Какие простые и сложные вещества содержатся в воздухе

Задача 1. «Чистые вещества и смеси»

Закончите фразы:
- (а) Состав индивидуального вещества в отличие от состава смеси __________ и может быть выражен химическ__ __________;
- (б) __________ в отличие от __________ кипит при постоянной __________.
Какая из двух жидкостей – ацетон и молоко – представляет собой индивидуальное вещество, а какая – смесь?
Вам надо доказать, что выбранное Вами вещество (одно из двух в п. 2) – смесь. Кратко опишите Ваши действия.

Решение

(а) Состав индивидуального вещества в отличие от состава смеси постоянен и может быть выражен химической формулой; (б) индивидуальное вещество в отличие от смеси веществ кипит при постоянной температуре.
Ацетон – индивидуальное вещество, молоко – смесь.
Поместим капли обеих жидкостей в микроскоп. Молоко под микроскопом будет неоднородно. Это – смесь. Ацетон под микроскопом будет однородным.

Другое возможное решение: ацетон кипит при постоянной температуре. Из молока при кипячении испаряется вода, на поверхности молока образуется плёнка – пенка. Принимаются также другие разумные доказательства.

Система оценивания:

1) По 2 балла за каждую фразу	4 балла
2) За правильный ответ	2 балла
3) За мотивировку	4 балла
Всего – 10 баллов

Задача 2. «Распространённое вещество»

«Это сложное вещество широко распространено в природе. Встречается по всему земному шару. Не имеет запаха. При атмосферном давлении вещество может находиться только в газообразном и твёрдом состояниях. Многие учёные считают, что это вещество оказывает влияние на повышение температуры нашей планеты. Применяется в различных производствах, в том числе и пищевой промышленности. Используется при тушении пожаров. Однако в химической лаборатории им нельзя тушить горящие металлы, например магний. Напитки, приготовленные с этим веществом, очень любят дети. Но постоянное потребление таких напитков может вызвать раздражение стенок желудка».

Определите вещество на основе его описания.
Какие названия этого вещества Вам известны?
Приведите известные Вам примеры применения и назовите источники образования этого вещества.

Решение и критерии оценивания

Названо вещество – углекислый газ (оксид углерода (IV)) (4 балла). Возможный ответ – вода – считать неправильным. Вода не раздражает желудок.
Сухой лёд, углекислота, угольный ангидрид (по 1 баллу за каждый ответ).
Углекислый газ применяется в производстве газированных напитков, сахарном производстве, при тушении пожаров как хладагент и пр. Образуется при дыхании животных организмов, брожении, гниении органических остатков, в производстве негашёной извести, сжигании органических веществ (торфа, древесины, природного газа, керосина, бензина и т. д.) (По одному баллу за пример, но не более 3-х баллов). Всего – 10 баллов.

Задача 3. «Атомные доли»

Состав химических соединений часто характеризуют с помощью атомных долей. Так, молекула углекислого газа CO2 состоит из одного атома C и двух атомов O, всего в молекуле три атома. Тогда атомная доля C равна 1/3, атомная доля O – 2/3.

Приведите по одному примеру веществ, в которых атомные доли составляющих их элементов равны:

1/2 и 1/2;
2/5 и 3/5;
1/3, 1/3 и 1/3;
1/6, 1/6 и 2/3;
1.

Решение

Два элемента, число атомов в молекуле (формульной единице) одинаково: HCl, HgO, CO.
Два элемента, атомов одного из них в молекуле (формульной единице) – 2, другого – 3: Al2O3, Fe2O3.
Три элемента, всех атомов поровну: KOH, NaOH.
Три элемента: атомов двух из них в молекуле (формульной единице) поровну, а третьего элемента в 4 раза больше: KMnO4, CuSO4.
Любое простое вещество.

По 2 балла за каждый пункт.

Всего – 10 баллов.

Задача 4. «Вдох-выдох»

В процессе дыхания человек потребляет кислород и выдыхает углекислый газ. Содержание этих газов во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе приведено в таблице.

