Справочные материалы для обучающихся.

Сторчакова Оксана Викторовна
Опубликовано 06.02.2018 - 17:28 - Сторчакова Оксана Викторовна

Справочные материалы для обучающихся.

Скачать:

ВложениеРазмер
Microsoft Office document icon Формулы и обозначения237.5 КБ
Файл Алгоритмы и справочные материалы365.06 КБ
Microsoft Office document icon Алгоритмы 8-9 класс144 КБ
Microsoft Office document icon Алгоритмы решения задач142 КБ

Предварительный просмотр:

        




Предварительный просмотр:

  1. Таблица названий и символов некоторых химических элементов.

Название

Символ (знак)

Произношение

Кислород

О

О

Водород

H

Аш

Азот

N

Эн

Углерод

С

Цэ

Фосфор

P

Пэ

Сера

S

Эс

Хлор

Cl

Хлор

Натрий

Na

Натрий

Калий

K

Калий

Алюминий

Al

Алюминий

Кальций

Ca

Кальций

Железо

Fe

Феррум

Медь

Cu

Купрум

Магний

Mg

Магний

Марганец

Mn

Марганец

Цинк

Zn

Цинк

Серебро

Ag

Аргентум

Золото

Au

Аурум

Ртуть

Hg

Гидраргирум

Барий

Ba

Барий

Свинец

Pb

Плюмбум

Бор

B

Бор

Йод

I

Йод

Фтор

F

Фтор

Кремний

Si

Силициум

Бром

Br

Бром

атомный (порядковый)

                номер                                                        символ элемента

                число электронов                                      относительная атомная масса

                на внешнем уровне                                        

                число                                                         название элемента

электронов в бли-

жайшем к ядру уровне

  1. Состав атома

ПРОТОНЫ p+ (масса 1, заряд +1)

    ЯДРО состоит

А                                     из нуклонов

Т

О                                                                НЕЙТРОНЫ n0 (масса 1, заряд 0)

М

                                        ЭЛЕКТРОННАЯ ОБОЛОЧКА

                                        состоит из электронов ē (масса ≈ 0, заряд -1)

Алгоритм № 1 определения состава атома.

1. Выберите элемент в ПСХЭ, запишите слева от знака химического элемента: внизу – порядковый номер, вверху – атомную массу.

Углерод C

Z=6

A(C)=12

12 6C

2. Определите состав атома ( см. № 3 в справках).

Число протонов N(р+) = 6

Число электронов N(ē) = 6

Число нейтронов N(n0) = 6

N(n0)=A-Z=12-6=6

3. Запишите состав атома: после знака химического элемента в скобках укажите состав ядра, за скобкой – число электронов

Состав атома:

12 6C(6р+, 6n0)6 ē

Атом электронейтрален, то есть число протонов = числу электронов N(p+)=N(ē)

атомный                        число                заряд                число

(порядковый )        =        протонов             =        ядра        =        электронов

номер элемента                в ядре                атома                в атоме

                            N(p+)                  Z                      N(ē)

число                        массовое        атомный

нейтронов         =        число               -        (порядковый)        

в ядре                        элемента        номер элемента

N(n0)=A-Z

Алгоритм № 2 объяснения физического смысла порядкового номера химического элемента, номеров периода и группы в ПСХЭ Д.И. Менделеева.

1. Выберите элемент, запишите его химический знак.

Азот K

2. Объясните физический смысл:

порядкового номера, Z.

Z=7                        7N

  1. Заряд ядра +7
  2. Число протонов 7
  3. Число электронов 7

номера периода

II период

  1. Два энергетических уровня
  2. * Два вида орбиталей (s-, p-)

Номера группы

VA группа

  1. Пять электронов, способных образовать химические связи.
  2. Пять электронов в наружном энергетическом уровне.

  1. Физический смысл ПСХЭ Д.И. Менделеева

Характеристика элемента в ПСХЭ

Физический смысл

Атомный номер Z

  1. Численное значение положительного заряда ядра атома.
  2. Число протонов в ядре атома.
  3. Число электронов в электронной оболочке атома.

Номер периода

  1. Число энергетических уровней.
  2. *Число видов орбиталей (s, p, d, f).

Номер группы

1. Число электронов на наружном энергетическом уровне (внешнем электронном слое) для элементов A группы (главной подгруппы).

Алгоритм определения строения атома по его положению в ПСХЭ.

1. Укажите химический элемент и его положение в ПСХЭ.

Азот N              II период                 VA группа

Атомный номер                                (главная подгруппа)

Z=7

2. Определите число энергетических уровней и число электронов в атоме. (см. справку 5).

В атоме                   2 энергетичес-                На наружном

7 электронов           ких уровня,                     энергетичес-

                                2 вида орбиталей             ком уровне

                                     (s-, p-)                            5ē

3. Составьте схему строения атома.

+7N 2ē, 5ē или  N        

                                             2    5

*4. Составьте электронную конфигурацию (формулу атома).

+7N 1s2 2s2 2p3

*5. Составьте схему распределения электронов по орбиталям.

E

↑↓  

↑

↑

↑

                     2s               2 p

↑↓  

                    1s

Закономерности ПСХЭ Д.И. Менделеева

                                5B

неметаллы

                                           

                                                                85At

                                                                

Алгоритм № 4 определения зависимости свойств химических элементов от их положения в ПСХЭ и строения атома.

1. Запишите названия и химические знаки  указанных элементов.

Углерод C

Кремний Si

2. Определите по положению элементов в ПСХЭ их принадлежность к одному и тому же периоду или А группе (главной подгруппе).

Z=6

II период

IV  A группа

Z=14

III период

IV  A группа

Принадлежат к одной группе IV A (главной подгруппе), располагаясь в ней сверху вниз

3. Определите сходство и различие в строении атомов

Сходство: IV A группа, 4ē в наружном энергетическом уровне.

Различие: у углерода 2 энергетических уровня (II период), у кремния три энергетических уровня (III период; у кремния радиус атома больше, притяжение электронов наружного энергетического уровня меньше.

4. Определите характер изменения свойств

В А группе сверху вниз неметаллические свойства элементов уменьшаются, следовательно, у кремния Si они выражены меньше, чем у углерода С.

  1. Электроотрицательность

а) Рост электроотрицательности неметаллов (способности притягивать к

 себе общие электронные пары)

ЭО              F  O  N  Cl  Br  S  C  Se  P  Si  I  AS H  Te  B  At

+ ē

                               - ē

б) Ряд электроотрицательности (ЭО) элементов (шкала Полинга)

F

О

N

Сl

Br

S

С

J

Se

Н

Р

Te

As

Sb

Fe

Si

Ge

Sn

Pb

Be

Аl

Mg

4,0

3,5

3,0

3,0

2,8

2,5

2,5

2,5

2,4

2,1

2,1

2,1

2,0

1,9

1,8

1,8

1,8

1,8

1,8

1,5

1,5

1,2

Li

Ca

Sr

Na

Ba

K

Rb

Cs

1,0

1,0

0,9

0,9

0,9

0,8

0,8

0,7

Алгоритм № 5 определения вида химической связи по формуле соединения:

1. Запишите формулу соединения

BeCl2

2. Укажите вид атомов, образующих химическую связь

Атомы разных элементов

3. Сравните электроотрицательность элементов (вычислите разность ЭО), см. № 6 в справках

ЭО(Be)=1,5; ЭО(Cl)=3,0

Разность ЭО = 3,0-1,5=1,5

4. Определите вид связи

Разность ЭО<2, значит связь ковалентная полярная

7. Типы химических связей

Состав соединения

Разность ЭО

Вид связи

Атомы элементов металлов

0

Металлическая

Атомы одного элемента-неметалла

0 (ЭО равны)

Ковалентная неполярная

Атомы разных химических элементов

<2

Ковалентная полярная

≥2

Ионная

Алгоритм № 6 составления электронных и структурных формул соединения и схем, объясняющих образование ковалентной связи

1. Запишите формулу химического соединения

Cl2

2. Укажите номер группы и определите число электронов на внешнем уровне (см. справку)

VII A группа

7 валентных ē

3. определите число неспаренных электронов (см. справку 12)

8-7=1

4. Обозначьте наружные электроны (спаренные и неспаренные) точками

. .

:Сl о

. .

5. Составьте электронную схему образования связи и электронную формулу хлора

 . .         . .         . .    . .

:Сl о + оСl: → :Cl : Cl:

   . .         . .                . .        . .

6. Составьте структурную формулу хлора и укажите кратность связи Кратность связи определяется числом общих электронных пар.

