Номер 3-3, страница 30 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

3-3. Объясните, чем отличается смесь водорода и кислорода от химического соединения водорода и кислорода.

Решение:

Смесь водорода и кислорода и химическое соединение водорода и кислорода (вода) представляют собой два принципиально разных состояния вещества. Основные отличия заключаются в следующем:

1. Характер связи между частицами. В смеси молекулы водорода ($H_2$) и кислорода ($O_2$) существуют независимо друг от друга. Между ними нет химических связей, они просто механически перемешаны. В химическом соединении — воде ($H_2O$) — атомы водорода и кислорода соединены прочными ковалентными химическими связями, образуя новые частицы — молекулы воды.

2. Свойства веществ. Смесь сохраняет индивидуальные свойства своих компонентов. Смесь водорода и кислорода (известная как гремучий газ) — это газ, который, как и водород, горюч, и, как и кислород, поддерживает горение. Свойства смеси могут меняться в зависимости от соотношения компонентов. Химическое соединение (вода) обладает совершенно новыми, собственными свойствами, которые не похожи на свойства исходных элементов. Вода — это жидкость (при нормальных условиях), она не горит и используется для тушения огня. Её свойства постоянны.

3. Состав. Смесь может быть приготовлена в любом произвольном соотношении компонентов. Можно смешать 1 объём водорода и 10 объёмов кислорода или наоборот. Состав смеси переменный. Химическое соединение имеет строго постоянный качественный и количественный состав (согласно закону постоянства состава). В каждой молекуле воды ($H_2O$) всегда содержится два атома водорода и один атом кислорода. Массовое соотношение водорода и кислорода в воде всегда постоянно и составляет примерно 1:8.

4. Способы разделения. Компоненты смеси можно разделить физическими методами. Например, смесь газов можно разделить путем глубокого охлаждения и последующей фракционной перегонки, основываясь на разнице температур кипения жидкого водорода (-252,8 °C) и жидкого кислорода (-183 °C). Химическое соединение можно разложить на составляющие его элементы только с помощью химической реакции, которая требует затрат энергии. Например, воду можно разложить на водород и кислород действием электрического тока (электролиз): $2H_2O \xrightarrow{электролиз} 2H_2 \uparrow + O_2 \uparrow$.

5. Энергетические эффекты при образовании. Процесс смешивания газов, как правило, не сопровождается заметными тепловыми эффектами. Образование химического соединения (реакция между водородом и кислородом), наоборот, происходит со значительным выделением энергии в виде тепла и света — происходит взрыв. Уравнение реакции: $2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O + Q$.

Таким образом, ключевое отличие состоит в том, что в смеси вещества сохраняют свою индивидуальность, а в химическом соединении образуется совершенно новое вещество с уникальными свойствами.

Ответ: Смесь водорода и кислорода — это физическая система, в которой молекулы $H_2$ и $O_2$ существуют раздельно, сохраняют свои индивидуальные свойства, могут находиться в произвольных соотношениях и могут быть разделены физическими методами. Химическое соединение водорода и кислорода (вода, $H_2O$) — это новое химическое вещество, состоящее из молекул $H_2O$, в которых атомы H и O соединены химическими связями в строгом соотношении 2:1. Вода обладает собственными, отличными от водорода и кислорода, свойствами и может быть разложена на исходные элементы только химическим путем.