Как решать задание 4 в егэ по химии

Сера: свойства и применение

В XVIII—XIX веках серу для пороха производили из серного колчедана (пирит) на купоросных заводах

Устойчивые изотопы серы:

• 32S (95,02 %)
• 33S (0,75 %)
• 34S (4,21 %)
• 36S (0,02 %)

Искусственные радиоактивные изотопы:

• 31S (T½ = 2,4 с)
• 35S (T½ = 87,1 сут)
• 37S (T½ = 5,04 мин)

Содержание серы в человеке составляет приблизительно 2 г на 1 кг массы тела. Чистая сера не ядовита, однако многие серосодержащие соединения ядовиты, такие как сернистый газ, серный ангидрид, сероводород и другие.

ПДК паров серной кислоты:

• В воздухе рабочей зоны: 1 мг/м3
• В атмосферном воздухе (максимальная разовая): 0,3 мг/м3
• В атмосферном воздухе (среднесуточная): 0,1 мг/м3
• Поражающая концентрация: 0,008 мг/л (экспозиция 60 мин)
• Смертельная концентрация: 0,18 мг/л (60 мин)

Аэрозоль серной кислоты может образовываться в результате выбросов химических и металлургических производств, что может привести к образованию кислотных дождей. Более половины производимой серы используется в производстве серной кислоты.

Применение серы:

• Вулканизация каучука
• Фунгицид в сельском хозяйстве
• Производство серной кислоты
• Производство пиротехнических составов
• Производство сероасфальта и серобетона

Задание 4 ЕГЭ по химии:

Задание 4 ЕГЭ по химии включает в себя определение типов химических связей и кристаллических решеток. Этот материал поможет вам разобраться с разнообразием видов химических связей и применением серы в различных областях промышленности и науки. Сера играет важную роль в многих процессах и находит применение в различных отраслях.

Перевозка и применение серной кислоты:

Серная кислота перевозится железнодорожным транспортом в специализированных вагонах-цистернах. Ее применение включает различные области, такие как в медицине, сельском хозяйстве, строительстве и производстве пиротехнических средств.

Свойства серной кислоты:

• Систематическое название: Серная кислота, тетраоксосульфат(VI) водорода
• Традиционное название: Купоросное масло
• Молярная масса: 98,078 ± 0,006 г/моль
• Удельная теплота плавления: 10,73 Дж/кг
• Константа диссоциации кислоты: в воде смешивается в любых пропорциях

В заключении, сера является важным элементом в различных сферах деятельности человека и имеет широкий спектр применения. Ее свойства и возможности применения делают ее ценным ресурсом. Надеемся, что данный материал поможет вам лучше понять значение серы и ее роль в различных процессах.

Сера: Физические характеристики и история

Сера́я кислота́ (H2SO4) — сильная неорганическая кислота, которая является пищевой добавкой E513. В этой статье мы рассмотрим физические свойства серной кислоты, ее историю и способы получения.

Физические свойства

Сера представляет собой светло-желтый порошкообразный неметалл, который практически нерастворим в воде. Многие серосодержащие соли также малорастворимы в воде.

Таблица 1. Физические свойства серной кислоты

История

Серная кислота была известна еще в древности и встречается в природе в свободном виде, например, в виде озер вблизи вулканов. Первые упоминания о кислых газах, получаемых при прокаливании квасцов или железного купороса, встречаются в сочинениях алхимиков.

Персидский алхимик Ар-Рази в IX веке получил раствор серной кислоты путем прокаливания смеси железного и медного купороса. Этот способ был усовершенствован европейским алхимиком Альбертом Магнусом в XIII веке.

В XVI веке алхимик Василий Валентин описал метод получения серной кислоты путем поглощения водой газа, выделяющегося при сжигании порошков серы и селитры. Этот метод лег в основу камерного способа, применяемого на протяжении длительного времени.

Заключение

Серная кислота — важное неорганическое вещество с множеством применений. Зная ее физические свойства и историю, мы можем лучше понять ее значение в современном мире.

Серная кислота: сильный окислитель и обезвоживающее вещество

Серная кислота в концентрированном виде при нагревании — довольно сильный окислитель.

Окисляющие свойства

1. Окисляет HI и частично HBr до свободных галогенов.
2. Углерод до CO2, серу — до SO2.
3. На холоде в концентрированной серной кислоте Fe, Al, Cr, Co, Ni, Ba пассивируются, и реакции не протекают.