Воздух	O2 (% по объёму)	CO2 (% по объёму)
Вдыхаемый	21 %	0,03 %
Выдыхаемый	16,5 %	4,5 %

Объём вдоха-выдоха – 0,5 л, частота нормального дыхания – 15 вдохов в мин.

Сколько литров кислорода потребляет человек за час и сколько выделяет углекислого газа?
В классе объёмом 100 м3 находятся 20 человек. Окна и двери закрыты. Каким будет объёмное содержание CO2 в воздухе после урока длительностью 45 минут? (Совершенно безопасное содержание – до 0,1 %).

Решение и критерии оценивания

1. За час человек делает 900 вдохов и через лёгкие проходит 450 л воздуха.	1 балл
Потребляется не весь вдыхаемый кислород, а только 21 % – 16,5 % = 4,5 % от объёма воздуха, т. е. примерно 20 л.	2 балла
Углекислого газа выделяется столько же, сколько израсходовано кислорода, 20 л.	2 балла
2. За 45 минут (3/4 часа) 1 человек выделяет 15 л CO2.	1 балл
20 человек выделяют 300 л CO2.	1 балл
Изначально в воздухе содержалось 0,03% от 100 м3, 30 л CO2,	1 балл
после урока стало 330 л. Содержание CO2: 330 л / (100 000 л) · 100% = 0.33 %	2 балла

Это содержание превышает безопасный порог, поэтому класс необходимо проветривать.

Примечание. Расчёт во втором вопросе использует ответ на первый вопрос. Если в первом вопросе получено неправильное число, но потом с ним выполнены верные действия во втором пункте, за этот пункт ставится максимальный балл, несмотря на неверный ответ.

Всего – 10 баллов.

Задача 5. «Соединения урана»

Где больше урана – в 1,2 г хлорида урана(IV) или 1,0 г оксида урана(VI)?

Запишите формулы этих соединений.
Ответ обоснуйте и подтвердите расчётом.
Запишите уравнения реакций получения этих веществ из урана.

Решение

UCl4, UO3.
UCl4 ω(U) = 62,6 %, значит в 1,2 г этого вещества содержится 0,75 г урана UO3 ω(U) = 83,2 %, значит в 1,0 г этого вещества содержится 0,83 г урана. Больше урана содержится в 1,0 г оксида урана(VI).
U+ 2Cl2 = UCl4; 2U + 3O2 = 2UO3

Система оценивания:

1. По 1 баллу за формулу	2 балла
2. По 2 балла за каждый расчёт и по 1 баллу за верный ответ с обоснованием	6 баллов
3. По 1 баллу за уравнение реакции	2 балла

Всего – 10 баллов.

Задача 6. «Пять порошков»

В пяти пронумерованных стаканах выданы порошки следующих веществ: медь, оксид меди(II), древесный уголь, красный фосфор и сера. Цвет веществ, находящихся в стаканах, указан на рисунке 6.1.

Рисунок 6.1

Ученики исследовали свойства выданных порошкообразных веществ, результаты своих наблюдений представили в таблице.

Номер стакана	«Поведение» порошка при помещении его в стакан с водой	Изменения, наблюдаемые при нагревании исследуемого порошка на воздухе
1	плавает на поверхности воды	начинает тлеть
2	тонет в воде	не изменяется
3	плавает на поверхности воды	плавится, горит голубоватым пламенем, при горении образуется бесцветный газ с резким запахом
4	тонет в воде	горит ярким белым пламенем, при горении образуется густой дым белого цвета
5	тонет в воде	постепенно чернеет

Определите, в каком стакане находится каждое из веществ, выданных для исследования. Ответ обоснуйте.
Напишите уравнения реакций, которые протекают с участием выданных веществ при их нагревании на воздухе.
Известно, что плотность веществ, находящихся в стаканах № 1 и № 3, больше плотности воды, т. е. эти вещества должны тонуть в воде. Однако порошки этих веществ плавают на поверхности воды. Предложите возможное объяснение этому факту.

Решение и критерии оценивания

1) В стакане

№ 1 находится порошок угля. Чёрный цвет, тлеет на воздухе при нагревании.