Cl – Cl

Одна общая электронная пара – одинарная связь

7. Охарактеризуйте расположение электронной плотности связующей общей электронной пары между атомами

Простое вещество Cl2 состоит из атомов одного элемента, поэтому общая электронная пара принадлежит связанным атомам в одинаковой мере

8. Укажите разновидность ковалентной связи

Неполярная

Алгоритм № 7 составления схемы образования ионной сявзи:

1. Запишите формулу соединения

CaF2

2. Определите число внешних электронов у атома металла (равно номеру группы) и, следовательно, заряд иона, в который он превратится в результате отдачи этих электронов

Са – кальций

II группа в ПСХЭ

На внешнем слое 2 электрона

Ca0 - 2ē→Ca2+

3. Определите число внешних электронов у атома неметалла и, следовательно, число недостающих до 8 электронов и соответственно заряд получившегося при приеме этих электронов иона

F фтор

VII группа в ПСХЭ

На внешнем слое 7 электронов, до 8 не хватает одного

F0 + 1ē→F-

4. Найти наименьшее общее кратное (НОК) между зарядами образовавшихся ионов и определить число атомов металла, которое нужно взять, чтобы они отдали это НОК число электронов и число атомов неметалла, чтобы они приняли это НОК число электронов.

НОК =2 (т. к. 2 и 1)

Значит необходим один атом кальция и два атома фтора

Ca0  и  2F0

5. Записать схему образования ионной связи между атомами металла и неметалла в последовательности атомы → ионы → ионное соединение. Коэффициенты и индексы «1» не пишутся.

                         2ē

Ca0 + 2F0 → Ca2+ + 2F- → Ca2+F-2

Алгоритм № 8 определения высшей и низшей степеней окисления (СО) элемента

1. Выберите химический элемент

Сера  S

2. Укажите номер группы в ПСХЭ, в которой находится элемент

VI  A  группа

3. Определите высшую положительную СО элемента

+6   (S+6)

4. Вычислите низшую отрицательную СО элемента

6-8=-2  (S-2)

8. Определение высшей и низшей степени окисления элемента с переменной степенью окисления

   только у неметаллов

где  N – номер группы

Алгоритм № 9 составления названий бинарных соединений:

1. Напишите формулу соединения

CaO

2. Назовите соединение

Оксид кальция

3. Напишите формулу соединения, элемент которого имеет переменную степень окисления

+3

FeCl3-1

4. Назовите соединение

Хлорид железа (III)

10. Название бинарных соединений

Справка: название бинарного соединения образуется из корня латинского названия элемента, стоящего на втором месте (имеющего отрицательную степень окисления), с добавлением суффикса –ид (см. таблицу 16) и русского названия элемента, стоящего на первом месте (имеющего положительную степень окисления), в родительном падеже.

Если элемент имеет переменную положительную степень окисления, то ее указывают в скобках римской цифрой.

Элемент, стоящий на втором месте (с отрицательной ЭО)

Латинское название элемента с суффиксом

-ид

- F

Фторид

- О

Оксид

- N

Нитрид

- Cl

Хлорид

- Br

Бромид

- S

Сульфид

- С

Карбид

- P

Фосфид

- Si

Силицид

- I

Йодид

- H

Гидрид

Алгоритм № 10 выведения формул бинарных соединений по степеням окисления элементов:

1. Выберите два элемента, один из которых должен иметь положительную степень окисления (СО), а другой – отрицательную

1. Кальций и сера

2. Магний и фтор

3. Магний и фосфор

2. Запишите химические знаки элементов так, чтобы на первом месте находился элемент с положительной степенью окисления (в ряду ЭО он стоит правее)

1. Ca и S

2. Mg и  F

3. Mg и P

3. Укажите для каждого элемента значения степеней окисления (высшая положительная  СО равна номеру группы; низшая отрицательная – номеру группы минус 8)

Ca, Mg – II группа (+2)

S – VI группа (6-8=-2)

F – VII группа (7-8=-1)

P – V группа (5-8=-3)

4. Определите индексы (см. справку 17)

1. Сa+2   S-2      CaS

2. Mg+2  F2-1    2:1=2   MgF2

3. Mg3+2      P2-3       Mg3P2

Справка

Значения степеней окисления

Математическая запись

Расстановка индексов

Одинаковые

Индексы = 1, если СО1=СО2

Индексы не записываются

Значение степени окисления одного элемента нацело делится на значение другого

Индекс =

СО2>CO1

Индекс записывают рядом со знаком элемента с меньшей степенью окисления

Не делятся друг на друга нацело

Индекс 1= [CO2]

Индекс2=[CO1]

Модули степеней окисления записывают индексами у знаков элементов крест-накрест

Алгоритм № 11 определения степени окисления элемента в бинарных соединениях:

1. Запишите формулу соединения

Fe2O3

2. Определите сначала низшую отрицательную степень окисления элемента (см. справку), знак которого в формуле записан вторым

O – VI группа

6-8=-2

3. Вычислите произведение индекса и известной СО

Fe2+3

O3-2              (-2)·3=-6

4. Определите положительную СО элемента, исходя из электро-отрицательности соединения (сумма СО всех элементов равна 0)

+6:2=+3

Справка:

- Низшая отрицательная степень окисления вычисляется по формуле N-8, где N – номер группы.

- Как правило, степень окисления кислорода и водорода в соединениях соответственно равна -2 и +1.

  1. Основные «приметы» общих формул сложных веществ основных классов неорганических соединений

Кислота        Основание                 Оксид                Соль

Н – кислотный        Me(OH)h                ЭО                Me кислотный

остаток                                                              остаток

«первый элемент       в составе есть            «два элемента,  

водород»                гидроксогруппа      второй кислород»

ОН

  1. Таблица «Изменение цвета индикаторов в различных средах»

Индикатор

Цвет индикатора

Кислая среда

Нейтральная среда

Щелочная среда

Лакмус

Красный

Фиолетовый

Синий

Фенолфталеин

Бесцветный

Бесцветный

Малиновый

Метиловый оранжевый

Розовый

Оранжевый

желтый

Справка:

Помните! что молекулы газов двухатомны, и их формулы записываются с индексом 2

H2, O2, N2, F2, Cl2, Br2, J2

  1. Таблица: Формулы и названия некоторых кислот и кислотных остатков

Формула кислоты

Название кислоты

Формула кислотного остатка

Название кислотного остатка

HF

Фтороводородная (плавиковая)

F-

Фторид

HCl

Хлороводородная (соляная)

Сl-

Хлорид

HBr

Бромоводородная

Br -

Бромид

HJ

Йодоводородная

J-

Йодид

H2S

Сероводородная

S2-

Сульфид

H2SO3

Сернистая

SO32-

Сульфит

H2SO4

Cерная

SO42-

Сульфат

HNO2

Азотистая

NO2-

Нитрит

HNO3

Азотная

NO3-

Нитрат

H3PO4

Фосфорная

PO43-

Фосфат

H2CO3

Угольная

CO32-

Карбонат

H2SiO3

Кремниевая

SiO32-

Силикат

Алгоритм  № 12 выведения формул солей по их названию

1. Запишите ионы металла и кислотного остатка, входящие в состав заданной соли, пользуясь таблицей растворимости

1. хлорид натрия

       Cl-             Na+

2. фосфат калия

       PO43-     K+

3. сульфат алюминия

       SO42-         Al3+

2. Запишите ионы так, чтобы на первом месте находился ион с положительным зарядом, а на втором – с отрицательным.

1. Na+Cl-

2. K+PO43-

3. Al3+SO42-

3. Определите индексы (см. справку 24)

1. Na+Cl-

2. K3+PO43-     3:1=3

3. Al23+(SO4)32-

  1. Справка

Значения разрядов ионов

Математическая запись

Расстановка индексов

Одинаковые

Заряд (Мn+)=заряд(Acdn-),

где М – металл,

Acd – кислотный остаток

Индексы не записываются

Значение заряда одного иона делится на значение заряда другого иона нацело

Индекс=заряд2  

                 заряд1 ,

где заряд2>заряда1

Индекс записывают рядом со знаком иона, имеющего меньший заряд

Не делятся друг на друга

индекс1=заряду2

индекс2=заряду1

Модули зарядов ионов записывают индексами у знаков ионов «крест-накрест»

Специальные обозначения в химических уравнениях

Знак

Значение

+

Взаимодействуют, реагируют

→

Превращение веществ до расстановки коэффициентов

=

Превращение веществ после расстановки коэффициентов

↑

Выделение газа

↓

Выпадение осадка

+Q

Выделение теплоты

-Q

Поглощение теплоты

t

→

Реакция с нагревом

кат

→

Реакция с катализатором

Алгоритм  № 13 определения типа химических реакций по числу и составу соединений

1. Запишите уравнение (схему) реакции

Исходные вещества→продукты реакции

Fe+2HCl=FeCl2+H2↑

2. Определите:

число исходных веществ;

число продуктов реакции;

состав веществ.

Два (и более)

Два (и более)

Простое+сложное=сложное+простое

3. Сделайте вывод (см. справку 26)

Реакция замещения

Типы химических реакций:

Исходные вещества

Продукты реакции

Тип реакции

Несколько простых (сложных) веществ

Одно сложное вещество

Соединение

Одно сложное вещество

Несколько сложных веществ

Разложение

Простое и сложное вещества

Новое простое вещество и новое сложное вещество

Замещение

Сложное и сложное вещества

Два новых сложных вещества

Обмен

Алгоритм № 14 определения силы кислородосодержащих кислот

1. Запишите формулу кислоты

H2SO4 (HnЭОm)

2. Вычислите разность (m-n)

4-2=2

3. Сделайте вывод (см. справку 27)

H2SO4 – сильная кислота

  1. Справка

Эмпирическое правило Л. Полинга. Сила кислоты HnЭОm (общая формула кислородосодержащих кислот) возрастает с увеличением разности (m-n).

