§ 7. Хімічні властивості кисню

Зміст

ДІЗНАЄТЕСЯ, ЗРОЗУМІЄТЕ, ВИКОРИСТАЄТЕ

Як кисень взаємодіє з металами і неметалами?

Кисень реагує з більшістю неметалів та майже всіма металами. Зазвичай ці реакції потребують нагрівання, у результаті утворюються складні речовини — оксиди.

Які зовнішні ефекти реакцій кисню з простими речовинами?

Під час таких реакцій виділяється тепло і світло. Може з’являтися полум’я різного кольору (яскраво-блакитне для сірки, сліпучо-біле для магнію), утворюватися дим, іскри або змінюватися колір речовини.

Складіть рівняння реакції горіння водню.

Рівняння реакції: $$2H_2 + O_2 = 2H_2O$$

Яка причина того, що зовнішні ефекти горіння сірки в повітрі та кисні різні?

Причина полягає в різній концентрації кисню. У повітрі його частка становить лише близько 21%, тоді як у чистому кисні концентрація молекул вища. Тому в кисні реакція протікає швидше, а горіння набагато інтенсивніше.

Складіть рівняння реакції магнію з киснем.

Рівняння реакції: $$2Mg + O_2 = 2MgO$$

Складіть рівняння реакції міді з киснем.

Рівняння реакції за умови нагрівання: $$2Cu + O_2 \xlongequal{t} 2CuO$$

За матеріалами з інтернету з’ясуйте, з якими металами і неметалами кисень не взаємодіє за жодних зовнішніх умов.

Кисень не реагує з інертними газами (гелій $He$, неон $Ne$, аргон $Ar$), галогенами (хлор $Cl_2$, бром $Br_2$, йод $I_2$) та благородними металами (золото $Au$, платина $Pt$).

ВИОКРЕМЛЮЄМО ОСНОВНЕ

Проаналізувавши матеріал, викладений у параграфі, запишіть у зошиті висновки про реакції кисню з простими речовинами.

Кисень — хімічно активна речовина. При нагріванні він реагує з більшістю металів та неметалів, утворюючи оксиди. Це реакції сполучення, оскільки з кількох речовин утворюється одна нова складна речовина.

Сформулюйте цікаве запитання за темою параграфа і поставте його своїм однокласникам / однокласницям. Зіставте свою і їхні відповіді та оцініть їх. Поясніть, чому ваша оцінка саме така.

Запитання: «Чому розжарена залізна пружинка яскраво горить у банці з чистим киснем, розкидаючи іскри, але не горить на звичайному повітрі?»
Відповідь: У чистому кисні більше молекул $O_2$, ніж у повітрі. Це забезпечує високу швидкість реакції та виділення тепла, необхідного для горіння заліза з утворенням $Fe_3O_4$. На повітрі швидкість окиснення надто низька для появи полум’я. Відповідь повна, бо пояснює залежність швидкості реакції від концентрації реагентів.

ПЕРЕВІРМО СЕБЕ

67. Чим різняться реакції сполучення і розкладу?

Це протилежні процеси. Під час реакції сполучення з кількох речовин утворюється одна ($A + B \rightarrow AB$). Під час реакції розкладу з однієї речовини утворюється кілька нових ($AB \rightarrow A + B$).

68. Допишіть формули простих речовин у схемах реакцій і складіть хімічні рівняння: а) … + … → NO; б) … + … → CaO; в) … + … → Li2O.

а) $N_2 + O_2 \xlongequal{t} 2NO$ (потребує високої температури або електричного розряду);
б) $2Ca + O_2 = 2CaO$;
в) $4Li + O_2 = 2Li_2O$.

РОЗВ’ЯЗУЙМО ЗАДАЧУ

69. Обчисліть масові частки Оксигену в речовинах SO2, MgO і CuO. (Усно.)

Формула масової частки: $w(O) = \dfrac{n \cdot A_r(O)}{M_r(\text{сполуки})}$.

1. Для $SO_2$: $M_r(SO_2) = 32 + 2 \cdot 16 = 64$.
   $$w(O) = \dfrac{32}{64} = 0{,}5 \text{ або } 50\%$$
2. Для $MgO$: $M_r(MgO) = 24 + 16 = 40$.
   $$w(O) = \dfrac{16}{40} = 0{,}4 \text{ або } 40\%$$
3. Для $CuO$: $M_r(CuO) = 64 + 16 = 80$.
   $$w(O) = \dfrac{16}{80} = 0{,}2 \text{ або } 20\%$$

70. Обчисліть відношення мас хімічних елементів у речовинах CaO і SO3. (Усно.)

1. У $CaO$:
   $$m(Ca) : m(O) = A_r(Ca) : A_r(O) = 40 : 16 = 5 : 2$$
2. У $SO_3$:
   $$m(S) : m(O) = A_r(S) : (3 \cdot A_r(O)) = 32 : 48 = 2 : 3$$

У КОМАНДІ

71. Дві колби заповнили киснем. В одній колбі спалили магній, узятий у надлишку, а в другій — надлишок сірки. Під час горіння речовин колби були герметично закриті. Після закінчення дослідів і охолодження обох колб до однакової температури виявили, що в одній із них тиск зменшився. У якій саме? Відповідь аргументуйте.

Тиск зменшився у першій колбі (з магнієм).
Пояснення:
У першій колбі ($2Mg + O_2 = 2MgO$) весь кисень витратився на утворення твердого оксиду. Оскільки газу не залишилося, тиск впав.
У другій колбі ($S + O_2 = SO_2\text{(г)}$) один об’єм кисню перетворився на один об’єм іншого газу ($SO_2$). Кількість молекул газу не змінилася, тому після охолодження тиск залишився колишнім.

ФОРМУЙМО СЛОВНИЧОК

72. Випишіть ключові слова і словосполучення з тексту параграфа для укладання двомовного словничка.

• Кисень
• Хімічні властивості
• Реакція сполучення
• Оксиди
• Горіння
• Прості речовини
• Метали
• Неметали

ОЦІНЮЙМО СВОЇ ЗНАННЯ

73. Створіть у зошиті таблицю оцінювання ваших знань і заповніть її.

Приклад таблиці: