Составьте уравнения реакций взаимодействия кислорода с бором

Составьте уравнения реакций взаимодействия кислорода с бором

Среди элементов IIIa группы один лишь бор относится к неметаллам. Представляет собой аморфное кристаллическое вещество красного или темного цвета, может быть бесцветным.

Общая характеристика элементов IIIa группы

От B к Tl (сверху вниз в периодической таблице) происходит увеличение: атомного радиуса, металлических, основных, восстановительных свойств. Уменьшается электроотрицательность, энергия ионизация, сродство к электрону.

Оксид бора проявляется кислотные свойства, алюминий и галлий — типичные амфотерные элементы, у соединений индий и таллия преобладают основные свойства.

Электронные конфигурации у данных элементов схожи, так как они находятся в одной группе (главной подгруппе!), общая формула ns 2 np 1 :

• B — 2s 2 2p 1
• Al — 3s 2 3p 1
• Ga — 4s 2 4p 1
• In — 5s 2 5p 1
• Tl — 6s 2 6p 1

Природные соединения

Получение

Бор получают путем пиролиза бороводородов, методом металлотермии (вытеснением активным металлом) и термическим разложением бромида бора в присутствии катализатора

BBr₃ + H₂ → (вольфрам, t = 1000-1200 С°) B + HBr

Химические свойства

• Реакции с фтором

Необходимо заметить, что бор довольно инертный неметалл. При комнатной температуре без нагревания он реагирует только со фтором:

Реакции с неметаллами

При нагревании бор реагирует с другими галогенами, азотом, фосфором, углеродом и кислородом.

При сильном нагревании бор способен восстановить кремний из его оксида:

Ионы бора окрашивают пламя в оттенки зеленого цвета.

Оксид и гидроксид бора

Оксид и гидроксид бора (борная кислота) проявляют кислотные свойства.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2022

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Кислород: химия кислорода

Кислород

Положение в периодической системе химических элементов

Кислород расположен в главной подгруппе VI группы (или в 16 группе в современной форме ПСХЭ) и во втором периоде периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Электронное строение кислорода

Электронная конфигурация кислорода в основном состоянии :

+8O 1s 2 2s 2 2p 4 1s 2s 2p

Атом кислорода содержит на внешнем энергетическом уровне 2 неспаренных электрона и 2 неподеленные электронные пары в основном энергетическом состоянии.

Физические свойства и нахождение в природе

Кислород О₂ — газ без цвета, вкуса и запаха, немного тяжелее воздуха. Плохо растворим в воде. Жидкий кислород – голубоватая жидкость, кипящая при -183 о С.

Озон О₃ — при нормальных условиях газ голубого цвета со специфическим запахом, молекула которого состоит из трёх атомов кислорода.

Кислород — это самый распространённый в земной коре элемент. Кислород входит в состав многих минералов — силикатов, карбонатов и др. Массовая доля элемента кислорода в земной коре — около 47 %. Массовая доля элемента кислорода в морской и пресной воде составляет 85,82 %.

В атмосфере содержание свободного кислорода составляет 20,95 % по объёму и 23,10 % по массе.

Способы получения кислорода

В промышленности кислород получают перегонкой жидкого воздуха.

Лабораторные способы получения кислорода:

• Разложение некоторых кислородосодержащих веществ:

Разложение перманганата калия:

Разложение бертолетовой соли в присутствии катализатора MnO₂ :

2KClO₃ → 2KCl + 3O₂

Разложение пероксида водорода:

2HgO → 2Hg + O₂

Соединения кислорода

Основные степени окисления кислород +2, +1, 0, -1 и -2.

Химические свойства

При нормальных условиях чистый кислород — очень активное вещество, сильный окислитель. В составе воздуха окислительные свойства кислорода не столь явно выражены.

