§15. Водород. Часть II
Задание №1
Составьте уравнения реакций на основе схем: а) $N_{2}$ + _ → $NH_{3}$ (аммиак) б) HCl (соляная кислота) + Al → $AlCl_{3}$ (хлорид алюминия) + _ в) $PbO_{2}$ + _ → Pb + $H_{2}O$ г) $V_{2}O_{5} + H_{2} → V$ + _ Подпишите названия всех веществ.
Ответы:
а. $N_{2}$ + $3H_{2}$ = $2NH_{3}$ $N_{2}$ − азот $H_{2}$ − водород $NH_{3}$ − аммиак
б. 6HCl + 2Al = $2AlCl_{3}$ + $3H_{2}$ HCl − соляная кислота Al − алюминий $AlCl_{3}$ − хлорид алюминия $H_{2}$ − водород
в. $PbO_{2}$ + $2H_{2}$ = Pb + $2H_{2}O$ $PbO_{2}$ − оксид свинца (IV) $H_{2}$ − водород Pb − свинец $H_{2}O$ − вода
г. $V_{2}O_{5} + 5H_{2} = 2V$ + $5H_{2}O$ $V_{2}O_{5}$ − оксид ванадия (V) $H_{2}$ − водород V − ванадий $H_{2}O$ − вода
Задание №2
Сравните лабораторные способы получения водорода и кислорода.
| Признаки сравнения | Водород | Кислород |
| Прибор для полученияРеактивыУравнения реакцийСобираниеРаспознавание |
Ответ:
| Признаки сравнения | Водород | Кислород |
| Прибор для получения | аппарат Киппа | пробирка с газоотводной трубкой |
| Реактивы | цинк и соляная кислота (может быть другой металл и кислота) | перманганат калия |
| Уравнения реакций | Zn + 2HCl = $ZnCl_{2} + H_{2}$ | $KMnO_{4} = K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}$ |
| Собирание | пробирка вниз дном | пробирка вниз дном |
| Распознавание | При поджигании раздается хлопок | тлеющая лучинка вспыхивает ярким пламенем |
Задание №3
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
Ответ:
1) Водород − дном вверх 2) Кислород − дном вниз 3) Углекислый газ − дном вниз 4) Аммиак − дном вверх 5) Метан − дном вверх 6) Оксид серы (IV) − дном вниз Ответ:
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| А | Б | Б | А | А | Б |
Задание №4
Из газов, перечисленных в предыдущем задании, способом вытеснения воды нельзя собрать _
Ответ:
Из газов, перечисленных в предыдущем задании, способом вытеснения воды нельзя собрать аммиак.
Задание №5
Запишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: а) C → $CH_{4}$ → $CO_{2}$ б) $N_{2}$ → $NH_{3}$ → NO → $NO_{2}$
Ответ:
а. C → $CH_{4}$ → $CO_{2}$ 1) C + $2H_{2}$ = $CH_{4}$ 2) $CH_{4} + 2O_{2} = CO_{2} + 2H_{2}O$
б. $N_{2}$ → $NH_{3}$ → NO → $NO_{2}$ 1) $N_{2} + 3H_{2} = 2NH_{3}$ 2) $4NH_{3} + 5O_{2} = 4NO + 6H_{2}O$ 3) $2NO + O_{2} = 2NO_{2} + H_{2}O$
Задание №6
Используя дополнительные источники информации, напишите эссе по теме «Водород − экологически чистое моторное топливо».
Ответ:
Водород − экологически чистое моторное топливо Водород − единственное по−настоящему экологически чистое химическое топливо. При сгорании водорода выделяется тепло, обыкновенная вода и ничтожное количество оксидов азота. Водородное топливо не содержит углерод, поэтому его использование не увеличивает содержание парниковых газов в атмосфере. Сгорание водорода не приводит к разрушению озонового слоя и образованию кислотных дождей. Переход на использование водорода, как энергоносителя, может восстановить экологию атмосферы.