Соли и реакции

4. Окислительные свойства для разбавленной H2SO4 нехарактерны.
5. Образует два ряда солей: средние — сульфаты и кислые — гидросульфаты, а также эфиры.
6. Известны пероксомоносерная (или кислота Каро) H2SO5 и пероксодисерная H2S2O8 кислоты.

Применение в индустрии

7. Реагирует с гидроксидами и оксидами металлов, образуя сульфат металла и воду.
8. Применяется для удаления слоя оксида металла с поверхности металлических изделий.
9. Является очень сильным обезвоживающим агентом, используется в промышленности для различных процессов.

Реакции серной кислоты

10. Может отнимать воду у кристаллогидратов, обесцвечивая их.
11. Обугливает углеводы, дерево и другие органические соединения при взаимодействии.
12. Реагирует с водой экзотермично, смесь может вскипеть при неправильном разбавлении.
13. Диссоциирует в воде, образуя кислые соли и действуя как протонирующий агент.

Серная кислота обладает множеством уникальных химических свойств, которые находят применение в различных областях. Ее сильные окислительные и обезвоживающие свойства делают ее ценным инструментом в индустрии и научных исследованиях.

Равновесие и свойства серной кислоты

Равновесие при использовании безводных кислот практически полностью смещено вправо. Вода смещает равновесие влево, вплоть до некоторых концентраций, серная кислота способна связать её. Такую смесь иногда называют меланж.

Применение серной кислоты

Серная кислота часто применяется как кислотный катализатор и подкислитель в некоторых реакциях. Разбавленная серная кислота не является окислителем и склонна проявлять свойства обычной кислоты.

Например, в растворе серной кислоты можно гидролизовать сахарозу до фруктозы и глюкозы. Серную кислоту часто используют в смеси с перманганатом калия для создания кислой среды, в которой перманганат ион обладает высшими окислительными свойствами и в смеси с дихроматом калия для создания так называемой хромовой смеси, которая способна разрушать многие загрязнения.

Концентрированная серная кислота может вытеснять даже сильные кислоты из их солей (однако для полноты реакции рекомендуется нагрев). Например, хлороводород, азотную кислоту, марганцовую кислоту.

Свойства серы

Тонкоизмельчённая сера склонна к химическому самовозгоранию в присутствии влаги, при контакте с окислителями, а также в смеси с углём, жирами, маслами. Сера образует взрывчатые смеси с нитратами, хлоратами и перхлоратами. Самовозгорается при контакте с хлорной известью.

Пожароопасные свойства

Обнаружение горения серы пожарной автоматикой является трудной проблемой. Пламя сложно обнаружить человеческим глазом или видеокамерой, спектр голубого пламени лежит в основном в ультрафиолетовом диапазоне.

Тепловыделение при пожаре приводит к температуре ниже, чем при пожарах других распространённых пожароопасных веществ. Для обнаружения горения тепловым извещателем необходимо размещать его непосредственно близко к сере. Пламя серы не излучает в инфракрасном диапазоне. Таким образом оно не будет обнаружено распространёнными инфракрасными извещателями. Ими будут обнаруживаться лишь вторичные возгорания. Пламя серы не выделяет паров воды. Таким образом детекторы ультрафиолетовых извещателей пламени, использующие соединения никеля, не будут работать.

Пожары на складах серы

Если вы считаете, что информация о пожарах на складах серы важна, пожалуйста, приведите свои аргументы. В противном случае раздел может быть удалён.

Выбор соединений с водородной связью

Подробнее о водородной связи можно прочитать в этой статье. В этой статье я кратко повторю, когда она возникает.

Водородная связь возникает в веществах молекулярного строения, имеющих ковалентные полярные связи H-F, H-O и H-N.

Можно, конечно, каждый раз проверять соединение на соответствие этим правилам, но гораздо проще запомнить соединения, в которых возникает водородная связь, потому что их не так много. Это вода H2O, аммиак NH3, фтороводородная кислота HF, спирты и карбоновые кислоты. Часто ошибочно полагают, что она образуется в альдегидах и молекулярном водороде H2. Нет, в альдегидах и Н2 ее нет. Посмотрим решение такого типа заданий на примерах.

Из предложенного перечня выберите два соединения, которые образуют водородную связь.