№ 2 – оксид меди (II); имеет чёрный цвет, при нагревании не изменяется.

№ 3 – сера; жёлтый цвет, характерное горение с образованием сернистого газа.

№ 4 – красный фосфор; тёмно-красный цвет, характерное горение с образованием оксида фосфора(V).

№ 5 – медь; красный цвет; появление чёрной окраски при нагревании за счёт образования оксида меди(II).

По 0,5 балла за каждое верное определение и ещё по 0,5 балла за разумное обоснование. Всего — 5 баллов

2) Уравнения реакций, которые протекают с участием выданных веществ при их нагревании на воздухе:

C + O2 = CO2
S + O2 = SO2
4P + 5O2 = 2P2O5
2Cu + O2 = 2CuO

По 1 баллу за каждое уравнение. Всего – 4 балла

3) В стаканах № 1 и № 3 находятся соответственно порошки древесного угля и серы. Частички древесного угля пронизаны капиллярами, заполненными воздухом, таким образом, их средняя плотность оказывается меньше 1 г/мл.

К тому же поверхность угля, как и поверхность серы, не смачивается водой, т. е. является гидрофобной. Мелкие частички этих веществ удерживаются на поверхности воды силой поверхностного натяжения.

1 балл Всего – 10 баллов

В итоговую оценку из 6-и задач засчитываются 5 решений, за которые участник
набрал наибольшие баллы, то есть одна из задач с наименьшим баллом не
учитывается.

Источник

Упражнение: 1

Филео (греч.) означает «люблю», фобос – «боюсь». Дайте объяснение терминов «хемофилия» и «хемофобия», отражающих резко противоположное отношение групп людей к химии. Кто из них прав? Обоснуйте свою точку зрения.

«Хемофилия» – интерес, склонность к химии. Также люди увлеченные наукой химией, интересующиеся ею, считающие, что современный мир невозможен без разработок новых химических веществ, и относящиеся положительно к производству химических веществ нужных в промышленности, сельском хозяйстве, космической индустрии, пищевой промышленности, в быту и т.д.
«Хемофобия» – неприятие химии и всего химического, противопоставление «химического» и «натурального». (Например, при выращивании растений в пищу.) Также люди, отрицательно относящиеся, к химии приводят, в пример загрязнение окружающей среды почвы, воды, воздуха. Это ведет к повышению заболеваемости людей и животных, живущих рядом с химическими производствами.

Правы и «хемофилы» и «хемофобы» – без химии невозможно существование современного мира, но создание безотходных, не отравляющих окружающую природу производств, создание производств по вторичной переработке различных пластиковых и иных отходов абсолютно необходимо. Химия – это только наука, а пользу или вред она приносит людям зависит от самих людей.

Упражнение: 5

Сравните понятие «простое вещество» и «сложное вещество». Найдите сходство и различие.

Общее у простых и сложных веществ, то, что они состоят из молекул и атомов.
Разное: простые состоят из атомов одного химического элемента, а сложные – из атомов разных химических элементов.

Упражнение: 6

Определите, какие из веществ, модели молекул которых изображены на рисунке 6, относят: а) к простым веществам; б) к сложным веществам.

Простые вещества: кислород, сера, гелий, озон.
Сложные вещества: этиловый спирт, метан, углекислый газ, угарный газ.

Упражнение: 8

Укажите, где о кислороде говорится как о химическом элементе, а где – как о простом веществе:
в) в воздухе содержится 20% кислорода (по объему);
г) кислород входит в состав углекислого газа.

О химическом элементе:
б) молекулы воды состоят из двух атомов водорода и одного атома кислорода;
г) кислород входит в состав углекислого газа.
О простом веществе:
а) кислород мало растворим в воде;
в) в воздухе содержится 20% кислорода (по объему).

Упражнение: 10

Рассмотрите связь между свойствами вещества и его применением на примере: а) стекла; б) полиэтилена; в) сахара; г) железа.

