Кислород и водород: свойства и получение
Кислород поддерживает горение, а водород может гореть сам. Сравним их частицы, способы лабораторного получения и расчёты объёма, обязательно учитывая условия.
Чему научимся
- Различать свойства кислорода и водорода
- Читать уравнения лабораторного получения газов
- Вычислять объём газа при нормальных условиях
Разбираемся в теме
Два простых вещества
Кислород O₂ — бесцветный газ без запаха, необходимый для аэробного дыхания. Он поддерживает горение многих веществ, но сам не является горючим веществом. При горении углерода с достаточным доступом кислорода образуется CO₂: C + O₂ → CO₂; при недостатке кислорода возможен токсичный CO.
Водород H₂ — бесцветный газ без запаха, значительно легче воздуха. При инициировании он реагирует с кислородом: 2H₂ + O₂ → 2H₂O. В зависимости от температуры продукт может быть водяным паром или жидкой водой после охлаждения. Смеси водорода с воздухом способны взрываться, поэтому проверка газа пламенем не является ученическим домашним опытом.
Получение и количественные отношения
В демонстрации учитель может получать O₂ разложением пероксида водорода: 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂, в присутствии подходящего катализатора, например MnO₂. Водород образуется при реакции цинка с разбавленной соляной кислотой: Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂. Азотная кислота не заменяет HCl в этой схеме.
Способ собирания зависит от плотности газа, растворимости и реакций с водой. Малая растворимость не равна полному отсутствию растворения. В расчётах объём V = nVₘ при нормальных условиях принимают с Vₘ ≈ 22,4 л/моль: температура 0 °C, давление 101,325 кПа, модель близкого к идеальному газа.
Разобранные примеры
Какой объём H₂ при нормальных условиях соответствует реакции 6,5 г Zn с избытком HCl? Прими M(Zn) = 65 г/моль.
- По уравнению Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂ на 1 моль цинка приходится 1 моль водорода.
- Вычисляем n(Zn) = 6,5/65 = 0,10 моль, значит n(H₂) = 0,10 моль при полном превращении.
- При 0 °C и 101,325 кПа находим V(H₂) = 0,10 × 22,4 = 2,24 л.
Ответ. Теоретический объём водорода равен 2,24 л при нормальных условиях; экспериментальные потери здесь не учитываются.
Попробуй самостоятельно
Запишите своё решение, затем сравните его с разбором. Развёрнутые ответы автоматически не оцениваются.
Открываем задания…
Самопроверка
Закрепление материала
Мини-тест
Выберите ответ на каждый вопрос. Объяснения откроются после проверки.
Открываем мини-тест…
Словарь урока
- Горение
- Быстрое окисление, обычно сопровождаемое выделением тепла и света.
- Катализатор
- Вещество, изменяющее скорость реакции и восстанавливающееся в ходе каталитического цикла.
- Нормальные условия
- В школьных газовых расчётах температура 0 °C и давление 101,325 кПа.
Связь с программой
Тема: получение и свойства газов. Раздел: Кислород, водород, вода и растворы.
- ФРП ООО «Химия», базовый уровень, 8–9 классы ↗Единое содержание общего образованияПроверенная копия программы ↗Страницы PDF: 6, 7, 25, 26
Содержание базового курса сверено с программой 12 октября 2026 г. Источники программы описывают содержание школьного курса химии; объяснения, примеры и задания — авторские материалы Умблика. Последовательность школьных занятий и актуальные требования уточняет учитель в рабочей программе.
Твой маршрут
Химия