1. H2O2) HCHO3) HCl4) CH45) CH3COOH

Исходя из вышесказанного, можно заключить, что водородная связь образуется в воде и уксусной кислоте. И то, и другое – это молекулы, в которых есть ковалентные полярные связи О-Н. Формальдегид HCHO не подходит, потому что в его молекуле связь С=O, а не О-Н. Хлороводород не подходит, потому что здесь связь H-Cl, с хлором водородная связь не образуется (или, лучше сказать, она очень слабая). Те же рассуждения применимы к метану, потому что в его молекуле связь C-H, а не F-H, О-Н или N-H. В итоге получаем ответ: 1, 5.

Из предложенного перечня выберите два соединения, которые не образуют водородную связь.

1. H22) C3H7OH3) HF4) NH35) NaH

Молекулярный водород водородную связь не образует, об этом мы говорили выше. Вторым пунктом идет пропанол, то есть спирт – вещество молекулярного строения с полярной связью О-Н. Здесь водородная связь есть. Далее в HF и NH3 тоже есть водородная связь, поскольку в них мы видим полярные связи H-F и N-H. Наконец, гидрид натрия NaH – это вообще ионное, а не молекулярное соединение, поэтому требования к образованию водородной связи здесь не выполняются. Ответ: 1, 5.

Выбор соединений с неполярной ковалентной связью.

Неполярную ковалентную связь образуют одинаковые атомы по типу Э-Э, Э=Э или Э≡Э. Самые очевидные случаи представлены простыми веществами: H2, F2, Cl2, Br2, I2, O2, N2, S8, P4. Во всех этих соединениях есть связи Э-Э, которые могут быть одинарными, двойными или тройными. Но нужно знать и более сложные случаи. Это органические соединения с двумя или более связанными атомами углерода, потому что в них есть связь С-С. Это ацетилениды металлов, потому что в них есть связь С≡С. А также это пирит FeS2 (связь S-S) и пероксиды водорода или металлов (связь O-O). Посмотрим решение задач такого типа на примерах.

Из предложенного перечня выберите два соединения, которые имеют ковалентную неполярную связь.

1. Na2O2) CH3OCH33) N24) Na2O25) CaCl2

Иногда возникает ошибочное представление о том, что если в соединении есть два одинаковых атома, то в нем обязательно есть ковалентная неполярная связь. Это не так. Мало просто иметь два одинаковых атома. Важно, чтобы эти одинаковые атомы образовывали связь друг с другом. В нашем задании все пять соединений имеют по два одинаковых атома, но только два из этих соединений содержат неполярную ковалентную связь. Ниже это показано на рисунке.

Первое соединение – это оксид натрия Na2O. Здесь два атома натрия, но они не образуют связь друг с другом. Это верно и для любого другого оксида одновалентного металла Ме2О. В таких оксидах ковалентной неполярной связи нет, потому что нет связи Ме-Ме. Далее идет органическое вещество диметиловый эфир. Да, здесь два атома углерода, но они снова не связаны друг с другом. Все связи ковалентные полярные. Третье соединение – это простое вещество азот. На рисунке показана ковалентная неполярная связь N≡N, так что такое соединение нам подходит. Также неполярная ковалентная связь есть и в пероксиде натрия Na2O2. Она образована атомами кислорода О-О. Отметим, что наличие ковалентной неполярной связи не исключает наличия и других типов связи, в нашем случае ионной – между катионами натрия и пероксидной группировкой. Наконец, в хлориде кальция атомы хлора связаны не друг с другом, а с катионом кальция. Поэтому здесь только ионная связь (она есть во всех солях). Ответ: 3, 4.

1. СH42) FeS23) CO24) Na2C25) H2SO4

Структурные формулы этих соединений с указанием типов связей приведены ниже.

Первое соединение метан CH4 образовано четырьмя одинаковыми связями С-Н. Поскольку неполярных связей Н-Н здесь нет, то это соединение нам не подходит. А вот пирит FeS2 мы указывали как пример вещества с ковалентной неполярной связью. Она образована атомами серы S-S. Далее в молекуле СО2 нет связей О-О, поэтому ее мы отбрасываем. Следующий за ней ацетиленид Na2C2 мы тоже указывали среди веществ с неполярной ковалентной связью. Она образована атомами углерода C≡C. Наконец в серной кислоте тоже нет связей между одинаковыми атомами. В ее молекуле все связи ковалентные полярные. Поэтому нам для ответа подходят пирит и ацетиленид натрия. Ответ: 2, 4.

Отметим также, что иногда словосочетание «ковалентная неполярная связь» в условии задания может отсутствовать. Условие может звучать так: укажите соединения, которые содержат такую же связь, как в алмазе. Нужно понимать, что в алмазе есть связи С-С, то есть речь как раз идет о ковалентных неполярных связях. Вместо алмаза может быть предложен графит, хлор и так далее.

