Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Химия. 11 класс. Базовый уровень

Покупка
Новинка
ФПУ
Артикул: 815958.02.99
Данный учебник — основной элемент информационно-образовательной среды учебно-методического комплекта по химии для 11 класса. В учебнике систематизированы сведения по основам общей и неорганической химии, а также химической технологии. Учебник позволяет обеспечить достижение предметных, метапредметных и личностных результатов образования в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта среднего общего образования. Материал учебника организован в соответствии с разными формами учебной деятельности, что даёт возможность отрабатывать широкий спектр необходимых умений и компетенций. Эффективный самоконтроль учащиеся осуществляют с помощью рубрики «Личный результат».
Рудзитис, Г. Е. Химия. 11 класс. Базовый уровень : учебник / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. - 10-е изд., стер. - Москва : Просвещение, 2023. - 224 с. - ISBN 978-5-09-108904-2. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.ru/catalog/product/2126369 (дата обращения: 18.04.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ »

.
УДК 373.167.1:54+54(075.3)
ББК 24я721
 
Р83

На учебник получены положительные заключения 
научной (заключение РАО № 957 от 28.11.2016 г.), 
педагогической (заключение РАО № 728 от 21.11.2016 г.)  
и общественной (заключение РКС № 445-ОЭ от 19.12.2016 г.) экспертиз.

В соответствии с Приказом Министерства просвещения Российской 
Федерации № 858 от 21.09.2022 г. в отношении учебника установлен 
предельный срок использования.

Рудзитис, Гунтис Екабович.
Р83  
Химия : 11-й класс : базовый уровень : учебник / Г. Е. Рудзитис, 
Ф. Г. Фельдман. — 10-е изд., стер. — Москва : Просвещение, 
2023. — 223, [1] с. : ил. 
 
ISBN 978-5-09-108904-2.
Данный учебник — основной элемент информационно-образовательной среды 
учебно-методического комплекта по химии для 11 класса. В учебнике систематизированы 
сведения по основам общей и неорганической химии, а также химической 
технологии. Учебник позволяет обеспечить достижение предметных, 
метапредметных и личностных результатов образования в соответствии с требованиями 
Федерального государственного образовательного стандарта среднего 
общего образования. Материал учебника организован в соответствии с разными 
формами учебной деятельности, что даёт возможность отрабатывать широкий 
спектр необходимых умений и компетенций. Эффективный самоконтроль учащиеся 
осуществляют с помощью рубрики «Личный результат».
 
УДК 373.167.1:54+54(075.3)
 
ББК 24я721

ISBN 978-5-09-108904-2 
© АО «Издательство «Просвещение», 2014, 2019
 
© Художественное оформление.
 
 
АО «Издательство «Просвещение», 2014, 2019
 
 
Все права защищены

З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ »

.
Как работать с учебником

Дорогие друзья! Вы заканчиваете изучение химии. В этом учебнике 
систематизируются, обобщаются и углубляются знания о теориях и законах 
химической науки, химических процессах и производствах.
В целях приобретения прочных и глубоких знаний исключительно 
важно научиться самостоятельно обобщать и систематизировать материал. 
Систематизировать и обобщать знания можно с помощью различных 
схем и таблиц, которые позволяют выделить самое главное, 
самое существенное. Имеющиеся в учебнике схемы и таблицы могут 
послужить вам многократно — и при изучении и усвоении нового материала, 
и при повторении и обобщении уже изученного. Если вы что-
то забыли, то, взглянув на соответствующую схему или таблицу, вы 
вспомните самое основное, существенное.
Очень важно правильно организовать самостоятельную учебную работу:

·  
готовясь к урокам, одновременно с чтением материала учебника 
делайте свои заметки. Это будет ваш личный информационный 
ресурс. Заведите папку с файлами или используйте блокнот (обычную 
бумажную тетрадь);

·  к каждому уроку составляйте краткую схему-конспект. Выпишите 
главную идею, основные понятия, основные тезисы. Записывайте 
химические формулы, уравнения реакций, образцы решения задач, 
полезные ссылки, видеофрагменты (в электронном виде);

