В виде каких аллотропных модификаций встречается кислород? Варианты: белый фосфор, красный фосфор, чёрный фосфор; алмаз, графит, фуллерен; ромбическая сера, моноклинная сера, пластическая сера; кислород O₂, озон O₃.

кислород O₂, озон O₃

Какие газы вызывают кислотные дожди? Варианты: азот и кислород воздуха; углекислый газ и метан; фреоны; оксиды серы и азота (SO₂, NO₂).

оксиды серы и азота (SO₂, NO₂)

Тема 10 · Химия

Тема 10. Неметаллы. Химия и жизнь

Обзор свойств неметаллов, аллотропия, высшие оксиды и водородные соединения, полимеры, химическая промышленность и охрана среды. 100 заданий на отработку.

Родителю: как помочь с темой «Тема 10. Неметаллы. Химия и жизнь»

В теме 8 подтем: Высшие оксиды, Водородные соединения, Аллотропия, Полимеры, Минеральные удобрения, Химическая промышленность, Химия и охрана среды, Свойства неметаллов.

Попросите ребёнка открыть теорию и за 2–3 минуты своими словами рассказать вам главное.
Затем 10 заданий во вкладке «Практика»: смотрите не на скорость, а на точность — и на то, где понадобилась подсказка.
Ошибки не решайте за него: разберите пошаговое решение вместе и вернитесь к ним через день-два.

Кабинет родителя: что проходят, проверочные, результат ребёнка по ссылке →

Решено

Правильно

Точность

Простыми словами

Неметаллов всего около двух десятков, но из них состоят воздух, вода, живые организмы, пластмассы и удобрения. Атомы неметаллов маленькие и имеют много внешних электронов (4–7), поэтому они стремятся принять электроны и чаще бывают окислителями. Но, в отличие от металлов, могут и отдавать: углерод восстанавливает металлы из оксидов, сера отдаёт электроны кислороду при горении.

Цветом — неметаллы, другим цветом — элементы на диагонали B — Si — As — Te; ниже — общие формулы по группам

Свойства и аллотропия

Неметаллические свойства (и окислительная способность) растут в периоде слева направо и в группе снизу вверх. Самый сильный окислитель — фтор. В ряду галогенов окислительная способность уменьшается:

F_{2} > C l_{2} > B r_{2} > I_{2}

Поэтому более активный галоген вытесняет менее активный из солей: $C l_{2} + 2KBr \to 2KCl + B r_{2}$ .

Аллотропия — существование одного элемента в виде нескольких простых веществ (аллотропных модификаций).

Элемент	Аллотропные модификации
кислород	кислород $O_{2}$ , озон $O_{3}$ — различаются числом атомов в молекуле
углерод	алмаз, графит, карбин, фуллерены — различаются строением кристалла
сера	ромбическая, моноклинная, пластическая
фосфор	белый (ядовит, светится в темноте), красный, чёрный

Высшие оксиды и водородные соединения

Высшая степень окисления неметалла = номер группы $N$ . Степень окисления в летучем водородном соединении = $N - 8$ .

Группа	IV	V	VI	VII
высший оксид	$R O_{2}$ : $C O_{2}$ , $Si O_{2}$	$R_{2} O_{5}$ : $N_{2} O_{5}$ , $P_{2} O_{5}$	$R O_{3}$ : $S O_{3}$	$R_{2} O_{7}$ : $C l_{2} O_{7}$
водородное соединение	$R H_{4}$ : $C H_{4}$ , $Si H_{4}$	$R H_{3}$ : $N H_{3}$ , $P H_{3}$	$H_{2} R$ : $H_{2} O$ , $H_{2} S$	$HR$ : $HF$ , $HCl$

Кремний — IV группа: высший оксид $Si O_{2}$ (Si +4), водородное соединение $Si H_{4}$ (Si −4).
Сера — VI группа: $S O_{3}$ (S +6) и $H_{2} S$ (S −2).

Фтор не образует высшего оксида $R_{2} O_{7}$ : он электроотрицательнее кислорода, его степень окисления в соединениях только −1. Кислород тоже не проявляет степени +6.

Полимеры и удобрения

Полимер — вещество из огромных молекул, в которых много раз повторяется структурное звено. Исходное низкомолекулярное вещество — мономер; число звеньев $n$ — степень полимеризации.

n C H_{2} = C H_{2} \to (- C H_{2} - C H_{2} -)_{n}

Полимер	Мономер
полиэтилен	этилен $C H_{2} = C H_{2}$
полипропилен	пропилен $C H_{2} = CH - C H_{3}$
поливинилхлорид (ПВХ)	винилхлорид $C H_{2} = CHCl$
полистирол	стирол $C H_{2} = CH - C_{6} H_{5}$

Полимеры получают полимеризацией (мономеры просто соединяются) и поликонденсацией (при этом выделяется побочное вещество, например вода).