1. Кислород проявляет свойства окислителя (с большинством химических элементов) и свойства восстановителя (только с более электроотрицательным фтором). В качестве окислителя кислород реагирует и с металлами , и с неметаллами . Большинство реакций сгорания простых веществ в кислороде протекает очень бурно, иногда со взрывом.

1.1. Кислород реагирует с фтором с образованием фторидов кислорода:

С хлором и бромом кислород практически не реагирует, взаимодействует только в специфических очень жестких условиях.

1.2. Кислород реагирует с серой и кремнием с образованием оксидов:

1.3. Фосфор горит в кислороде с образованием оксидов:

При недостатке кислорода возможно образование оксида фосфора (III):

Но чаще фосфор сгорает до оксида фосфора (V):

1.4. С азотом кислород реагирует при действии электрического разряда, либо при очень высокой температуре (2000 о С), образуя оксид азота (II):

N₂ + O₂→ 2NO

1.5. В реакциях с щелочноземельными металлами, литием и алюминием кислород также проявляет свойства окислителя. При этом образуются оксиды:

2Ca + O₂ → 2CaO

Однако при горении натрия в кислороде преимущественно образуется пероксид натрия:

2Na + O₂→ Na₂O₂

А вот калий, рубидий и цезий при сгорании образуют смесь продуктов, преимущественно надпероксид:

K + O₂→ KO₂

Переходные металлы окисляются кислород обычно до устойчивых степеней окисления.

Цинк окисляется до оксида цинка (II):

2Zn + O₂→ 2ZnO

Железо , в зависимости от количества кислорода, образуется либо оксид железа (II), либо оксид железа (III), либо железную окалину:

2Fe + O₂→ 2FeO

4Fe + 3O₂→ 2Fe₂O₃

3Fe + 2O₂→ Fe₃O₄

1.6. При нагревании с избытком кислорода графит горит , образуя оксид углерода (IV):

при недостатке кислорода образуется угарный газ СО:

2C + O₂ → 2CO

Алмаз горит при высоких температурах:

Горение алмаза в жидком кислороде:

Графит также горит:

Графит также горит, например, в жидком кислороде:

Графитовые стержни под напряжением:

2. Кислород взаимодействует со сложными веществами:

2.1. Кислород окисляет бинарные соединения металлов и неметаллов: сульфиды, фосфиды, карбиды, гидриды . При этом образуются оксиды:

4FeS + 7O₂→ 2Fe₂O₃ + 4SO₂

Ca₃P₂ + 4O₂→ 3CaO + P₂O₅

2.2. Кислород окисляет бинарные соединения неметаллов:

• летучие водородные соединения ( сероводород, аммиак, метан, силан гидриды . При этом также образуются оксиды:

2H₂S + 3O₂→ 2H₂O + 2SO₂

Аммиак горит с образованием простого вещества, азота:

4NH₃ + 3O₂→ 2N₂ + 6H₂O

Аммиак окисляется на катализаторе (например, губчатое железо) до оксида азота (II):

4NH₃ + 5O₂→ 4NO + 6H₂O

• прочие бинарные соединения неметаллов — как правило, соединения серы, углерода, фосфора ( сероуглерод, сульфид фосфора и др.):

CS₂ + 3O₂→ CO₂ + 2SO₂

• некоторые оксиды элементов в промежуточных степенях окисления ( оксид углерода (II), оксид железа (II) и др.):

2CO + O₂→ 2CO₂

2.3. Кислород окисляет гидроксиды и соли металлов в промежуточных степенях окисления в водных растворах.

Например , кислород окисляет гидроксид железа (II):

Кислород окисляет азотистую кислоту :

2.4. Кислород окисляет большинство органических веществ. При этом возможно жесткое окисление (горение) до углекислого газа, угарного газа или углерода:

CH₄ + 2O₂→ CO₂ + 2H₂O

2CH₄ + 3O₂→ 2CO + 4H₂O

CH₄ + O₂→ C + 2H₂O

Также возможно каталитическое окисление многих органических веществ (алкенов, спиртов, альдегидов и др.)

