Номер 2, страница 71 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

2. Каков состав высших оксидов галогенов и какими свойствами они обладают? Можно ли получить эти оксиды из простых веществ синтезом?

Каков состав высших оксидов галогенов и какими свойствами они обладают?

Высшие оксиды галогенов — это соединения, в которых галогены (кроме фтора, который как более электроотрицательный элемент образует с кислородом фториды, а не оксиды) проявляют свою максимальную степень окисления, равную +7. Общая формула таких оксидов — $Э_2O_7$, где $Э$ — это хлор (Cl), бром (Br) или иод (I).

• Оксид хлора(VII), или дихлоргептаоксид ($Cl_2O_7$).

• Оксид брома(VII), или дибромгептаоксид ($Br_2O_7$).

• Оксид иода(VII), или дииодгептаоксид ($I_2O_7$).

Свойства высших оксидов галогенов:

Физические свойства:

• $Cl_2O_7$ — бесцветная, маслянистая, летучая жидкость. Является наиболее устойчивым из высших оксидов галогенов, но тем не менее взрывается при нагревании или ударе.

• $Br_2O_7$ — очень неустойчивое вещество, которое разлагается со взрывом уже при температуре выше -40 °C.

• $I_2O_7$ — крайне неустойчивое вещество, его существование оспаривается. Предполагается, что это белое твёрдое вещество, которое легко разлагается на более стабильный оксид иода(V) ($I_2O_5$) и кислород. $I_2O_5$ является наиболее устойчивым оксидом иода.

Химические свойства:

• Все высшие оксиды галогенов являются типичными кислотными оксидами. Они представляют собой ангидриды соответствующих кислот: $Cl_2O_7$ — хлорной кислоты ($HClO_4$), $Br_2O_7$ — бромной кислоты ($HBrO_4$), $I_2O_7$ — иодной кислоты ($HIO_4$).

• Реагируют с водой с образованием соответствующих кислот. Реакция протекает очень энергично.

  $Э_2O_7 + H_2O \rightarrow 2HЭO_4$

  Например: $Cl_2O_7 + H_2O \rightarrow 2HClO_4$

• Взаимодействуют с основаниями и основными оксидами, образуя соли — пергалогенаты. Например, перхлораты:

  $Cl_2O_7 + 2NaOH \rightarrow 2NaClO_4 + H_2O$

• Являются чрезвычайно сильными окислителями, что обусловлено высокой степенью окисления галогена (+7). Их окислительная активность и термическая неустойчивость увеличиваются в ряду от хлора к брому.

Ответ: Высшие оксиды галогенов (кроме фтора) имеют общую формулу $Э_2O_7$, где $Э$ = Cl, Br, I. Они являются сильными кислотными оксидами и мощными окислителями. Их стабильность резко падает от $Cl_2O_7$ к $Br_2O_7$ и $I_2O_7$. Они реагируют с водой, образуя кислоты ($HЭO_4$), и с основаниями, образуя соли (пергалогенаты).

Можно ли получить эти оксиды из простых веществ синтезом?

Нет, получить высшие оксиды галогенов прямым синтезом из простых веществ (т.е. из молекулярного галогена $Hal_2$ и кислорода $O_2$) невозможно. Образование оксидов хлора, брома и иода из элементов является эндотермическим процессом (реакция идет с поглощением тепла, $\Delta H_f^° > 0$) и термодинамически невыгодно. Прямая реакция галогенов с кислородом не протекает даже при нагревании.

Эти оксиды получают косвенными методами. Наиболее распространенный способ — дегидратация (обезвоживание) соответствующих кислот с помощью сильных водоотнимающих реагентов, таких как оксид фосфора(V) ($P_4O_{10}$).

Пример получения оксида хлора(VII) из хлорной кислоты:

$4HClO_4 + P_4O_{10} \xrightarrow{t} 2Cl_2O_7 + 4HPO_3$

Ответ: Нет, получить высшие оксиды галогенов прямым синтезом из простых веществ (галогена и кислорода) нельзя, так как эти реакции эндотермичны. Их получают косвенными путями, например, дегидратацией соответствующих кислот.