Подгруппа кислорода – ХАЛЬКОГЕНЫ

Дата: 2025-05-01; Просмотры: 2

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Подгруппа фтора – ГАЛОГЕНЫ

1. Дайте общую характеристику p-элементов VII группы, исходя из их положения в периодической системе и сравнивая: электронные конфигурации атомов, радиусы, энергию ионизации и энергию сродства к электрону, электроотрицательность. Какие степени окисления характерны для атомов галогенов? Какие из них являются наиболее устойчивыми? Почему? В виде каких соединений эти элементы встречаются в природе?

2. Дайте сравнительную характеристику образуемых галогенами простых веществ, указав тип химической связи, характер изменения стандартных энтальпий образования (DH⁰_обр.) и диссоциации молекул Hal₂. агрегатного состояния простых веществ при обычных условиях. Как изменяются межъядерное расстояние и энергия связи в ряду F₂-Cl₂-Br₂-I₂? Чем это объясняется?

3. Охарактеризуйте химические свойства свободных галогенов: отношение к металлам и неметаллам, воде, щелочам (при ~20⁰С и при нагревании). Сравните их окислительную активность. Особенности химии фтора. Фторид ктслорода. В чем выражается отличие в поведении фтора по отношению к воде и щелочам от поведения остальных галогенов? Что представляют собой интергалогениды (межгалоидные соединения)?

4. В какой последовательности галогены вытесняют друг друга из водных растворов галидов? Объясните характер и причины изменения окислительно-восстановительных свойств свободных галогенов. Почему нельзя получить F₂ окислением фторид-иона хлором? Ответ подтвердите величинами окислительно-восстановительных потенциалов.

5. На чем основан общий принцип получения свободных галогенов в технике и лаборатории? Какова особенность получения фтора и где его применяют? Что

происходит при растворении хлора в воде? Куда смещается равновесие при действии света или при добавлении щелочи; соляной кислоты; вещества, взаимодействующего с хлором?

6. Соединения галогенов с водородом. Каков характер их водных растворов? Особенности фтороводородной кислоты. Факторы, определяющие силу галогеноводородных кислот. Приведите примеры, характеризующие их реакционную способность и восстановительную активность.

7. Общие принципы получения галогеноводородов: синтез из простых веществ, получение из галогенидов. Физические и химические свойства. Характер химической связи в молекулах, полярность. Сравните термическую устойчивость, кислотные свойства, восстановительную активность в ряду HF – HI. Особенности фтороводородной кислоты.

8. Какой минерал называют флюоритом? Как из него получают фтороводород и плавиковую кислоту? Как действуют газообразный HF и плавиковая кислота на стекло? В какой посуде хранят эту кислоту? Как отличаются по растворимости фториды серебра и кальция от аналогичных солей других галогенов? Проанализируйте значения ПР и DG⁰_обр. для соответствующих солей.

9. Какие степени окисления проявляет атом хлора в кислородных соединениях? Оксиды хлора, брома, иода, их получение, строение молекул и свойства. Дайте названия соответствующим кислотам и их солям. Как изменяются сила, устойчивость и окислительные свойства в ряду кислот HClO – HClO₂– HClO₃ – HClO₄? Почему?

10. Хлорноватистая кислота и ее соли. Методы получения и свойства. Почему молекула HСlO имеет угловое, а не линейное строение? Что происходит с ней в растворе? Как разлагается хлорноватистая кислота на свету, при действии водоотнимающих средств, при нагревании?

11. Кислородсодержащие соединения галогенов в степени окисления +5. Получение и свойства. Какую геометрическую конфигурацию имеет ион ClO₃^-? Изменяются ли кислотные свойства и устойчивость соединений в ряду: HClO₃ – HBrO₃ – HIO₃? Термическая диссоциация «бертолетовой соли» и ее окислительная способность. Как объяснить факт, что HClO₃ в свободном состоянии не существует, тогда как ее соль KClO₃ вполне устойчва?

