Номер 791, страница 130 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

791. В каждой паре укажите вещество, у которого кислотные свойства выражены сильнее:

а) $NH_3$ и $H_2O$;

б) $H_2S$ и $H_2O$;

в) $HCl$ и $H_2S$;

г) $HF$ и $HCl$;

д) $H_2S$ и $PH_3$;

е) $HBr$ и $H_2S$.

Для определения, у какого из веществ в паре кислотные свойства выражены сильнее, необходимо проанализировать положение элементов, образующих эти соединения, в Периодической системе Д.И. Менделеева. Существуют две основные закономерности для водородных соединений неметаллов:

1. В пределах одного периода (горизонтальный ряд) кислотные свойства усиливаются слева направо. Это связано с увеличением электроотрицательности неметалла, что приводит к большей поляризации связи H–Э и облегчает отщепление иона водорода $H^+$.
2. В пределах одной группы (вертикальный столбец) кислотные свойства усиливаются сверху вниз. Это связано с увеличением атомного радиуса неметалла, что ведёт к увеличению длины связи H–Э и уменьшению её прочности.

а) $NH_3$ и $H_2O$

Азот (N) и кислород (O) находятся во втором периоде. Кислород расположен правее азота, следовательно, его электроотрицательность выше. Согласно первой закономерности, кислотные свойства усиливаются слева направо в периоде. Поэтому вода ($H_2O$) проявляет более сильные кислотные свойства, чем аммиак ($NH_3$).

Ответ: $H_2O$.

б) $H_2S$ и $H_2O$

Кислород (O) и сера (S) находятся в одной, 16-й группе. Сера расположена в третьем периоде, ниже кислорода (второй период). Согласно второй закономерности, кислотные свойства в группе усиливаются сверху вниз из-за увеличения радиуса атома и ослабления связи H–Э. Следовательно, сероводород ($H_2S$) является более сильной кислотой, чем вода ($H_2O$).

Ответ: $H_2S$.

в) $HCl$ и $H_2S$

Сера (S) и хлор (Cl) находятся в одном, третьем, периоде. Хлор (17-я группа) расположен правее серы (16-я группа), и его электроотрицательность выше. Таким образом, в соответствии с первой закономерностью, хлороводород ($HCl$) является более сильной кислотой, чем сероводород ($H_2S$).

Ответ: $HCl$.

г) $HF$ и $HCl$

Фтор (F) и хлор (Cl) находятся в одной, 17-й группе (галогены). Хлор расположен ниже фтора. В соответствии со второй закономерностью, кислотные свойства в группе усиливаются сверху вниз. Связь H–Cl длиннее и слабее, чем связь H–F, поэтому $HCl$ легче диссоциирует в водном растворе. Следовательно, хлороводород ($HCl$) — более сильная кислота, чем фтороводород ($HF$).

Ответ: $HCl$.

д) $H_2S$ и $PH_3$

Фосфор (P) и сера (S) находятся в третьем периоде. Сера расположена правее фосфора, её электроотрицательность выше. По первой закономерности, кислотные свойства в периоде усиливаются слева направо. Следовательно, сероводород ($H_2S$) обладает более сильными кислотными свойствами, чем фосфин ($PH_3$).

Ответ: $H_2S$.

е) $HBr$ и $H_2S$

Здесь элементы находятся в разных периодах и группах: сера (S) — 3-й период, 16-я группа; бром (Br) — 4-й период, 17-я группа. Можно провести пошаговое сравнение. Кислотные свойства усиливаются от $H_2S$ к $HCl$ (в периоде). В свою очередь, кислотные свойства усиливаются от $HCl$ к $HBr$ (в группе). Получается ряд усиления кислотных свойств: $H_2S < HCl < HBr$. Следовательно, бромоводород ($HBr$) является более сильной кислотой, чем сероводород ($H_2S$).

Ответ: $HBr$.