Химия. 9 класс. Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г.

Учебник — основной элемент информационно-образовательной среды предметной линии УМК по химии для 8-9 классов авторов Г.Е. Рудзитиса, Ф.Г. Фельдмана. Он позволяет обеспечить достижение предметных, метапредметных и личностных результатов образования в соответствии с требованиями ФГОС основного общего образования. Материал учебника организован в соответствии с разными формами учебной деятельности, что даёт возможность отрабатывать широкий спектр необходимых умений и компетенций.

Химия. 9 класс. Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г.

 

Описание учебника

Изучая химию в 8 классе, вы усвоили основные законы химии и важнейшие химические понятия, научились применять химическую символику, составлять химические формулы и уравнения реакций, решать задачи, проводить химический эксперимент.
Чтобы успешно продолжить ваше дальнейшее знакомство с химией, напоминаем вам, как устроен учебник.
Каждый параграф начинается с вопросов на повторение. Эти вопросы помогут вам вспомнить то, что вы уже изучали на других предметах (физика, биология) или на предыдущих уроках химии.
Важная информация поможет вам понять, как устроены атомы разных химических элементов, как определять наличие тех или иных ионов в растворе и т. п.
В параграфах отдельно выделены лабораторные опыты, которые вы будете проводить самостоятельно или наблюдать, как их демонстрирует учитель.
Имеющиеся в учебнике схемы и таблицы могут послужить вам многократно — и при изучении и усвоении нового материала, и при повторении и обобщении уже изученного.
Основные понятия в конце параграфа нужно запомнить и уметь объяснять. Их же удобно использовать, когда нужно найти информацию в Интернете.
Требования к освоению материала каждого параграфа сформулированы в рубрике «Личный результат». Ориентируясь на них, вы сможете осуществить самоконтроль и самопроверку.
В конце учебника приведён предметный указатель — список терминов со ссылками на те страницы учебника, где эти термины встречаются, и даны ответы на расчётные задачи.
\Окислительно-восстановительные реакции
• что называют химической реакцией?
• Какие типы химических реакций вам известны?
Что такое степень окисления? Как определить степень окисления атома?
Какие реакции относят к окислительно-восстановительным?
В окружающем нас мире постоянно протекает огромное количество химических реакций. Химические реакции сопровождаются превращением одних веществ в другие. Сущность химической реакции состоит в разрушении химических связей в исходных веществах и в образовании новых связей в продуктах реакции. В результате образуются новые вещества с новыми свойствами.
Единой классификации химических реакций не существует. В 8 классе вы познакомились с реакциями соединения, разложения, замещения и обмена. В основу этой классификации химических реакций положены число и состав исходных и образующих веществ.
Рассмотрим химические реакции каждого типа с точки зрения окисления (отдача электронов) и восстановления (присоединение электронов) атомов элементов. Над знаками химических элементов проставим их степени окисления и стрелками покажем переход электронов, если он есть. (Напоминаем, что при записи степени окисления знак «+» или «—» ставят перед цифрой, а при обозначении зарядов ионов — после цифры.)
1) CuS04 + 2NaOH = Na2S04 + Cu(OH)2j
В реакции обмена между сульфатом меди и гидроксидом натрия степени окисления элементов не изменяются.
В реакции соединения между медью и кислородом:
а) атомы меди окисляются до ионов меди;
б) атомы кислорода восстанавливаются до ионов кислорода;
в) окислителями являются атомы кислорода;
г) восстановителями являются атомы меди.
В реакции разложения оксида ртути(П):
а) ионы ртути восстанавливаются до нейтральных атомов ртути;
б) ионы кислорода окисляются до атомов кислорода;
в) окислителями являются ионы ртути;
г) восстановителями являются ионы кислорода.
В реакции замещения между алюминием и соляной кислотой:
а) атомы алюминия окисляются до ионов алюминия;