·  требования к освоению материала каждого параграфа сформулированы 
в рубрике «Личный результат». Ориентируясь на них, вы 
сможете осуществить самоконтроль и оценить свои знания.
Старайтесь ответить на все вопросы, выполнить упражнения и решить 
задачи, имеющиеся в параграфе. Контролируйте свой личный 
результат.
Возможно, вы так заинтересуетесь химией, что решите выполнить 
проектное задание по химии. Проект может как основываться на анализе 
литературных данных, так и представлять собой ваше собственное 
исследование (индивидуальное или выполненное в группе). В выборе 
темы проектной работы посоветуйтесь с учителем. В заключительном 
параграфе учебника предлагается тема проекта, предусматривающая изучение 
экологического состояния вашего региона.

Желаем успеха!

З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ »

.
§ 1

ГЛАВА I

ВАЖНЕЙШИЕ ХИМИЧЕСКИЕ

ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ

Химический элемент. Нуклиды. Изотопы 

 
" Какое строение имеет атом?

 
" Вспомните, какие частицы входят в состав атомных ядер.

 
" Что такое радиоактивность?

Одно из важнейших понятий в химии — химический элемент.

ХИМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ — это вид атомов с одинаковым зарядом ядра.

Из определения следует, что химический элемент — это не один 

какой-либо атом, а совокупность атомов с одинаковым положительным 
зарядом ядра. Заряд ядра определяется числом содержащихся в нём 
протонов (p). (Число протонов в ядре нейтрального атома равно числу 
электронов в электронной оболочке этого атома.)

Порядковый номер элемента в периодической таблице Д. И. Мен-

делеева, т. е. его атомный номер, также равен числу протонов в ядре 
его атома. Атомный номер обозначают латинской буквой Z и указывают 
слева внизу от символа элемента, например 26Fe, 8О, 6С.

Если число протонов в ядре постоянно для атомов данного хими-

ческого элемента, то число нейтронов (n) в ядрах атомов одного и того 
же элемента может различаться. Например, в атомах железа может содержаться 
как 28, так и 30, 31 или 32 нейтрона.

Сумму протонов и нейтронов в ядре атома элемента называют МАССОВЫМ 
ЧИСЛОМ.

Массовое число обозначают латинской буквой А и указывают слева 

вверху от символа элемента, например 56Fe.

Чтобы определить число нейтронов в ядре атома элемента, надо из 

значения массового числа А вычесть значение атомного номера элемента 
Z.

З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ »

.
Вид атомов, характеризующихся определённым массовым числом и определённым 
атомным номером, называют НУКЛИДОМ. 

Всего к настоящему времени известно 

более 3000 различных нуклидов. Нуклиды 
обозначают символом элемента с указанием 
его массового числа, например 
16О 

(кислород-16), 12С (углерод-12), 14С (углерод-
14), 131I (иод-131). 

Нуклиды бывают стабильными и радио-

активными. Радиоактивные нуклиды называют 
радионуклидами. Ядра таких нуклидов 
могут самопроизвольно распадаться. 
Некоторые элементы, например золото, 
имеют лишь один стабильный нуклид, а у 
олова десять стабильных нуклидов. У многих 
элементов все нуклиды радиоактивны 
(например, у всех элементов, имеющих 
атомный номер больше, чем у свинца).

Нуклиды одного и того же химического элемента, имеющие одинаковый 
заряд ядра, но разные массовые числа, называют ИЗОТОПАМИ.

Так, например, элемент хлор состоит из двух видов атомов, разли-

чающихся числом нейтронов в ядре, — из атомов 37

17Cl и из атомов 35

17Cl. 

Эти атомы называют изотопами хлора.

Так как изотопы одного и того же химического элемента имеют 

разные массовые числа, т. е. разную массу, атомные массы большинства 
элементов имеют дробные значения. Например, природный хлор 
на 75,53 % состоит из изотопа 35

17Cl и на 24,47 % — из изотопа 37

17Cl. В 

результате средняя относительная атомная масса элемента хлора равна 
35,45. Поэтому понятие «элемент хлор» включает совокупность этих 
изотопов.