Стекло: твёрдое, прозрачное вещество, при плавлении способно принимать различную форму и сохранять её, не ядовито. На этих свойствах основано применение стекла в производстве оконных стекол, посуды, в оптических приборах.

Полиэтилен: легкое, пластичное вещество, не ядовито, способно вытягиваться в тонкие пленки, при плавлении способно принимать различную форму и сохранять её. На этих свойствах основано применение полиэтилена в производстве одноразовой посуды, упаковочного материала, в производстве труб.

Сахар: белое твердое вещество хорошо растворимо в воде не ядовито, без запаха, имеет сладкий вкус. Его используют в пищу, также применяют в пищевой промышленности и медицине.

Железо: серебристо-белый блестящий металл, Тпл.= 15390С, пластичный, поэтому легко обрабатывается, куется, прокатывается, штампуется, тепло- и электропроводный. Железо способно намагничиваться и размагничиваться, его применяют в качестве сердечников электромагнитов в различных электрических машинах и аппаратах.
Железо – это основа современной техники и сельскохозяйственного машиностроения, транспорта, средств связи всей современной цивилизации. От швейной иглы до космической техники.

Упражнение: 2

Обязательный атрибут бесконечного множества шпионских и прочих детективных произведений – цианистый калий, точнее цианид калия, который обладает свойством парализовывать нервную систему, приводя тем самым жертву к мгновенной смерти. Приведите примеры свойств других веществ, которые используются в литературных произведениях.

В произведении Артура Конан Дойла «Собака Баскервилей» – упоминается о фосфоре (светящемся веществе).

Упражнение: 3

Из приведенного перечня выпишите отдельно названия веществ и названия тел: медь, монета, стекло, стакан, ваза, керамика, проволока, алюминий. Воспользуйтесь подсказкой: к названию тела – существительному – можно подобрать относительное прилагательное, образованное от названия вещества, например: железо и гвоздь – железный гвоздь.

Вещества: медь, стекло, керамика, алюминий.
Тела: монета, стакан, ваза, проволока.

Упражнение: 4

Выпишите качественные прилагательные: легкий, круглый, длинный, тяжелый, пахучий, растворимый, увесистый, вогнутый, мягкий, жидкий, прозрачный – которые могут быть отнесены:
а) к веществам; б) к телам; в) и к телам, и к веществам.

Вещества: твердый, растворимый, жидкий, тяжелый, прозрачный, пахучий.
Тела: тяжелый, увесистый, вогнутый, мягкий, твердый, пахучий, прозрачный, жидкий.
Вещества и тела: твердый, жидкий, прозрачный, пахучий.

Упражнение: 7

Какое понятие более широкое: химический элемент или простое вещество? Дайте доказательный ответ.

Понятие химический элемент более широкое, чем простое вещество. Например, когда говорят о том, что в состав воды входит водород, то имеют ввиду химический элемент, а когда говорят о том, что водород – экологически чистый вид топлива, то имеют в виду простое вещество.

Упражнение: 9

Укажите, где о водороде говорится как о простом веществе, а где – как о химическом элементе:
а) водород входит в состав большинства органических соединений;
б) водород – самый легкий газ;
в) водородом заполняют воздушные шары;
г) молекула метана содержит четыре атома водорода.

О химическом элементе:
а) водород входит в состав большинства органических соединений;
г) молекула метана содержит четыре атома водорода.
О простом веществе:
б) водород – самый легкий газ;
в) водородом заполняют воздушные шары;

Источник

Об
атомах и химических элементах

Другого
ничего в природе нет

ни
здесь, ни там, в космических глубинах:

все
— от песчинок малых до планет —

из
элементов состоит единых.

С.
П. Щипачев, «Читая Менделеева».

В
химии кроме терминов “атом” и “молекула” часто
употребляется понятие “элемент”. Что общего и чем эти понятия различаются?

Химический
элемент – это
атомы одного и того же вида. Так, например, все атомы водорода –
это элемент водород; все атомы кислорода и ртути – соответственно элементы
кислород и ртуть.

