азотом, взятым в виде смеси с аргоном, общим объемом 5,6 л (н.у.), и образует 15 г нитрида. Рассчитайте объемное отношение газов V (N2): V (Ar) в исходной смеси.

 

 

 

Задания для самостоятельного решения части А

 

1. Прореагировало 6 л оксида азота (II) с 5 л кислорода (объемы измерены при равных условиях), следовательно, в конечной смеси объемное отношение продукта к одному из реагентов равно

1) 3: 1

2) 2: 1

3) 1: 2

4) 1: 3

 

2. В замкнутом сосуде сожгли 24 г графита в 67,2 л (н. у.) кислорода и получили объемное отношение кислород: продукт равным

1) 2: 1

2) 1: 1

3) 1: 2

4) 2: 3

 

3. Пропустили через озонатор 7,5 моль кислорода, который частично превратился в озон. Последний полностью затрачен на «сжигание» (при нормальных условиях) 0,5 моль сероводорода (превращается в SO2); следовательно, объемное отношение O3: O2 на выходе из озонатора составляло

1) 1: 12

2) 1: 19

3) 2: 27

4) 2: 33

 

4. Бромид калия массой 142,8 г прореагировал количественно в растворе с хлором, взятым в виде смеси с воздухом в объемном отношении 1 (хлор): 2 (воздух). Общий объем (в литрах) исходной смеси газов был

1) 22,4

2) 40,32

3) 13,44

4) 26,88

 

5. Для полного сгорания 17,92 л (н.у.) смеси СН4 + Н2потребовался 1 моль кислорода. В исходной смеси объемное отношение СН4: Н2 равно:

1) 2: 1

2) 1: 1

3) 1: 2

4) 3: 2

 

6. Газ А, полученный при прокаливании 0,04 моль КClO3на катализаторе, смешали (при н. у.) в сосуде с газом Б, выделившимся при обработке 6 г кальция водой, и получили смесь с объемным отношением А: Б, равным

1) 1: 5

2) 2: 5

3) 3: 4

4) 5: 7

 

7. После сжигания нитробензола в избытке кислорода получена смесь продуктов (азот, углекислый газ, вода), в которой содержится 4 л (н. у.) азота, а объемное отношение N2: O2 равно 4: 1. В этих условиях исходный объем (в литрах, н. у.) кислорода составлял

1) 11,2

2) 22,4

3) 25,5

4) 51,0

 

8. Проведено термическое разложение 1 моль хлорида аммония в стальном баллоне, уже содержавшем 11,2 л (н. у.) аммиака. Конечное объемное отношение NH3: НCl равно

1) 5: 2

2) 3: 2

3) 5: 1

4) 3: 1

 

9. Смесь кислорода и хлора с объемным отношением 9: 1 использована для выделения 0,5 моль простого вещества из раствора KI, следовательно, общий объем (в литрах, н. у.) затраченной смеси газов равен

1) 5,6

2) 56

3) 11,2

4) 112

 

10. Через озонатор пропустили кислород, полученный при прокаливании 1 моль КClO3 на катализаторе, при этом 5 % кислорода превратилось в озон и на выходе из озонатора объемное отношение O2: O3 составило

1) 23: 1

2) 23: 2

3) 29: 1

4) 29: 2

 

Масса вещества (объем газа) по известному количеству другого реагента (продукта)

 

 

Примеры решения задачи

 

1. Прокалили 66,6 г минерала малахит Cu2СO3(OН)2. Установите объем (в литрах, н.у.) собранного газа.

 

 

2. Определите суммарный объем (в литрах, н.у.) газов, полученных при термическом разложении 133,75 г хлорида аммония.

 

 

Задания для самостоятельного решения части В

 

1. Какой объем (в литрах, н.у.) газа выделяется при обработке водой смеси 0,2 моль натрия и 1,4 г лития?

2. При действии избытка воды на 10 г некоторого металла из главной подгруппы II группы выделилось 5,6 (н.у.) газа. О каком металле идет речь?

3. В концентрированный раствор щелочи вносят 2,7 г алюминия. Найдите объем (в литрах, н.у.) собранного газа.

4. На сжигание 0,64 г металла расходуется 12 мл (н.у.) кислорода. Какой металл был взят?

5. Металлическая пластинка массой 50 г после пребывания в соляной кислоте уменьшилась на 1,68 % (по массе), при этом выделилось 0,336 л (н.у.) газа. Из какого металла изготовлена пластинка?

6. При нагревании 139,2 г оксида металла (I) выделилось 6,72 л (н.у.) газа. Оксид какого металла был использован?

7. После обработки равномолярной смеси Mg + Zn избытком едкого натра (конц.) образовалось 4,48 л (н.у.) газа. Рассчитайте массу (в граммах) исходной смеси.

