Онлайн калькуляторы

На нашем сайте собрано более 100 бесплатных онлайн калькуляторов по математике, геометрии и физике.

Справочник

Основные формулы, таблицы и теоремы для учащихся. Все что нужно, чтобы сделать домашнее задание!

Заказать решение

Не можете решить контрольную?!
Мы поможем! Более 20 000 авторов выполнят вашу работу от 100 руб!

Кислород и его характеристики

Общая характеристика кислорода

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Кислород – восьмой элемент Периодической таблицы. Обозначение – О от латинского «oxygenium». Расположен во втором периоде, VIА группе. Относится к неметаллам. Заряд ядра равен 8.

Кислород – самый распространенный элемент земной коры. В свободном состоянии он находится в атмосферном воздухе, в связанном виде входит в состав воды, минералов, горных пород и всех веществ, из которых построены организмы растений и животных. Массовая доля кислорода в земной коре составляет около 47%.

В виде простого вещества кислород представляет собой бесцветный газ, не имеющий запаха. Он немного тяжелее воздуха: масса 1 л кислорода при нормальных условиях равна 1,43 г, а 1 л воздуха 1,293г. Кислород растворяется в воде, хотя и в небольших количествах: 100 объемов воды при 0oС растворяют 4,9, а при 20oС – 3,1 объема кислорода.

Атомная и молекулярная масса кислорода

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Относительная атомная масса Ar – это молярная масса атома вещества, отнесенная к 1/12 молярной массы атома углерода-12 (12С).

Относительная атомная масса атомарного кислорода равна 15,999 а.е.м.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Относительная молекулярная масса Mr – это молярная масса молекулы, отнесенная к 1/12 молярной массы атома углерода-12 (12С).

Это безразмерная величина.Известно, что молекула кислорода двухатомна – О2. Относительная молекулярная масса молекулы кислорода будет равна:

Mr2) = 15,999 × 2 ≈32.

Аллотропия и аллотропные модификации кислорода

Кислород может существовать в виде двух аллотропных модификаций – кислорода О2 и озона О3 (физические свойства кислорода описаны выше).

При обычных условиях озон – газ. От кислорода его можно отделить сильным охлаждением; озон конденсируется в синюю жидкость, кипящую при (-111,9oС).

Растворимость озона в воде значительно больше, чем кислорода: 100 объемов воды при 0oС растворяют 49 объемов озона.

Образование озона из кислорода можно выразить уравнением:

3O2 = 2O3 – 285 кДж.

Изотопы кислорода

Известно, что в природе кислород может находиться в виде трех изотопов 16O (99,76%), 17O (0,04%) и 18O (0,2%). Их массовые числа равны 16, 17 и 18 соответственно. Ядро атома изотопа кислорода 16O содержит восемь протонов и восемь нейтронов, а изотопов 17O и 18O– такое же количество протонов,девять и десять нейтронов соответственно.

Существует двенадцать радиоактивных изотопов кислорода с массовыми числами от 12-ти до 24-х, из которых наиболее стабильным является изотоп 15О с периодом полураспада равным 120 с.

Ионы кислорода

На внешнем энергетическом уровне атома кислорода имеется шесть электронов, которые являются валентными:

1s22s22p4.

Схема строения атома кислорода представлена ниже:

Схема строения атома кислорода и его характеристики

В результате химического взаимодействия кислород может терять свои валентные электроны, т.е. являться их донором, и превращаться в положительно заряженные ионы или принимать электроны другого атома, т.е. являться их акцептором, и превращаться в отрицательно заряженные ионы:

О0+2e → О2-;

О0-1e → О1+.

Молекула и атом кислорода

Молекула кислорода состоит из двух атомов – О2. Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу кислорода:

Энергия ионизации атома, эВ

13,41

Относительная электроотрицательность

3,44

Радиус атома, нм

0,060

Стандартная энтальпия диссоциации молекул при 25oС, кДж/моль

498

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1
Задание Термохимическое уравнение реакции горения метана:

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + 882 кДж.

Какое количество теплоты выделится, если в газовой горелке сгорит 112 л (н.у.) метана?

Решение Найдем теоретический объем метана (рассчитанный по термохимическому уравнению реакции):

n(CH4) = 1 моль;

V(CH4) = n(CH4) ×Vm;

V(CH4) = 1 × 22,4 = 22,4 л.

Пусть в ходе реакции выделится х кДж теплоты. Составим пропорцию:

112 л – х кДж;

22,4 л – 882 кДж.

Отсюда х будет равен:

х = 882 × 112 / 22,4 = 4410.

Значит в ходе реакции горения метана выделяется 4410 кДж теплоты.

Ответ Выделяется 4410 кДж теплоты
ПРИМЕР 2
Задание При сжигании 1 л (н.у.) метана выделилось 39 кДж теплоты. Определите тепловой эффект реакции и составьте термохимическое уравнение реакции:

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O.

Решение Найдем теоретический объем метана (рассчитанный по термохимическому уравнению реакции):

n(CH4) = 1 моль;

V(CH4) = n(CH4) ×Vm;

V(CH4) = 1 × 22,4 = 22,4 л.

Пусть в ходе реакции выделится х кДж теплоты. Составим пропорцию:

1 л – 39 кДж;

22,4 л – х кДж.

Отсюда х будет равен:

х = 39 × 22,4 / 1 = 874.

Значит в ходе реакции горения метана выделяется 874 кДж теплоты. Термохимическое уравнение реакции имеет вид:

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + 874 кДж.

Ответ Выделяется 874 кДж теплоты
Нужна помощь с
решением задач?
Более 500 авторов онлайн и готовы помочь тебе прямо сейчас! Цена от 20 рублей за задачу. Сейчас у нас проходит акция, мы дарим 100 руб на первый заказ.