Химия - 8-9 класс

2H₂O + С = 2H₂ + CO₂. (t)

Чистый водород получают из воды, разлагая ее электрическим током (подвергая электролизу):

2H₂O = 2H₂+ O₂(электролиз).

д) Соединения водорода

Гидриды (бинарные соединения, содержащие водород) делятся на два основных типа:

а) летучие (молекулярные) гидриды,

б) солеобразные (ионные) гидриды.

Элементы IVА – VIIA групп и бор образуют молекулярные гидриды. Из них устойчивы только гидриды элементов, образующих неметаллы:

B₂H₆ ;CH₄; NH₃; H₂O; HF

SiH₄ ;PH₃; H₂S; HCl

AsH₃; H₂Se; HBr

H₂Te; HI

За исключением воды, все эти соединения при комнатной температуре – газообразные вещества, отсюда их название – "летучие гидриды" .

Некоторые из элементов, образующих неметаллы, входят в состав и более сложных гидридов. Например, углерод образует соединения с общими формулами C_nH_2n+2, C_nH_2n, C_nH_2n–2 и другие, где n может быть очень велико (эти соединения изучает органическая химия).

К ионным гидридам относятся гидриды щелочных, щелочноземельных элементов и магния. Кристаллы этих гидридов состоят из анионов Н и катионов металла в высшей степени окисления Ме или Ме² (в зависимости от группы системы элементов).

LiH
NaH	MgH2
KH	CaH2
RbH	SrH2
CsH	BaH2

И ионные, и почти все молекулярные гидриды (кроме Н₂О и НF) являются восстановителями, но ионные гидриды проявляют восстановительные свойства значительно сильнее, чем молекулярные.

Кроме гидридов, водород входит в состав гидроксидов и некоторых солей. Со свойствами этих, более сложных, соединений водорода вы познакомитесь в следующих главах.

Главными потребителями получаемого в промышленности водорода являются заводы по производству аммиака и азотных удобрений, где аммиак получают непосредственно из азота и водорода:

N₂ +3H₂ 2NH₃ (Р, t, Pt – катализатор).

В больших количествах водород используют для получения метилового спирта (метанола) по реакции 2Н₂ + СО = СН₃ОН (t, ZnO – катализатор), а также в производстве хлороводорода, который получают непосредственно из хлора и водорода:

H₂ + Cl₂ = 2HCl.

Иногда водород используют в металлургии в качестве восстановителя при получении чистых металлов, например: Fe₂O₃ + 3H₂= 2Fe + 3H₂O.

1.Из каких частиц состоят ядра а) протия, б) дейтерия, в) трития?

2.Сравните энергию ионизации атома водорода с энергией ионизации атомов других элементов. К какому элементу по этой характеристике водород ближе всего?

3.Проделайте то же для энергии сродства к электрону

4.Сравните направление поляризации ковалентной связи и степень окисления водорода в соединениях: а) BeH₂,CH₄, NH₃, H₂O, HF; б) CH₄, SiH₄,GeH₄.

5.Запишите простейшую, молекулярную, структурную и пространственную формулу водорода. Какая из них чаще всего используется?

6.Часто говорят: " Водород легче воздуха". Что под этим подразумевается? В каких случаях это выражение можно понимать буквально, а в каких –нет?

7.Составьте структурные формулы гидридов калия и кальция, а также аммиака, сероводорода и бромоводорода.

8.Зная молярные теплоты плавления и парообразования водорода, определите значения соответствующих удельных величин.

9.Для каждой из четырех реакций, иллюстрирующих основные химические свойства водорода , составьте электронный баланс. Отметьте окислители и восстановители.

10.Определите массу цинка, необходимого для получения 4,48 л водорода лабораторным способом.

11.Определите массу и объем водорода, который можно получить из 30 м³ смеси метана и паров воды, взятых в объемном отношении 1:2, при выходе 80 %.

12.Составьте уравнения реакций, протекающихпри взаимодействии водорода а) со фтором, б) с серой.

13.Приведенные ниже схемы реакций иллюстрируют основные химические свойства ионных гидридов:

а) MH + O₂ MOH (t); б) MH + Cl₂ MCl + HCl (t);

в) MH + H₂O MOH + H₂; г) MH + HCl(p) MCl + H₂

Здесь М – это литий, натрий, калий, рубидий или цезий. Составьте уравнения соответствующих реакций в случае, если М – натрий. Проиллюстрируйте уравнениями реакций химические свойства гидрида кальция.

14.Используя метод электронного баланса, составьте уравнения следующих реакций, иллюстрирующих восстановительные свойства некоторых молекулярных гидридов:

а) HI + Cl₂ HCl + I₂ (t); б) NH₃ + O₂ H₂O + N₂ (t); в) CH₄ + O₂ H₂O + CO₂ (t).

10.2 Кислород Как и в случае водорода, слово "кислород" является названием и химического элемента, и простого вещества. Кроме простого вещества "кислород" (дикислород) химический элемент кислородобразует еще одно простое вещество, называемое " озон"(трикислород). Это аллотропные модификации кислорода. Вещество кислород состоит из молекул кислорода O₂, а вещество озон состоит из молекул озона O₃.

а) Химический элемент кислород

В естественном ряду элементов порядковый номер кислорода – 8. В системе элементов кислород находится во втором периоде в VIA группе.