Задача 816.
Дать сравнительную характеристику свойств галогеноводородов, указав характер изменения: а) температур кипения и плавления; б) термической устойчивости; в) восстановительных свойств. Объяснить наблюдаемые закономерности.
Решение:
а) Температуры кипения и плавления галогеноводородов в ряду HI - HBr - HCl закономерно уменьшаются, тогда, как при переходе к HF они резко возрастают, Объясняется это тем, что с ростом порядкового номера увеличивается радиус атомов и возрастает поляризуемость молекул, что, естественно, приводит к увеличению межмолекулярного дисперсионного взаимодействия и обуславливает возрастание температур кипения и плавления веществ. Аномально высокие температуры кипения и плавления HF, по сравнению с другими галогеноводородами, объясняется тем, что молекулы фтороводорода ассоциированы, главным образом, в (HF) 4 , в результате возникновения между ними водородных связей.

б) Термическая устойчивость галогеноводородов закономерно падает в ряду HF - HCl - - HBr - HI. Прочность химической связи в молекулах галогеноводородов падает в ряду HF - HCl - - HBr - HI, потому что с ростом радиуса атома область перекрывания электронных облаков атома водорода и атома галогена располагается на большом расстоянии от ядра атома галогена, сильнее экранируется возросшим числом промежуточных электронных слоёв. Кроме того, в ряду F - Cl - Br - I электроотрицательность атома галогена уменьшается, поэтому электронное облако атома водорода смещается в сторону атома галогена всё меньше и меньше в молекулах HF, HCl, HBr, HI. Это также приводит к уменьшению перекрывания взаимодействующих электронных облаков и, тем самым, к ослаблению связи между атомами. С уменьшением прочности связи в молекулах галогеноводородов падает и их устойчивость к нагреванию

в) Все галогеноводороды в водных растворах диссоциируют на катионы водород и анионы соответствующего галогена:

НГ ↔ Н + + Г - .

Анионы галогенов за исключением фторид-иона обладают восстановительными свойствами, возрастающими в ряду Cl- - Br- - I-. Объясняется это тем, что с ростом порядкового номера элемента увеличиваются радиусы атомов и анионов. Кроме того, в ряду F - Cl - Br - I электроотрицательность атома галогена уменьшается. Поэтому энергия связи электрона иона галогена с катионом водорода уменьшается в ряду HF - HCl - - HBr - HI, восстановительные свойства, соответственно, увеличиваются в этом ряду, самым сильным восстановителем является HI.

Фторид-ион не окисляется, потому что атом фтора самый электроотрицательный элемент.

Задача 817.
Указать способы получения галогеноводородов. Почему НI нельзя получить способами, применяемыми для получения НСI?
Решение:
Известны три основных метода синтеза галогеноводородов.
1. Прямой синтез из элементов . Фтор и хлор реагируют с водородом со взрывом, что является следствием цепного механизма реакции. Однако при определенных соотношениях давлений водорода (рН 2) и хлора (рCl 2) водород сгорает в атмосфере хлора без взрыва. Сжигание хлора с водородом является основным промышленным способом получения HCl. Бром и иод реагируют с водородом более спокойно, однако выход невелик, поскольку равновесие
Н 2 + Х 2 = 2НХ (Х = Br, I) смещено влево. Поэтому получать HBr и HI нецелесообразно. Следствием высокой термической устойчивости хлористого и фтористого водорода является возможность осуществления их непосредственного синтеза из соответствующих простых веществ (механизм - пенная реакция). Менее термически устойчивые НВг и HI непосредственным синтезом при повышенной температуре в чистом виде получены быть не могут, так как выход реакции незначителен, особенно для HI.

2.Вытеснение из солей . Газообразные НХ выделяются при действии нелетучих сильных кислот на твердые ионные галогениды металлов: (на практике пользуются 70-85%-ным раствором серной кислоты, т.к. реакция идет на поверхности кристаллов соли. Если брать концентрированную кислоту, осаждается NaHSO 4 . При использовании разбавленной серной кислоты значительная часть HCl остается в растворе. Выделяющийся HCl сушат над H 2 SO 4 конц. . Оксид фосфора для этого непригоден, так как взаимодействует с HCl:

P 4 O 10 + 12HCl = 4POCl 3 + 6H 2 O;
CaF 2 + H 2 SO 4 (конц)= CaSO 4 ↓ +2HF;
NaCl + H 2 SO 4 (конц) = NaHSO 4 + HCl.