При (m-n)≥2 кислота сильная.

Алгоритм составления уравнений реакций электролитической диссоциации оснований, кислот и солей.

1. Запишите формулу растворимого гидроксида или растворимой соли в левой части уравнения, а формулы катионов и анионов в правой (см. таблицу 29)

Ba(OH)2→Ba2+ + OH-

H2SO4→H+ + SO42-

Al(NO3)3→Al3+ + NO3-

2. Расставьте коэффициенты (если они нужны)

Ba(OH)2 = Ba2+ + 2OH-

                             основание      катион    гидроксид

                                                            металла        анион

H2SO4 =       2H+   +   SO42-

                          кислота           катион      анион

                                                       водорода    кислотного

                                                                           остатка

Al(NO3)3 =       Al3+   +   3NO3-

                          Соль                катион           анион

                                                         металла       кислотного

                                                                                остатка

Справка

Основания – электролиты, диссоциирующие в водных растворах с образованием только

гидроксид-анионов (OH-) 

катионов водорода (Н+)

Другие не образуются

             

Таблица

Растворимые в воде основания (щелочи), образованные металлами:

I гр. – LiOH, NaOH, KOH, RbOH,CsOH

II гр. – Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2

Растворимо в воде большинство кислот. Не растворяется в воде кремниевая кислота H2SiO3.

Растворимость солей определяется по таблице растворимости.

Р – вещество растворимое

М – малорастворимое вещество

Н – нерастворимое вещество

Алгоритм № 17 составления ионных уравнений реакций

1. Запишите (составьте) формулы исходных веществ и продуктов реакции. Расставьте коэффициенты. Определите формулу продукта реакции, уходящего из сферы реакции, и отметьте его соответствующим знаком: осадок ↓, газ↑

MgCl2+2AgNO3=Mg(NO3)2+2AgCl↓

Молекулярное уравнение реакции

2. Напишите под каждой формулой растворимого вещества ионы, на которые оно диссоциирует, учитывая коэффициенты и, если необходимо индексы (см. справку 30).

Проверьте состав и заряды ионов по таблице растворимости.

Mg2+ + 2Cl- +2Ag+ + 2NO3- = Mg2+ + 2NO3- + 2AgCl↓

полное ионное уравнение реакции

3. Подчеркните формулы одинаковых ионов (до и после реакции), которые не участвуют в реакции.

Mg2+ + 2Cl- +2Ag+ + 2NO3- = Mg2+ + 2NO3- + 2AgCl↓

полное ионное уравнение реакции

4. Выпишите формулы оставшихся ионов и веществ.

2Cl- +2Ag+ = 2AgCl↓  или

Cl- +Ag+ = AgCl↓  

Краткое (сокращенное)ионное уравнение реакции

5. Объяснить сущность реакции (устно).

Реакция идет в направлении связывания ионов Ag+ и Cl- в нерастворимое вещество AgCl (хлорид серебра).

Справка

Ионные реакции – взаимодействие между ионами в растворах. Они протекают в направлении наиболее полного связывания ионов, то есть образования осадка ↓, малодиссоциирующего вещества, например воды Н2О.

Формулы осадков ↓, газов ↑, воды Н2О и веществ-неэлектролитов записывают в молекулярном виде (а не в ионном!).

Помните! Некоторые нестабильные вещества разлагаются

            Н2О                                Н2О                                NH3

H2CO3            CO2                H2SO3                SO2                NH4OH                H2O

Алгоритм № 18 характеристики химических свойств неорганических соединений

1. Определите класс неорганического соединения

Оксид натрия Na2O

Основный оксид (Na – металл)

2. Перечислите свойства данного класса соединений (см. справку 31 или таблицу 33) и запишите примеры формул соединений соответствующих классов.

Взаимодействует с:

  1. кислотными оксидами;
  2. с водой, т.к. образует щелочь;
  3. с кислотами.

Например:

  1. SO3 – оксид серы (VI) кислотный оксид
  2. H2O – вода
  3. H2SO4 – серная кислота

3. Составьте уравнения реакций. Дайте названия продуктам реакций.

1. Основный оксид + кислотный оксид → соль

Na2O+SO3=Na2SO4 – сульфат натрия

2. Основный оксид + вода → основание (щелочь)

Na2O+H2O=2NaOH – гидроксид натрия

3. Основный оксид + кислота → соль+ вода

Na2O+H2SO4=Na2SO4+H2O

                                              cерная      сульфат

                                              кислота    натрия

Справка-схема

Ряд соединений                                                Ряд соединений

элемента металла                                                элемента-неметалла

                     металл                                                        неметалл

основный оксид                                                кислотный оксид

                некоторые:                                

+Н2О        I гр.: Li2O-Cs2O                                        +Н2О        большинство, кроме

                II гр.: CaO-Ba                                                SiO2

                II гр.: CaO-BaO

гидроксид основание                                        гидроксид - кислота

                                        СОЛЬ

Вещества, относящиеся к классам с противоположными свойствами, взаимодействуют между собой.

  1. Справка: обобщенные формулы гидроксидов

ВОДА+ОКСИД=ГИДРОКСИД

H2O+ЭО=

  1. Таблица: Распознавание неорганических веществ

Катион

Анион

Результат реакции

Сокращенное ионное уравнение

Индикатор

ОН-

Изменение цвета

Н+

Индикатор

Изменение цвета

SO32-

2H+ + SO32-→H2O+SO2↑ газ с резким запахом, обесцвечивает чернила и фуксии

СO32-

2H+ + СO32-→H2O+CO2↑ газ без запаха, вызывает помутнение известковой воды

Ag+

Сl-

Ag+ + Cl- → AgCl↓ , белый творожный осадок

Br -

Ag+ + Br - → AgBr↓ , желтоватый осадок

J -

Ag+ + J - → AgJ↓ , желтый осадок

PO43-

Ag+ +  PO43-→ Ag PO4↓ , желтый осадок

Cu2+

OH-

Cu2+ + 2OH-→Cu(OH)2↓, голубой осадок

S2-

Cu2+ + S2-→CuS↓, черный осадок

Fe2+

OH-

Fe2+ + 2OH-→Fe(OH)2↓, зеленоватый осадок

Zn2+

OH-

Zn2+ + 2OH-→Zn(OH)2↓, белый  осадок исчезает в избытке щелочи

Al3+

OH-

Al3+ + 3OH-→Al(OH)3↓, белый осадок исчезает в избытке щелочи

NH4+

OH-

NH4+ + OH-→NH3↑ + H2O запах аммиака

Ba2+

SO42-

Ba2+ + SO42-→ BaSO4↓, белый осадок «молоко»

Ca2+

CO32-

Ca2+ + CO32-→ CaCO3↓, белый осадок «мел»

H2SO4 конц. + Cu (нагревание)

NO3-

Выделение бурого газа NO2↑

  1. Схема: Генетические ряды

Алгоритм  № 19 прогнозирования окислительно-восстановительных свойств соединений

1. Запишите формулу соединения, укажите в нем степень окисления элемента, по которому прогнозируются свойства.

N20 (простое вещество азот)

2. Определите высшую (положительную) степень окисления (см.справку 36).

V группаN+5

3. Определите низшую (отрицательную) степень окисления (см. справку 36).

5-8=-3  N-3

4. Сделайте вывод и обоснуйте его.

N20     0(нуль) – промежуточная степень окисления.

Вывод: N2 (азот) может быть окислитель и восстановитель, т.к. СО может

                                             +5

понижаться                          0              повышаться

    до -3                                 -3                    до +5

  1. Справка

Основные окислители: F2, O2, O3, H2O, Cl2, HClO, HClO3, H2SO4(конц.), HNO3, NO2, KMnO4

Основные восстановители: H, активные металлы, Mg, Al, H2S, NH3, HJ, HBr, сульфиды, бромиды, йодиды.

Алгоритм № 20 определения типа химической реакции по изменению степеней окисления элементов

1. Запишите схему (уравнение) химической реакции

H2S + O2→SO2 + H2O

2. Определите и сравните степени окисления элементов до и после реакции. СО атомов в простых веществах равна 0.

                         До                     После

Н                     +1                          +1

S                      -2                           +4

O                      0                            -2

3. Подчеркните знаки элементов, степени окисления которых изменились.

H2S-2 + O20→S+4O2-2 + H2O

4. Сделайте вывод.

Реакция является окислительно-восстановительной, т.к. происходит с изменением степеней окисления.

Алгоритм  № 21 расстановки коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса

1. Запишите схему реакции (формулу исходных веществ и продуктов реакции).