Выбор соединений с донорно-акцепторной связью.

Из предложенного перечня выберите два соединения, которые имеют донорно-акцепторную связь.

1. HNO3 2) KCl3) NH4Cl4) H2SO45) O2

Донорно-акцепторная связь возникает тогда, когда в образовании химической связи участвуют электроны только одного атома. Иными словами, если в молекуле АВ связь А-В образована парой электронов только атома А или только атома В, то это донорно-акцепторная связь. Если она образована и электроном атома А, и электроном атома В, то мы имеем дело с обычной ковалентной полярной связью. Конечно, сформулировать случаи, когда именно возникает донорно-акцепторная связь, было бы весьма непросто. К счастью, это и не требуется. Достаточно просто запомнить вещества, где такая связь есть, тем более что их немного. Это соли аммония (NH4Cl, NH4Br, NH4I и др.), угарный газ (СО), озон (O3), азотная кислота (HNO3) и нитраты (KNO3, NaNO3 и др.). Также следует включить в этот ряд катион гидроксония (H3O+) и органические производные солей аммония (соли метиламмония, диметиламмония, этиламмония и др.)

Исходя из этого, ответом в нашем задании будут соединения 1 и 3. Ниже на рисунке показаны все связи во всех предложенных соединениях. В азотной кислоте одна из связей N-O как раз образована по донорно-акцепторному механизму. Это означает, что неподеленная пара электронов атома азота, находящаяся на одной орбитали, целиком «потратилась» на образование связи с атомом кислорода без участия электронов последнего. Такую же картину мы видим в случае катиона аммония в соли NH4Cl. Три связи N-H в катионе NH4+ являются ковалентными полярными, то есть их образуют и электроны азота, и электроны водорода. А вот четвертая – донорно-акцепторная. Здесь снова пара электронов азота «потратилась» на образование связи N-H.

Остальные соединения нам не подходят. KCl – это соль с ионной, как и у всех солей, связью. Но донорно-акцепторной связи здесь нет, поэтому что это не соль аммония и не нитрат. Отметим, что в солях аммония и нитратах ионная связь тоже есть, то есть наличие донорно-акцепторной связи не исключает наличия других типов связи. В серной кислоте H2SO4 все связи ковалентные полярные, а в молекуле кислорода O2 есть только одна ковалентная неполярная связь.

Посмотрим на второе задание такого же типа.

1. K3PO4 2) O33) HCl4) CO5) Br2

Все связи во всех предложенных соединениях показаны на рисунке ниже.

Пойдем по порядку. K3PO4 – это фосфат калия, то есть соль. Внутри фосфат-иона PO43- есть ковалентные полярные связи, а связь между ним и катионом калия K+ является ионной. Мы помним, что во всех солях есть ионная связь. Однако наша соль не является ни солью аммония, ни нитратом, поэтому донорно-акцепторной связи здесь нет.

Далее идет озон О3. Он входит в группу соединений с донорно-акцепторной связью, которую мы приводили выше. На рисунке показано, что один атом кислорода в этой молекуле образует связь с двумя другими. Одна из этих связей ковалентная неполярная, а другая донорно-акцепторная. Следует сказать, что донорно-акцепторная связь в этом случае превращается в двойную неполярную, а двойная неполярная превращается в донорно-акцепторную, причем такие превращения происходят очень быстро. Эти превращающиеся друг в друга структуры называются резонансными, и в итоге это приводит к формированию некой усредненной структуры с так называемыми «полуторными связями», как показано ниже.

Но в рамках нашего задания достаточно знать, что донорно-акцепторная связь в этой молекуле есть.

Следующим идет HCl. Если это газ хлороводород (а по умолчанию мы считаем именно так), то между атомами водорода и хлора связь будет ковалентная полярная. Если бы был дан раствор HCl в воде, тогда эта связь вследствие действия воды стала бы ионной. В любом случае донорно-акцепторной связи здесь нет, HCl не входит в указанную выше группу соединений с этой связью.

А вот в молекуле угарного газа СО донорно-акцепторная связь есть. Казалось бы, атомы С и О образуют обычную двойную ковалентную полярную связь, однако в действительности связь между этими атомами не двойная, а тройная. Третья связь образована как раз по донорно-акцепторному механизму за счет пары электронов кислорода.

Наконец в молекуле простого вещества брома есть только неполярная ковалентная связь, а донорно-акцепторная отсутствует.