8. Установите объем (в литрах, н.у.) хлора, вступившего в реакцию со щелочью в горячем растворе, если образовалось 0,46 моль хлорид‑ионов.

9. Вычислите объем (в литрах, н.у.) полученного газа, если в реакцию с кипящей серной кислотой (конц.) вступило O,5 моль фторида кальция.

10. Сероводород (4,48 л при н.у.) смешали с избытком диоксида серы. Какова масса (в граммах) твердого продукта этой реакции?

11. Поглощение 5,6 л (н.у.) сероводорода раствором нитрата висмута (III) приводит к выпадению осадка средней соли. Найдите массу (в граммах) этого осадка.

12. Раствор гидроксида цезия поглотил 17,92 л (н.у.) диоксида серы с образованием средней соли. Вычислите массу (в граммах) щелочи, истраченной на реакцию.

13. Прокалили 99,3 г нитрата свинца (II). Определите суммарный объем (в литрах, н.у.) полученных газов.

14. В избыток воды внесено 3,75 моль оксида фосфора (V). Какая масса (в граммах) продукта образовалась?

15. Прокаливанием 192 г карбоната аммония получена смесь двух газов и вода. Установите общий объем (в литрах, н.у.) смеси.

16. Внесено 14 г аморфного кремния в концентрированный раствор едкого натра. Рассчитайте объем (в литрах, н.у.) собранного газа.

17. Какой объем в литрах (н.у.) хлора потребуется для получения из метана 4 моль хлороформа?

18. Найдите количество бромэтана (моль), вступившее в реакцию с натрием, если образовалось 237 л (н.у.) органического продукта.

19. Ацетилен обесцвечивает бромную воду с образованием 3,46 г конечного продукта. Определите объем (мл, н.у.) затраченного алкина.

20. Каталитическая реакция дегидрирования 49 г метилциклогексана приводит к получению гомолога бензола. Вычислите объем (в литрах, н.у.) образовавшегося одновременно газа.

21. Этанол с плотностью 0,8 г/мл затрачен на получение 44,8 л (н.у.) дивинила. Установите расход (мл) спирта.

22. На восстановление 10 кмоль этаналя в соответствующий спирт используют водород. Найдите его затраченный объем (м3, н.у.).

23. Рассчитайте объем (в литрах, н.у.) газа, полученного при спиртовом брожении 5 моль глюкозы.

24. При сгорании природной аминокислоты (с одной группой NH2 в молекуле) в кислороде получена смесь N2 + СO2 общим объемом 0,56 л (н.у.) и плотностью по водороду 20,4. Определите массу (мг) взятой кислоты.

 

Тепловой эффект реакции

 

 

Пример решения задачи части В

 

Вычислите тепловой эффект (кДж) реакции полной нейтрализации гидроксида натрия серной кислотой, если в расчете на 10 г щелочи выделяется 16,25 кДж теплоты.

 

 

Задания для самостоятельного решения части А

 

1. В реакции между железом и хлором на 11,2 л (н.у.) окислителя приходится выделение 132 кДж теплоты, следовательно, в расчете на 0,5 моль железа выделится количество теплоты (кДж), равное

1) +198

2) +148,5

3) +99

4) +49,5

 

2. Триоксид серы массой 280 г вносят в воду, протекает реакция с тепловым эффектом +73 кДж. Количество теплоты (кДж) в условиях опыта равно

1) +204,4

2) +255,5

3) +408,8

4) +511

 

3. Термическое разложение нитрата калия привело к выделению 4,48 л (н.у.) газа. Тепловой эффект реакции равен ‑282 кДж, следовательно, сопровождающее процесс количество теплоты (кДж) составляет

1) ‑56,4

2) ‑112,8

3) ‑225,6

4) ‑282

 

4. Сожжено 10 л (н.у.) аммиака на воздухе (тепловой эффект реакции +1532 кДж). По условию опыта количество теплоты составит

1) +171

2) +342

3) +766

4) +855

 

5. Термическое разложение карбоната кальция с тепловым эффектом ‑179 кДж привело к получению 33,6 г твердого остатка. В этих условиях поглощенное количество теплоты (кДж) равно

1) ‑537

2) ‑214,8

3) ‑375,9

4) ‑107,4

 

6. При термическом разложении дихромата аммония протекает экзотермическая реакция, в которой на 1,4 моль образовавшейся воды приходится +106 кДж; следовательно тепловой эффект реакции (кДж) равен:

1) +505

2) +404

3) +303

4) +606

 

