1. Металлы, их положение в Периодической системе Д.И. Менделеева химических элементов, строение их атомов, металлическая химическая связь. Общие химические свойства металлов. 2. Природные источники углеводородов; природный газ, нефть, каменный уголь и их практическое использование. 3. Задача: В раствор, содержащий 6,3 г азотной кислоты, добавили 4,8 г гидроксида кальция. Вычислить количество образовавшейся соли.

1. Металлы, их положение в Периодической системе Д.И. Менделеева, строение их атомов, металлическая химическая связь. Общие химические свойства металлов.

Металлы — это химические элементы, занимающие большую часть Периодической системы Д.И. Менделеева (слева и в центре). Они расположены в главных подгруппах I-III групп и в побочных подгруппах всех групп.

Строение атомов: Атомы металлов имеют на внешнем электронном слое небольшое число электронов (обычно 1-3). Они легко отдают эти электроны, превращаясь в положительно заряженные ионы (катионы).

Металлическая химическая связь: Образуется между атомами металлов за счёт обобществления валентных электронов, которые свободно перемещаются по всему объёму кристаллической решётки, образуя так называемый «электронный газ».

Общие химические свойства:

• Взаимодействие с кислотами: Металлы (кроме благородных) вытесняют водород из кислот: \( 2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2 \uparrow \).
• Взаимодействие с водой: Активные металлы (щелочные, щёлочноземельные) бурно реагируют с водой: \( 2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2 \uparrow \). Менее активные металлы реагируют с водой при нагревании.
• Взаимодействие с солями: Металлы вытесняют из растворов солей менее активные металлы: \( Zn + CuSO_4 \rightarrow ZnSO_4 + Cu \downarrow \).
• Окислительные свойства: Металлы могут проявлять свойства восстановителей, отдавая электроны.

2. Природные источники углеводородов; природный газ, нефть, каменный уголь и их практическое использование.

Углеводороды — это органические соединения, состоящие только из атомов углерода и водорода. Основные природные источники углеводородов:

1. Природный газ:

• Состав: В основном метан (CH₄), также содержит этан, пропан, бутан и примеси других газов.
• Практическое использование: Важнейшее сырьё для получения водорода, сажи, ацетилена. Используется как топливо (отопление, промышленность, транспорт), сырьё для органического синтеза.

2. Нефть:

• Состав: Сложная смесь углеводородов (алканов, циклоалканов, ароматических углеводородов) и гетероатомных соединений.
• Практическое использование: Перерабатывается путём перегонки для получения:
  • Топливо: бензин, керосин, дизельное топливо.
  • Смазочные масла.
  • Сырьё для нефтехимии: получения пластиков, синтетических волокон, каучуков, растворителей, лекарств и т.д.

3. Каменный уголь:

• Состав: В основном состоит из углерода, а также содержит водород, кислород, азот, серу и минеральные примеси.
• Практическое использование: Используется как топливо (энергетика, металлургия). Продукты коксования угля — кокс, каменноугольная смола, аммиачная вода — являются ценным сырьём для химической промышленности.

3. Задача: В раствор, содержащий 6,3 г азотной кислоты, добавили 4,8 г гидроксида кальция. Вычислить количество образовавшейся соли.

Дано:

• Масса азотной кислоты \( m(HNO_3) = 6.3 \) г
• Масса гидроксида кальция \( m(Ca(OH)_2) = 4.8 \) г

Найти:

• Количество образовавшейся соли (в молях) \( n(Ca(NO_3)_2) \)

Решение:

1. Напишем уравнение реакции нейтрализации:

\( 2HNO_3 + Ca(OH)_2 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + 2H_2O \)

2. Найдём молярные массы азотной кислоты и гидроксида кальция:

\( M(HNO_3) = 1 + 14 + 3 \cdot 16 = 63 \) г/моль

\( M(Ca(OH)_2) = 40 + 2 \cdot (16 + 1) = 40 + 2 \cdot 17 = 40 + 34 = 74 \) г/моль

3. Рассчитаем количество вещества азотной кислоты и гидроксида кальция:

\( n(HNO_3) = \frac{m(HNO_3)}{M(HNO_3)} = \frac{6.3 \text{ г}}{63 \text{ г/моль}} = 0.1 \) моль

\( n(Ca(OH)_2) = \frac{m(Ca(OH)_2)}{M(Ca(OH)_2)} = \frac{4.8 \text{ г}}{74 \text{ г/моль}} \approx 0.065 \) моль

4. Определим лимитирующий реагент. По уравнению реакции 2 моль \( HNO_3 \) реагируют с 1 моль \( Ca(OH)_2 \).
5. Если бы вся \( HNO_3 \) прореагировала, то потребовалось бы:

\( n(Ca(OH)_2)_{необх} = \frac{1}{2} n(HNO_3) = \frac{1}{2} \cdot 0.1 \text{ моль} = 0.05 \) моль

Так как у нас есть \( 0.065 \) моль \( Ca(OH)_2 \), что больше \( 0.05 \) моль, то \( Ca(OH)_2 \) в избытке, а \( HNO_3 \) — лимитирующий реагент.

5. Рассчитаем количество образовавшегося нитрата кальция \( Ca(NO_3)_2 \) на основании количества лимитирующего реагента \( HNO_3 \). По уравнению 2 моль \( HNO_3 \) дают 1 моль \( Ca(NO_3)_2 \).

\( n(Ca(NO_3)_2) = \frac{1}{2} n(HNO_3) = \frac{1}{2} \cdot 0.1 \text{ моль} = 0.05 \) моль

Ответ: Количество образовавшейся соли \( Ca(NO_3)_2 \) составляет 0.05 моль.