Подгруппа кислорода – ХАЛЬКОГЕНЫ

1. Приведите электронные конфигурации атомов кислорода, серы, селена, теллура и полония. Сопоставьте в ряду этих элементов следующие свойства: атомные радиусы, потенциалы ионизации, сродство к электрону, электроотрицательности, устойчивость степеней окисления. Объясните наблюдаемые закономерности.

2. Халькогены как простые вещества. Особенности кислорода и серы. Чем отличаются аллотропные видоизменения серы от аллотропных видоизменений кислорода? Как можно объяснить особую склонность серы к образованию гомоцепей? Сопоставьте в ряду простых соединений халькогенов O-S-Se-Te-Po изменения следующих свойств: энергии диссоциации связей Э-Э, температур плавления и кипения простых веществ, окислительной активности свободных халькогенов.

3 Аллотропия кислорода. Нахождение в природе и получение кислорода и озона. Прочность связи в молекулах, трактовка химической связи в молекуле O₂ по методу ВС и МО. Сопоставление свойств молекулярного и атомарного кислорода и озона. Значение фотохимической реакции образования озона в верхних слоях атмосферы для сохранения жизни на Земле.

4. Какие бинарные соединения кислорода называют оксидами, пероксидами, надпероксидами, озонидами (H₂O, H₂O₂, Na₂O₂, KO₂, KO₃, SO₂)? Чем объясняется способность воды давать клатраты? Получение пероксида водорода, его кислотные и окислительно-восстановительные свойства.

5. Сера. Нахождение в природе и получение. Характер химических связей с металлами и неметаллами. Какие химические свойства проявляет сера в окислительно-восстановительных процессах? Проиллюстрируйте примерами.

6. Сероводород и сульфиды. Строение молекул. Общие принципы получения и свойства. Растворимость сероводорода в воде. Классификация сульфидов по растворимости в воде и кислотах, гидролиз сульфидов металлов. В каких условиях следует осаждать сульфиды железа, цинка и меди из водных растворов их солей?

7. Сульфиды, полисульфиды, персульфиды. Приведите эмпирические и графические формулы соответствующих соединений для Na и Fe(II). Какое из них является природным соединением? Как используется в промышленности? Классификация, получение и свойства этих соединений.

8. Оксид серы (IV): гибридизация орбиталей атома серы, геометрия и полярность молекулы. Какие равновесия существуют в водном растворе SO₂? Куда смещается равновесие при нагревании раствора, добавлении кислот или щелочей? Напишите уравнения реакций получения SO₂ из S, H₂S, Na₂SO₃, персульфида железа и серной кислоты. Окислительно-восстановительные свойства SO₂ и H₂SO₃.

9. Сопоставьте в ряду кислот H₂SO₃ – H₂SeO₃ – H₂TeO₃ изменения следующих свойств: а) геометрии анионов, б) термической устойчивости, в) кислотного характера водных растворов, г) окислительно-восстановительных свойств. Объясните наблюдаемые закономерности. Почему свободные кислоты менее устойчивы, чем их соли?

10. Какие кислородные соединения образуют сера, селен и теллур в максимальной степени окисления? Получение, строение и свойства оксида серы (VI). Как изменяются кислотные свойства оксидов и сила соответствующих им кислот в ряду S-Se-Te? Почему серная кислота является более сильной и более устойчивой кислотой, чем сернистая?

11. Серная кислота. Строение молекулы и аниона кислоты. Сопоставьте для кислот

H₂SO₃ и H₂SO₄ изменения следующих свойств: а) геометрии анионов, б) термической устойчивочти, в) силы кислоты и г) окислительно-восстановительных свойств. Промышленные способы получения. Физические и химические свойства. Особенности взаимодействия с металлами, состав продуктов.

12. Физические и химические свойства серной кислоты (плотность, температура разложения, водоотнимающая способность, сила кислоты, окислительная способность, взаимодействие с простыми веществами - металлами и неметаллами). Что называют олеумом, а что - моногидратом? Меры предосторожности при работе с концентрированной серной кислотой и олеумом.