Восстановительные свойства бромоводорода и иодоводорода заметно проявляются и при взаимодействии с концентрированной серной кислотой. При этом HBr восстанавливает H 2 SO 4 до SO 2:

2HBr + H 2 SO 4 = Br 2 + SO 2 + 2H 2 O

а HI- до свободной серы или даже до H 2 S:

6HI + H 2 SO 4 = 3I 2 + S↓ + 4H 2 O

8HI + H 2 SO 4 = 4I 2 + H 2 S + 4H 2 O.

Поэтому HBr трудно, a HI практически невозможно получить действием серной кислоты на бромиды или иодиды.

Обычно эти галогеноводороды получают действием воды на соединения брома и иода с фосфором - PBr 3 и IBr 3 .

При получении HBr и HI, обладающих сильными восстановительными свойствами, ипользуют нелетучие кислоты-неокислители, например, H3РO4:

KX + H 3 РO 4 (конц) = KH 2 РO4 + HX;
X = Cl, Br, I.

3. Гидролиз галогенидов неметаллов . Большинство галогенидов неметаллов относятся к соединениям с ковалентной связью и гидролизуются с выделением соответствующего галогеноводорода, например,

SiCl 4 + 4H 2 O = SiO 2 + 2H 2 O + 4HCl

Для получения галогеноводородов часто используют реакции гидролиза галогенидов фосфора PX3 (X = Cl, Br, I):

PX 3 +3H 2 O(хол) = H3PO 3 + 3HX;
РBr 5 + 4H 2 O = H 3 PO 4 + 5HBr.

При получении НХ (X = Br, I) нет необходимости предварительно синтезировать PХ 3 . Например, для получения HI механическую смесь I 2 + P (кр) обрабатывают водой:

2P кр + 3I 2 + 6H 2 O = 2H 3 PO 3 + 6HI.

Существуют и другие методы синтеза галогеноводородов. HF, например, можно получить нагреванием твердых бифторидов щелочных металлов:

t 0
KHF 2 ↔ KF + HF

Галогеноводороды образуются также при галогенировании органических соединений, например:

RH +Cl 2 = RCl + HCl

где R - органический радикал.

Раствор иодоводорода (вплоть до 50%-ной концентрации) можно получить, пропуская H 2 S в водную суспензию иода. Реакция идет согласно схеме:

I 2 + H 2 S = S↓ + 2HI

В промышленности HI получают также по реакции иода с гидразином:

2I 2 + N 2 H 4 ↔ 4HI + N 2

Задача 818.
Из каких материалов можно изготовлять аппаратуру для получения фтороводорода?
Решение:
Обычно фтороводород получают действием концентрированной серной кислоты плавиковый шпат:

CaF 2 + H 2 SO 4 ↔ CaSO 4 ↓ + 2HF

Фтороводород реагирует с большинством металлов. Однако во многих случаях образующаяся малорастворимая соль, вследствие чего на поверхности металла образуется защитная плёнка, которая препятствует дальнейшему растворению металла. Поэтому для получения HF нужно применить аппаратуру, изготовленную из металлов, фториды которых не растворяются. Так вдёт себя, в частности свинец, фторид которого образует защитную плёнку, что и позволяет использовать его для изготовления аппаратуры для получения фтороводорода (устойчивой к действию HF).

1. Ионы натрия окрашивают пламя в ____ цвет
1. красный;
2. зеленый;
3. фиолетовый;
4. желтый.
2. Метод анализа, основанный на зависимости электропроводности раствора от
концентрации электролита, называется…
1. кондуктометрией;
2. рефрактометрией;
3. кулонометрией;
4. полярографией.
3. При действии на раствор, содержащий ионы
Fe+2
раствора красной кровяной
соли наблюдается образование…
1. темно-синего осадка;
2. белого осадка;
3. бурого осадка;
4. бурого раствора.
4. Оксиды образуются при…
1. горении природного газа;
2. растворении хлора в воде;
3. горении железа в хлоре;
4. растворении негашеной извести.
5. Определить количество вещества брома (Br2), содержащееся в молекулярном
броме массой 12,8 г.
1. 0,1 моль; 2. 0,8 моль; 3. 0,02 моль; 4. 0,08 моль.
6. Сколько молекул I2 содержится в 50,8г йода?
1. 1,0∙10(23)
2. 1,2∙10(23)
3. 1,2∙10(22)
4. 1,5∙10(23)