H2S + O2→SO2 + H2O

2. Определите и сравните степени окисления элементов до и после реакции

                        До                     После

Н                     +1                          +1

S                      -2                           +4

O                      0                            -2

3. Подчеркните знаки элементов, степени окисления которых изменились.

H2S-2 + O20→S+4O2-2 + H2O

4. Составьте электронные уравнения.

           -6ē

S-2                    S+4             4      2

           +4ē                                       коэффициенты

O20                    2O-2               6      3

                                   сокращаются

5. Определите окислитель и восстановитель.

H2S – восстановитель (окисляется)

O2 – окислитель (восстанавливается)

6. Расставьте коэффициенты перед формулами восстановителя и окислителя методом электронного баланса (см. справку 38).

Число отданных электронов 6 ē·2=12 ē

Число принятых электронов 4ē·3=12ē

2H2S + 3O2 = SO2 + H2O

7. Подберите коэффициенты в правую часть схемы реакции

2H2S + 3O2 = 2SO2 +2H2O

8. Устно проверьте правильность составленного уравнения.

Число молей атомов каждого химического элемента в его правой и левой частях одинаково.

Справка:  - вещество, в состав которого входит элемент,  степень  окисления.

Восстановитель окисляется. Окислитель восстанавливается.

 - процесс  электронов.

Метод электронного баланса: число электронов, отданных восстановителем, равно числу электронов, принятых окислителем.

  1. Таблица. Степени окисления некоторых элементов

Элемент

Постоянная

Переменная от окисления

В каких соединениях встречается

F

-1

Все соединения

K, Na, Li

+1

Все соединения

Mg, Ba, Zn, Ca, Hg

+2

Все соединения

Al, B

+3

Все соединения

H

-1

+1

С металлами

Остальные соединения

O

+2

-1

-2

С фтором

Перекиси

Остальные соединения

Cl, Br, J

-1

+1, +3, +5, +7

С водородом, металлом

Остальные соединения

N

-3

+1, +2, +3, +4, +5

-1, -2

Ион аммония, аммиак, с металлами

Оксиды, кислоты, соли

Прочие соединения

P

-3

+3, +5

С водородом, металлами

Оксиды, кислоты, соли

S

-2

+2, +4, +6

С водородом, металлами

Оксиды, кислоты, соли

C

-4

+2, +4

С водородом, кремнием, металлами

Оксиды, кислоты, соли

Si

-4

+4

С водородом, металлами

Оксиды, кислота, соли

Fe

+2, +3, +6

Оксиды, основания, соли

Cu

+1, +2

Оксиды, основания, соли

Mn

+2, +4, +6, +7

Оксиды, кислоты, соли

Cr

+2, +3, +6

Оксиды, кислоты, основания, соли

 Связь между классами неорганических веществ.

Амфотерность.

AlCl3            +        3NaOH                 →          Al(OH)3↓        + NaCl

                                    +

                                        a) кислота                                                б) избыток

                                                                                                                           щелочи

                                                                Al(OH)3                  H3AlO3

                                                

                                                осадок исчезает                                осадок исчезает

                                                реагирует как основание                  реагирует как кислота

                                                а) Al(OH)3 + 3HCl→AlCl3+3H2O                б) H3AlO3 + 3NaOH→

      хлорид                       Na3AlO3 + 3H2O

     аммония                     алюминат

                                         натрия

  1. Некоторые амфотерные соединения.

Оксид

Al2O3

ZnO

BeO

Сr2O3

Гидроксид

Al(OH)3

H3AlO3

Zn(OH)2

H2ZnO2

Be(OH)2

H2BeO2

Cr(OH)3

H3CrO3

Соли

Алюминаты

Цинкаты

Бериллаты

Хромиты

Алгоритм  № 15 определения типа химической реакции по характеру теплового эффекта

1. Запишите термохимическое уравнение реакции.

4Al+3O2=2Al2O3

∆H=-3164 кДж

2. Определите, выделяется или поглощается энергия.

Знак «минус» показывает потерю энергии системой, энергия выделяется (+Q).

3. Сделайте вывод (см. справку 42).

Реакция экзотермическая.

4Al+3O2=2Al2O3+Q

Справка:

Термическое уравнение реакции – запись химической реакции теплового эффекта Q (количество энергии, которое выделяется или поглощается при реакции).

термические реакции протекают с  теплоты

  1. Схема. Разложение нитратов при нагревании.

левее Mg

                    нитрит +O2↑

нитрат                Mg-Cu                        

                                   оксид металла +NO2 + O2↑

                                правее Сu

                                                   металл + NO2 + O2↑

  1. Таблица. Особенности взаимодействия некоторых кислот с металлами.

Кислота

Концентра-ция кислоты

Металлы (в порядке уменьшения активности)

K, Ba,Ca, Na, Mg

Al, Fe, Cr

Zn, Sn

Сu

Hg, Ag

Au, Pt

Серная

Разбавл.

Соль+H2

Соль+H2

Соль+H2

-

-

-

Концентр.

Соль+H2S+H2O

Металл пассивирует

Соль+SO2+H2O

Соль+SO2+H2O

Соль+SO2+H2O

-

азотная

Разбавл.

Соль+NH3+H2O

(NH4+)

Соль+NO+H2O

Соль+NO+H2O

Соль+NO+H2O

Соль+NO+H2O

-

Концентр.

Соль+N2O+H2O

Металл пассивирует

Соль+NO2+H2O

Соль+NO2+H2O

Соль+NO2+H2O

-

Реакциям между металлами и азотной кислотой или концентрированной серной кислотой отвечает не одно, а несколько уравнений, то есть в продуктах реакции можно одновременно обнаружить целый ряд соединений азота или серы. Данная таблица показывает только один из возможных продуктов восстановления и приводится не для запоминания.

  1. Справка-схема. Продукты восстановления  нитрат-и сульфат-ионов в зависимости от концентрации кислот и восстановительной способности металлов.

а) серная кислота (концентрированная)

продукты восстановления:        S+4O2                S0                H2S-2

                                                        

                                                S+6O42-                                       активность металла        

продукты восстановления:        N+4O2        N+2O        N2+1O        N20        N-3H3(NH4+)

                                                                                           

                                                           N+5O3-                                     активность металла

                                                Концентрация кислоты

  1. Таблица . Названия и формулы некоторых органических веществ.

Радикалы

Алканы

Алкены

Алкины

Спирты

Альдегиды

Карбоновые кислоты

CH3-метил

Метан СH4

-

-

Метанол СH3OH

Метаналь HCOH

Метановая (муравьиная) кислота НСООН

C2H5-этил

Этан С2H6

Этен (этилен) С2H4

Этин (ацителен) С2H2

Этанол С2H5OH

Этаналь О

СН3-С

                  H

Этановая (уксусная) кислота СН3СООН

C3H7-пропил

Пропан С3H8

Пропен С3H6

Пропин С3H4

Пропанол С3H7OH

Пропаналь   О

СН3-СН2-С  

                     H

Пропановая (пропионовая) кислота С2Н5СООН

C4H8-бутил

Бутан С4H10

Бутен С4H8

Бутин С4H6

Бутанол С4H9OH

Бутаналь О

С3Н7-С

                  H

Бутановая (масляная) кислота С3Н7СООН

C2H9-амил

Пентан С5H12

Пентен С5H10

Пентин С5H8

Пентанол С5H11OH

Пентаналь О

С4Н9-С

                    H

Пентановая кислота С4Н9СООН

C6H13-гексил

Гексан С6H14

Гексен С6H12

Гексин С6H10

Гексанол С6H13OH

Гексаналь С5Н11СОН

Гексановая кислота С5Н11СООН

C7H15-гептил

Гептан С7H16

Гептен С7H14

Гептин С7H12

Гептанол С7H15OH

Гептаналь С6Н13СОН

Гептановая кислота С6Н13СООН

C8H17-октил

Октан С8H18

Октен С8H16

Октин С8H14

Октанол С8H17OH

Октаналь С7Н15СОН

Октановая кислота С7Н15СООН

C9H19-нонил

Нонан С9H20

Нонен С9H18

Нонин С9H16

Нонанол С9H19OH

Нонаналь С8Н17СОН

Нонановая кислота С8Н17СООН

C10H21-децил

Декан С10H22

Децен С10H20

Децин С10H18

Деканол С10H21OH

Деканаль С9Н19СОН

Декановая кислота С9Н19СООН

  1. Таблица. Важнейшие классы органических соединений

Класс

Общая формула

суффикс

Алканы (предельные углеводороды)

СnH2n+2

-ан (-)

Алкены (этиленовые углеводороды)

СnH2n

-ен (=)

Алкадиены

СnH2n-2

-диен (=,=)

Алкины (ацетиленовые углеводороды)

СnH2n-2

-ин (≡)

Спирты

R – OH

-ол

Альдегиды

                                        O

R – C

                                         H

-аль

Карбоновые кислоты

                                        O

R – C

                                         OH

- овая

Простые эфиры

R1 – O – R2

Сложные эфиры

                                        O

R1 – C

                             O – R2

  1. Алгоритм названия предельных углеводородов произвольного строения.

