Химия. 9 класс. Учебник. Новошинский И.И., Новошинская Н.С.

Учебник является логическим продолжением учебника для 8 класса. Его отличает оригинальный подход к изложению основ химии. Доступный язык и продуманная последовательность подачи материала способствуют быстрому усвоению информации, в том числе в ходе самостоятельной деятельности учащихся, Книга посвящена изучению конкретных веществ и химических реакций на основе периодического закона и Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, а также знакомит с некоторыми органическими веществами, что придаёт курсу логическую завершённость.

Химия. 9 класс. Учебник. Новошинский И.И., Новошинская Н.С.

 

Описание учебника

Содержание
Предисловие 3
I. ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ
§ 1. Понятие об окислительно-восстановительных реакциях 5
§ 2. Окислители и восстановители. Окислительно-восстановительная двойственность 8
§ 3. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций 13
II. ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН И ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА — ОСНОВА ИЗУЧЕНИЯ И ПРЕДСКАЗАНИЯ СВОЙСТВ ЭЛЕМЕНТОВ И ИХ СОЕДИНЕНИЙ
§ 4. Периодический закон 17
§ 5. Характеристика химического элемента и его соединений на основе положения в Периодической системе и строения атома 23
§ 6. Значение периодического закона 25
III. ВОДОРОД И ЕГО ВАЖНЕЙШИЕ СОЕДИНЕНИЯ
§ 7. Водород, его общая характеристика, нахождение в природе и получение 31
§ 8. Свойства и применение водорода 36
§ 9. Молярный объём газов. Закон Авогадро 41
§ 10. Относительная плотность газов 45
§ 11. Вычисления по уравнениям химических реакций с использованием физической величины «молярный объём газа». Объёмные отношения газов в реакциях 47
§ 12. Вода 50
IV. ГАЛОГЕНЫ
§ 13. Общая характеристика галогенов 60
§ 14. Хлор 64
§ 15. Хлороводород и соляная кислота 71
§ 16. Фтор. Бром. Иод 76
§ 17. Вычисление массы (объёма, количества вещества) продукта реакции, если одно из реагирующих веществ дано в избытке 80
V. СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ
§ 18. Понятие о скорости химических реакций 82
§ 19. Классификация химических реакций 89
VI. ПОДГРУППА КИСЛОРОДА
§ 20. Кислород 93
§ 21. Озон. Аллотропия 98
§ 22. Сера 101
§ 23. Сероводород 105
§ 24. Оксид cepbi(IV). Сернистая кислота 107
§ 25. Оксид cepbi(VI). Серная кислота 109
§ 26. Вычисление массы или объёма продукта реакции по известной массе или объёму исходного вещества, содержащего примеси 115
VII. ПОДГРУППА АЗОТА
§ 27. Азот 120
§ 28. Аммиак. Соли аммония 123
§ 29. Оксиды азота 129
§ 30. Азотная кислота и её соли 131
§ 31. Круговорот азота в природе 135
§ 32. Фосфор и его соединения 138
VIII. ПОДГРУППА УГЛЕРОДА
§ 33. Углерод 146
§ 34. Кислородные соединения углерода 152
§ 35. Круговорот углерода в природе 156
§ 36. Кремний и его соединения 159
§ 37. Сравнение свойств водородных соединений неметаллов IV-VII групп 166
IX. МЕТАЛЛЫ И ИХ СОЕДИНЕНИЯ
§ 38. Общая характеристика металлов. Получение и физические свойства металлов 170
§ 39. Химические свойства металлов 176
§ 40. Определение состава смеси, компоненты которой выборочно взаимодействуют с указанными реагентами 179
§ 41. Алюминий 182
§ 42. Магний и кальций 188
§ 43. Жёсткость воды и её устранение 194
§ 44. Щелочные металлы 196
§ 45. Железо 201
§ 46. Соединения и сплавы железа 205
§ 47. Коррозия металлов 209
X. ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ
§ 48. Взаимосвязь неорганических и органических веществ 213
§ 49. Углеводороды. Предельные углеводороды — алканы 216
§ 50. Непредельные углеводороды — алкены 219
§ 51. Природные источники углеводородов 222
§ 52. Кислородсодержащие органические соединения. Спирты 224
§ 53. Уксусная кислота 227
§ 54. Жиры 229
§ 55. Углеводы 231
§ 56. Азотсодержащие соединения 234
Практические работы
Работа 1. Решение экспериментальных задач по темам «Важнейшие классы неорганических соединений» и «Реакции ионного обмена» 238
Работа 2. Галогены 240
Работа 3. Решение экспериментальных задач по теме «Подгруппа кислорода» 241
Работа 4. Получение аммиака и изучение его свойств. Соли аммония 241
Работа 5. Получение оксида углерода(1У) и изучение его свойств. Свойства карбонатов 244
Работа 6. Решение экспериментальных задач по теме «Металлы и их соединения» 245
Работа 7. Решение экспериментальных задач по курсу химии 9 класса 246
Ответы к расчётным задачам 248
Предметный указатель 250
В курсе 8 класса вы познакомились с некоторыми основными химическими понятиями и важнейшими классами неорганических соединений, мысленно проникли в глубь атома и узнали, как построено вещество.
В 9 классе на основе знания периодического закона и Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, теорий электролитической диссоциации и окислительно-восстановительных реакций вы продолжите изучение конкретных веществ и химических реакций, познакомитесь с основами органической химии.
Работая с учебником, не забывайте, как правильно им пользоваться!
В тексте основные химические понятия выделены полужирным шрифтом. Наиболее важные обобщения и законы, на которые следует обратить особое внимание, также выделены шрифтом.