7. Реакция сгорания угарного газа в кислороде сопровождается экзо‑эффектом +566 кДж. Количество теплоты (кДж), приходящееся на 224 г угарного газа, равно

1) +1132

2) +2264

3) +283

4) +566

 

8. Тепловой эффект реакции полного сгорания ацетилена в кислороде равен +2596 кДж. При сгорании 2 л (н.у.) этого газа выделяется количество теплоты (кДж)

1) +29

2) +58

3) +116

4) +232

 

9. В термическом разложении метана с образованием ацетилена и 560 л (н.у.) водорода тепловой эффект реакции равен ‑376 кДж. Количество поглощенной теплоты (кДж) в условиях опыта составляет

1) ‑2256

2) ‑752

3) ‑1128

4) ‑376

 

10. При полном сгорании бутадиена‑1,3 в кислороде на 0,5 моль затраченного окислителя выделяется +18 кДж теплоты, следовательно, на 0,5 моль вступившего в реакцию алкадиена приходится количество теплоты (кДж), равное

1) +49,5

2) +99

3) +148,5

4) +198

 

Масса (объем, количество вещества) продукта по реагенту в избытке или с примесями

Избыток и недостаток реагентов. Количества, массы и объемы (для газов) реагентов не всегда берутся стехиометрическими, т. е. в соответствии с… Для реакции a A + b B = c C + d D определение реагентов, взятых в избыткеи в…  

Пример решения задачи

 

Углекислый газ поглощается 10 %‑ным раствором аммиака (плотность раствора 957 г/л) с образованием кислой соли. Предварительно СO2 получают термическим разложением 5 кг известняка СаСO3 (степень чистоты 60 %). Установите взятый объем (в литрах) раствора аммиака. Элементы ответа.

1) Составлены уравнения реакций:

 

 

2) Установлено количество основного вещества в известняке:

 

 

и количество углекислого газа по уравнению (I):

 

 

3) Установлена масса затраченного аммиака по уравнению (II):

 

 

4) Установлен объем взятого раствора аммиака:

 

 

Задания для самостоятельного решения частей В, С

 

1. К 100 г 10 %‑ного раствора хлорида кальция добавили 100 г 10 % – ного раствора AgNO3. Найдите массу (в граммах) осадка.

2. Смешали горячие растворы, содержащие по 33 г хлорида алюминия и сульфида калия. Установите объем (в литрах, н.у.) выделившегося газа.

3. Какой объем (в литрах, н.у.) хлора можно получить при взаимодействии 2 моль хлороводорода (взят в виде соляной кислоты) и 3 моль оксида марганца(IV)?

4. Через раствор, приготовленный из 2 г смеси NaCl + Nal и 100 мл воды, пропустили 1 л (н.у.) хлора. Затем раствор выпарили и сухой остаток нагрели. Получили 1,78 г твердого вещества. Рассчитайте массовую долю (в %) хлорида в исходном растворе.

5. Вычислите объем (в литрах, н.у.) газа, полученного действием кипящей H2SO4 (конц.) на 292,5 г хлорида натрия, содержащего 2O% инертных примесей.

6. После прокаливания 50 г минерала тенорит (CuО и инертные примеси) в токе водорода образуется металл и конденсируется вода объемом 8,1 мл. Определите степень чистоты (в %) этого минерала.

7. Установите массу (кг) технического алюминия (степень чистоты 98 %), требуемую для получения 64,22 кг хрома из оксида хрома (III).

8. Прокалили 32,1 г хлорида аммония с 55,5 г гидроксида кальция (содержит 20 % инертных примесей). Рассчитайте объем (в литрах, н.у.) собранного газа.

9. К 285 г нитрата натрия (содержит примесь хлорида магния) добавили раствор избытка нитрата серебра (I). Выпал осадок массой 86,1 г. Вычислите степень чистоты (в %) нитрата натрия.

10. Найдите массовую долю (в %) примеси NaHCO3 в образце технической соды Na2CO3, если после нагревания 10 г образца получено 9,69 г твердого остатка.

11. Смешали 20 г уксусной кислоты и 8,4 г питьевой соды NaHCO3. Определите объем (в литрах, н.у.) газа, собранного после окончания реакции.

12. На гидрирование 250 г смеси Cl7Н33СООН + Cl7Н35СООН затратили 16,8 л (н.у.) газа. Установите массовую долю (в %) предельной карбоновой кислоты в исходной смеси.

 

Масса (объем, количество вещества) продукта по реагенту с известной массовой долей в растворе

 

 

Пример решения задачи

 

Навеску алюминия массой 13,7 г полностью сожгли в хлоре, а из образовавшейся соли приготовили 250 мл раствора. Пробу в 50 мл этого раствора слили с 68,4 мл 10,4 %‑ного раствора аммиака (плотность раствора 0,956 г/мл). Определите массу (в граммах) выпавшего осадка.

