Номер 1, страница 45 - гдз по химии 8 класс учебник Журин

Назовите основные химические свойства водорода.

Решение

Водород ($H_2$) — химически активное вещество, которое в зависимости от условий и реагента может проявлять как восстановительные, так и окислительные свойства. Его химические свойства определяются способностью атома водорода отдавать (проявляя восстановительные свойства, степень окисления +1) или принимать (проявляя окислительные свойства, степень окисления -1) один электрон.

1. Взаимодействие с неметаллами

В этих реакциях водород проявляет свои восстановительные свойства. Реакции обычно требуют инициации (нагревание, облучение светом, катализатор).

С кислородом: водород горит в кислороде или на воздухе, образуя воду. Реакция экзотермическая. Смесь водорода с кислородом в объемном соотношении 2:1 называется «гремучим газом» и является взрывоопасной.
$2H_2 + O_2 \xrightarrow{t} 2H_2O$

С галогенами: образуются галогеноводороды. Активность реакции падает в ряду от фтора к йоду.
$H_2 + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} 2HCl$ (реакция на свету протекает со взрывом)

С серой: при нагревании образуется сероводород.
$H_2 + S \xrightarrow{t} H_2S$

С азотом: промышленно важная обратимая реакция синтеза аммиака (процесс Габера-Боша), протекающая при высокой температуре, давлении и в присутствии катализатора.
$N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$

2. Взаимодействие с активными металлами

В реакциях со щелочными (Li, Na, K) и щелочноземельными (Ca, Sr, Ba) металлами водород проявляет окислительные свойства, принимая электрон и приобретая степень окисления -1. В результате образуются ионные соединения — гидриды.
$2Na + H_2 \xrightarrow{t} 2NaH$ (гидрид натрия)
$Ca + H_2 \xrightarrow{t} CaH_2$ (гидрид кальция)

3. Восстановление металлов из их оксидов

Водород является сильным восстановителем и используется в металлургии (водородотермия) для получения металлов, которые в ряду электрохимической активности стоят после алюминия.
$CuO + H_2 \xrightarrow{t} Cu + H_2O$
$Fe_2O_3 + 3H_2 \xrightarrow{t} 2Fe + 3H_2O$
$WO_3 + 3H_2 \xrightarrow{t} W + 3H_2O$

4. Взаимодействие с органическими соединениями

Водород способен присоединяться по месту кратных (двойных и тройных) связей в молекулах ненасыщенных органических соединений. Эта реакция называется гидрированием (гидрогенизацией) и протекает в присутствии катализаторов (Ni, Pt, Pd).
$CH_2=CH_2 (этен) + H_2 \xrightarrow{Ni, t, p} CH_3-CH_3 (этан)$
Реакция гидрирования широко применяется в промышленности, например, для превращения жидких растительных масел в твердые жиры (производство маргарина).

Ответ: Основные химические свойства водорода:
1. Проявление восстановительных свойств в реакциях с неметаллами (кислородом, галогенами, серой, азотом).
2. Проявление окислительных свойств в реакциях с активными металлами с образованием гидридов.
3. Восстановление менее активных и средней активности металлов из их оксидов.
4. Реакции присоединения (гидрирования) к органическим соединениям, содержащим кратные связи.