Материал в учебнике изложен последовательно: не изучив материал одного параграфа, вы можете столкнуться с трудностями при изучении следующего.
Проработав параграф, постарайтесь выполнить предложенные вам задания и ответить на вопросы. Если вы затрудняетесь, прочитайте параграф ещё раз.
Перед решением задачи обязательно разберите алгоритм решения задач данного типа.
В конце книги даны ответы к расчётным задачам и помещён предметный указатель, который содержит термины, понятия, названия веществ, реакций, законов.
Если вы сможете ответить на все вопросы, выполнить упражнения и решить все задачи, которые даны в учебнике, то химия станет для вас не только понятным, но и любимым предметом.
Успехов вам в изучении химии!
Окислительно-восстановительные реакции
§1
ПОНЯТИЕ ОБ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЯХ
Пов Iорите классификацию химических реакций (8 класс, § 30), степень окисления (8 класс, § 20).
По признаку изменения степеней окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ, химические реакции подразделяют на два типа.
К первому типу относят реакции, протекающие без изменения степеней окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ. Например, в реакции
+2+4-2 , +2-2 +4-2
СаС03 = СаО + С02
степень окисления каждого из атомов после реакции осталась без изменения.
Ко второму типу относят реакции, протекающие с изменением степеней окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ.
Например, в реакции
Окислительно-восстановительные реакции
степени окисления атомов цинка и меди изменяются.
Реакции, протекающие с изменением степеней окисления атомов всех или некоторых элементов, входящих в состав реагирующих веществ, называют окислительно-восстановительными.
Окислительно-восстановительные реакции сопровождаются перераспределением электронной плотности между атомами и, как следствие, изменением степеней окисления. Для упрощения на практике принято говорить о присоединении или отдаче электронов:
При отдаче электронов степень окисления атома повышается.
Восстановитель Вещество, атомы, ионы или молекулы которого отдают электроны, называют восстановителем.
Так, в рассмотренной выше реакции переход атомов цинка в степени окисления 0 (Zn) в атомы со степенью окисления +2 (Zn) является процессом окисления. Атом цинка, отдавая два электрона, повышает степень окисления от 0 до +2 и является восстановителем.
Процесс окисления записывают электронным уравнением, в котором указывают изменение степени окисления атомов и число электронов, отданных восстановителем:
Процесс присоединения электронов атомом, ионом или мо- Восстановление лекулой называют восстановлением.
При присоединении электронов степень окисления атома понижается.
Из приведённых электронных уравнений видно, что если в реакции одни частицы (восстановителя) отдают электроны и окисляются, то другие частицы (окислителя) приобретают электроны и восстанавливаются. Следовательно, эти два процесса — окисление и восстановление — протекают одновременно, они неразделимы. Без окисления нет восстановления, и без восстановления не может быть окисления. При этом общее число электронов, отдаваемых восстановителем, равно общему числу электронов, принимаемых окислителем.
Следовательно:
восстановитель окислитель
окисляется восстанавливается
Окислительно-восстановительные процессы являются наиболее распространёнными химическими реакциями и имеют большое значение.
Они протекают в живой и неживой природе. Горение, гниение, тление, дыхание, обмен веществ, усвоение углекислого газа растениями с выделением кислорода — всё это окислительно-восстановительные процессы. Реакции окисления-
Окислительно-восстановитель-ные процессы в природе и технике восстановления лежат в основе получения металлов (железо, хром, марганец, никель, кобальт, медь, серебро, цинк и др.) и неметаллов (хлор, сера, водород и др.) из их соединений. Производство аммиака, азотной и серной кислот, щелочей, ряда строительных материалов, пластических масс, удобрений, медикаментов и т. д. было бы невозможно без использования окислительно-восстановительных процессов.
ВОПРОСЫ 1 • Определите степени окисления атомов элементов; укажите, ка-
И ЗАДАНИЯ кие реакции, уравнения которых приведены ниже, относятся к
окислительно-восстановительным:
2. Определите, атомы какого элемента окисляются, а какого — восстанавливаются в следующих реакциях:
Какие вещества в этих реакциях играют роль восстановителей, а какие — окислителей?
§2
В качестве окислителей и восстановителей могут выступать как простые и сложные вещества, так и ионы, содержащие в своём составе атомы, изменяющие степень окисления в процессе реакции.
Окислительно-восстановительные свойства атомов различных элементов зависят от положения элемента в Периодической системе и от степени их окисления в соединении. Для атомов многих элементов различают минимальную (низшую), промежуточную и максимальную (высшую) степени окисления.