Элементы ответа.

1) Составлены уравнения реакций:

 

 

2) Определены количества AlCl3 в реакциях (I) и (II):

в реакции (I)

 

 

в реакции (II) взята 1/5 часть AlCl3, т. к.

 

 

отсюда

 

 

3) Определено количество NH3 в растворе для реакции (II):

 

 

следовательно, NH3 – в избытке, и расчет далее ведется по AlCl3.

4) Определена масса Al(ОН)3 по уравнению (II): 0,1014 моль AlCl3 – 0,1014 моль Al(ОН)3,

 

 

Задания для самостоятельного решения частей В, С

 

1. Приготовили раствор 134,4 л (н.у.) диоксида серы и добавили 1,5 л 25 %‑ного раствора гидроксида натрия (плотность раствора 1,28 г/мл). Определите массу (в граммах) образовавшейся соли.

2. Сульфид свинца (II) массой 95,6 г обрабатывают с помощью 300 мл 30 %‑ного раствора пероксида водорода (плотность раствора 1122,2 г/л). Рассчитайте массу (в граммах) продукта – сульфата свинца (II).

3. Смешали 100 г 5,64 %‑ного раствора фенола и 100 г 17,92 %‑ного раствора гидроксида калия. Найдите массовую долю (в %) избытка одного из реагентов в конечном растворе.

4. Установите массу (в граммах) железной пластинки после выдерживания в 110 мл 10 %‑го раствора CuSO4(плотность раствора 1,1 г/мл), если до опыта ее масса составляла 11,5 г.

5. Вычислите объем (в литрах) 96 %‑ного водного спирта с плотностью 0,81 кг/л, полученного каталитической гидратацией 112 м3 (н.у.) этилена, содержащего 12,5 % (по объему) этана.

6. Газ, полученный сжиганием 44,8 л (н.у.) сероводорода в кислороде, поглощен с помощью 0,5 л 25 %‑ного раствора гидроксида натрия (плотность раствора 1,275 г/ мл). Определите массовую долю (в %) соли в конечном растворе.

7. Углекислый газ объемом 15 л (н.у.) пропущен через 560 г 5%‑ного раствора гидроксида калия. Найдите массу (в граммах) соли, полученной в этом процессе.

8. Железная пластинка массой 5 г опущена на некоторое время в 50 мл 15 %‑ного раствора сульфата меди (II) с плотностью 1,12 г/мл. Масса пластинки увеличилась на 0,16 г. Какова массовая доля (в %) сульфата меди (II) в оставшемся растворе?

9. По реакции Кучерова получен этаналь, который переведен в соответствующую кислоту в виде 100 г 6%‑ного водного раствора. Найдите объем (в литрах, н.у.) исходного органического соединения в получении этаналя.

10. Определите массовую долю (в %) избытка одного из реагентов в растворе после сливания 80 г 10 %‑ного раствора гидроксида натрия и 2O г 18,25 %‑ной хлороводородной кислоты.

11. Установите объем (в литрах, н.у.) газа, собранного после внесения 0,3 моль алюминия в 160 мл 20 %‑ного раствора гидроксида калия (плотность раствора 1,19 г/мл).

12. Найдите массу (в граммах) органического продукта, полученного при смешивании 250 г 94 % – ного водного раствора фенола и 2143 г 3,5 %‑ной бромной воды.

 

Нахождение молекулярной формулы органического соединения

При выведении формул веществ, особенно в органической химии, часто используют относительную плотность газа. Относительная плотность газа X – отношение абсолютной плотности этого…  

Примеры решения задач

 

1. В результате сгорания кислородсодержащего органического соединения в избытке воздуха собрано 1,584 г СO2и O,972 мл Н2O. Плотность пара этого соединения по воздуху равна 1,5865.

Выведите формулу соединения, если в его молекуле содержатся два одноименных радикала.

Элементы ответа.

1) Составлена схема реакции:

 

 

2) Определена масса С и Н в этом соединении:

 

 

3) Определена формула соединения Cx Нy Oz :

 

 

при х = 1 и у = 3: М(СН3) = 15, 46–15 = 31 г/моль на кислород – это не подходит,

при х = 2 и у = 6: 2М(СН3) = 30, М0 = 16, 30 + 16 = = 46 г/моль – это подходит, таким образом, искомая формула соединения С2Н6O, или с учетом условия (СН3)2O.

2. Некоторая масса неизвестного алкина с избытком хлора дает 21 г тетрахлор‑производного. Такая же масса того же алкина с избытком брома – 38,8 г тетрабром‑производного. Выведите формулу взятого алкина.