б) ионы водорода восстанавливаются до атомов водорода (из которых образуются молекулы водорода);
в) окислителями являются ионы водорода;
г) восстановителями являются атомы алюминия.
Реакции, которые протекают с изменением степеней окисления элементов, называют ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫМИ РЕАКЦИЯМИ.
Следовательно, рассмотренные реакции соединения, разложения и замещения являются окислительно-восстановительными. Реакции соединения и разложения могут и не быть окислительно-восстановительными.
Важная информация. В окислительно-восстановительных реакциях число электронов, отданных восстановителем, равно числу электронов, присоединённых окислителем.
Данный принцип положен в основу метода составления уравнений окислительно-восстановительных реакций. Этот метод называют методом электронного баланса.
Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций с помощью метода электронного баланса
Составим уравнение реакции соляной кислоты с перманганатом калия.
1. Пишем формулы реагирующих веществ, ставим стрелку, а за ней пишем формулы образующихся веществ:
2. Указываем степень окисления нал знаками элементов, у которых она изменяется:
3. Выписываем химические знаки элементов, которые изменяют степень окисления:
4. Находим, сколько электронов отдают или присоединяют соответствующие атомы:
5. Составляем электронный баланс, т. е. находим наименьшее общее кратное чисел отданных и присоединённых электронов (их число должно быть одинаково):
6. Найденные коэффициенты ставим перед соответствующими формулами в правой части уравнения:
7. Соответственно найденным коэффициентам в правой части уравнения находим коэффициенты для формул всех остальных веществ:
8. Проверяем, соответствует ли число атомов всех элементов в левой части уравнения числу атомов в правой части уравнения.
Окислительно-восстановительные реакции. Метод электронного баланса
2. Докажите, что реакция 2Fe + 3C12 = 2FeCl3 является окислительно-восстановительной. Укажите окислитель и восстановитель.
3. Заполните таблицу, приведя по два примера реакций соединения и разложения, которые не являются окислительно-восстановительными. Обсудите таблицу с соседом по парте. Проверьте друг у друга заполненную таблицу.
Проставьте над знаками соответствующих химических элементов степени окисления, покажите переход электронов и расставьте коэффициенты.
Используя электронное приложение, потренируйтесь расставлять коэффициенты в окислительно-восстановительных реакциях: выполните тесты к § 1.
Личный результат
Я могу определить, является ли реакция окислительно-восстановительной. Я умею расставлять коэффициенты в уравнениях окислительно-восстано-вительных реакций методом электронного баланса.
Тепловые эффекты химических
• по каким признакам судят о протекании химической реакции?
• вспомните из курса физики, как называют прибор для измерения количества теплоты.
• Как рассчитать молярную массу вещества?
Одним из признаков протекания химической реакции является выделение тепла и света, например, при горении — взаимодействии с кислородом (рис. 1). Для начала горения требуется предварительное нагревание (нагревание служит как бы толчком), а затем реакция протекает самопроизвольно и выделяется большое количество теплоты.
Реакции, протекающие с выделением теплоты, называют ЭКЗОТЕРМИЧЕСКИМИ РЕАКЦИЯМИ (от греч. «экзо» — наружу).
Известны и такие реакции, которые протекают с поглощением теплоты или другого вида энергии. Например, известняк СаС03 превращается в жжёную известь СаО при непрерывном нагревании в течение всего процесса разложения. Вода разлагается в результате притока электрической энергии, которая необходима не только для возникновения реакции, но и для её дальнейшего протекания.
Реакции, протекающие с поглощением энергии, называют ЭНДОТЕРМИЧЕСКИМИ РЕАКЦИЯМИ (от греч. «эндо» — внутрь).
На практике химические реакции используют не только для получения различных веществ, но и как источник энергии. Поэтому необходимо научиться рассчитывать количество выделяющейся или поглощающейся в виде теплоты энергии по уравнениям химических реакций с учётом экспериментальных данных.