Пробный вариант №12 ЕГЭ 2022 по химии 11 класс задания с ответами и решением

ПОДЕЛИТЬСЯ

Новый пробный тренировочный вариант №12 по химии 11 класс в формате решу ЕГЭ 2022 с ответами и решением по новой демоверсии из открытого источника ФИПИ со всем изменениями 2022 года. Обсуждаем данный вариант ниже в комментариях.

Решать пробный вариант №12 решу ЕГЭ 2022 по химии 11 класс:

Для выполнения заданий 1–3 используйте следующий ряд химических элементов. Ответом в заданиях 1–3 является последовательность цифр, под которыми указаны химические элементы в данном ряду. 1) Zn 2) K 3) Mg 4) Cr 5) Cl

1)Определите, атомы каких из указанных в ряду элементов имеют одинаковую конфигурацию внешнего электронного слоя. Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.

Правильный ответ: 24

2)Из указанных в ряду химических элементов выберите три элемента, которые в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева находятся в главных подгруппах. Расположите выбранные элементы в порядке уменьшения их атомных радиусов. Запишите в поле ответа номера выбранных элементов в нужной последовательности.

Правильный ответ: 235

3)Из числа указанных в ряду элементов выберите два элемента, которые способны проявлять несколько различных положительных степеней окисления.

Правильный ответ: 45

4)Из предложенного перечня выберите два вещества ионного строения, в которых присутствуют ковалентные неполярные связи. 1) хлорид аммония 2) карбид кальция 3) пероксид водорода 4) оксалат калия 5) бензойная кислота

Правильный ответ: 24

5)Среди предложенных формул веществ, расположенных в пронумерованных ячейках, выберите: А) соль азотистой кислоты, Б) комплексную соль, В) сульфид меди (II)

Правильный ответ: 937

6)К одной из двух пробирок, содержащих раствор иодоводородной кислоты, добавили раствор вещества Х, а к другой – вещество Y. В результате в первой пробирке наблюдалось выпадение бесцветного желеобразного осадка, а во второй реакция протекала согласно ионному уравнению R(OH)2 + 2H+ = R2+ + 2H2O (где R – элемент). Определите вещества X и Y, которые могут вступать в описанные реакции. 1) Pb(OH)2 2) Cu(OH)2 3) AgNO3 4) Fe(OH)2 5) Na2SiO3

Правильный ответ: 54

11)Из предложенного перечня выберите два вещества, все атомы углерода в молекулах которых находятся в состоянии sp2-гибридизации. 1) циклопентан 2) толуол 3) щавелевая кислота 4) стирол 5) пропадиен

Правильный ответ: 34

12)Из предложенного перечня выберите все процессы, в ходе которых образуется продукт состава С4H6. 1) взаимодействие карбида натрия с бромметаном 2) димеризация ацетилена 3) гидрирование циклобутана 4) нагревание этанола со смесью ZnO и Al2O3 5) дегидрогалогенирование 1,4-дибромбутана

Правильный ответ: 145

13)Из предложенного перечня выберите два вещества, при взаимодействии которых образуется анилин. 1) хлорбензол и азот 2) нитробензол и водород 3) бензол и азотная кислота 4) хлорид фениламмония и щелочь 5) аммиак и циклогексан

Правильный ответ: 24

16)Задана следующая схема превращений веществ: Хлорметан → Х ା ଢ଼ ሱሮ метанол Определите, какие из указанных веществ являются веществами X и Y. 1) дихлорметан 2) гидроксид калия 3) метиламин 4) азотистая кислота 5) метан

Правильный ответ: 34

17)Из предложенного перечня выберите все вещества, взаимодействие которых с концентрированной бромоводородной кислотой относится к окислительно-восстановительным реакциям: 1) гидрокарбонат аммония 2) оксид марганца (IV) 3) железо 4) аммиак 5) хлор