В
настоящее время известно более 107 видов атомов, то есть более 107 химических
элементов. Нужно различать понятия “химический элемент”, “атом” и “простое
вещество”

Простые
и сложные вещества

По
элементному составу различают простые вещества, состоящие из атомов
одного элемента (H2, O2, Cl2, P4,
Na, Cu, Au), и сложные вещества, состоящие из атомов разных
элементов (H2O, NH3, OF2, H2SO4,
MgCl2, K2SO4).

К 70-м гг. XIX в. было уже известно более 60 химических элементов. Их условно классифицировали на металлы и неметаллы

ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
МЕТАЛЛЫ	НЕМЕТАЛЛЫ
ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СООТВЕТСТВУЮЩИХ ПРОСТЫХ ВЕЩЕСТВ
Железо Fe, медь Cu, алюминий Al, ртуть Hg, золото Au, серебро Ag и другие	Уголь С, сера S, фосфор P, йод I2, кислород O2, водород H2 и другие.
1. Твёрдое агрегатное состояние (исключение – ртуть) 2. Металлический блеск 3. Хорошие проводники тепла и электричества. 4. Пластичные и ковкие.	1. Твёрдые (Уголь С, сера S, фосфор P, йод I2), жидкие (бром Br2) и газообразные (кислород O2, водород H2). 2. Металлическим блеском не обладают (исключение йод) 3. Не проводят тепло и электрический ток – ИЗОЛЯТОРЫ. 4. Хрупкие

На
2019 год в периодической таблице – 118 химических элементов, которые
образуют около 500 простых веществ.

Самородное
золото – простое вещество

Способность
одного элемента существовать в виде различных простых веществ, отличающихся по
свойствам, называется аллотропией. Например, элемент кислород O
имеет две аллотропные формы – кислород O2 и
озон O3 с различным числом атомов в молекулах. Аллотропные
формы элемента углерод C – алмаз и графит – отличаются строение их кристаллов. Существуют
и другие причины аллотропии.

Название элемента

Аллотропные
формы

Пример простого вещества

Углерод С

Графит

Какие простые и сложные вещества содержатся в воздухе

Углерод С

Какие простые и сложные вещества содержатся в воздухе

Сложные
вещества часто называют химическими соединениями, например, оксид
ртути(II) HgO (получается путем соединения атомов простых веществ – ртути Hg и
кислорода O2), бромид натрия (получается путем соединения атомов
простых веществ – натрия Na и брома Br2).

Итак,
подытожим вышесказанное. Молекулы вещества бывают двух видов:

1. Простые –
молекулы таких веществ состоят из атомов одного вида. В химических реакциях не
могут разлагаться с образованием нескольких более простых веществ.

2. Сложные –
молекулы таких веществ состоят из атомов разного вида. В химических реакциях
могут разлагаться с образованием более простых веществ.

Различие
понятий “химический элемент” и “простое вещество”

Отличить
понятия “химический элемент” и “простое вещество” можно
при сравнении свойств простых и сложных веществ. Например, простое вещество
– кислород – бесцветный газ, необходимый для дыхания,
поддерживающий горение. Мельчайшая частица простого вещества кислорода –
молекула, которая состоит из двух атомов. Кислород входит также в состав оксида
углерода (угарный газ) и воды. Однако, в состав воды и оксида углерода входит
химически связанный кислород, который не обладает свойствами простого вещества,
в частности он не может быть использован для дыхания. Рыбы, например, дышат не
химически связанным кислородом, входящим в состав молекулы воды, а свободным,
растворенным в ней. Поэтому, когда речь идет о составе каких – либо химических
соединений, следует понимать, что в эти соединения входят не простые вещества,
а атомы определенного вида, то есть соответствующие элементы.

При
разложении сложных веществ, атомы могут выделяться в свободном состоянии и
соединяясь, образовывать простые вещества. Простые вещества состоят из атомов
одного элемента. Различие понятий «химический элемент» и «простое вещество»
подтверждается и тем, что один и тот же элемент может образовывать несколько
простых веществ. Например, атомы элемента кислорода могут образовать
двухатомные молекулы кислорода и трехатомные – озона. Кислород и озон – совершенно
различные простые вещества. Этим объясняется тот факт, что простых веществ
известно гораздо больше, чем химических элементов.