1. Выберите в молекуле самую длинную цепочку углеродных атомов.

                              СH3

                                                 |

CH3 – C – CH – CH2 – CH2 – CH3

                                |           |

                                              CH3  C2H5

2. Пронумеруйте цепочку с того конца, к которому ближе разветвление молекулы.

                              СH3

                                   1         2 |           3             4               5              6

CH3 – C – CH – CH2 – CH2 – CH3

                                                  |       |

                                              CH3  C2H5

3. Перечислить все заместители (радикалы) основной цепи с указанием номеров углеродных атомов, при которых они стоят (см. справку 48).

                              СH3

                                              2 |           3

CH3 – C – CH – CH2 – CH2 – CH3

                                                  |       |

                                              CH3  C2H5

2,2 – диметил – 3 – этил

4. Назвать самую длинную пронумерованную цепь – основа названия. Ее называют как углеводород с тем же числом углеродных атомов что и в цепи.

                              СH3

                                   1         2 |           3             4               5              6

CH3 – C – CH – CH2 – CH2 – CH3

                                                  |       |

                                              CH3  C2H5

Число атомов углерода в цепи 6, значит основа названия – гексан

5. Соединить названия заместителей с основой названия.

2,2 – диметил – 3- этилгексан

  1. Справка: Обозначение заместителей.

Все группы, присоединенные к главной цепи считаются заместителями (радикалы, атомы галогенов). Порядок среди них отсутствует, они перечисляются по алфавиту. В названии эти заместители указываются перед названием основной цепи.

Если одинаковых заместителей несколько, перед их названием ставят приставки ди-, три-, тетра-.

Если при одном углеродном атоме имеется не один, а два заместителя, то его цифру повторить дважды.

Отделить все цифры друг от друга запятыми, а буквы от цифр дефисами.

  1. Алгоритм названия непредельных углеводородов произвольного строения.

1. Выберите в молекуле самую длинную цепочку углеродных атомов с обязательным включением в нее двойной или тройной связи.

                                                                    СH3

                                                                                                          |

CH3 – C = CH – CH – CH2 – CH2

                                |                         |

                                              CH3            CH3

2. Пронумеруйте цепочку с того конца, к которому ближе двойная или тройная связь.

                                                                  7 СH3

                                   1             2          3             4            5             | 6

CH3 – C = CH – CH – CH2 – CH2

                                |                         |

                                              CH3            CH3

3. Перечислите все заместители (радикалы) основной цепи с указанием номеров углеродных атомов, при которых они стоят (см. справку 48).

                                                                    СH3

                                                  2                         4                           |

CH3 – C = CH – CH – CH2 – CH2

                                |                         |

                                              CH3            CH3

2, 4 – диметил

4. Назвать самую длинную пронумерованную цепь – основа названия. Ее называют как предельный углеводород с тем же числом атомов углерода, изменяя суффикс (см. справку 49). После названия основной цепи ставят цифру, указывающую положение двойной или тройной связи.

                                                                  7 СH3

                                   1             2          3             4            5             | 6

CH3 – C = CH – CH – CH2 – CH2

                                |                         |

                                              CH3            CH3

Атомов углерода в цепи 7, значит корень гепт-, суффикс –ен, т.к. в цепи имеется одна двойная связь.

Основан названия гептен.

Гептен – 2

5. Соединить названия заместителей и основной цепи.

2,4 – диметилгептен - 2

  1. Справка: Если углеводород содержит одну двойную связь, то он относится к этиленовым углеводородам (алкенам) и имеет суффикс –ен. Если углеводород содержит две двойные связи, то он относится к алкадиенам и имеет суффикс –диен. Если углеводород содержит тройную связь, то он относится к ацетиленовым углеводородам   и   имеет   суффикс –ин.

  1. Схема: номенклатура органических соединений

Приставки

Корень

Суффикс

Все заместители в алфавитном порядке с указанием их положения цифрой.

Главная цепь с наибольшим числом атомов углерода.

Вид и число кратных (двойных, тройных) связей и их положение, указанное цифрами после суффикса.

   2, 5, 7 – триметил – 6 – этилоктен – 2

                     1                       2                       3                           4                                5                          6                            7                          8

СН3 – С = СH – CH2 – CH – CH – CH – CH3

                                     |                                             |                |              |

                     CH3                                CH3   CH2   CH3

                                                                                            |

                                                           CH3

  1. Алгоритм составления структурных формул веществ по их названию.

1. Определите число атомов углерода по корню слова, обозначающего название вещества.

3, 5 – диметилгексин – 1

гекса – 6 атомов углерода

                               1        2        3         4        5         6

С – С – С – С – С – С

2. Определить по суффиксу наличие двойных и тройных связей (см. справку 49)., а также их местоположение по цифре после суффикса.

Суффикс –ин, значит в основной цепи имеется одна тройная связь. Гексин-1, значит тройная связь находится между первым и вторым атомами углерода.

                               1        2        

                              С ≡ С – С – С – С – С

3. Вписывают заместители соответственно их цифрам в углеродную цепь.

3,5 диметил –

                               1        2        3         4        5         6

С ≡ С – С – С – С – С

                                            |             |

                                           СH3       CH3

4. Подставляют недостающие атомы водорода, согласно валентности атома углерода.

СH ≡ С – СH – СH2 – СH – СH3

                                            |             |

           СH3       CH3

  1. Справка:

 - вещества,  по строению и свойствам, но имеющие  состав (число атомов углерода и водорода).

  1. Названия некоторых неорганических веществ:

  1. Щелочные металлы Na, K, Li, Rb, Cs
  2. Щелочноземельные металлы Ca, Sr, Ba, Ra
  3. Самородные (драгоценные) металлы Au, Ag, Pt
  4. Черные металлы Fe (чугун, сталь)
  5. Черные металлы: бронза (Cu+Sn)

латунь (Cu+Zn)

мельхиор (Cu+Ni)

дюралюминий (Al+Cu, Mg, Mn, Ni)

  1. Цементит Fe3C
  2. NaCl – галит, поваренная, каменная соль
  3. Na2SO4 ∙10H2O – глауберовая соль
  4. Na2CO3 – кальцинированная сода
  5. NaHCO3 – пищевая сода
  6. Na2CO3 ·10H2O - кристаллическая сода
  7. K2CO3 – поташ
  8. NaOH – едкий натр, каустическая сода
  9. KOH – едкий калий
  10. MgSO4 – горькая (английская) соль
  11. BaSO4 – баритова каша
  12. CaO – негашеная известь
  13. Ca(OH)2 – гашеная известь
  14. Ca3(PO4)2 – апатит, фосфорит
  15. 2CaSO4∙2H2O – алебастр, жженый гипс
  16. CaSO4∙2H2O – гипс
  17. MgO – жженая магнезия
  18. MgCO3 – магнезит
  19. CaCO3 – мрамор, мел, известняк
  20. Al2O3 – корунд (рубин, сапфир, нождак) глинозем
  21. Al2O3∙nH2O – боксит
  22. Na3AlF6 – криолит
  23. Fe3O4 + порошок Al – термит
  24. Al2O3∙2SiO2∙2H2O – каолин (глина)
  25. K2O∙Al2O3∙6SiO2 – полевой шпат
  26. K4[Fe(CN)6] – желтая кровяная соль
  27. K3[Fe(CN)6] – красная кровяная соль
  28. KNCS – роданид калия
  29. Fe3O4 – магнитный железняк (магистит) или железная окалина
  30. Fe2O3 – красный железняк (гематит)
  31. 2Fe2O3 ∙3H2O – бурый железняк (лимонит)
  32. FeS2 – пирит
  33. He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn – благородные (инертные газы)
  34. F, Cl, Br, J, At - галогены
  35. KCl – сильвин
  36. KCl∙NaCl – сильвинит
  37. CaF2 – флюорит, плавиковый шпат
  38. HF – плавиковая кислота
  39. O3 – озон
  40. H2O – вода
  41. H2O2 – перекись водорода
  42. KMnO4 – перманганат калия (марганцовка)
  43. KClO3 – бертолетова соль
  44. SO2 – сернистый газ
  45. ZnS – цинковая обманка
  46. PbS – свинцовый блеск
  47. FeS2 – пирит, серный колчедан
  48. CuSO4∙5H2O – медный купорос
  49. FeSO4∙7H2O – железный купорос
  50. N2O – веселящий газ
  51. NН4Cl – нашатырь
  52. NН4OH – нашатырный спирт
  53. AgNO3 – ляпис
  54. NH4NO3 – аммиачная селитра
  55. KNO3 – калийная (индийская) селитра
  56. NaNO3 – натриевая (чилийская) селитра
  57. (NH4)2CO3+NH4HCO3 – пекарский порошок
  58. HNO3+3HCl – «царская водка»
  59. PH3 – фосфин
  60. NH3 – аммиак
  61. С – уголь, графит, алмаз
  62. CO2 – углекислый газ
  63. CO – угарный газ
  64. CH4 – метан
  65. SiO2 – кремнезем, кварц (аметист, агат, опал)
  66. SiH4 – силан
  67. Na2SiO3 – растворимые стекла
  68. K2SiO3 – их растворы, силикатный клей
  69. Na2O∙CaO∙6SiO2 – оконное стекло



Предварительный просмотр:

Алгоритм № 1 определения состава атома.