7. Сколько граммов соли K2SO4 необходимо растворить для приготовления 500г
раствора с массовой долей сульфата калия 10% ?
1. 4000 г; 2. 2000 г; 3. 40 г; 4. 50 г.
8. Какой объем займет при нормальных условиях хлороводород (HCl) массой 14,6 г?
1. 8,69 л; 2. 8,96 л; 3. 9,86 л; 4. 9,96 л.
9. В каком объеме в литрах при нормальных условиях содержится 6,02 10(24) атомов
азота?
1. 112 л; 2. 224 л; 3. 448 л; 4. 22,4 л.
10. Промежуток времени, в течение которого происходит распад половины
радиоактивных ядер элемента, называется…
1. периодом разложения;
2. характеристическим временем;
3. периодом полураспада;
4. временем распада.Задания, оцениваемые в 3 балла
11. . В молекуле сероводорода ____ химическая связь.
1. ковалентная полярная;
2. водородная;
3. ковалентная неполярная;
4. ионная.
12. Вещество, в молекуле которого содержится кратная связь, называется…
1. кислород;
2. водород;
3. этанол;
4. сероводород.
13. Для элементов одного периода характерно одинаковое число…
1. свободных электронных пар;
2. валентных электронов;
3. неспаренных электронов;
4. энергетических уровней.
14. Общее число электронов, участвующих в образовании связей в молекуле
углекислого газа, равно…
1. 4; 2. 5; 3. 7; 4. 8.
15. В ряду HF - HCl – HBr - HJ сила кислот …
1. не изменяется;
2. увеличивается;
3. уменьшается;
4. изменяется неоднозначно.
16. Наиболее сильным основанием является…
1.
Cu(OH)2
2.
Sr(OH)2
3.
Ba(OH)2
4.
Mg(OH)2
17. Как изменится скорость реакции 2NO + O2 = 2NO2, если объем реакционного
сосуда увеличить в 2 раза:
1. уменьшится в 4 раза;
2. уменьшится в 8 раз;
3. возрастет в 4 раза;
4. возрастет в 8 раз.
18. Чем объясняется повышение скорости реакции при введении в систему
катализатора:
1. уменьшением энергии активации;
2. увеличением средней кинетической энергии молекул;
3. возрастанием числа столкновений;
4. ростом числа активных молекул.
19. Если температурный коэффициент скорости химической реакции равен 2, то на
сколько градусов необходимо увеличить температуру для увеличения скорости в 8
раз?
1. 30; 2. 20; 3. 80; 4. 10.
20. При разбавлении раствора степень диссоциации молекул электролита…
1. увеличивается;
2. изменяется неоднозначно;
3. не изменяется;
4. уменьшается.Задания, оцениваемые в 5 баллов
21. В какой массе воды надо растворить 67,2л HCl (объем измерен при н.у.), чтобы
получить 9% (по массе) раствор HCl?
1. 117 г; 2. 1107 г; 3. 2000 г; 4. 1227 г.
22. Какой объем воды надо прибавить к 100 мл 20%-ного по массе раствора H2SO4
(d = 1,14 г/мл), чтобы получить 5% раствор?
1. 342 мл; 2. 442 мл; 3. 350 мл; 4. 450 мл.
23. Определить массовую долю CuSO4 в растворе, полученном при растворении 50г
медного купороса CuSO45H2O в 450г воды.
1. 11,1%; 2. 6,4%; 3. 10%; 4. 12,8%.
24. Какая масса сульфата бария образуется при взаимодействии раствора,
содержащего хлорид бария массой 62,4г с избытком серной кислоты?
1. 117 г; 2. 127 г. 3. 100 г; 4. 69,9 г;
25. Чему равен температурный коэффициент скорости реакции, если при
увеличении температуры на 30 градусов скорость реакции возрастет в 15,6 раза?
1. 11; 2. 2,5; 3. 20; 4. 2.
26. Сколько граммов соли содержится в 400 мл раствора с молярной концентрацией
нитрата натрия 0,2 моль/л.
1. 6,8 г; 2. 7,2 г; 3. 20 г; 4. 12 г.
27 Сколько моль гидроксида натрия требуется для нейтрализации 40 мл раствора
уксусной кислоты с молярной концентрацией 0,5 моль/л?
1. 0,11; 2. 0,02; 3. 0,002; 4. 0,01.
28. Коэффициент перед молекулой окислителя в уравнении реакции
C  H2 SO4(конц) CO2  SO2  H2O
равен…
1. 3; 2. 1; 3. 2; 4. 4.
29. В растворе карбоната натрия лакмус окрашивается в ____ цвет
1. красный;
2. зеленый;
3. фиолетовый;
4. синий.
30. Приведенные схемы реакций
а) Na2ЭO4+H2SO=Na2ЭO7+Na2SO4+H20 Э-Элемент
характерны для соединений элемента…
1. Fe; 2. Cr; 3. Cu; 4. Zn.