Азот
Азот – главная составляющая воздуха. Перевод названия элемента – «безжизненный» – может относится к азоту как простому веществу, но азот в связанном состоянии является одним из главных элементов жизни, входит в состав белков, нуклеиновых кислот, витаминов и т. д.
Азот – элемент второго периода, не имеет возбужденных состояний, так как атом не имеет свободных орбиталей. Однако азот способен проявлять в основном состоянии валентность не только III, но и IV за счет образования ковалентной связи по донорно-акцепторному механизму с участием неподеленной электронной пары азота. Степень окисления, которую может проявлять азот, изменяется в широких пределах: от -3 до +5.
В природе азот встречается в виде простого вещества – газа N2 и в связанном состоянии. В молекуле азота атомы связаны прочной тройной связью (энергия связи 940 кДж/моль). При обычной температуре азот может взаимодействовать только с литием. После предварительной активизации молекул путем нагревания, облучения или действием катализаторов азот вступает в реакции с металлами и неметаллами.
Кислород
Кислород – самый распространенный элемент на Земле: массовая доля в земной коре 47,3%, а объемная доля в атмосфере – 20,95%, массовая доля в живых организмах – около 65%.
Практически во всех соединениях (кроме соединений с фтором и пероксидов) кислород проявляет постоянную валентность II и степень окисления – 2. Атом кислорода не имеет возбужденных состояний, так как на втором внешнем уровне нет свободных орбиталей. В качестве простого вещества кислород существует в виде двух аллотропных видоизменений – газов кислорода О2 и озона О3
Самое важное соединение кислорода – это вода. Около 71% земной поверхности занимает водная оболочка, без воды невозможна жизнь
Озон в природе образуется из кислорода воздуха во время грозовых разрядов, а в лаборатории – пропусканием электрического разряда через кислород.
Рис. 3. Озон.
Озон – еще более сильный окислитель, чем кислород. В частности? он окисляет золото и платину
Кислород в промышленности обычно получают сжижением воздуха с последующим отделением азота за счет его испарения (имеется разница в температурах кипения: – -183 градуса для жидкого кислорода и -196 градусов для жидкого азота.)
Что мы узнали?
Воздух – необходимый элемент для каждого живого существа, значение которого трудно переоценить. Большую часть которого составляет азот и кислород. В химический состав воздуха также входит углекислый газ, аргон, неон, криптон, водород, гелий. В данной статье по химии (8 класс) кратко рассказывается о воздухе в целом, и об его основных элементах.
-
/10
Вопрос 1 из 10
Состав воздуха
Воздух необходим для дыхания всем живым организмам. Он состоит из азота, кислорода, аргона, углекислого газа и ряда примесей. Состав атмосферного воздуха может меняться в зависимости от условий и местности. Так в городской среде уровень углекислого газа в воздухе по сравнению с лесной полосой повышается из-за обилия транспортных средств. В высокогорье концентрация кислорода снижается, так как молекулы азота легче, чем молекулы кислорода. Поэтому концентрация кислорода уменьшается быстрее.
Шотландский физик и химик Джозеф Блэк в 1754 году опытным путем доказал, что воздух – это не просто вещество, а именно газовая смесь
Рис. 1. Джозеф Блэк.
Если говорить о составе воздуха в процентах, то основным его компонентом является азот. Азот занимает 78% от всего объема воздуха. Процентное соотношение кислорода в молекуле воздухе составляет 20,9%. Азот и кислород – 2 основные элемента воздуха. Содержание остальных веществ значительно меньше и не превышает 1%. Так, аргон занимает объем 0,9%, а углекислый газ – 0,03%. Также воздух имеет такие примеси, как неон, криптон, метан, гелий, водород и ксенон.
Рис. 2. Состав воздуха.
В производственных помещениях большое значение предают аэроионному составу воздуха. Имеющиеся в воздухе отрицательно заряженные ионы благоприятно влияют на организм человека, заряжают его энергией, повышают настроение.
