Номер 408, страница 63 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

408. Определите степень окисления атомов кислорода в соединениях: $H_2O_2$, $K_2O$, $OF_2$, $Cl_2O_7$, $CH_3OH$, $CO$, $COS$, $XeO_3$, $NaO_3$.

Соединения: H₂O₂, K₂O, OF₂, Cl₂O₇, CH₃OH, CO, COS, XeO₃, NaO₃.

Степень окисления атомов кислорода в каждом соединении.

Для определения степени окисления будем использовать правило, согласно которому сумма степеней окисления всех атомов в нейтральной молекуле равна нулю, а в ионе — заряду иона. Также будем учитывать стандартные степени окисления некоторых элементов (водород в соединениях с неметаллами $+1$, щелочные металлы $+1$, фтор $-1$) и тот факт, что кислород является вторым по электроотрицательности элементом после фтора.

H₂O₂

Это пероксид водорода. Степень окисления водорода в соединениях с неметаллами равна $+1$. Обозначим степень окисления кислорода через $x$. Молекула электронейтральна, поэтому сумма степеней окисления всех атомов равна 0. Составим уравнение:

$2 \cdot (+1) + 2 \cdot x = 0$

$2 + 2x = 0$

$2x = -2$

$x = -1$

Ответ: -1.

K₂O

Это оксид калия. Калий — щелочной металл, его степень окисления в соединениях всегда равна $+1$. Обозначим степень окисления кислорода через $x$.

$2 \cdot (+1) + 1 \cdot x = 0$

$2 + x = 0$

$x = -2$

Ответ: -2.

OF₂

Это фторид кислорода. Фтор — самый электроотрицательный элемент, его степень окисления в соединениях всегда равна $-1$. Обозначим степень окисления кислорода через $x$.

$1 \cdot x + 2 \cdot (-1) = 0$

$x - 2 = 0$

$x = +2$

В этом соединении кислород проявляет положительную степень окисления, так как связан с более электроотрицательным элементом.

Ответ: +2.

Cl₂O₇

Это оксид хлора(VII). Кислород более электроотрицателен, чем хлор, поэтому его степень окисления, как и в большинстве оксидов, будет $-2$.

Проверим это, рассчитав степень окисления хлора ($y$), которая должна быть в пределах допустимых для него значений:

$2 \cdot y + 7 \cdot (-2) = 0$

$2y - 14 = 0$

$2y = 14$

$y = +7$

Степень окисления хлора $+7$ возможна, значит, степень окисления кислорода равна $-2$.

Ответ: -2.

CH₃OH

Это метанол. В органических соединениях степень окисления водорода (кроме гидридов) принимается за $+1$. Кислород связан с углеродом и водородом, оба из которых менее электроотрицательны, поэтому степень окисления кислорода будет $-2$.

Проверим это, найдя степень окисления углерода ($y$):

$1 \cdot y + 4 \cdot (+1) + 1 \cdot (-2) = 0$

$y + 4 - 2 = 0$

$y + 2 = 0$

$y = -2$

Это допустимая степень окисления для углерода. Следовательно, степень окисления кислорода $-2$.

Ответ: -2.

CO

Это оксид углерода(II) или угарный газ. Кислород более электроотрицателен, чем углерод, поэтому его степень окисления будет $-2$. Тогда степень окисления углерода будет $+2$, так как молекула в целом нейтральна ($+2 + (-2) = 0$).

Ответ: -2.

COS

Это сульфид оксида углерода (карбонилсульфид). Электроотрицательность элементов убывает в ряду O > S > C. Кислород как самый электроотрицательный элемент принимает степень окисления $-2$. Сера, как и кислород, находится в VI группе, но менее электроотрицательна. В сульфидах её степень окисления обычно $-2$.

Пусть степень окисления углерода будет $y$:

$y + (-2) + (-2) = 0$

$y - 4 = 0$

$y = +4$

Это допустимая степень окисления для углерода. Таким образом, степень окисления кислорода равна $-2$.

Ответ: -2.

XeO₃

Это оксид ксенона(VI). Кислород более электроотрицателен, чем инертный газ ксенон, поэтому его степень окисления равна $-2$.

Проверим степень окисления ксенона ($y$):

$y + 3 \cdot (-2) = 0$

$y - 6 = 0$

$y = +6$

Это допустимая степень окисления для ксенона. Значит, степень окисления кислорода $-2$.

Ответ: -2.

NaO₃

Это озонид натрия. Натрий — щелочной металл, его степень окисления всегда $+1$. Соединение состоит из иона Na⁺ и озонид-иона O₃^-. Суммарная степень окисления трех атомов кислорода в ионе O₃^- должна быть равна заряду иона, то есть $-1$. Обозначим среднюю степень окисления каждого атома кислорода через $x$.

$3 \cdot x = -1$

$x = -1/3$

Дробная степень окисления указывает на то, что это среднее значение для трех атомов кислорода в ионе.

Ответ: -1/3.