1. В ряду NH 3 – PH 3 происходит увеличение

1) основных свойств 2) прочности связей 3) длины связей 4) полярности связей

2. Четыре ковалентные связи содержит молекула

1) CO 2 2) C 2 H 4 3) P 4 4) C 3 H 4

3. В ряду H 2 O – H 2 S происходит уменьшение

1) кислотных свойств 2) длины связей 3) степени окисления центрального атома

4) температур кипения

4. В ряду HCl - HF происходит увеличение

1) кислотных свойств 2) длины связей 3) полярности связей 4) восстановительных свойств

5. Водородные связи образуются между молекулами

1) водорода 2) формальдегида 3) уксусной кислоты 4) сероводорода

6. Длина связи увеличивается в ряду

1) H 2 O – H 2 S – H 2 Se 2) HBr – HCl – HI 3) NH 3 – H 2 O – HF 4) H 2 Se – H 2 S – HCl

7. В ряду HF - HBr происходит уменьшение

1) силы кислот 2) полярности связей 3) восстановительных свойств 4) длины связей

8. Число связей в молекулах увеличивается в ряду

1) CHCl 3 , CH 4 2) CH 4 , SO 3 3) CO 2 , CH 4 4) SO 2 . NH 3

9. В ряду CH 4 – SiH 4 происходит увеличение

1) прочности связи 2) окислительных свойств 3) длины связей 4) полярности связей

А) При образовании химической связи энергия всегда выделяется.

Б) Энергия дваойной связи меньше, чем энергия одинарной связи.

А) При разрыве некоторых связей происходит выделение энергии.

Б) π-связь менее прочна, чем σ-связь

1) верно только А 2) верно только Б 3) верны оба суждения 4) оба суждения неверны

А) Чем больше энергии выделяется при образовании связи, тем связь прочнее.

Б) Чем полярнее связь, тем легче она разрывается по ионному типу.

1) верно только А 2) верно только Б 3) верны оба суждения 4) оба суждения неверны

13. Химическая связь наиболее прочная в молекуле

1) I 2 2) O 2 3) P 2 4) N 2

14. Химическая связь наиболее прочная в молекуле

1) H 2 Te 2) H 2 O 3) H 2 Se 4) H 2 S

15. Полярность связи наибольшая в молекуле

16. Длина связи наибольшая в молекуле

17. Длина связи наименьшая в молекуле

1) H 2 O 2) HI 3) I 2 4) H 2 Se

18. Длина связи «водород – элемент» наибольшая в молекуле

19. Полярность связи наименьшая в молекуле

1) PH 3 2) PCl 3 3) PF 3 4) PBr 3

20. Длина связи наименьшая в молекуле

1) HBr 2) Br 2 3) H 2 S 4) N 2

21. Длина связи «водород – элемент» наименьшая в молекуле

1) H 2 O 2) PH 3 3) HF 4) H 2 S

22. Кратность связи наибольшая в молекуле

1) O 2 2) I 2 3) Н 2 4) N 2

23. Кратность связи наибольшая в молекуле

1) O 2 2) С1 2 3) О 3 4) Р 4

24. Вещества только с ионными связями - это

1) HCl, KCl 2) NH 4 Cl, SiCl 4 3) NaF, CsCl 4) NaF, P 2 O 5

25. Вещество с ковалентными полярными связями – это

1) иод 2) фосфор 3) аммиак 4) азот

26. Укажите набор правильных понятий

1) молекула хлорида натрия, молекула аргона 2) атом гелия, молекула озона 3) молекула воздуха, атом алмаза 4) атом ацетилена, молекула углерода

27. По донорно – акцепторному механизму образована одна из связей в ионе

1) NO 3 - 2) PO 4 3- 3) SO 4 2- 4) H 3 O +

28. По донорно – акцепторному механизму образована одна из связей в ионе

1) NH 4 + 2) PO 4 3- 3) SO 4 2- 4) NO 3 -

29. Указанная формула ЭН 2 отвечает водородному соединению элемента

1) магний 2) углерод 3) сера 4) фосфор

30. Указанная формула ЭН 3 отвечает водородному соединению элемента

1) селен 2) алюминий 3) углерод 4) азот