Какие простые и сложные вещества содержатся в воздухе укажите

Простые вещества: молекулы состоят из атомов одного вида (атомов одного элемента).

Пример: H2, O2,Cl2, P4, Na, Cu, Au.

Сложные вещества (или химические соединения): молекулы состоят из атомов разного вида (атомов различных химических элементов).

Пример: H2O, NH3, OF2, H2SO4, MgCl2, K2SO4.

Аллотропия — способность одного химического элемента образовывать несколько простых веществ, различающихся по строению и свойствам.

Пример:

• С – алмаз, графит, карбин, фуллерен.
• O – кислород, озон.
• S – ромбическая, моноклинная, пластическая.
• P – белый, красный, чёрный.

Явление аллотропии вызывается двумя причинами:

• Различным числом атомов в молекуле, например кислород O2 и озон O3.
• Образованием различных кристаллических форм, например алмаз, графит, карбин и фуллерен (смотри рисунок выше).

Основные классы неорганических веществ

Бинарные соединения

Вещества, состоящие из двух химических элементов называются бинарными (от лат. би – два) или двухэлементными.

Названия бинарных соединений образуют из двух слов – названий входящих в их состав химических элементов.     

Первое слово обозначает электроотрицательную часть соединения – неметалл, его латинское название с суффиксом –ид стоит всегда в именительном падеже.

Второе слово обозначает электроположительную часть – металл или менее электроотрицательный элемент, его название стоит в родительном падеже, затем указывается степень окисления (только в том случае, если она переменная):

Запомни!

BH3 — боран

B2H6 — диборан

CH4 — метан

SiH4 — силан

NH3 — аммиак

PH3 — фосфин

AsH3 — арсин

Оксиды

Оксиды — сложные вещества, состоящие из двух химических элементов, один из которых кислород в степени окисления -2.

Общая формула оксидов: ЭхОу

Основные оксиды

Основные оксиды — оксиды, которым соответствуют основания.

Основные оксиды образованы металлом со степенью окисления +1, +2.

Пример

Соответствие основных оксидов и оснований

• Na2O — Na2(+1)O(-2) — NaOH
• MgO — Mg(+2)O(-2) — Mg(OH)2
• FeO — Fe(+2)O(-2) — Fe(OH)2
• MnO — Mn(+2)O(-2) — Mn(OH)2

Амфотерные оксиды

Амфотерные оксиды — оксиды, которые в зависимости от условий проявляют либо основные, либо кислотные свойства.

Амфотерные оксиды образованы металлом со степенью окисления +3, +4, а также некоторыми металлами (Zn, Be) со степенью окисления +2.

Пример

Al2(+3)O3(-2), Fe2(+3)O3(-2), Mn(+4)O2(-2), Zn(+2)O(-2), Be(+2)O(-2)

Кислотные оксиды

Кислотные оксиды — оксиды, которым соответствуют кислоты.

Кислотные оксиды образованы неметаллом, а также металлом со степенью окисления +5, +6, +7.

Пример

Соответствие кислотных оксидов и кислот

• SO3 — S(+6)O3(-2) — H2SO4
• N2O5 — N2(+5)O5(-2) — HNO3
• CrO3 — Cr(+6)O3(-2) — H2CrO4
• Mn2O7 — Mn2(+7)O7(-2) — HMnO4

Гидроксиды

Гидроксиды — сложные вещества, состоящие из трех элементов, два из которых водород со степенью окисления +1 и кислород со степенью окисления -2.

Общая формула гидроксидов: ЭхОуНz

Основания

Основания — сложные вещества, состоящие из ионов металла и одной или нескольких гидроксо-групп (ОН-).

В основаниях металл имеет степень окисления +1, +2 или вместо металла стоит ион аммония NH4+

Пример

NaOH, NH4OH, Ca(OH)2

Амфотерные гидроксиды

Амфотерные гидроксиды — сложные вещества, которые в зависимости от условий проявляют свойства оснований или кислот.

Амфотерные гидроксиды имеют металл со степенью окисления +3, +4, а также некоторые металлы (Zn, Be) со степенью окисления +2.

Пример

Zn(OH)2, Be(OH)2, Al(OH)3, Cr(OH)3

Кислоты

Кислоты — сложные вещества, состоящие из атомов водорода и кислотных остатков.

В состав кислот входит неметалл или металл со степенью окисления +5, +6, +7.

Пример

H2SO4, HNO3, H2Cr2O7, HMnO4

Соли

Соли- соединения, состоящие из катионов металлов (или NH4+) и кислотных остатков.

Общая формула солей: MexAcy

• Me – металл
• Ac – кислотный остаток

Пример

KNO3 — нитрат калия

(NH4)2SO4 — сульфат аммония

Mg(NO3)2 — нитрат магния

Названия кислот и кислотных остатков

Полезные ссылки

Источник материала

Классификация неорганических веществ (видео)

Классификация неорганических веществ. Сложные вопросы (видео)

Кислотные оксиды (видео)

Основные оксиды (видео)

Основания (видео)

Характеристика солей (видео)

Дополнительные материалы

Классификация и номенклатура неорганических веществ (видео)

Классификация соединений (видео)

Аллотропные формы углерода (видео)

Задача 1. «Чистые вещества и смеси»

1. Закончите фразы:
   • (а) Состав индивидуального вещества в отличие от состава смеси __________ и  может  быть  выражен  химическ__ __________;
   • (б) __________ в отличие от __________ кипит при постоянной __________.
2. Какая из  двух  жидкостей –  ацетон  и  молоко –  представляет  собой индивидуальное вещество, а какая – смесь?
3. 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:

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».

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

Решение и критерии оценивания

1. Названо вещество –  углекислый  газ (оксид  углерода (IV)) (4  балла). Возможный ответ – вода – считать неправильным. Вода не раздражает желудок.
2. Сухой лёд, углекислота, угольный ангидрид (по 1 баллу за каждый ответ).
3. 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. 1/2 и 1/2;
2. 2/5 и 3/5;
3. 1/3, 1/3 и 1/3;
4. 1/6, 1/6 и 2/3;
5. 1.

 Решение

1. Два элемента,  число  атомов  в  молекуле (формульной  единице)  одинаково: HCl, HgO, CO.
2. Два элемента, атомов одного из них в молекуле (формульной единице) – 2, другого – 3: Al2O3, Fe2O3.
3. Три элемента, всех атомов поровну: KOH, NaOH.
4. Три элемента: атомов двух из них в молекуле (формульной единице) поровну, а третьего элемента в 4 раза больше: KMnO4, CuSO4.
5. 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.

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

1. Сколько литров  кислорода  потребляет  человек  за  час  и  сколько  выделяет углекислого газа?
2. 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

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)?

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

Решение

1. UCl4, UO3.
2. 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).
3. U+ 2Cl2 = UCl4; 2U + 3O2 = 2UO3

 Система оценивания:

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.

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

1. Определите, в  каком  стакане  находится  каждое  из  веществ,  выданных  для исследования. Ответ обоснуйте.
2. Напишите уравнения  реакций,  которые  протекают  с  участием  выданных веществ при их нагревании на воздухе.
3. 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.