1. Выберите элемент в ПСХЭ, запишите слева от знака химического элемента: внизу – порядковый номер, вверху – атомную массу.

Углерод C

Z=6

A(C)=12

12 6C

2. Определите состав атома ( см. № 3 в справках).

Число протонов N(р+) = 6

Число электронов N(ē) = 6

Число нейтронов N(n0) = 6

N(n0)=A-Z=12-6=6

3. Запишите состав атома: после знака химического элемента в скобках укажите состав ядра, за скобкой – число электронов

Состав атома:

12 6C(6р+, 6n0)6 ē

Алгоритм № 2 объяснения физического смысла порядкового номера химического элемента, номеров периода и группы в ПСХЭ Д.И. Менделеева.

1. Выберите элемент, запишите его химический знак.

Азот N

2. Объясните физический смысл:

порядкового номера, Z.

Z=7                        7N

  1. Заряд ядра +7
  2. Число протонов 7
  3. Число электронов 7

номера периода

II период

  1. Два энергетических уровня
  2. * Два вида орбиталей (s-, p-)

Номера группы

VA группа

  1. Пять электронов, способных образовать химические связи.
  2. Пять электронов в наружном энергетическом уровне.

Алгоритм № 3 определения строения атома по его положению в ПСХЭ.

1. Укажите химический элемент и его положение в ПСХЭ.

Азот N              II период                 VA группа

Атомный номер                                (главная подгруппа)

Z=7

2. Определите число энергетических уровней и число электронов в атоме. (см. № 4 в справках).

В атоме                  

7 электронов          

2 энергетичес-                ких уровня,                     2 вида орбиталей             (s-, p-)                            

На наружном

энергетичес-

ком уровне

5ē

3. Составьте схему строения атома.

+7N 2ē, 5ē или  N        

                                             2    5

*4. Составьте электронную конфигурацию (формулу атома).

+7N 1s2 2s2 2p3

*5. Составьте схему распределения электронов по орбиталям.

E

↑↓  

↑

↑

↑

                     2s               2 p

↑↓  

                    1s

Алгоритм № 4 определения зависимости свойств химических элементов от их положения в ПСХЭ и строения атома.

1. Запишите названия и химические знаки  указанных элементов.

Углерод C

Кремний Si

2. Определите по положению элементов в ПСХЭ их принадлежность к одному и тому же периоду или А группе (главной подгруппе).

Z=6

II период

IV  A группа

Z=14

III период

IV  A группа

Принадлежат к одной группе IV A (главной подгруппе), располагаясь в ней сверху вниз

3. Определите сходство и различие в строении атомов

Сходство: IV A группа, 4ē в наружном энергетическом уровне.

Различие: у углерода 2 энергетических уровня (II период), у кремния три энергетических уровня (III период; у кремния радиус атома больше, притяжение электронов наружного энергетического уровня меньше.

4. Определите характер изменения свойств

В А группе сверху вниз неметаллические свойства элементов уменьшаются, следовательно, у кремния Si они выражены меньше, чем у углерода С.

Алгоритм № 5 определения вида химической связи по формуле соединения:

1. Запишите формулу соединения

BeCl2

2. Укажите вид атомов, образующих химическую связь

Атомы разных элементов

3. Сравните электроотрицательность элементов (вычислите разность ЭО), см. № 6 в справках

ЭО(Be)=1,5; ЭО(Cl)=3,0

Разность ЭО = 3,0-1,5=1,5

4. Определите вид связи

Разность ЭО<2, значит связь ковалентная полярная

Алгоритм № 6 составления электронных и структурных формул соединения и схем, объясняющих образование ковалентной связи

1. Запишите формулу химического соединения

Cl2

2. Укажите номер группы и определите число электронов на внешнем уровне (см. № 4 в справках)

VII A группа

7 валентных ē

3. Определите число неспаренных электронов (по формуле 8-N, где N – номер группы)

8-7=1

4. Обозначьте наружные электроны (спаренные и неспаренные) точками

. .

:Сl о

. .

5. Составьте электронную схему образования связи и электронную формулу хлора

 . .         . .         . .    . .

:Сl о + оСl: → :Cl: Cl:

 . .         . .         . .   . .

6. Составьте структурную формулу хлора и укажите кратность связи. Кратность связи определяется числом общих электронных пар.

Cl – Cl

Одна общая электронная пара – одинарная связь

7. Охарактеризуйте расположение электронной плотности связующей общей электронной пары между атомами

Простое вещество Cl2 состоит из атомов одного элемента, поэтому общая электронная пара принадлежит связанным атомам в одинаковой мере

8. Укажите разновидность ковалентной связи

Неполярная

Алгоритм № 7 составления схемы образования ионной сявзи:

1. Запишите формулу соединения

CaF2

2. Определите число внешних электронов у атома металла (равно номеру группы) и, следовательно, заряд иона, в который он превратится в результате отдачи этих электронов

Са – кальций

II группа в ПСХЭ

На внешнем слое 2 электрона

Ca0 - 2ē→Ca2+

3. Определите число внешних электронов у атома неметалла и, следовательно, число недостающих до 8 электронов и соответственно заряд получившегося при приеме этих электронов иона

F фтор

VII группа в ПСХЭ

На внешнем слое 7 электронов, до 8 не хватает одного

F0 + 1ē→F-

4. Найти наименьшее общее кратное (НОК) между зарядами образовавшихся ионов и определить число атомов металла, которое нужно взять, чтобы они отдали это НОК число электронов и число атомов неметалла, чтобы они приняли это НОК число электронов.

НОК =2 (т. к. 2 и 1)

Значит необходим один атом кальция и два атома фтора

Ca0  и  2F0

5. Записать схему образования ионной связи между атомами металла и неметалла в последовательности атомы → ионы → ионное соединение. Коэффициенты и индексы «1» не пишутся.

                         2ē

Ca0 + 2F0 → Ca2+ + 2F- → Ca2+F-2

Алгоритм № 8 определения высшей и низшей степеней окисления (СО) элемента

1. Выберите химический элемент

Сера  S

2. Укажите номер группы в ПСХЭ, в которой находится элемент

VI  A  группа

3. Определите высшую положительную СО элемента (см. № 8 в справках).

+6   (S+6)

4. Вычислите низшую отрицательную СО элемента (см. № 8 в справках).

6-8=-2  (S-2)

Алгоритм № 9 составления названий бинарных соединений:

1. Напишите формулу соединения

CaO

2. Назовите соединение

Оксид кальция

3. Напишите формулу соединения, элемент которого имеет переменную степень окисления

+3

FeCl3-1

4. Назовите соединение

Хлорид железа (III)

Алгоритм № 10 выведения формул бинарных соединений по степеням окисления элементов:

1. Выберите два элемента, один из которых должен иметь положительную степень окисления (СО), а другой – отрицательную

1. Кальций и сера

2. Магний и фтор

3. Магний и фосфор

2. Запишите химические знаки элементов так, чтобы на первом месте находился элемент с положительной степенью окисления (в ряду ЭО он стоит правее)

1. Ca и S

2. Mg и  F

3. Mg и P

3. Укажите для каждого элемента значения степеней окисления (высшая положительная  СО равна номеру группы; низшая отрицательная – номеру группы минус 8)

Ca, Mg – II группа (+2)

S – VI группа (6-8=-2)

F – VII группа (7-8=-1)

P – V группа (5-8=-3)

4. Определите индексы (см. справку ниже)

1. Сa+2   S-2      CaS

2. Mg+2  F2-1    2:1=2   MgF2

3. Mg3+2      P2-3       Mg3P2

Справка

Значения степеней окисления

Математическая запись

Расстановка индексов

Одинаковые

Индексы = 1, если СО1=СО2

Индексы не записываются

Значение степени окисления одного элемента нацело делится на значение другого

Индекс =

СО2>CO1

Индекс записывают рядом со знаком элемента с меньшей степенью окисления

Не делятся друг на друга нацело

Индекс 1= [CO2]

Индекс2=[CO1]

Модули степеней окисления записывают индексами у знаков элементов крест-накрест

Алгоритм № 11 определения степени окисления элемента в бинарных соединениях:

1. Запишите формулу соединения

Fe2O3

2. Определите сначала низшую отрицательную степень окисления элемента (см. № 8 в справках), знак которого в формуле записан вторым

O – VI группа

6-8= -2

3. Вычислите произведение индекса и известной СО

Fe2+3

O3-2              (-2)·3=-6

4. Определите положительную СО элемента, исходя из электро-нейтральности соединения (сумма СО всех элементов равна 0)

+6:2=+3

Алгоритм  № 12 выведения формул солей по их названию

1. Запишите ионы металла и кислотного остатка, входящие в состав заданной соли, пользуясь таблицей растворимости

1. хлорид натрия

       Cl-             Na+

2. фосфат калия

       PO43-     K+

3. сульфат алюминия

       SO42-         Al3+

2. Запишите ионы так, чтобы на первом месте находился ион с положительным зарядом, а на втором – с отрицательным.