Правильный ответ: 235

18)Из предложенного перечня воздействий выберите все воздействия, которые приведут к увеличению скорости обратимой экзотермической реакции между кислородом и оксидом серы (IV): 1) повышение давления 2) понижение температуры 3) добавление ингибитора 4) повышение концентрации кислорода 5) повышение концентрации оксида серы (VI)

Правильный ответ: 14

21)Для веществ, приведённых в перечне, определите характер среды их водных растворов, имеющих одинаковую концентрацию (моль/л). 1) Хлорид бериллия 2) Фторид натрия 3) Нитрат калия 4) Гидроксид лития Запишите номера веществ в порядке возрастания значения pH их водных растворов

Правильный ответ: 1324

23)В реактор с постоянным объемом ввели водород, бромоводород и пары брома. Концентрации веществ составили 0,7 моль/л, 0,5 моль/л и 0,8 моль/л соответственно. К моменту достижения равновесия концентрации брома и бромоводорода сравнялись. Определите равновесные концентрации водорода (X) и бромоводорода (Y). Выберите из списка номера правильных ответов: 1) 0,1 моль/л 2) 0,2 моль/л 3) 0,3 моль/л 4) 0,4 моль/л 5) 0,6 моль/л 6) 0,7 моль/л

Правильный ответ: 56

26)Вычислите массу воды (в граммах), которую надо добавить к 120 г 15% раствора соли, чтобы массовая доля вещества уменьшилась в шесть раз. Ответ запишите в виде целого числа.

Правильный ответ: 600

27)В результате реакции, термохимическое уравнение которой: 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 + 3420 кДж образовалось 8,96 л сернистого газа (н. у.). Вычислите количество выделившейся при этом теплоты (в кДж). Ответ запишите в виде целого числа.

Правильный ответ: 171

28)Порцию нитрата цинка прокалили, полученную газовую смесь смешали с равной ей по объему (при одинаковых условиях) порцией кислорода. Вычислите объемную долю кислорода в конечной смеси. Ответ дайте в процентах в виде целого числа.

Правильный ответ: 60

29)Из предложенного перечня выберите вещества, между которыми протекает окислительно восстановительная реакция с образованием простого вещества. Один атом окислителя в ходе нее принимает один электрон. Запишите уравнение реакции с участием выбранных веществ. Составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.

30)Из предложенного перечня веществ выберите среднюю соль и вещество, реакция ионного обмена между которыми протекает с образованием слабой кислородсодержащей кислоты. Запишите молекулярное, полное и сокращённое ионное уравнения реакции с использованием выбранных веществ.

31)Перманганат калия прокалили. Выделившийся газ пропустили над влажным гидроксидом железа (II) и наблюдали изменение окраски осадка. Полученное вещество сплавили с гидроксидом натрия. Твердый продукт сплавления растворили в избытке серной кислоты. Составьте уравнения четырех описанных реакций.

33)11,52 г меди растворили в концентрированной серной кислоте. Выделившийся при этом газ полностью поглотили теплым раствором гидроксида натрия и получили 83,16 г раствора, содержащего только среднюю соль. При нагревании этого раствора до 75°С в осадок выпало 1,26 г безводной соли. Вычислите выход газа, выделившегося в первой реакции, в процентах от теоретического. Растворимость соли при 75°С составляет 30 г/100 г воды.

34)При сжигании ациклического органического вещества Х массой 32,8 г было получено 105,6 г углекислого газа и 36 г воды. Известно, что при окислении данного вещества подкисленным раствором перманганата калия единственным органическим продуктом является двухосновная карбоновая кислота с неразветвленным углеродным скелетом.

На основании данных в задаче: 1. Проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу неизвестного вещества Х; 2. Составьте возможную структурную формулу вещества Х, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 3. Напишите уравнение реакции окисления вещества Х сернокислым раствором перманганата калия, используя структурную формулу вещества.