§12. Воздух и его состав. Часть II
Задание №1
При фракционной перегонке жидкого воздуха получено $150\;м^{3}$ аргона. Какой объем воздуха был переработан, если объемная доля аргона в нем равна 0,9%?
Ответ:
Дано: V (Ar) = $150\;м^{3}$ φ (Ar) = 0,9% Найти: V (воздуха) − ? Решение: φ = V(газа) : V(воздуха) * 100% V(воздуха) =V(газа) : φ V(воздуха) = $150\;м^{3}$ : 0,009 = $16666,67\;м^{3}$ Ответ: $16666,67\;м^{3}$
Задание №2
Какой объем азота, аргона, кислорода и углекислого газа можно получить из $750\;м^{3}$ жидкого воздуха при его фракционной перегонке?
Ответ:
Дано: V (воздуха) = $750\;м^{3}$ Найти: V ($N_{2}$) − ? V (Ar) − ? V ($O_{2}$) − ? V ($CO_{2}$) − ?
Решение: φ = V(газа) : V (воздуха) * 100% V (газа) = φ * V (воздуха) V ($N_{2}$) = $750\;м^{3}$ * 0,78 = $585\;м^{3}$ V (Ar) = $750\;м^{3}$ * 0,009 = $6,75\;м^{3}$ V ($O_{2}$) = $750\;м^{3}$ * 0,21 = $157,5\;м^{3}$ V ($CO_{2}$) = $750\;м^{3}$ * 0,0003 = $0,225\;м^{3}$ Ответ: V ($N_{2}$) = $585\;м^{3}$; V (Ar) = $6,75\;м^{3}$ ; V ($O_{2}$) = $157,5\;м^{3}$ ; V ($CO_{2}$) = $0,225\;м^{3}$
Задание №3
В природном газе 95% метана $CH_{4}$, 3% этана $C_{2}H_{6}$, оставшийся объем занимают другие газы. Рассчитайте объем метана и этана, который можно получить при разделении $500\;м^{3}$ природного газа.
Ответ:
Дано: φ ($CH_{4}$) = 95% φ ($C_{2}H_{6}$) = 3% V (природного газа) = $500\;м^{3}$ Найти: V ($CH_{4}$) − ? V ($C_{2}H_{6}$) − ? Решение: φ = V(газа) : V (воздуха) * 100% V (газа) = φ * V (воздуха) V ($CH_{4}$) = 0,95 * $500\;м^{3}$ = $475\;м^{3}$ V ($C_{2}H_{6}$) = 0,003 * $500\;м^{3}$ = $1,5\;м^{3}$ Ответ: V ($CH_{4}$) = $475\;м^{3}$; V ($C_{2}H_{6}$) = $1,5\;м^{3}$
Задание №4
Смешали 240 л метана и 60 л этана. Определите объемную долю компонентов полученной смеси.
Ответ:
Дано: V ($CH_{4}$) = 240 л V ($C_{2}H_{6}$) = 60 л Найти: φ ($CH_{4}$) − ? φ ($C_{2}H_{6}$) − ? Решение: φ = V(газа) : V (смеси) * 100% V (смеси) = 240 л + 60 л = 300 л φ ($CH_{4}$) = 240 л : 300 л * 100% = 80% φ ($C_{2}H_{6}$) = 60 л : 300 л * 100% = 20% Ответ: φ ($CH_{4}$) = 80%; φ ($C_{2}H_{6}$) = 20%
Задание №5
Напишите эссе о постоянных и переменных составных частях воздуха, используя дополнительные источники информации.
Ответ:
Воздух − газ без цвета, вкуса и запаха. Основные составные части воздуха подразделяются на три группы: постоянные, переменные и случайные. К постоянным относятся: азот − 78% по объему, кислород − 21% по объему, аргоны и другие инертные газы − около 1%. К переменным относятся углекислый газ, водяной пар. Итак, воздух − это смесь газов.
-
Назад
-
Вперед