История и этимология

Точное время открытия серы не установлено, но этот элемент использовался до нашей эры.

Сера использовалась жрецами в составе священных курений при религиозных обрядах. Она считалась произведением сверхчеловеческих существ из мира духов или подземных богов.

Очень давно сера стала применяться в составе различных горючих смесей для военных целей. Уже у Гомера описаны «сернистые испарения», смертельное действие выделений горящей серы. Сера, вероятно, входила в состав «греческого огня», наводившего ужас на противников.

Около VIII века китайцы стали использовать её в пиротехнических смесях, в частности, в смеси типа пороха. Горючесть серы, лёгкость, с которой она соединяется с металлами с образованием сульфидов (например, на поверхности кусков металла), объясняют то, что её считали «принципом горючести» и обязательной составной частью металлических руд.

Пресвитер Теофил (XII век) описывает способ окислительного обжига сульфидной медной руды, известный, вероятно, ещё в древнем Египте.

В период арабской алхимии возникла ртутно-серная теория состава металлов, согласно которой сера почиталась обязательной составной частью (отцом) всех металлов.

В дальнейшем она стала одним из трёх принципов алхимиков, а позднее «принцип горючести» явился основой теории флогистона. Элементарную природу серы установил Лавуазье в своих опытах по сжиганию.

С введением пороха в Европе началось развитие добычи природной серы, а также разработка способа получения её из пиритов; последний был распространён в древней Руси. Впервые в литературе он описан у Агриколы.

Кристаллы серы среди щёток арагонита

Задания на типы кристаллических решеток.

Тип кристаллической решетки, которую образует соединение в твердой фазе, напрямую зависит от типа химических связей, которые связывают атомы в молекулы или формульные единицы. Если в соединении есть ионная связь, то кристаллическая решетка будет ионной. Ионные соединения мы уже называли, это оксиды и гидроксиды металлов, а также все соли. Если соединение представляет собой молекулу, то кристаллическая решетка будет молекулярной. К этой группе относятся минеральные кислоты, вода, неметаллы, оксиды неметаллов и все органические соединения (кроме солей карбоновых кислот и солей спиртов). Если соединение не образуется молекул, а связь между атомами ковалентная, то кристаллическая решетка будет атомной. Для этого случая достаточно запомнить небольшой ряд веществ:

1. графит, алмаз (C)2) кремний (Si)3) кварц, кремнезем, речной песок или оксид кремния (IV) (SiO2)4) карбид кремния (SiC)

Наконец, если дается металл, то у него решетка металлическая.

Теперь можно посмотреть на примеры заданий.

Из предложенного перечня выберите два соединения с молекулярной кристаллической решеткой.

1. H22) (NH4)2HPO43) CH3Cl4) Si5) CH3COONa

Водород – это неметалл, он имеет молекулярное строение и, следовательно, молекулярную кристаллическую решетку. Подходит. Вторым пунктом идет соль гидрофосфат аммония. Все соли являются ионными соединениями, решетка тоже будет ионной. Третье соединение – это органическое вещество хлорметан. Все органические вещества, если они не соли, имеют молекулярное строение и молекулярную кристаллическую решетку. Тоже подходит. Кремний, идущий далее, как мы указывали выше, имеет атомную кристаллическую решетку. Наконец, последнее вещество тоже органическое, но на этот раз у нас соль карбоновой (уксусной) кислоты, а значит, решетка будет ионной. Ответ: 1, 3.

Из предложенного перечня выберите два соединения с ионной кристаллической решеткой.

1. H2О2) CsCl3) SiC4) C3H7OK5) CCl4

Вода имеет молекулярное строение, поэтому кристаллическая решетка у нее молекулярная. Далее идет хлорид цезия CsCl, представляющий собой соль. Помним, что все соли имеют ионное строение и, следовательно, ионную кристаллическую решетку. Нам подходит. Третьим пунктом идет карбид кремния SiC. Мы его указывали в качестве примера соединения с атомной кристаллической решеткой, то есть не годится. Следующее вещество – это калиевая соль пропилового спирта, то есть пропилат калия C3H7OK. Связь металл-кислород является ионной, поэтому перед нами ионное соединение с ионной кристаллической решеткой. Наконец, четыреххлористый углерод CCl4 имеет молекулярное строение, потому что связь C-Cl недостаточно полярна, чтобы стать ионной. Решетка будет молекулярной. Итак, ответ: 2, 4.