1. Na+Cl-

2. K+PO43-

3. Al3+SO42-

3. Определите индексы (см. справку ниже)

1. Na+Cl-

2. K3+PO43-     3:1=3

3. Al23+(SO4)32-

Справка

Значения разрядов ионов

Математическая запись

Расстановка индексов

Одинаковые

Заряд (Мn+)=заряд(Acdn-),

где М – металл,

Acd – кислотный остаток

Индексы не записываются

Значение заряда одного иона делится на значение заряда другого иона нацело

Индекс=заряд2  

                 заряд1 ,

где заряд2>заряда1

Индекс записывают рядом со знаком иона, имеющего меньший заряд

Не делятся друг на друга

индекс1=заряду2

индекс2=заряду1

Модули зарядов ионов записывают индексами у знаков ионов «крест-накрест»

Алгоритм  № 13 определения типа химических реакций по числу и составу соединений

1. Запишите уравнение (схему) реакции

Исходные вещества→продукты реакции

Fe+2HCl=FeCl2+H2↑

2. Определите:

число исходных веществ;

число продуктов реакции;

состав веществ.

Два (и более)

Два (и более)

Простое+сложное=сложное+простое

3. Сделайте вывод (см. № 16 в справках)

Реакция замещения

Алгоритм № 14 определения силы кислородосодержащих кислот

1. Запишите формулу кислоты

H2SO4 (HnЭОm)

2. Вычислите разность (m-n)

4-2=2

3. Сделайте вывод (см. справку ниже)

H2SO4 – сильная кислота

Справка

Эмпирическое правило Л. Полинга. Сила кислоты HnЭОm (общая формула кислородосодержащих кислот) возрастает с увеличением разности (m-n).

При (m-n)≥2 кислота сильная.

Алгоритм № 15 определения типа химической реакции по характеру теплового эффекта

1. Запишите термохимическое уравнение реакции.

4Al+3O2=2Al2O3

∆H=-3164 кДж

2. Определите, выделяется или поглощается энергия.

Знак «минус» показывает потерю энергии системой, энергия выделяется (+Q).

3. Сделайте вывод (см. № 18 в справках).

Реакция экзотермическая.

4Al+3O2=2Al2O3+Q

Алгоритм № 16 составления уравнений реакций электролитической диссоциации оснований, кислот и солей.

1. Запишите формулу электролита в левой части уравнения, а формулы катионов и анионов в правой.

Ba(OH)2→Ba2+ + OH-

H2SO4→H+ + SO42-

Al(NO3)3→Al3+ + NO3-

HNO2→H+ + NO2-

2. Расставьте коэффициенты (если они нужны), поставьте знак равенства, если электролит сильный (см. № 20 в справках) и знак обратимости для слабых электролитов.

Ba(OH)2 = Ba2+ + 2OH-

                   основание      катион    гидроксид

                                              металла        анион

H2SO4 =       2H+   +   SO42-

                кислота           катион      анион

                                         водорода    кислотного

                                                             остатка

Al(NO3)3 =       Al3+   +   3NO3-

               Соль                катион           анион

                                           металла       кислотного

                                                                 остатка

HNO2  H+      +     NO2-

                                   катион           анион

                                       водорода       кислотного

                                                              остатка

Алгоритм № 17 составления ионных уравнений реакций

1. Запишите (составьте) формулы исходных веществ и продуктов реакции. Расставьте коэффициенты. Определите формулу продукта реакции, уходящего из сферы реакции, и отметьте его соответствующим знаком: осадок ↓, газ↑

MgCl2+2AgNO3=Mg(NO3)2+2AgCl↓

Молекулярное уравнение реакции

2. Напишите под каждой формулой сильного электролита ионы, на которые оно диссоциирует, учитывая коэффициенты и, если необходимо индексы (см. № 21 в справках).

Проверьте состав и заряды ионов по таблице растворимости.

Mg2+ + 2Cl- +2Ag+ + 2NO3- = Mg2+ + 2NO3- + 2AgCl↓

полное ионное уравнение реакции

3. Подчеркните формулы одинаковых ионов (до и после реакции), которые не участвуют в реакции.

Mg2+ + 2Cl- +2Ag+ + 2NO3- = Mg2+ + 2NO3- + 2AgCl↓

полное ионное уравнение реакции

4. Выпишите формулы оставшихся ионов и веществ.

2Cl- +2Ag+ = 2AgCl↓  или

Cl- +Ag+ = AgCl↓  

Краткое (сокращенное) ионное уравнение реакции

5. Объяснить сущность реакции (устно).

Реакция идет в направлении связывания ионов Ag+ и Cl- в нерастворимое вещество AgCl (хлорид серебра).

Алгоритм № 18 характеристики химических свойств неорганических соединений

1. Определите класс неорганического соединения

Оксид натрия Na2O

Основный оксид (Na – металл)

2. Перечислите свойства данного класса соединений (см. № 22 в справках) и запишите примеры формул соединений соответствующих классов.

Взаимодействует с:

  1. кислотными оксидами;
  2. с водой, т.к. образует щелочь;
  3. с кислотами.

Например:

  1. SO3 – оксид серы (VI) кислотный оксид
  2. H2O – вода
  3. H2SO4 – серная кислота

3. Составьте уравнения реакций. Дайте названия продуктам реакций.

1. Основный оксид + кислотный оксид → соль

Na2O+SO3=Na2SO4 – сульфат натрия

2. Основный оксид + вода → основание (щелочь)

Na2O+H2O=2NaOH – гидроксид натрия

3. Основный оксид + кислота → соль+ вода

Na2O+H2SO4=Na2SO4+H2O

                            cерная    сульфат

                                 кислота    натрия

Алгоритм  № 19 прогнозирования окислительно-восстановительных свойств соединений

1. Запишите формулу соединения, укажите в нем степень окисления элемента, по которому прогнозируются свойства.

N20 (простое вещество азот)

2. Определите высшую (положительную) степень окисления (см. № 27 в справках).

V группаN+5

3. Определите низшую (отрицательную) степень окисления (см. № 27 в справках).

5-8= -3  N-3

4. Сделайте вывод и обоснуйте его.

N20     0(нуль) – промежуточная степень окисления.

Вывод: N2 (азот) может быть окислитель и восстановитель, т.к. СО может

                                     +5

понижаться                          0              повышаться

    до -3                                 -3                    до +5

Алгоритм № 20 определения типа химической реакции по изменению степеней окисления элементов

1. Запишите схему (уравнение) химической реакции

H2S + O2→SO2 + H2O

2. Определите и сравните степени окисления элементов до и после реакции. СО атомов в простых веществах равна 0.

                         До                     После

Н                     +1                          +1

S                      -2                           +4

O                      0                            -2

3. Подчеркните знаки элементов, степени окисления которых изменились.

H2S-2 + O20→S+4O2-2 + H2O

4. Сделайте вывод.

Реакция является окислительно-восстановительной, т.к. происходит с изменением степеней окисления.

Алгоритм  № 21 расстановки коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса

1. Запишите схему реакции (формулу исходных веществ и продуктов реакции).

H2S + O2→SO2 + H2O

2. Определите и сравните степени окисления элементов до и после реакции

                        До                     После

Н                     +1                          +1

S                      -2                           +4

O                      0                            -2

3. Подчеркните знаки элементов, степени окисления которых изменились.

H2S-2 + O20→S+4O2-2 + H2O

4. Составьте электронные уравнения.

           -6ē

S-2                    S+4             4      2

           +4ē                                       коэффициенты

O20                    2O-2               6      3

                                   сокращаются

5. Определите окислитель и восстановитель.

H2S – восстановитель (окисляется)

O2 – окислитель (восстанавливается)

6. Расставьте коэффициенты перед формулами восстановителя и окислителя методом электронного баланса (см. № 28 в справках).

Число отданных электронов 6 ē·2=12 ē

Число принятых электронов 4ē·3=12ē

2H2S + 3O2 = SO2 + H2O

7. Подберите коэффициенты в правую часть схемы реакции

2H2S + 3O2 = 2SO2 +2H2O

8. Устно проверьте правильность составленного уравнения.

Число молей атомов каждого химического элемента в его правой и левой частях одинаково.



Предварительный просмотр:

  1. Алгоритм 1. Определение качественного и количественного состава простого и сложного вещества

1. Выберите вещество.