13. Тиосерная кислота и тиосульфаты. Политионовые кислоты и политионаты. Напишите эмпирические и графические формулы этих соединений, укажите степени окисления атомов серы. Как получают тиосульфат натрия и тиосерную кислоту? Почему при действии хлора и иода на раствор тиосульфата натрия образуются различные продукты? Какие свойства – окислительные или восстановительные – преобладают у тиосульфат-ионов? Как ведут себя тиосульфаты при нагревании?

Подгруппа азота – ПНИКТОГЕНЫ

1. В ряду p-элементов V группы периодической системы сопоставьте электронные конфигурации, атомные радиусы, потенциалы ионизации, сродство к электрону, электроотрицательности, устойчивость степеней окисления. Объясните наблюдаемые закономерности. Приведите примеры соединений, соответствующих всем степеням окисления азота. В чем заключается отличие азота и фосфора от других элементов подгруппы?

2. Опишите строение молекулы азота по методу ВС и МО. В чем заключается причина инертности молекулярного азота? Какими путями решается проблема связывания азота в природе и технологии? Какие условия необходимы для непосредственного окисления азота кислородом? Какой из оксидов может при этом образоваться?

3. Какие водородные соединения образуют p-элементы V группы? Как они называются? Сопоставьте в ряду гидридов ЭH₃ для N –P –As – Sb –Bi изменение следующих свойств: а) геометрии молекул, б) термической устойчивости, в) восстановительных свойств, г) донорной способности (т.е склонности к реакциям присоединения).

4. Объяснить строение молекулы аммиака с позиций метода ВС. Какова пространственная структура молекулы NH₃ и иона NH₄⁺? Какие свойства аммиака обусловлены таким строением молекулы? Как получают аммиак в промышленности и в лаборатории?

5. Дайте характеристику основных физических и химических свойств аммиака, приведите примеры реакций. Какие главные применения имеет аммиак в промышленности? Жидкий аммиак как неводный ионизирующий растворитель.

6. Опишите строение молекул гидроксиламина и гидразина. Охарактеризуйте способность этих соединений к: а) донорно-акцепторному взаимодействию; б) взаимодействию с водой и кислотами; в) проявлению окислительно-восстановительных свойств. Приведите примеры соответствующих реакций.

7. Напишите формулы всех оксидов, которые способен образовать азот. С помощью МВС покажите электронное строение их молекул, объясните причину димеризации некоторых из них. Какие из оксидов являются кислотообразующими? Напишите уравнения реакций получения оксидов азота (I), (II) и (IV). Взаимодействует ли окись и двуокись азота с водой (холодной и горячей), со щелочью?

8. Каков характер химических связей и тип гибридизации в молекуле азотистой кислоты? Чем можно объяснить ее малую термическую устойчивость? Каковы свойства нитритов: растворимость, взаимодействие с кислотами, гидролиз, окислительно-восстановительные возможности?

9. Получение азотной кислоты. Особенности строения молекулы и нитрат-иона. Физические и химические свойства концентрированной и разбавленной азотной кислоты; состав продуктов взаимодействия с металлами и неметаллами. В чем заключается механизм действия “царской водки”.

10. Нитраты, их получение и свойства. Какова растворимость нитратов? Какие нитраты в растворе подвергаются гидролизу? Напишите уравнения соответствующих реакций. Каковы особенности термического разложения нитратов: калия, никеля, серебра; нитрата и хлорида аммония? От чего зависят продукты термического разложения этих солей?

11. Фосфор. Получение и свойства оксидов и гидроксидов. Строение и свойства оксида фосфора (V)? Каков состав его молекулы в парообразном состоянии? Как протекает процесс гидратации P₂O₅? Фосфорные кислоты и их соли, растворимость и гидролизуемость.

р-Э.лементы IV -ой группы

Углерод

1. Дайте общую характеристику p-элементов IV группы периодической системы. Сравните: электронные конфигурации, радиусы атомов, энергии ионизации и сродства к электрону, электроотрицательности в ряду углерод-свинец. Какие степени окисления характерны для этих элементов? Какие из них являются наиболее устойчивыми? Как изменяются неметаллические и окислительно-восстановительные свойства элементов в ряду С-Si-Ge-Sn-Pb?