Пользуясь
понятием «химический элемент», можно дать такое определение простым и сложным
веществам:

Простыми
называют такие вещества, которые состоят из атомов одного химического элемента.

Сложными
называют такие вещества, которые состоят из атомов разных химических элементов.

Отличие
понятий «смесь» и «химическое соединение»

Сложные
вещества часто называют химическими соединениями.

Осуществите
переход по ссылке и просмотрите опыт взаимодействия простых веществ железа и серы.

Попробуйте
ответить на вопросы:

1.Чем
отличаются по составу смеси от химических соединений?

2. Сопоставьте
свойства смесей и химических соединений?

3. Какими
способами можно разделить на составляющие компоненты смеси и химического
соединения?

4. Можно
ли судить по внешним признакам об образовании смеси и химического соединения?

Сравнительная
характеристика смесей и химических

Вопросы для сопоставления смесей с химическими соединениями	Сопоставление
Вопросы для сопоставления смесей с химическими соединениями	Смеси	Химические соединения
Чем отличаются по составу смеси от химических соединений?	Вещества можно смешивать в любых соотношениях, т.е. состав смесей переменный	Состав химических соединений постоянный.
Сопоставьте свойства смесей и химических соединений?	Вещества в составе смесей сохраняют свои свойства	Вещества, образующие соединения, свои свойства не сохраняют, так как образуется химическое соединений с другими свойствами
Какими способами можно разделить на составляющие компоненты смеси и химического соединения?	Вещества можно разделить физическими способами	Химические соединения можно разложить только с помощью химических реакций
Можно ли судить по внешним признакам об образовании смеси и химического соединения?	Механическое смешивание не сопровождается выделением теплоты или другими признаками химических реакций	Об образовании химического соединения можно судить по признакам химических реакций

Задания
для закрепления

I.
Поработайте с тренажёрами

Тренажёр №1

Тренажёр №2

Тренажёр №3

Тренажёр №4

Тренажёр №5

II.
Решите задание

Из предложенного списка веществ выпишите отдельно
простые и сложные вещества:
NaCl, H2SO4, K, S8, CO2, O3,
H3PO4, N2, Fe. Объясните ваш выбор, в каждом
из случаев.

III.
Ответьте на вопросы

№1. Сколько простых веществ записано в ряду
формул:

H2O, N2, O3, HNO3,
P2O5, S, Fe, CO2, KOH.

№2. К сложным относятся оба
вещества:

А) С (уголь) и S (сера);

Б) CO2 (углекислый газ) и H2O
(вода);

В) Fe (железо) и CH4 (метан);

Г) H2SO4 (серная кислота)
и H2 (водород).

№3. Выберите правильное
утверждение: простые вещества состоят из атомов одного вида.

А) Верно; Б) Неверно

№4. Для смесей характерно то, что

А) Они имеют постоянный состав;

Б) Вещества в составе “смеси” не сохраняют
свои индивидуальные свойства;

В) Вещества в “смесях” можно разделить
физическими свойствами;

Г) Вещества в “смесях” можно разделить при
помощи химической реакции.

№5. Для “химических соединений”
характерно следующее:

А) Переменный состав;

Б) Вещества, в составе “химического соединения
«можно разделить физическими способами;

В) Об образовании химического соединения можно
судить по признакам химических реакций;

Г) Постоянный состав.

№6. В каком случае идёт речь
о железе как о химическом элементе?

А) Железо – это металл, который притягивается
магнитом;

Б) Железо входит с состав ржавчины;

В) Для железа характерен металлический блеск;

Г) В состав сульфида железа входит один атом железа.

№7.
В каком случае идёт речь о кислороде как о простом веществе?

А) Кислород – это газ, поддерживает дыхание и
горение;

Б) Рыбы дышат кислородом, растворённым в воде;

В) Атом кислород входит в состав молекулы воды;

Г) Кислород входит в состав воздуха.

Источник