Рассмотрим, например, возможные степени окисления атома серы. Электронная конфигурация атома серы. Внешний энергетический уровень атома серы содержит шесть электронов. В химических реакциях атом серы может присоединить два электрона от атома другого элемента, достраивая при этом внешний уровень до устойчивой восьми-электронной конфигурации:
Атом серы в минимальной степени окисления — только восстановитель Атомы серы в промежуточной степени окисления обладают как окислительными, так и восстановительными свойствами Атом серы в максимальной степени окисления — только окислитель
Восстановители. Из простых веществ только восстано- Восстановители вителями могут быть атомы металлов, так как нулевая степень окисления является для них минимальной, а в соединениях они проявляют только положительные степени окисления:
В периодах с возрастанием атомного номера элементов число энергетических уровней остаётся постоянным, а заряд ядра атомов увеличивается, что вызывает уменьшение атомного радиуса и усиление связи валентных электронов с ядром. Поэтому восстановительные свойства элементов ослабевают.
В главных подгруппах с увеличением номера периода увеличивается радиус атомов и ослабляется связь валентных электронов с ядром, поэтому восстановительные свойства элементов возрастают.
Окислительно-восстановительная двойственность
Следовательно, наиболее сильными окислителями являются неметаллы, образованные атомами элементов главной подгруппы VII группы, а наиболее активный из них — фтор.
Из сложных веществ окислителями являются соединения, в состав которых входят атомы элементов в максимальной степени окисления.
Окислительно-восстановительная двойственность. Вещества, которые в своём составе содержат атом в промежуточной степени окисления, способны проявлять как окислительные свойства (при взаимодействии с более сильными восстановителями), так и восстановительные (при взаимодействии с более сильными окислителями).
Например: все неметаллы (исключение — фтор и кислород), некоторые сложные вещества — S02, HN02, нитриты, сульфиты и др.
Задание. Определите по формулам веществ, какие из них и за счёт атомов каких элементов проявляют окислительные свойства, а какие — восстановительные; укажите те из них, которые обладают окислительно-восстановительной двойственностью: NH3, Mg, F2, NaN02, P. HN03.
Решение
Аммиак NH3 — восстановитель за счёт атома азота в минимальной степени окисления.
Магний Mg — восстановитель, так как это металл.
Фтор F2 — окислитель, так как фтор самый электроотрицательный элемент, поэтому его атомы могут только присоединять электроны.
Нитрит натрия NaN02 обладает окислительно-восстановительной двойственностью за счёт атома азота в промежуточной степени окисления.
Фосфор Р обладает окислительно-восстановительной двойственностью, так как в нём атомы имеют промежуточную степень окисления.
Азотная кислота HN03 — окислитель за счёт атома азота в максимальной степени окисления.
1. Из приведённых ниже формул веществ выпишите формулы соеди- ВОПРОСЫ
нений и укажите, за счёт атомов каких элементов они проявляют и ЗАДАНИЯ только окислительные или только восстановительные свойства: Na2S03, Са, С, Na2S, 02, КСЮ4.
2. Окислительно-восстановительную двойственность проявляет вещество, формула которого: a)Fe; б) N203; в) Н20; г) HN03.
§3
СОСТАВЛЕНИЕ УРАВНЕНИЙ
ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ
Одним из методов составления уравнений окислительно-восстановительных реакций является метод электронного баланса.
Алгоритм составления уравнения окислительно-восстановительной реакции методом электронного баланса
1. Составить схему реакции, т. е. записать формулы исходных веществ и продуктов реакции.
2. Определить элементы, атомы которых изменили степень окисления в результате реакции. Найти среди исходных веществ окислитель и восстановитель.
3. Составить электронные уравнения процессов окисления и восстановления.
Если в формуле окислителя (восстановителя) или продукта его восстановления (окисления)
4. Составить схему электронного баланса. Для этого к электронным уравнениям необходимо подобрать множители так, чтобы число электронов, отдаваемых при окислении, было равно числу электронов, принимаемых при восстановлении. Найденные множители представляют собой коэффициенты перед формулами окислителя и восстановителя, их надо записать справа от электронных уравнений.
5. Перенести найденные коэффициенты в схему реакции и поставить их перед формулами продуктов окисления и восстановления, а затем — перед формулами окислителя и восстановителя.
6. Расставить коэффициенты перед формулами оставшихся веществ в следующей последовательности: вещества, содержащие: а) атомы металлов; б) кислотные остатки (если они принимают участие в реакции); в) атомы водорода; г) атомы кислорода.
7. Подсчитать число атомов кислорода в обеих частях схемы. Если оно окажется одинаковым, то коэффициенты определены верно.
8. Заменить стрелку между частями схемы, указывающую лишь направление процесса, знаком равенства, указывающим на соответствие записи закону сохранения массы веществ: число одних и тех же атомов в правой и левой частях уравнения одинаково.
Задание. Составьте уравнение реакции окисления аммиака кислородом воздуха.

Химия. 9 класс. Учебник.