2. Углерод и его аллотропические модификации. Каттенация (способность образовывать протяженные цепи) и ее объяснение. Оксид углерода (II), особенности строения, свойства, получение. Почему для отделения CO от CO₂ смесь этих газов пропускают через раствор щелочи, а не через воду?

3. Полиморфизм углерода. Опишите структуру алмаза, графита, карбина, аморфного угля и фуллеренов; их физические свойства. Почему они так различаются? Какая из модификаций углерода наиболее стабильна в стандартных условиях? Что такое активированный уголь? Чем обусловлена его высокая адсорбционная способность? Где она используется?

4. Какие гибридные состояния характерны для валентных орбиталей атома углерода при образовании химических связей? Какую геометрическую конфигурацию имеют молекулы CH₄, CO₂, СS₂, C₂H₂, ион CO₃^2-? Сколько s- и p-связей образует атом углерода в каждом из этих случаев? Какова распространенность углерода в природе и его биологическая роль?

5. К каким классам относятся соединения углерода с галогенами, серой, металлами? Карбиды. Получение, классификация, свойства. Приведите примеры ионных и металлоподобных карбидов. Как взаимодействуют с водой карбиды кальция и алюминия? Какое значение в промышленности имеет гидролиз CaC₂?

6. Оксид углерода(II) СО и циановодород НСN. Почему молекула CO и цианид-ион являются изоэлектронными молекуле N₂? Постройте энергетическую диаграмму молекулярных орбиталей для молекулы СО. Как получают оксид углерода (II) в лаборатории и в промышленности? Где его применяют? Каковы физические и химические свойства этих соединений?

7. Оксид углерода (IV). Строение молекулы. Свойства, получение, применение CO₂.

Карбонатное равновесие и его смещение. Чем выгоднее пользоваться для поглощения CO₂: водой или раствором щелочи? Как можно разделить оксиды СO и CO₂, смесь которых получается при нагревании щавелевой кислоты с H₂SO_4(конц.)?

8. Объясните действие аппарата Киппа. Какое равновесие устанавливается при растворении CO₂ в воде? Куда оно смещается при добавлении растворов кислот или щелочей? Какова основность, сила и устойчивость образующейся угольной кислоты? Какова геометрия иона СО₃^2-? Какие соли может образовать угольная кислота? Какие из них гидролизуются в большей степени? Почему?

Кремний - Si .

1. В виде каких соединений встречается кремний в природе? Как можно получить Si в свободном состоянии? Охарактеризуйте отношение кремния к металлам и неметаллам, кислотам и щелочам. Приведите примеры реакций. С чем связана высокая прочность и полимерный характер SiO₂ в сравнении с мономерным характером CO₂? Чем объясняется, что кремний растворяется в смеси HF + HNO₃, но не растворяется в царской водке?

2. Какова природа бинарных соединений кремния с H, O, S, Hal? Как их получают? Каковы их физические и химические свойства? В чем отличие этих соединений от однотипных соединений углерода? Возможно ли взаимодействие SiO₂ с HCl_(г) и HF_(г) при обычных условиях? Ответ подтвердите значениями DG⁰₂₉₈ реакций.

3. Какие оксиды образует кремний? В чем состоит сходство и в чем отличие этих оксидов от аналогичных соединений углерода? В чем их можно растворить? Какая из трех кристаллических модификаций SiO₂ широко распространена в природе? Что представляют собой горный хрусталь, топаз, аметист?

4. Что представляют собой силаны? К какому классу соединений относят? Каково их строение и физические свойства? Как получают силаны, если кремний с водородом непосредственно не взаимодействует? Какие продукты образуются при их горении; взаимодействии с водой в присутствии щелочи? Какую особенность силанов характеризует последняя реакция?

5. Какие известны соединения кремния с галогенами? Как они могут быть получены? Какими обладают физическими свойствами? Что происходит при взаимодействии фторида и хлорида кремния с водой? Объясните процесс травления стекла плавиковой кислотой. Что представляет собой кремнефтористоводородная кислота? Образуется ли аналогичное соединение с другими галогенами?

