Вопрос, страница 6 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Задания в параграфе. Параграф 1. Основные понятия химии и их взаимосвязи. Глава 1. Важнейшие понятия и законы химии - страница 6.

Условие.

Что такое свойства вещества? Какие химические и физические свойства характерны для:

а) воды;

б) углекислого газа;

в) метана?

Решение.

Решение 2.

Свойства вещества – это совокупность признаков, по которым вещества отличаются друг от друга или схожи между собой. Эти признаки позволяют идентифицировать вещество и предсказать его поведение в различных условиях. Свойства принято разделять на физические и химические.

Физические свойства – это характеристики, которые можно наблюдать или измерить, не изменяя химического состава вещества. К ним относятся:

• Агрегатное состояние (твердое, жидкое, газообразное при данных условиях).
• Цвет, блеск, запах, вкус.
• Плотность.
• Температуры плавления и кипения.
• Растворимость в воде или других растворителях.
• Теплопроводность и электропроводность.
• Твердость, пластичность, хрупкость.

Химические свойства – это способность вещества участвовать в химических реакциях, то есть превращаться в другие вещества. Химические свойства описывают:

• Способность взаимодействовать с другими веществами (например, с кислородом (горение, окисление), водой, кислотами, щелочами, металлами, неметаллами).
• Способность разлагаться при нагревании или под действием света.
• Устойчивость к воздействию агрессивных сред.

а) воды

Вода ($H_2O$) — одно из самых распространенных и важных веществ на Земле.

Физические свойства:

• При нормальных условиях — жидкость без цвета, вкуса и запаха.
• Температура кипения — $100^\circ C$, температура замерзания — $0^\circ C$.
• Обладает аномально высокой теплоемкостью.
• Плотность льда (твердого состояния) меньше плотности жидкой воды, поэтому лед плавает. Максимальная плотность воды наблюдается при $4^\circ C$.
• Является универсальным полярным растворителем для многих солей, кислот и оснований.

Химические свойства:

• Взаимодействует с активными металлами (щелочными и щелочноземельными) с образованием щелочи и выделением водорода: $2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2 \uparrow$.
• Взаимодействует с оксидами активных металлов (основными оксидами), образуя соответствующие им основания (щелочи): $CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$.
• Взаимодействует со многими оксидами неметаллов (кислотными оксидами), образуя кислоты: $P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4$.
• Под действием электрического тока разлагается на водород и кислород (электролиз): $2H_2O \xrightarrow{электрический \ ток} 2H_2 \uparrow + O_2 \uparrow$.

Ответ: Физические свойства воды включают жидкое состояние при н.у., отсутствие цвета и запаха, уникальные температурные свойства и высокую растворяющую способность. Химические свойства характеризуются ее взаимодействием с активными металлами и их оксидами, кислотными оксидами, а также способностью к электролитическому разложению.

б) углекислого газа

Углекислый газ ($CO_2$, диоксид углерода) — газ, играющий важную роль в природных и промышленных процессах.

Физические свойства:

• При нормальных условиях — газ без цвета, с легким кисловатым запахом и вкусом.
• Плотность при нормальных условиях составляет примерно $1.98 \text{ кг/м}^3$, что в 1.5 раза больше плотности воздуха.
• Не сжижается при атмосферном давлении; при охлаждении до $-78.5^\circ C$ превращается в твердое вещество — «сухой лед», который сублимирует (переходит из твердого состояния в газообразное, минуя жидкую фазу).
• Ограниченно растворим в воде.

Химические свойства:

• Является кислотным оксидом. При растворении в воде образует слабую и нестойкую угольную кислоту: $CO_2 + H_2O \leftrightarrow H_2CO_3$.
• Реагирует со щелочами, образуя соли — карбонаты и гидрокарбонаты. Реакция с известковой водой является качественной на $CO_2$: $CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O$.
• Не горит и не поддерживает горение большинства веществ.
• При высокой температуре может быть восстановлен активными металлами (например, магнием): $CO_2 + 2Mg \xrightarrow{t} 2MgO + C$.
• Участвует в процессе фотосинтеза в растениях.

Ответ: Для углекислого газа характерны такие физические свойства, как газообразное состояние, отсутствие цвета, плотность больше плотности воздуха, способность к сублимации. Химические свойства определяются его природой кислотного оксида (реакции с водой и щелочами), а также его негорючестью и участием в фотосинтезе.

в) метана

Метан ($CH_4$) — простейший представитель класса алканов, основной компонент природного газа.

Физические свойства:

• При нормальных условиях — газ без цвета и запаха. (В бытовой газ добавляют одоранты с резким запахом для обнаружения утечек).
• Плотность при нормальных условиях составляет $0.72 \text{ кг/м}^3$, он значительно легче воздуха.
• Температура кипения — $-161.6^\circ C$.
• Практически нерастворим в воде, но растворим в органических растворителях.

Химические свойства:

• Очень горюч. При полном сгорании в кислороде образует углекислый газ и воду, выделяя большое количество тепла, что обуславливает его применение в качестве топлива: $CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$.
• Смеси метана с воздухом (от 5 до 15% метана) взрывоопасны.
• Для метана характерны реакции замещения, например, с галогенами при УФ-облучении или нагревании: $CH_4 + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} CH_3Cl + HCl$.
• При высоких температурах (без доступа воздуха) разлагается. При $t > 1000^\circ C$ — на углерод (сажу) и водород, а при $t \approx 1500^\circ C$ — на ацетилен и водород: $2CH_4 \xrightarrow{1500^\circ C} C_2H_2 + 3H_2$.

Ответ: Физические свойства метана: газ, без цвета и запаха, легче воздуха, нерастворим в воде. Ключевые химические свойства: высокая горючесть, способность вступать в реакции замещения и термически разлагаться.