Элементы ответа.

1) Составлены уравнения реакций:

 

 

2) Составлены выражения для молярных масс производных:

 

 

и для молярной массы алкина:

 

 

3) Выведена формула алкина: по условию масса алкина одинакова в реакциях (I) и (II), следовательно

 

 

откуда n = 5 и формула алкина С5Н8.

 

Задания для самостоятельного решения части С

 

1. При сжигании углеводорода (плотность по воздуху равна 2) в кислороде образовалось 90 г воды. Выведите формулу углеводорода.

2. Гомолог этена массой 7 г присоединяет 2,24 л (н.у.) бромоводорода. Какова формула этого гомолога?

3. Выведите формулу некоторого углеводорода, если при сжигании в кислороде он образовал 6,6 г углекислого газа и 2,16 мл воды.

4. При полном сгорании некоторого арена в кислороде собрано 7,168 л (н.у.) углекислого газа. Выведите формулу этого углеводорода.

5. Выведите формулу одноатомного спирта, если при взаимодействии 27,6 г этого спирта с бромоводородом (в присутствии серной кислоты) получено 65,4 г бромалкана.

6. При сжигании 1,64 г органического соединения в избытке кислорода получено 1,06 г карбоната натрия, 1,12 л (н.у.) углекислого газа и 1,26 мл воды. Выведите формулу этого соединения.

7. Выведите формулу двухатомного спирта, при взаимодействии 9,3 г которого с кальцием собрано 3,36 л (н.у.) газа.

8. К 14 г смеси фенола и 0,05 моль гомолога бензола добавили бромную воду и получили 33,1 г осадка. Выведите формулу гомолога бензола.

9. После сжигания в кислороде навески соединения класса фенолов образуются 16,8 л (н.у.) углекислого газа и 6,75 мл воды. Выведите формулу этого соединения (плотность по воздуху 3,793).

10. В реакции «серебряного зеркала» с участием 9,9 г альдегида выпадает 48,6 г осадка. Выведите формулу альдегида.

11. При взаимодействии 71,15 мл 30 %‑ного раствора одноосновной карбоновой кислоты (плотность раствора 1,04 г/мл) с избытком гидрокарбоната натрия выделилось 6,72 л (н.у.) газа. Выведите формулу этой кислоты.

12. При сжигании на воздухе 3,84 г соли одноосновной карбоновой кислоты получено 2,24 л (н.у.) углекислого газа, 1,8 мл воды и 2,12 г карбоната натрия. Выведите формулу этой соли.

13. Соль серебра (I) и одноосновной карбоновой кислоты обработана избытком хлора. Образовались монохлорпроизводное углеводорода, углекислый газ и осадок хлорида серебра (I). Плотность пара хлорпроизводного по воздуху равна 3,19. Выведите формулу исходной соли.

14. Одноосновная карбоновая кислота полностью прореагировала с 3,2 мл метанола (плотность 0,8 г/мл) и дала 8,16 г органического продукта. Какова формула этого продукта?

15. Выведите формулу этилового эфира одноосновной карбоновой кислоты, если при омылении 14,8 г этого эфира с помощью едкого натра получено 9,2 г этанола.

16. При сжигании 13,5 г кислородсодержащего органического соединения образовалось 19,8 г углекислого газа и 8,1 мл воды. При этом выделилось 210 кДж теплоты. Выведите формулу соединения, если тепловой эффект реакции 2800 кДж.

17. При полном сгорании 22,5 г некоторой α‑аминокислоты в кислороде собрано 13,44 л (н.у.) углекислого газа и 3,36 л (н.у.) азота. Выведите формулу кислоты.

18. После щелочного гидролиза метилового эфира природной моноаминокарбоновой кислоты получено 200 г раствора, в котором массовые доли спирта и натриевой соли аминокислоты равны соответственно 3,2 % и 11,1 %. Выведите формулу исходного эфира.

 

 

Ответы

 

 

Раздел 1

 

1. 2. 2. 2. 3. 3. 4. 3. 5. 2. 6. 3. 7. 3.

 

Раздел 2

 

1. 3. 2. 2. 3. 2. 4. 4. 5. 3. 6. 1. 7. 2. 8. 1. 9. 4. 10. 2. 11. 3. 12. 2. 13. 2. 14. А‑2, Б‑4, В‑6, Г‑3.

 

Раздел 3

 

1. 4. 2. 4. 3. 3.4. 2. 5. 1, 4. 6. 2, 4. 7. 2. 8. 3. 9. 3. 10. 3. 11. 4. 12. 1.13. 2.