6. Что представляют собой кремниевые кислоты? Каков их состав? Как их получают? Чем объясняется склонность кремниевых кислот к образованию коллоидных растворов? Что образуется при обезвоживании кремниевых кислот? Как называется образующийся продукт и каково его значение в технике?

7. Кремниевая кислота и ее соли; получение и химические свойства; особенности гидролиза силикатов. Какие существуют разновидности стекла? Что представляет собой жидкое, обыкновенное и бутылочное стекло, хрусталь, пирекс? Как сказывается на свойствах стекла замена ионов Na⁺ ионами K⁺, Pb²⁺, Co²⁺? Как получают стекло в промышленности?

Подгруппа германия – Ge , Sn , Pb .

1. Как изменяются металлические свойства в ряду Ge-Sn-Pb? С чем это связано? В чем проявляется? Как изменяется характер физических и химических свойств этих элементов как простых веществ? Положение Ge, Sn и Pb в ряду напряжений. Как относятся эти металлы к другим металлам и неметаллам, воде, кислотам, щелочам?

2. Какие степени окисления проявляют атомы олова и свинца в соединениях? Какие из них являются наиболее устойчивыми? С чем это связано? Дайте характеристику окислительно-восстановительных свойств различных соединений Sn и Pb на конкретных примерах. Возможно ли окисление ионов Mn²⁺ до MnO₄^- c помощью PbO₂ в кислой среде?

3. Положение олова и свинца в ряду напряжений. Почему металлическое олово растворяют обычно в концентрированной соляной кислоте, а свинец в азотной? Что представляют собой при обычных условиях хлориды SnCl₂ и SnCl₄? Почему SnCl₄ дымит на воздухе? К каким классам соединений относятся эти хлориды?

4. В виде каких аллотропных модификаций существует олово? При каких условиях одна модификация переходит в другую? Какое явление называют «оловянной чумой»? Каковы особенности взаимодействия олова с азотной кислотой? Каким образом эта реакция демонстрирует амфотерный характер олова?

5. Оксиды и гидроксиды олова (II) и олова (IV), их получение, свойства, отношение к кислотам и щелочам. Известно, что гидроксид олова (IV) имеет переменный состав и при стоянии склонен к «старению». Как можно объяснить этот факт?

6. Как изменяются кислотно-основные свойства в ряду оксидов: GeO₂-SnO₂-PbO₂ ? Как ведут себя эти оксиды по отношению к кислотам и щелочам? Каковы условия и особенности протекания реакций? К каким продуктам они приводят? В каком случае образуется «сурик», каково его строение и отношение к азотной и серной кислотам?

7. Какую степень окисления проявляет свинец в своих оксидах: PbO, PbO₂, Pb₂O₃, Pb₃O₄? Как они называются? Напишите их графические формулы. Как можно получить оксид и диоксид свинца? Какое вещество носит название “сурика”? Почему «сурик» по-разному реагирует с соляной и азотной кислотами?

8. При нагревании порошка PbO₂ происходит ряд превращений: PbO₂-Pb₂O-Pb₃O₄-PbO. По какому внешнему признаку можно установить переход одного оксида в другой? Какие из них относят к классу солей? Дайте им названия и приведите графические формулы. Почему при растирании PbO₂ c серой или фосфором происходит воспламенение? В каком производстве это используется?

9. Можно ли металлический свинец отличить от германия и олова, пользуясь азотной кислотой? Особенности взаимодействия Sn и Pb с кислотами и щелочами. Как отличаются по химической активности a- и b-модификации оловянной кислоты H₂SnO₃ ?

10. Какие сульфиды и тиосоли образует олово? Напишите реакции получения сульфидов и их взаимодействия с моно- и дисульфидом аммония. Как относится сульфид олова (IV) к соляной кислоте. к щелочи? Почему не существуют тиосоли свинца?

11. Как можно разделить сульфиды SnS и PbS друг от друга? Как относятся эти соединения к сульфиду аммония и многосернистому аммонию (NH₄)₂S₂? Почему при реставрации старых картин их обрабатывают перекисью водорода? Напишите уравнения реакций.