Поскольку тип кристаллической решетки отражает физические свойства вещества, иногда вопрос может касаться не типа решетки непосредственно, а температур кипения или плавления соединений. Здесь нужно просто запомнить, что соединения с атомной или ионной кристаллической решеткой имеют относительно высокие температуры плавления и кипения, тогда как у соединений с молекулярной решеткой температуры плавления и кипения относительно низкие. Приведем пример.

Из приведенных соединений укажите два, которые имеют низкие температуры кипения.

1. K3PO42) SiO23) H2O4) алмаз5) СH3COOH

Первое соединение – это фосфат калия K3PO4, то есть соль с ионной кристаллической решеткой. Такие вещества, как мы только что сказали, имеют высокие температуры плавления и кипения. Не годится. Следующим идет оксид кремния SiO2. Кристаллическая решетка у него атомная, значит, температура кипения снова будет высокой. Снова не годится. А вот у воды, имеющей молекулярное строение, температура кипения низкая – всего 100°С. Это действительно немного, учитывая, что температура плавления (даже не кипения) многих металлов для сравнения больше 1000°С. Идущий далее алмаз снова имеет атомную решетку и высокую температуру кипения. Что касается уксусной кислоты CH3COOH, то у нее молекулярное строение и низкая температура кипения (немногим больше, чем у воды). Итак, под ответ нам подходят соединения с молекулярной решеткой. Получим: 3, 5.

Итак, мы разобрали самые типичные примеры задания 4, которые могут встретиться в ЕГЭ по химии.

Физические и физико-химические свойства

Серная кислота — это очень сильная двухосновная кислота, при 18оС pKa (1) = −2,8, pKa (2) = 1,92 (К₂ 1,2 10−2); длины связей в молекуле S=O 0,143 нм, S—OH 0,154 нм, угол HOSOH 104°, OSO 119°; кипит, образуя азеотропную смесь (98,3 % H2SO4 и 1,7 % H2О с температурой кипения 338,8оС). Смешивается с водой и SO3, во всех соотношениях. В водных растворах серная кислота практически полностью диссоциирует на H3О+, HSO3+, и 2НSO₄−. Образует гидраты H2SO4·nH2O, где n = 1, 2, 3, 4 и 6,5.

Основная статья: Олеум

Растворы серного ангидрида SO3 в серной кислоте называются олеумом, они образуют два соединения H2SO4·SO3 и H2SO4·2SO3.

Олеум содержит также пиросерные кислоты, образующиеся по реакциям:

Температура кипения водных растворов серной кислоты повышается с ростом её концентрации и достигает максимума при содержании 98,3 % H2SO4.

Содержание % по массе Плотность при 20 °C, г/см3 Температура плавления, °C Температура кипения, °C

Температура кипения олеума с увеличением содержания SO3 понижается. При увеличении концентрации водных растворов серной кислоты общее давление пара над растворами понижается и при содержании 98,3 % H2SO4 достигает минимума. С увеличением концентрации SO3 в олеуме общее давление пара над ним повышается. Давление пара над водными растворами серной кислоты и олеума можно вычислить по уравнению:

Величины коэффициентов А и В зависят от концентрации серной кислоты. Пар над водными растворами серной кислоты состоит из смеси паров воды, H2SO4 и SO3, при этом состав пара отличается от состава жидкости при всех концентрациях серной кислоты, кроме соответствующей азеотропной смеси.

С повышением температуры усиливается диссоциация:

Уравнение температурной зависимости константы равновесия:

При нормальном давлении степень диссоциации: 10−5 (373 К), 2,5 (473 К), 27,1 (573 К), 69,1 (673 К).

Плотность 100%-ной серной кислоты можно определить по уравнению:

С повышением концентрации растворов серной кислоты их теплоемкость уменьшается и достигает минимума для 100%-ной серной кислоты, теплоемкость олеума с повышением содержания SO3 увеличивается.

При повышении концентрации и понижении температуры теплопроводность λ уменьшается:

где С — концентрация серной кислоты, в %.

Максимальную вязкость имеет олеум H2SO4·SO3, с повышением температуры η снижается. Для олеума минимальное ρ при концентрации 10 % SO3. С повышением температуры ρ серной кислоты увеличивается. Диэлектрическая проницаемость 100%-ной серной кислоты 101 (298,15 К), 122 (281,15 К); криоскопическая постоянная 6,12, эбулиоскопическая постоянная 5,33; коэффициент диффузии пара серной кислоты в воздухе изменяется в зависимости от температуры; D = 1,67·10−5T3/2 см2/с.