Na

СO2

2. Определите качественный состав:

а) элемент;

б) вид частиц;

в) тип вещества;

г) класс

а) Один элемент – натрий

б) атом

в) простое вещество

г) металл

а) два элемента – углерод и кислород

б) молекула

в) сложное вещество

г) оксид

3. Определите количественный состав вещества:

1) относительная атомная (молекулярная) масса;

2) молярная масса;

3) количество вещества;

4) число молекул, атомов;

5) масса;

6) молярный объем (для газов при н.у.);

7) объем (для газов при н.у.)

8) массовые доли элементов в сложном веществе;

9) отношение масс элементов в сложном веществе.

1) Ar(Na)=23

2) M(Na)=23 г/моль (мг/моль, кг/моль)

3) γ=1 моль (моль, кмоль)

4) N= 1 атом

5) m=23 г (мг, кг)

6) –

7) –

8) –

9) –

1) Mr(CO2)=12+16·2=44

2) M(CO2)=44 г/моль (мг/моль, кг/моль)

3) γ=1 моль (моль, кмоль)

4) N(CO2)= 1 молекула

    N(С)= 1 атом

    N(O)= 2 атома

5) m=44 г (мг, кг)

6) Vm=22,4 л/моль (мл/моль, м3/кмоль)

7) V=22,4 л (мл, м3)

8) ω(С)=0,27 (см. формулу 4а)

     ω(O)=0,73

9) m(C):m(O)=12:32=3:8

  1. Формулы для вычислений по таблице 1.

  1. а) ,

б) , где υ – количество вещества, N – число молекул (атомов), Na – число Авогадро

  1. а) ,

б) ,

в) , где υ – количество вещества, m – масса вещества, М – молярная масса.

  1. а) ,

б) , где υ – количество вещества, V – объем вещества,  Vm – молярный объем при н.у.

  1. а) , где  - массовая доля

б) , где  - объемная доля

  1. а) ,

б) , где  - выход продукта реакции

показывает

                    число молекул (атомов) в 1 моль вещества

Na – число Авогадро                равно

                                   6,02·1023

                                измеряется

                                                   

показывает

                    сколько весит в 1 моль вещества

М – молярная масса                        равна

                                   по величине относительной молекулярной массе (Mr)

                                   см. таблицу Менделеева

                                измеряется

                                                   г/моль

показывает

                    число молекул (атомов) в 1 моль вещества

Vm – молярный объем                равен

                                   22,4

                                измеряется

                                                   л/моль

  1. Таблица 1. Некоторые физико-химические величины и их единицы измерения

Величина

Единицы измерения

Основная

В 1000 раз больше

В 1000 раз меньше

Относительная атомная масса, Ar

-

-

-

Относительная молекулярная масса, Mr

-

-

-

Количество вещества,

моль

кмоль

ммоль

Масса, m

г

кг

мг

Молярная масса

г/моль

кг/моль

мг/моль

Объем, V

л

м3

мл

Молярный объем при н.у., Vm

л/моль (22,4 л/моль)

м3/кмоль (22,4 м3/кмоль)

мл/ммоль(22,4 мл/ммоль)

Число Авогадро Na

6·1023

6·1026

6·1020

  1. Схема 1. Взаимосвязь между  некоторыми физическими величинами.

  1. Схема 2. Количественные измерения вещества.

          ν = m∕M                             V = ν·Vm

 m                                ν                        V

                         m = ν·M                                ν = V∕Vm

                                           

           ν = N∕Na                N = ν · Na               

                                N

  1. Алгоритм 2. Составление количественной характеристики уравнения реакции.

1. Запишите уравнение реакции.

                          Zn +     2HCl =     ZnCl2 + H2

2. Определите отношение количеств веществ.

                        1 моль : 2 моль =1 моль :  1 моль

3.  Укажите число частиц (атомов, молекул), зная что 1 моль содержит 6·1023 частиц (число Авогадро).

                       6·1023 : 12·1023   =   6·1023  :  6·1023

4.  Найдите молярную массу М (см. таблицу Менделеева) и массу m веществ по формуле

65 г/моль : 36,5 г/моль = 136 г/моль : 2 г/моль

65 г : 73 г = 136 г : 2 г

5. Найти молярный объем Vm и объем V по формуле  (для газов при н.у.)

                                                                  Vm = 22,4 л/моль

                                                       V = 22,4 л

  1. Схема 3. Две стороны химической задачи.

                                                                        Химическая

                                                                          часть

                                                                        решения

                                                                        

                                                                        Математическая

                                                                             часть

                                                                          решения

  1. Алгоритм 3. Решение задач.

Вычисления по химическим уравнениям

  1. Сформулировать условие задачи и сделать краткую запись условия задачи из двух частей «Дано», «Найти», обозначив физические величины по правилам.
  2. Записать химическую реакцию и уравнять ее с помощью коэффициентов.
  3. Подчеркнуть вещества, о которых идет речь в задаче и над их формулами записать известные и неизвестные (через х,у) величины с соответствующими единицами измерения. Следите за тем, чтобы единицы измерения соответствовали друг другу! (таблица 1)
  4. Сделать анализ имеющейся информации и выбрать способ решения.

по пропорциям

а) под формулой выделенных веществ записать значения величин, которые соответствуют указанным над формулой, но вычисленные по уравнению реакции (см. алгоритм 2);

по вычислению количества вещества

  m(a)                                                                              m(b)

                                          по коэффи- 

                                          циентам

V(a)                                                                                 V(b)

а) найти количество вещества (моль) того вещества, у которого дана в условии масса или объем:

- если дана масса, то количество вещества вычислить по формуле ,

- если дан объем – то по формуле

б) составить и решить пропорцию;

б) найти количество другого вещества, данные которого неизвестны по условию задачи; зная что коэффициенты перед формулами веществ относятся друг к другу как и их количества и вещества:

ν(a) : ν(b) = κ(a) : κ(b)

в) по найденному количеству вещества найти массу или объем того вещества, о котором спрашивается в задаче:

- массу определяют по формуле ;

- объем по формуле

Помните! Если оба вещества газы, то решение задачи значительно упрощается, так как объемы газов относятся друг к другу как соответствующие коэффициенты в уравнении реакции V(a) : V(b) = κ(a) : κ(b) и расчета количества вещества не потребуется.

  1. Запишите полный ответ на вопрос задачи без использования формул соединений.
  2. Можно провести проверку получившегося результата через составление условия обратной задачи.

  1. Алгоритм 4. Решение задач с понятием «доля»

Если в задаче известна «доля» какого либо компонента

1. – рассчитайте массу компонента (если дана массовая доля ω) по формуле mкомпонента=ω·mсмеси*

 - рассчитайте объем компонента (если дана объемная доля φ) по формуле Vкомпонента=φ·Vсмеси*

Если необходимо рассчитать «долю» какого либо компонента

1. Рассчитайте массу или объем вещества , «долю» которого необходимо определить (см. алгоритм 3).

Не обращайте внимание на число, относящееся к этому же веществу, данное в задаче.

2. Решите задачу (см. алгоритм 3), но взяв за исходное данное полученный вами результат.

2. Разделить полученную вами величину (масса или объем компонента) на величину, указанную в условии задачи (масса или объем смеси).

Формула для массы:

Формула для объема:

* - значения массовых и объемных долей берут без процентов!

  1. Алгоритм 5. Решение задач «на выход продукта реакции»

Если в задаче дан выход продукта

Если требуется  определить выход продукта

1. Рассчитайте теоретически полученную массу или объем продукта реакции по химическому уравнению (см. алгоритм 3).

Помните, что в условии задачи дана практически полученная масса или объем продукта и при расчете не обращайте внимание на эту величину!

и практически полученная масса или объем продукта

1. Рассчитать теоретически полученную массу или объем продукта по формуле:

для массы: ;

для объема: .

и масса или объем исходного вещества

1. Рассчитайте массу или объем продукта, полученную теоретически по уравнению реакции (см. алгоритм 3).

2. Решите задачу (см. алгоритм 3), взяв за исходное данное полученный вами результат.

2. Полученную величину (mтеорет или Vтеорет) умножьте на выход продукта реакции (без процентов!), данный в условии задачи. Формула:

для массы ;

для объема

2. Разделите величину, данную в задаче (mпрактич или Vпрактич), на величину, полученную вами (mтеорет или Vтеорет). Формула:

для массы: ;

для объема:.

* - значения выхода продукта реакции берут без процентов!

  1. Алгоритм 6. Решение задач «на избыток»

Если в задаче даны массы сразу двух необходимых веществ, то необходимо:

  1. Найти количество каждого из исходных веществ по формулам:

если даны массы: ; если даны объемы:

  1. Сравните найденные величины с соответствующими коэффициентами в уравнении реакции. На основании сравнения определить, какое из веществ не израсходуется полностью, т.е. в избытке, и исключить его из условия задачи.

Например: υ(а)=0,02        κ(a)=1        

     υ(b)=0,024        κ(b)=1        , тогда

                   υ(а) : υ(b) = κ(a) : κ(b)                

                   0,02: 0,024 = 1: 1 → в избытке вещество b.

  1. Решить задачу, взяв за исходное данное о веществе, которое израсходуется полностью ( см. алгоритм 3).