При составлении химических уравнений выделение или поглощение теплоты условно обозначают знаком:
Химические уравнения, в которых указывается тепловой эффект, называют ТЕРМОХИМИЧЕСКИМИ УРАВНЕНИЯМИ.
В термохимических уравнениях, в отличие от обычных химических уравнений, обязательно указывают агрегатное состояние вещества (твёрдое, жидкое, газообразное).
Расчёты по термохимическим уравнениям. Используя данные о тепловых эффектах химических реакций, можно производить различные расчёты.
Задача. При взаимодействии 7 г железа с избытком серы выделилось 12,15 кДж. На основании этих данных составьте термохимическое уравнение реакции.
Энергия, которая в этом процессе поглощается, не исчезает. Она аккумулируется в образующихся веществах — в кислороде и водороде. Это означает, что полученные кислород 02 и водород Н2 на 484 кДж богаче энергией, чем исходное вещество — вода Н20. В том, что это действительно так, можно убедиться, проделав обратную реакцию, т. е. путём сжигания водорода получить воду. При этом выделяется такое же количество энергии, которое было затрачено на разложение воды:
2Н2(г.) + 02(г.) = 2Н20(г.) + 484 кДж
В соответствии с законом сохранения и превращения энергии выделяющаяся при химических реакциях энергия может быть преобразована в другие виды энергии. Так, при сжигании топлива на теплоэлектростанциях часть выделяющейся энергии преобразуется в электрическую.
Реакции экзотермические и эндотермические, тепловой эффект реакции. Термохимические уравнения реакций. Закон сохранения и превращения энергии
Подумай, ответь, выполни…
1. Составьте краткий план-конспект параграфа.
2. Какие данные нужно обязательно указывать при составлении термохимических уравнений? Поясните на конкретных примерах.
3. Какое количество теплоты выделится при сжигании 100 л водорода, взятого при нормальных условиях, в избытке кислорода? Термохимическое уравнение реакции:
2Н2(г.) + 02(г.) = 2Н20(г.) + 484 кДж
4. Вычислите, сколько сгорело угля, если при этом выделилось 33 520 кДж теплоты.
Скорость химических реакций
• Какие вещества называют катализаторами? приведите примеры каталитических реакций. Как осуществляются химические реакции в живых организмах?
Понятие о скорости химических реакций. Вам известно, что некоторые химические реакции, например горение водорода в хлоре, протекают очень быстро, другие же, например ржавление железа (рис. 2), — медленно. Для повышения производительности химических производств (например, производства удобрений или пластмасс) необходимо создать условия, способствующие ускорению химических процессов. Чем быстрее будет протекать та или иная химическая реакция, тем больше в единицу времени образуется требуемого продукта. А некоторые химические реакции наносят вред (например, порча пищевых продуктов). Скорость таких нежелательных реакций необходимо замедлить.
Что же такое скорость химической реакции? Нетрудно понять, что скорость реакции должна определяться изменением концентрации прореагировавшего или образующегося вещества в единицу времени. Концентрацию вещества часто определяют как число молей в литре.
СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ определяется изменением концентрации одного из реагирующих веществ в единицу времени.
Катализ. Большинство химических реакций, протекающих в лаборатории, в промышленности и особенно в живых организмах, — каталитические, т. е. идущие в присутствии катализатора. Вы узнали о каталитических реакциях, когда изучали способы получения кислорода в лаборатории. Так, разложение бертолетовой соли и пероксида водорода ускоряется в присутствии катализатора оксида марганца.
Бертолле Клод Луи (1748— 1822). Французский химик, академик. Впервые разработал основные закономерности протекания химических реакций. Имеет ряд значительных работ по неорганической химии.
Вещества, которые ускоряют химическую реакцию, но сами в ходе реакции не расходуются и не входят в состав конечных продуктов, называют КАТАЛИЗАТОРАМИ.