 

Раздел 4

 

1. 1, 4. 2. 4. 3. 4. 4. 2. 5. 3. 6. 2. 7. 2. 8. 3. 9. 2. 10. 4. 11. 2. 12. 3.13. 1. 14. 4. 15. 1. 16. 4.17. 1. 18. 1, 4. 19. 3. 20. А‑4, Б‑2, В‑5, Г‑3. 21. А‑3, Б‑5, В‑4, Г‑1. 22. 2.23. См. разделы 6.3, 7.3.2, 7.3.4. 24. См. разделы 4, 5.3, 6.3, 7.4.2.

 

Раздел 5

 

1. 1. 2. 2, 4. 3. 2, 4. 4. 3. 5. 1, 3.6. 3. 7. 2. 8. 4. 9. 2.

 

Раздел 6

 

1. 3. 2. 4. 3. 2. 4. 2, 4. 5. 1, 2. 6. 3. 7. 2. 8. 3.9. 2. 10. 4. 11. 2. 12. 3. 13. 3. 14. 4. 15. 1, 2. 16. 2. 17. 1.

 

Раздел 7

 

1. 2. 2. 4. 3. 2. 4. 1. 5. 4. 6. 4. 7. 1, 4.8. 2. 9. 3. 10. 4. 11. 4. 12. 1. 13. 3. 14. 2. 15. 1. 16. 4. 17. 2. 18. 1. 19. 4. 20. 4. 21. 1. 22. 2.

 

Раздел 8

 

1. 2. 2. 4. 3. 3. 4. 4. 5. 4. 6. 3. 7. 2. 8. 1.9. 2. 10. 4. 11. 2, 3. 12. 2. 13. 3. 14. 1. 15. 2. 16. 2. 17. 3. 18. 1. 19. 4. 20. 2, 4. 21. 2, 3. 22. 2. 23. 4.24. 2. 25. 1. 26. А‑3, Б‑6, В‑4, Г‑1. 27. А‑3, Б‑5, В‑4, Г‑2.

 

Раздел 9

 

1. 3. 2. 4. 3. 2. 4. 4. 5. 2. 6. 1. 7. 4.8. 2, 4. 9. 1. 10. 3. 11. 4. 12. 2. 13. 3. 14. 2. 15. 1, 2, 3. 16. 3. 17. 2. 18. 4. 19. 1. 20. 4, 3, 1. 21. 1. 22. 4. 23. 4. 24. А‑5, Б‑1, В‑6, Г‑3. 25. 4. 26. 1, 4. 27. 3. 28. 1. 29. 2.

 

Раздел 10

 

1. 1. 2. 4. 3. 3. 4. 2. 5. 2. 6. 1, 2, 3. 7. 1, 3, 4. 8. 3. 9. 2. 10. 1. 11. 2. 12. 3, 4. 13. 4. 14. 2. 15. 4. 16. 1. 17. 3. 18. 4. 19. 1, 3. 20. 3. 21. 2. 22. 4. 23. 4. 24. 2, 4. 25. 1, 2, 3. 26. 1, 3. 27. 1, 3. 28. 1, 2, 4.29. 1. 30. 1, 2, 3. 31. 2. 32. 1. 33 . 2, 1, 4. 34. 2, 4, 5. 35. 3, 4, 5. 36. 3.

 

Раздел 11

 

1. 2. 2. 3. 3. 2, 3, 4. 4. 3. 5. 2. 6. 3. 7. 1. 8. 4. 9. 2. 10. 3. 11. 3. 12. 4. 13. 3. 14. 3. 15. А‑5, Б‑4, В‑6, Г‑1. 16. 1, 4. 17. 2, 3. Подсказки к ответу: 18. X1 – СН3СН(ОН)СН3, Х2 – CH3CH(ONa)CH3, Х3 – СН3СН(ОН)СН3; 19. X1 – С2Н4, X2 – С2Н5ОН, X3 – СН3СООСН3; 20. Х1 – C3H6, Х2– С3Н7Br, Х3 – С3Н7ОН; 21. – C6H5NO2, Х2 – C6H5NH2, Х3 – [C6H5NH3]Cl, Х4– NH2C6H4NO2.

 

Раздел 12

 

1. 2, 3. 2. 3. 3. 4. 4. 1. 5. 4. 6. 3. 7. 2, 3. 8. 1, 4. 9. 1. 10. 4. 11. 4. 12. 2.

