Какой из перечисленных газов легче воздуха, бесцветен и горит с взрывом на тлеющей лучинке?

Углекислый газ (CO_2)

Какой газ имеет запах тухлых яиц и является ядовитым?

Сернистый газ (SO_2)

Углекислый газ (CO_2)

Какой газ имеет резкий запах, бесцветен, хорошо растворяется в воде и обладает щелочными свойствами?

Сернистый газ (SO_2)

Каковы наиболее распространённые аллотропные модификации фосфора?

Чёрный и синий фосфор

Жёлтый и зелёный фосфор

Серый и коричневый фосфор

egc-4.1· Глава 4: Неорганическая химия· ~15 мин

Неметаллы и их соединения

Водород, кислород, галогены, сера, азот, фосфор, углерод и кремний; получение, свойства и типичные реакции

Неметаллы расположены в правом верхнем углу периодической системы; на валентном уровне они имеют $4$ – $8$ электронов, поэтому в большинстве случаев принимают электроны и выполняют роль окислителей. Простые вещества ( $H_2$ , $O_2$ , $N_2$ , $Cl_2$ , $S$ , $P$ , $C$ ) и их оксиды, кислоты дают многочисленные типичные реакции: например, $S + O_2 \rightarrow SO_2$ , затем $2SO_2 + O_2 \rightarrow 2SO_3$ , $SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$ . Большинство оксидов неметаллов являются кислотными оксидами ( $SO_2$ , $SO_3$ , $CO_2$ , $P_2O_5$ , $N_2O_5$ ), тогда как $CO$ и $NO$ — несолеобразующие (нейтральные) оксиды. Активность галогенов убывает в ряду $F_2 > Cl_2 > Br_2 > I_2$ , поэтому более активный галоген вытесняет менее активный из его соли ( $Cl_2 + 2KBr \rightarrow 2KCl + Br_2$ ). Концентрированные $H_2SO_4$ и $HNO_3$ являются сильными окислителями и не выделяют водород при реакции с металлами.

Ключевые термины

Неметалл — Элемент, расположенный в правом верхнем углу периодической системы, имеющий

4

–

8

электронов на валентном уровне и преимущественно принимающий электроны, выполняя роль окислителя.

Кислотный оксид — Оксид неметалла, дающий с водой кислоту, а со щёлочью — соль; например

SO_2

SO_3

CO_2

P_2O_5

N_2O_5

Нейтральный оксид — Несолеобразующий оксид; не даёт соль ни с кислотой, ни со щёлочью. Примеры:

CO

NO

Аллотропия — Способность одного элемента образовывать различные простые вещества; например белый и красный фосфор, алмаз и графит для углерода.

Степень окисления — Условный заряд атома в соединении; в простом веществе равна

0

, при окислении возрастает (напр.

S

: уменьшение

+6 \rightarrow +4

— восстановление).

Ряд активности галогенов — Ряд убывания химической активности галогенов:

F_2 > Cl_2 > Br_2 > I_2

; более активный галоген вытесняет менее активный из его соли.

Свойства важнейших газообразных неметаллов

Газ	Характерный признак	Качественная реакция
$H_2$	Легче воздуха, бесцветный	Горит с взрывом на тлеющей лучинке
$Cl_2$	Жёлто-зелёный, с резким запахом, ядовитый	Обесцвечивает влажную лакмусовую бумагу
$H_2S$	Запах тухлых яиц, ядовитый	Краснит влажную лакмусовую бумагу
$NH_3$	С резким запахом, щелочные свойства	Синит влажную лакмусовую бумагу
$CO_2$	Бесцветный, не поддерживает горение	Мутит известковую воду
$SO_2$	Газ-восстановитель	Обесцвечивает бромную воду

Распознавание газов: цвет, запах и индикаторные реакции.

Типы оксидов: кислотные и нейтральные

Тип	Взаимодействие с водой	Примеры
Кислотный оксид	Образует кислоту	$SO_2$ , $SO_3$ , $CO_2$ , $P_2O_5$ , $N_2O_5$
Нейтральный оксид	Не даёт кислоту (несолеобразующий)	$CO$ , $NO$

$CO$ и $NO$ — исключения: нейтральные оксиды, кислоту не образуют.

✎Масса

5,6

CO_2

(н.у.)

1Количество молей: $n = \frac{V}{V_m} = \frac{5,6}{22,4} = 0,25$ моль
2Молярная масса: $M(CO_2) = 12 + 2 \cdot 16 = 44$ г/моль
3Масса: $m = n \cdot M = 0,25 \cdot 44 = 11$ г

✎Масса

H_2SO_4

, полученной из

32

г серы

1Цепочка: $S \rightarrow SO_2 \rightarrow SO_3 \rightarrow H_2SO_4$ , соотношение $1:1:1:1$
2Моли серы: $n(S) = \frac{m}{M} = \frac{32}{32} = 1$ моль
3Моли $H_2SO_4$ : $1$ моль $S$ $\rightarrow$ $1$ моль $H_2SO_4$
4Масса: $m = 1 \cdot 98 = 98$ г ( $M(H_2SO_4)=98$ г/моль)

⚠️Внимание

Концентрированные $H_2SO_4$ и $HNO_3$ не выделяют $H_2$ при реакции с металлами; вместо этого образуются оксиды серы/азота ( $SO_2$ , $NO_2$ ).

🚫Частая ошибка

Не подставляй объём напрямую как массу в граммах: $5,6$ л $CO_2$ → сначала переведи в моли ( $0,25$ моль), затем найди массу ( $11$ г).

🚫Частая ошибка

Не переворачивай коэффициенты уравнения: в $N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3$ соотношение $1:2$ , поэтому из $5$ моль $N_2$ получается $10$ моль $NH_3$ (не $5$ моль).

💡Заметка

Йод обнаруживают раствором крахмала (синее окрашивание), а $CO_2$ — известковой водой (помутнение) — не путай индикаторы.

⚠️Внимание

В простом веществе степень окисления равна $0$ : когда $Si$ и $S$ горят и вступают в соединение, степень окисления меняется от $0$ до $+4$ (возрастание); в реакции $Cu+H_2SO_4$ сера меняет степень $+6 \rightarrow +4$ (убывание).

Правила

1Большинство оксидов неметаллов являются кислотными оксидами; исключение: $CO$ и $NO$ — нейтральные (несолеобразующие) оксиды.
2Активность галогенов убывает сверху вниз: $F_2 > Cl_2 > Br_2 > I_2$ ; более активный галоген вытесняет менее активный из его соли.
3Цепочка серы: $S + O_2 \rightarrow SO_2$ ; $2SO_2 + O_2 \rightarrow 2SO_3$ ; $SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$ .
4Аммиак $NH_3$ обладает щелочными свойствами: в воде даёт $NH_3 \cdot H_2O$ , с кислотами образует соли аммония ( $NH_3 + HCl \rightarrow NH_4Cl$ ).
5Концентрированные $HNO_3$ и $H_2SO_4$ не выделяют $H_2$ при реакции с металлами; вместо этого образуются оксиды азота/серы ( $SO_2$ , $NO_2$ ).

Тренировка

15 лёгких · 15 средних · 15 сложных

В каждом тесте — 10 случайных вопросов

Лёгкий Средний Сложный Микс