Обычно в качестве катализаторов используют металлы (Fe, Ni, Pt, Pd и др.) или их соединения (оксиды, соли). Особую роль играют биологические катализаторы — ферменты, ускоряющие реакции в живых организмах (см. § 58).
Несмотря на то что человек использует различные катализаторы уже около 200 лет, теория катализа, которая могла бы предсказывать каталитические свойства веществ, до сих пор не разработана. Поэтому катализ — одна из самых перспективных областей современной химии.
Существуют и вещества, которые замедляют скорость химических реакций. Такие вещества называют ингибиторами. Например, в присутствии ингибиторов нестойкий пероксид водорода может долго храниться, не разлагаясь на воду и кислород.
Ускорение химических реакций катализаторами носит название катализа, а замедление — ингибирования.
Подумай, ответь, выполни…
1. Что такое скорость химической реакции и как её определяют?
2. Приведите примеры реакций, замедление или ускорение которых имеет положительное или отрицательное значение для производства либо в быту.
3. В таблице 1 указаны условия, влияющие на скорость химических реакций, и даны примеры. Назовите для каждого условия один-два дополнительных примера, составьте уравнения реакций и дайте обоснование их осуществления.
4. В сосуде ёмкостью 2 л газы А и В реагируют в соответствии с уравнением
А + В = 2С.
В начале реакции газа А было 0,4 моль, а через 2 с было обнаружено 0,2 моль продукта. Определите скорость реакции.
Тестовые задания
1. С большей скоростью идёт взаимодействие соляной кислоты 1) с Hg 2) с Zn 3) с Mg 4) с Fe
2. Скорость реакции железа с соляной кислотой увеличится, если
1) добавить индикатор
2) повысить давление
3) измельчить кусок металла
4) понизить температуру раствора
Используя электронное приложение к учебнику (§ 3), рассмотрите график «Изменение концентрации реагирующих веществ во времени» (раздел «Рисунки»). Просмотрите видеофрагменты «Зависимость скорости реакций от условий их протекания».
Личный результат
Я знаю, как условия протекания реакции влияют на её скорость. Я могу рассчитать скорость химической реакции.
Практическая работа 1
Изучение влияния условий проведения химической реакции на её скорость
• Какие правила техники безопасности нужно соблюдать при работе с кислотами и пероксидом водорода?
1. Влияние природы реагирующих веществ
1) В три пробирки налейте соляную кислоту. В первую пробирку положите кусочек магния, во вторую — кусочек цинка, в третью — кусочек меди. Что наблюдаете? Какая из реакций протекает быстрее?
2) Налейте в одну пробирку соляной кислоты, в другую — такое же количество уксусной кислоты (концентрация кислот должна быть одинаковой). Опустите в каждую пробирку по две гранулы цинка. Определите, какая реакция протекает быстрее.
2. Влияние концентрации реагирующих веществ
В две пробирки поместите по одной грануле цинка. В одну пробирку прилейте 1 мл 30%-ной соляной кислоты, в другую — 1 мл 10%-ной соляной кислоты. Где более интенсивно проходит реакция? Почему?
3. Влияние поверхности соприкосновения реагентов
В одну пробирку опустите кусочек мела, в другую насыпьте немного порошка мела. Налейте в пробирки по 1,5 мл соляной кислоты одинаковой концентрации. Есть ли разница в скорости выделения газа?
4. Влияние температуры
В две пробирки опустите по одной грануле цинка. Налейте в каждую пробирку по 1 мл соляной кислоты одинаковой концентрации. Одну пробирку опустите в стакан с горячей водой. Сравните интенсивность выделения пузырьков водорода в пробирках и сделайте вывод о влиянии температуры на скорость химической реакции.
5. Влияние катализатора
В пробирку налейте 1 мл пероксида водорода и внесите тлеющую лучинку, не прикасаясь к жидкости. Что наблюдаете? Добавьте к перокси-ду водорода несколько кристалликов оксида марганца(1У) Мп02 и снова внесите тлеющую лучинку. Что наблюдаете? Какую роль играет Мп02?
6. Отчёт о работе составьте в произвольной форме и сделайте общий вывод.

Учебник. Химия. 9 класс. Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г.

Предложения интернет-магазинов