Уравнения реакций кислорода с металлами и неметаллами
§ 25. Кислород —
1. Напишите уравнения реакций кислорода с металлами, о которых говорится в параграфе. Рассмотрите окислительно-восстановительные процессы.
2. Напишите уравнения реакций кислорода с неметаллами, о которых говорится в параграфе. Рассмотрите окислительно-восстановительные процессы.
3. Какие вещества называются катализаторами? Какая реакция, применяемая для получения кислорода, осуществляется в присутствии оксида марганца (IV)? Напишите уравнение этой реакции.
4. Английский химик Дж. Пристли получил кислород разложением оксида ртути (II). Напишите уравнение этой реакции. Придумайте и решите задачу, в условии которой были бы указаны масса исходного вещества и доля в нем примесей, а требовалось бы найти объем кислорода при известном выходе его от теоретически возможного.
5. Укажите признаки сходства и различия в процессах дыхания и горения.
Реакции горения — реакции вещества с кислородом, протекающие с большой скоростью, с выделением большого количества тепла и сопровождающиеся воспламенением.
Дыхание— это процесс медленного окисления. Он заключается в следующем: кислород доставляется гемоглобином крови во все ткани и клетки организма, кислород окисляет углеводы, образуя при этом углекислый газ и воду и освобождая энергию, необходимую для организма.
Сходство заключается в том, что: оба процесса есть процессы окисления, в обоих случаях высвобождается энергия, в результате реакций образуются оксиды.
Различия заключаются в скоростях окисления, в количестве выделяемой энергии.
6. Сравните процессы дыхания и фотосинтеза.
Фотосинтез — это процесс жизнедеятельности растения, в результате которого они поглощают CO2 и выделяют O2.
Дыхание— это процесс жизнедеятельности растения, животного и человека, в результате которого поглощается O2 и выделяется CO2.
При фотосинтезе и дыхании в растениях происходят противоположные процессы.
7. Используя свои знания по химии кислорода, напишите сочинение на тему «Художественный образ вещества или процесса».
8. Напишите уравнение реакции фтора с водой. В какой роли здесь выступает кислород? Рассмотрите окислительно-восстановительный процесс, определите окислитель и восстановитель.
Уроки по неорганической химии для подготовки к ЕГЭ
Свойства простых веществ:
Свойства сложных веществ:
Особенности протекания реакций:
Взаимодействие металлов и неметаллов с кислородом
Нужно помнить несколько правил:
1) Все металлы реагируют с кислородом, кроме Ag, Au и Pt.
2) Все неметаллы реагируют с кислородом, кроме Cl2, Br2, I2 и благородных газов.
Подробнее:
Металлы взаимодействуют с кислородом с образованием основного или амфотерного оксида. Щелочные металлы (кроме Li) реагируют с образованием пероксидов:
*А также надпероксиды состава KO2, RbO2 и CsO2, но они на ЕГЭ не встречаются. Источник: [2], стр. 95, стр. 143. **Источник: [5], стр. 284.
Неметаллы взаимодействуют с кислородом с образованием кислотных оксидов (исключением являются NO):
Образуется высший оксид
Образуется оксид в промежуточной степени окисления неметалла
4B + 3O2 → 2B2O3 C + O2 → CO2 Si + O2 → SiO2 2S + 3O2 → 2SO3 (каталитическое окисление kt=V2O5) 4P + 5O2(изб) → 2P2O5
Кислород
Кислород (лат. Oxygenium) — элемент VIa группы 2 периода периодической таблицы Д.И. Менделеева. Первым открывает группу халькогенов — элементов VIa группы.
Газ без цвета, без запаха, составляет 21% воздуха.
Общая характеристика элементов VIa группы
Общее название элементов VIa группы O, S, Se, Te, Po — халькогены. Халькогены (греч. χαλκος — руда + γενος — рождающий) — входят в состав многих минералов. Например, кислород составляет 50% массы земной коры.
От O к Po (сверху вниз в периодической таблице) происходит увеличение: атомного радиуса, металлических, основных, восстановительных свойств. Уменьшается электроотрицательность, энергия ионизации, сродство к электрону.
Среди элементов VIa группы O, S, Se — неметаллы. Te, Po — металлы.
Электронные конфигурации у данных элементов схожи, так как они находятся в одной группе (главной подгруппе!), общая формула ns 2 np 4 :
O — 2s 2 2p 4
S — 3s 2 3p 4
Se — 4s 2 4p 4
Te — 5s 2 5p 4
Po — 6s 2 6p 4
Основное состояние атома кислорода
У атома кислорода (как и атомы азота, фтора, неона) нет возбужденного состояния, так как отсутствует свободная орбиталь с более высоким энергетическим уровнем, куда могли бы перемещаться валентные электроны.
Атом кислорода имеется два неспаренных электрона, максимальная валентность II.
Природные соединения
Воздух — в составе воздуха кислород занимает 21% (это число пригодится в задачах!)
В форме различных минералов в земной коре кислорода содержится около 50%
В живых организмов кислород входит в состав органических веществ: белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот
Получение
В промышленности кислород получают из сжиженного воздуха. Также активно применяются кислородные установки, мембрана которых устроена как фильтр, отсеивающие кислород (мембранная технология).
В лаборатории кислород получают разложением перманганата калия (марганцовки) или бертолетовой соли при нагревании. Применяется реакция каталитического разложения пероксида водорода.
На подводных лодках для получения кислорода применяют следующую реакцию:
Химические свойства
Является самым активным неметаллом после фтора, образует бинарные соединения со всеми элементами кроме гелия, неона, аргона. Чаще всего реакции с кислородом экзотермичны (горение), ускоряются при повышении температуры.
Реакции с неметаллами
Во всех реакциях, кроме взаимодействия со фтором, кислород проявляет себя в качестве окислителя.
C + O2 = (t) CO2 (полное окисление — углекислый газ, соотношение 1:1)
F + O2 → OF2 (фторид кислорода, O +2 )
В реакциях кислорода с металлами образуются оксиды, пероксиды и супероксиды. Реакции с активными металлами идут без нагревания.
Известна реакция горения воды во фторе.
Все органические вещества сгорают с образованием углекислого газа и воды.
При применении катализаторов и особых реагентов в органической химии достигают контролируемого окисления: алканы окисляются до спиртов, спирты — до альдегидов, альдегиды — до кислот.
Процесс можно остановить на любой стадии в зависимости от желаемого результата.
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.