 

Раздел 13

 

1. 4. 2. 2. 3. 3. 4. 3. 5. 2.6. 4. 7. 1. 8. 3. 9. 4. 10. 2. 11. 3. 12. 2. 13. 1. 14. 2. 15. 3. 16. 4. 17. 4. 18. 4. 19. 3. 20. 3. 21. 3. 22. 1. 23. 4. 24. 4. 25. 2. 26. 1. 27. 3. 28. 3. 29. 2. 30. 3. 31. 1. 32. 4. 33. 2. 34. 2. 35. 3. 36. 1. 37. 3. 38. 3, 4. 39. А‑3, Б‑2, В‑4, Г‑1. 40. А‑3, Б‑1, В‑3, Г‑2. 41. А‑4, Б‑3, В‑4, Г‑1.

 

Раздел 14

 

1. 3. 2. 1. 3. 4. 4. 1. 5. 3. 6. 4. 7. А‑3, Б‑5, В‑2, Г‑1. 8. 3. 9. 1. 10. А‑4, Б‑3, В‑6, Г‑4. 11. А‑4, Б‑6, В‑2, Г‑6. 12. 2Mn(NO3)2 + 6HNO3 + 5РЬO2 = 2HMnO4 + 5Pb(NO3)2 + 2H2O. Окислитель РЬO2, восстановитель Mn(NO3)2. 13. 3Zn + 3H2SO4 + 2HNO3 (разб.) = 3ZnSO4 + 2NO + 4H2O. Окислитель HNO3, восстановитель Zn. 14. K2Cr2O7 + 8HCl + 3C2H5OH = 2CrCl3 + 3CH3C(H)O + 7H2O + 2KCl. Окислитель K2Cr2O7, восстановитель C2H5OH.

 

Раздел 15

15.1.

 

1. 13,9 % КCl. 2. 291 г С2Н5ОН. 3. 160 л НС(Н)O. 4. 14,8 % ZnSO4. 5. 25 г CuSO4 5Н2O. 6. 0,231 л НBr. 7. 468 г Н2O. 8. 75 г раствора KNO3. 9. 4,42 л раствора К(СН3СОО). 10. 1,376 л Н2O. 11. 56,7 % СН3ОН. 12. 0,14 моль AgNO3. 13. 74,41 л NH3. 14. 25 % NaNO3. 15. 39,47 г H2SO4(конц.). 16. 35,6 % СН3ОН. 17. 0,163 % НCl. 18. 499 л Н2O. 19. 9,11 % СаCl2. 20. 16,61 моль КОН. 21. 279,4 мл Н2O. 22. 46,67 моль Н2O. 23. 46,77 мл СН3СООН (конц.). 24. 9,09 % Cl2Н22О11. 25. 196,92 г NaOH. 26. 8,8 % НCl. 27.9,1 % Sr(NO3)2.

 

15.2.

 

1. 1. 2. 3. 3. 3. 4. 2. 5. 2.6. 2. 7. 4.8. 1. 9. 4. 10. 3.

 

15.3.

 

1. 4,48 л Н2. 2. Кальций Са. 3. 3,36 л Н2. 4. Медь Cu. 5. Железо Fe. 6. Серебро Ag. 7. 17,8 г (4,8 г Mg + 13 г Zn). 8. 6,18 л Cl2. 9. 22,4 л HF. 10. 9,6 г S.11. 42,83 г Bi2S3.12. 240 г CsOH. 13. 16,8 л (13,44 л NO2 + 3,36 л O2). 14. 735 г Н3РO4. 15. 134,4 л (89,6 л NH3 + 44,8 л СO2). 16. 22,4 л Н2. 17. 268,8 л Cl2. 18. 21,2 моль С2Н5Br (продукт – С4Н10). 19. 224 мл С2Н2 (продукт – С2Н2Br4). 20. 33,6 л Н2. 21. 230 мл С2Н5ОН. 22. 224 м3 Н2. 23. 224 л СO2. 24. 750 мг NH2CH2COOH (глицин).

 

15.4.

 

1. 1. 2. 2. 3. 1. 4. 1. 5. 4. 6. 3. 7. 2.8. 3. 9. 1. 10. 2.

 

15.5.

 

1. 8,44 г AgCl. 2. 6,72 л H2S. 3. 11,2 л Cl2. 4. 1,6 % NaCl. 5. 89,6 л НCl. 6. 72 % CuО. 7. 34,03 кг технического Al. 8. 13,44 л NH3. 9. 90 % NaNO3. 10. 8,4 % NaHCO3. 11. 2,24 л СO2. 12. 15,4 % Cl7Н35СООН.

 

15.6.

 

1. 756 г Na2SO3. 2. 121,2 г PbSO4. 3. 8,05 % КОН. 4. 12 г. 5. 248,5 л раствора С2Н5ОН. 6. 32,9 % Na2SO3. 7. 50 г КНСO3. 8. 9,48 % CuSO4. 9. 2,24 л С2Н2. 10. 4 % NaOH. 11. 10,08 л Н2. 12. 155,2 г С6Н2Br3ОН.