ρ H2SO4, г/мл 1,03 1,064 1,1365 1,215 1,2991 1,3911 1,494 1,6059 1,7221 1,7732 1,7818 1,7897 1,7968 1,8033 1,8091 1,8142 1,8188 1,8227 1,826 1,8286 1,8305 1,8314 1,831 1,8292 1,8255

Тест "Кристаллические решетки"

21.11.2023. Тест. Химия, 11 класс

Все тесты в этом разделе разработаны пользователями сайта для собственного использования. Администрация сайта не проверяет возможные ошибки, которые могут встретиться в тестах.

Тест для текущего контроля знаний по теме "Кристаллические решетки"

Получение серной кислоты

В промышленности серную кислоту получают окислением диоксида серы (сернистый газ, образующийся в процессе сжигания элементарной серы, серного колчедана или сероводород-содержащих газов, поступающих с установок гидроочистки и систем отпарки кислых стоков) до триоксида (серного ангидрида) на твёрдом ванадиевом катализаторе в четыре ступени (данная реакция экзотермична, поэтому применяется промежуточное охлаждение после первого слоя с помощью трубных пучков, через которые подаётся воздух, и после следующих двух ступеней — с помощью кольцевой трубы, имеющей большой диаметр, через которую подаётся воздух, над которой расположен дефлектор. Воздух нагнетается воздуходувками, часть горячего воздуха подаётся на горелочные устройства котлов, в которых производится сжигание сероводородсодержащих газов) последующим охлаждением и взаимодействием SO3 с водой. Получаемую данным способом серную кислоту также называют «контактной» (концентрация 92-94 %).

Нитрозный (башенный) способ

Раньше серную кислоту получали исключительно нитрозным методом в специальных башнях, а кислоту называли «башенной» (концентрация 75 %). Сущность этого метода заключается в окислении диоксида серы диоксидом азота в присутствии воды. Именно таким способом произошла реакция в воздухе Лондона во время Великого смога.

В лаборатории можно получить серную кислоту взаимодействием сероводорода, элементарной серы и диоксида серы с хлорной или бромной водой или пероксидом водорода с дальнейшим концентрированием продукта осторожным выпариванием без кипения:

Также её можно получить взаимодействием диоксида серы с кислородом и водой при +70 °C под давлением в присутствии сульфата меди (II):

Или электролизом растворов сульфатов металлов, стоящих в ряду напряжений после водорода (для максимизации выхода):

Помимо этого, возможно получение серной кислоты термическим разложением сульфатов переходных металлов или пиросульфатов натрия или калия с выделением серного ангидрида, который в последствии растворяют в воде. Сульфаты щелочных металлов устойчивы термически, однако гидросульфаты разлагаются с выделением воды и переходят в пиросульфаты:

Из-за того, что разница температур, при которых происходит пиролиз гидросульфатов и пиросульфатов относительна велика, возможно отогнать воду из первых, а последние разложить до SO3:

Разложение сульфатов переходных металлов часто записывают до SO2 и O2, что, однако, не всегда верно, ибо SO3 выделяется, однако оксиды переходных металлов катализируют его разложение до SO2 и O2, однако примесь SO3 так или иначе будет присутствовать в газовой фазе. Однако сульфат железа(III) способен выделять значительное количество SO3 при пиролизе:

Выбор соединений с ковалентной полярной связью.

Распознать ковалентную полярную связь легко – она образована разными элементами. Единственная сложность, которая может возникнуть, связана с различением ковалентной полярной связи и ионной связи. Здесь достаточно запомнить случаи возникновения ионной связи. Она возникает в оксидах и гидроксидах металлов, а также солях. Во всех остальных ситуациях связь между разными атомами А и В всегда будет ковалентной полярной.

Из предложенного перечня выберите два соединения, которые имеют ковалентные полярные связи.

1. H2SO4 2) NaI3) Br24) K2S5) CH4

Типы связей во всех предложенных соединениях показаны на рисунке ниже.

В серной кислоте все связи образованы разными элементами (H-O, S-O, S=O), поэтому они ковалентные полярные. Случаи ионной связи нам не подходят, поскольку перед нами не оксид, не гидроксид и не соль. Тем не менее часто возникает следующий вопрос. Серная кислота в воде распадается на ионы, что описывается уравнением электролитической диссоциации: H2SO4 ⇆ 2H+ + SO42-. Разве тогда две связи О-Н не должны быть ионными? Действительно, эти связи становятся ионными, но только вследствие поляризующего действия воды, то есть только в водном растворе. В безводной серной кислоте ионных связей нет. В задании 4 обычно даются индивидуальные вещества, а не растворы, поэтому мы считаем серную кислоту безводной.