Удобрения	Примеры
азотные	аммиачная селитра $N H_{4} N O_{3}$ , сульфат аммония $(N H_{4})_{2} S O_{4}$ , мочевина $CO (N H_{2})_{2}$ , натриевая селитра $NaN O_{3}$
фосфорные	суперфосфат $Ca (H_{2} P O_{4})_{2}$ (с примесью $CaS O_{4}$ ), двойной суперфосфат, фосфоритная мука
калийные	хлорид калия $KCl$ , сульфат калия $K_{2} S O_{4}$
комплексные	нитрофоска, аммофос, калийная селитра $KN O_{3}$

Класс удобрения — по питательному элементу в формуле: есть N — азотное, P — фосфорное, K — калийное; два-три сразу — комплексное.

Химическая промышленность и охрана среды

Производство	Главные стадии
синтез аммиака	$N_{2} + 3 H_{2} ⇄ 2N H_{3}$ (Fe-катализатор, высокое давление, ~450–500 °C)
серная кислота	1) обжиг серы или пирита: $S + O_{2} \to S O_{2}$ ; 2) $2S O_{2} + O_{2} ⇄ 2S O_{3}$ (кат. $V_{2} O_{5}$ ); 3) поглощение $S O_{3}$ концентрированной серной кислотой (олеум)
азотная кислота	$N H_{3} \to NO \to N O_{2} \to HN O_{3}$ (окисление аммиака на Pt-катализаторе)

Кислотные дождиОксиды серы и азота (

S O_{2}

N O_{2}

) от сжигания топлива дают с водой кислоты.

Парниковый эффектУсиливают углекислый газ

C O_{2}

и метан

C H_{4}

Озоновый слойРазрушают фреоны (хлорфторуглероды).

$S O_{3}$ не поглощают водой: образуется устойчивый сернокислотный туман. Его растворяют в концентрированной $H_{2} S O_{4}$ .

Полимеры: подробнее

Термопластичныепри нагревании размягчаются, а при охлаждении снова твердеют; их можно переплавлять (полиэтилен, ПВХ).

Термореактивныепри нагревании необратимо твердеют; повторно не плавятся (фенолформальдегидные смолы).

Бутадиеновый каучук получают из бутадиена $C H_{2} = CH - CH = C H_{2}$ , тефлон (политетрафторэтилен) — из тетрафторэтилена $C F_{2} = C F_{2}$ .
Природные полимеры: крахмал, целлюлоза, белки, натуральный каучук.
Синтетические полимеры очень медленно разлагаются, поэтому пластиковый мусор опасен для природы.

Производства и экология: факты

Уравнение	Производство
$F e_{2} O_{3} + 3CO \to 2Fe + 3C O_{2}$	доменный процесс (выплавка чугуна)
$CaC O_{3} \to CaO + C O_{2}$	обжиг известняка (получение извести)
$C H_{4} + H_{2} O \to CO + 3 H_{2}$	конверсия метана (получение водорода)

Основная часть воздуха — азот (около 78 %); он малоактивен из-за очень прочной тройной связи в $N_{2}$ .
Угарный газ $CO$ опасен: он прочно связывается с гемоглобином крови и мешает переносу кислорода.
Озоновый слой задерживает жёсткое ультрафиолетовое излучение Солнца.
ПДК — предельно допустимая концентрация вещества, безопасная для человека и природы.
Самый действенный способ борьбы с выбросами — их очистка и переход на замкнутые (безотходные) технологии. «Зелёная химия» — разработка производств, не наносящих вреда окружающей среде.

Серия: 0

Где это пригодится: ЕГЭ — 3 заданияЗадания экзамена 11 класса, которые опираются на этот материал — нажмите, чтобы раскрыть список

ЕГЭ, задание 7: Вещество и реагенты2 балла · повышенный уровень · 7 минутОткрыть →ЕГЭ, задание 24: Качественные реакции2 балла · повышенный уровень · 7 минутОткрыть →ЕГЭ, задание 25: Химия и жизнь1 балл · базовый уровень · 3 минутыОткрыть →

Проблема	Причина
кислотные дожди	выбросы SO₂ и оксидов азота
парниковый эффект	накопление CO₂ и CH₄
разрушение озонового слоя	фреоны

Признак	Виды полимеров
по происхождению	природные, искусственные, синтетические
по способу получения	полимеризация, поликонденсация
по отношению к нагреванию	термопластичные, термореактивные

Группа	Высший оксид
IV	RO₂
V	R₂O₅
VI	RO₃
VII	R₂O₇

Группа	Водородное соединение
IV	RH₄
V	RH₃
VI	H₂R
VII	HR