 

15.7.

 

1. С4Н10. 2. С5Н10. 3. С5Н8. 4. C6H5C2H5. 5. C2H5OH. 6. Na(C3H7O). 7. C2H4(OH)2, или CH2(OH) – CH2(OH). 8. C6H5CH3. 9. C6H4(OH)2. 10. CH3C(H)O. 11. C2H5COOH. 12. Na(C2H5COO). 13. Ag(C4H9COO). 14. C3H7C0 °CH3. 15. HCOOC2H5. 16. C6H12O6. 17. NH2CH2COOH. 18. CH3CH(NH2)COOCH3.

 


[1]Буквой α (альфа) обозначают степень протекания любых обратимых реакций, в том числе и степень гидролиза солей (см. 13.5)

 

Развернуть
Открыть в широком формате

– Конец работы –

Используемые теги: Химия, полный, Справочник, готовки, ЕГЭ0.091

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Химия. Полный справочник для подготовки к ЕГЭ

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

ОФП. Цели и задачи. Специальная физическая подготовка. Профессионально-прикладная физическая подготовка. Спортивная подготовка. Цели и задачи
В основе общей физической подготовки может быть любой вид спорта или отдельный комплекс упражнений, например гимнастика, бег, бодибилдинг, аэробика,… Цели и задачи общей физической подготовки 1. Здоровье. Общая физическая подготовка нужна в первую очередь для укрепления здоровья.

Для подготовки к ЕГЭ по биологии
для подготовки к ЕГЭ по биологии... Составитель доцент СУНЦ НГУ к б н М А Волошина Новосибирск...

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ Направление подготовки 030900 Юриспруденция Квалификация (степень) выпускника бакалавр Для всех профилей подготовки
высшего профессионального образования... Омская юридическая академия... ОДОБРЕНО на заседании кафедры трудового права протокол от г Зав кафедрой трудового права...

Подготовка воды для производственных процессов. Изложение способов водоподготовки на предприятии
Воду широко применяют в промышленности как дешевый, доступный, неогнеопасный растворитель твердых, жидких и газо¬образных веществ (очистка газов,… Теплота фазового перехода Ж — Г воды значительно выше, чем для других веществ,… Воду используют также как хладагент для отвода теплоты в экзотермических реакциях, для охлаждения атомных реакторов.В…

Специальная физическая подготовка и распределение средств в учебном процессе для гимнастов групп начальной подготовки второго года обучения
Специальная двигательная подготовка, включающая сочетание движений различными частями тела (координация движений) обучение умению оценивать движения… Формирование правильного стиля выполнения гимнастических упражнений. Привитие… От того, насколько хорошо развиты эти качества у гимнаста в значительной степени зависят и успехи в овладении сложной…

Химия и Стоматология (Химия в моей будущей профессии)
Исключительно широко кариес распространился с начала ХХ века и по настоящее время, в связи с употреблением в пищу легкоусвояемых продуктов, богатых… Конечно, попытки лечения зубов предпринимались неоднократно.Но поскольку почти… Все-таки еще в древности врачеватели зубов пытались воздействовать на ткани зуба в IХ веке до н.э. народы Майя…

Физическая подготовка в системе воспитания здорового образа жизни человека (контрольная по филической подготовке)
И это действительно так. Двигательная активность — важнейшее условие нормальной жиз¬недеятельности людей, а между тем мы двигаемся все меньше и… Если вы часами сиди¬те перед экраном телевизора, с интересом наблюдая за… Спортом должны заниматься все. Не ставьте перед собой цель обязательно побить мировой рекорд (мировых…

Подготовка учащихся к ЕГЭ при обучении истории
Многообразие мира, взаимодействие сообществ с различными, подчас противоречивыми системами ценностей требует от индивида понимания и принятия этих… Ускорение темпов изменения условий жизнедеятельности человека не позволяет ему… Общество часто пытается навязать индивиду свои собственные выборы: в политической жизни идёт борьба за каждого…

Дисциплина – химия Специальность /Направление подготовки – стоматология 060201
Специальность Направление подготовки стоматология... Разработчик Сергеева С А... подпись...

Методическое пособие для подготовки к сдаче экзамена по огневой подготовке и спецсредствам, рядовым и младшим начальствующим составом подразделений УИН Камчатской области
Внутренняя баллистика - это наука, занимающаяся изучением процессов, которые происходят при выстреле, и в особенности при движении пули по каналу… Для поражения противника в рукопашном бою к автомату присоединяется штык -… Автоматический огонь является основным видом огня он ведется короткими до 5 выстрелов и длинными до 10 выстрелов…

0.034
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • По категориям
  • По работам