Решебник по химии 9 класс. Рудзитис ФГОС §16

Хлороводород: его получение и свойства

Стр. 72

Вопросы

1. В чём сходство и различие химической связи в молекуле хлора и в молекуле хлороводорода?

Сходство заключается в том, что и в молекуле хлора (Cl₂), и в молекуле хлороводорода (HCl) имеется ковалентная связь — связь, возникающая за счёт образования общей электронной пары между атомами.

Различие состоит в типе этой связи:

– в молекуле хлора связь неполярная ковалентная, так как оба атома одинаковые и притягивают электронную пару с одинаковой силой;

– в молекуле хлороводорода связь полярная ковалентная, потому что атом хлора сильнее притягивает к себе общую электронную пару, чем атом водорода. В результате молекула HCl имеет частично положительный и частично отрицательный полюс.

2. Какой тип кристаллической решётки будет иметь хлороводород в твёрдом состоянии?

В твёрдом состоянии хлороводород образует молекулярную кристаллическую решётку.

Это означает, что молекулы HCl располагаются в узлах решётки и удерживаются между собой слабыми межмолекулярными силами, в том числе водородными связями. Такие вещества обычно имеют низкую температуру плавления и легко переходят в газообразное состояние.

Стр. 73

Подумай, ответь, выполни

1. Какими двумя способами можно получить хлороводород? Составьте уравнения соответствующих химических реакций.

Хлороводород можно получить двумя основными способами — в промышленности и в лаборатории.

В промышленности хлороводород получают при сжигании водорода в хлоре:

(H₂ + Cl₂ → 2HCl)

В лабораторных условиях хлороводород получают при нагревании твёрдого хлорида натрия (поваренной соли) с концентрированной серной кислотой:

(2NaCl + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2HCl↑)

2. Охарактеризуйте физические и химические свойства хлороводорода и поясните, для каких целей этот газ используется.

Физические свойства:

Хлороводород — это бесцветный газ с резким запахом, немного тяжелее воздуха. При попадании во влажный воздух начинает "дымить", так как активно растворяется в воде. Его основное физическое свойство — высокая растворимость в воде: при 0 °C в 1 объёме воды растворяется около 500 объёмов газа. В воде хлороводород образует соляную кислоту.

Химические свойства:

Хлороводород в отличие от соляной кислоты не реагирует с металлами и оксидами при обычных условиях. Однако, попав в воду и образовав соляную кислоту, он становится активным реагентом. Сам хлороводород является типичным кислотным оксидом.

Применение:

Основная масса хлороводорода используется для получения соляной кислоты (HCl). Также он применяется в промышленности — для синтеза хлорорганических соединений, в производстве пластмасс, красителей, каучука и других веществ.

3. Какой объём хлора (н. у.) прореагировал с иодидом калия, если в результате реакции образовался иод массой 1016 г?

Реакция:

(Cl₂ + 2KI → 2KCl + I₂)

По уравнению видно, что 1 моль Cl₂ даёт 1 моль I₂.

Молярная масса I₂ = 2 × 127 = 254 г/моль

n(I₂) = 1016 г / 254 г/моль = 4 моль

Значит, n(Cl₂) = 4 моль

V(Cl₂) = 4 моль × 22,4 л/моль = 89,6 л

Ответ: объём хлора, прореагировавшего с иодидом калия, составляет 89,6 л (н. у.).

Стр. 73

С помощью Интернета

1. Найдите в Интернете примеры цепных реакций.

Горение водорода в хлоре

Это химическая цепная реакция, описанная в школьном учебнике. При освещении молекула хлора распадается на два атома-радикала, каждый из которых вступает в реакцию с водородом, образуя HCl и высвобождая новый радикал. Этот радикал снова реагирует с молекулой хлора, и процесс продолжается. Таким образом, реакция самоподдерживается.

Горение углеводородов (например, метана)

При сгорании метана в кислороде образуются промежуточные активные частицы — свободные радикалы (например, •OH, •O•), которые вступают в реакцию с новыми молекулами. Такие радикалы поддерживают цепочку окисления, пока не образуются конечные продукты — углекислый газ и вода. Это характерно для всех реакций горения органических веществ.

Фотохимическое хлорирование метана

Эта реакция начинается под действием света, который расщепляет молекулы хлора на радикалы. Далее радикалы вступают в реакции с молекулами метана, образуя радикалы метила, которые продолжают цепочку, взаимодействуя с новыми молекулами хлора. Такая реакция используется в органическом синтезе и хорошо демонстрирует механизм радикальной цепи.

Ядерная цепная реакция деления урана-235

В этой физической цепной реакции ядро урана-235, поглотив нейтрон, делится на два более лёгких ядра, при этом выделяется большое количество энергии и два-три новых нейтрона. Эти нейтроны вызывают деление следующих ядер урана, запуская цепную реакцию. Она лежит в основе работы ядерных электростанций и атомного оружия.

Полимеризация

В цепной реакции полимеризации одна активная частица (например, радикал) инициирует присоединение мономеров один за другим. Так, из мономеров этилена образуются длинные цепи полиэтилена. Процесс продолжается до тех пор, пока не произойдёт обрыв цепи. Цепная полимеризация широко применяется в производстве пластмасс и синтетических волокон.