Далее йодид натрия NaI представляет собой соль, значит, связь ионная. Следующая молекула Br2 образована одинаковыми атомами, следовательно, связь ковалентная неполярная. Сульфид K2S снова соль, поэтому связь ионная. А вот в метане CH4 все связи образованы разными элементами (С и Н) и одновременно не подходят под случаи ионных. Таким образом, делаем вывод, что эти связи ковалентные полярные. Ответом на задание будут пункты 1 и 5.

В условии задания словосочетание «ковалентная полярная связь» тоже может отсутствовать. Вместо него может встретиться такая формулировка: укажите соединения, которые содержат такую же связь, как в молекуле хлороводорода. Здесь следует сразу понять, что речь идет о ковалентной полярной связи. Вместо хлороводорода могут быть предложены другие соединения – вода, бромоводород, сероводород и т.п.

Иногда в задании 4 нужно выбрать соединения с учетом несколько условий. Посмотрим на пример 4.

Из предложенного перечня выберите два соединения, которые имеют ковалентные полярные связи, но не имеют ионных.

1. CH3COOH 2) Na2SO43) H2O4) HCOOK5) NH4Br

Связи во всех предложенных соединениях изображены на рисунке ниже.

Первое соединение – это уксусная кислота. В ее молекуле почти все связи образованы разными элементами (C-H, С-О, C=O, O-H) и есть одна неполярная связь (C-C). Это кислота, а не соль, значит, ионных связей нет. Поэтому уксусная кислота подходит нам в качестве ответа. Второе соединение, сульфат натрия Na2SO4, уже является солью. Поэтому несмотря на то что ковалентные полярные связи в ней есть, наличие ионной связи между катионами Na+ и анионом SO42- не позволяет выбрать этот ответ. Третьим пунктом идет вода, в ней обе связи являются ковалентными полярными, а ионных связей нет. Нам подходит. Следующее соединение снова соль, это формиат калия HCOOK. Здесь все так же, как и в случае сульфата натрия. Ковалентные полярные связи есть, но, поскольку перед нам соль, ионная связь тоже присутствует. Не годится. Наконец, последнее соединение тоже соль, значит, снова есть ионная связь. В бромиде аммония появляется помимо ковалентной полярной также донорно-акцепторная связь, о чем мы как раз поговорим ниже. Ответ – пункты 1 и 3.

Сера в природе

Самородная сера на вулкане Килауэа

Природные минералы серы

Сера является шестнадцатым по химической распространённости элементом в земной коре. Встречается в свободном (самородном) состоянии и в связанном виде.

Важнейшие природные минералы серы: FeS2 — железный колчедан, или пирит, ZnS — цинковая обманка, или сфалерит (вюрцит), PbS — свинцовый блеск, или галенит, HgS — киноварь, Sb2S3 — антимонит, Cu2S — халькозин, CuS — ковеллин, CuFeS2 — халькопирит. Кроме того, сера присутствует в нефти, природном угле, природных газах и сланцах. Сера — шестой элемент по содержанию в природных водах, встречается в основном в виде сульфат-иона и обусловливает «постоянную» жёсткость пресной воды. Жизненно важный элемент для высших организмов, составная часть многих белков, концентрируется в волосах.

Список вопросов теста

Вещества твердые, прочные, с высокой температурой плавления, расплавы которых проводят электрический ток, имеют кристаллическую решетку

Варианты ответов

Ионную кристаллическую решетку имеет

Вопрос 3

К веществам с молекулярным строением относятся

Вопрос 4

Молекулярное строение имеет каждое из двух веществ:

Вопрос 5

Молекулярную кристаллическую решетку имеет каждое из двух веществ:

Вопрос 6

Атомную кристаллическую решетку имеет

Вопрос 7

Кристаллическая решётка иода

Вопрос 8

Какие из утверждений являются верными?

А. Вещества с молекулярной решеткой имеют низкие температуры плавления и низкую электропроводность.

Б. Вещества с атомной решеткой пластичны и обладают высокой электрической проводимостью.

Вопрос 9

Ионную кристаллическую решетку имеет каждое из веществ, расположенных в ряду:

Вопрос 10

Атомную кристаллическую решётку в твёрдом состоянии имеет