Химические свойства всех изотопов одного элемента одинаковы, по-

этому разделить смесь изотопов с помощью химических методов нельзя. (
Различие в свойствах наблюдается только у изотопов водорода, что 
связано с наибольшим относительным изменением масс атомов.) 

Термин «нуклид» (и «радионуклид») 
был предложен в 1947 г. 
Трумэном Кохмэном. Он хотел 
наиболее 
точно 
передать 

смысл, выражаемый этим словом, 
т. е. «сорт ядер» (от 
лат. nucleus — ядро и греч. 
«эйдос» — вид, сорт ). Кохмэн 
дал такое определение нуклида: «
Сорт атома, характеризующийся 
строением его ядра, 
в частности числом протонов 
и нейтронов в его ядре».

З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ »

.
Таким образом, важнейшими характеристиками химического эле-

мента являются: а) заряд ядра его атомов, соответствующий порядковому (
атомному) номеру в периодической таблице; б) массовое число.

Химический элемент. Атомный номер. Массовое число. Нуклиды. Радионуклиды. 
Изотопы

1. Ядро атома какого элемента содержит 22 протона?
2. Ядро атома элемента содержит 30 нейтронов. Нейтральный атом 

этого элемента содержит 26 электронов. Определите, о каком элементе 
идёт речь, и запишите его символ с зарядом ядра и массовым числом.

3. Определите число нейтронов в ядрах атомов следующих нуклидов:

235

92U, 41

19K, 90

38Sr.

1. Изотопы одного элемента отличаются друг от друга
1) числом нейтронов 
3) числом электронов

2) числом протонов 
4) зарядом ядра

2. Медь имеет два стабильных изотопа — 63Cu и 65Cu. Массовые 
доли их в природной меди составляют 73 % и 27 % соответственно. 
Средняя относительная атомная масса меди составляет
1) 64,0        2) 63,5        3) 63,54        4) 65,0

Ознакомьтесь с содержанием главы 2 «В глубь вещества» в книге
М. Колтуна «Мир химии» (М.: Просвещение, 2009).

Найдите в Интернете информацию о свойствах и применении изотопов 
водорода.

Я знаю важнейшие характеристики химического элемента.
Я умею объяснять, в чём заключается различие между понятиями «химический 
элемент», «нуклид» и «изотоп».

З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ »

.
§ 2

7

Законы сохранения массы и энергии
в химии

 
"  Какими опытами можно подтвердить справедливость закона сохранения 
массы веществ?

Закон сохранения массы веществ был впервые сформулирован (но 
нигде не опубликован) русским учёным М. В. Ломоносовым в 1748 г. 
Открыл и доказал этот закон экспериментально (прокаливанием металлов 
в запаянных ретортах) в 1756 г. французский учёный Антуан Лоран 
Лавуазье. Современная формулировка закона следующая:

 Масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе 
веществ, образовавшихся в результате реакции.

С точки зрения атомно-молекулярной теории суть этого закона совершенно 
понятна. Ведь в результате химических реакций происходит 
только перегруппировка атомов, т. е. разрушаются связи, существующие 
между атомами, и образуются новые, но число атомов до и после реакции 
остаётся неизменным. Поэтому общая масса веществ в химических 
реакциях изменяться не должна.
Однако М. В. Ломоносов этот закон понимал гораздо глубже, о чём 
свидетельствует данная им формулировка: «Все перемены, в натуре случающиеся, 
такого суть состояния, что, сколько чего у одного тела отнимается, 
столько присовокупляется к другому. Так, ежели где убудет 
несколько материи, то умножится в другом месте. Сей всеобщий естественный 
закон простирается и в самые правила движения, ибо тело, 
движущее своею силою другое, столько же оные у себя теряет, сколько 
сообщает другому, которое движение получает».
Из этой формулировки видно, что закон сохранения массы веществ 
Ломоносов рассматривал в единстве с законом сохранения энергии и 
понимал его как всеобщий закон природы. 
Закон сохранения массы — один из основных законов природы, используемых 
в химии. На его основе составляют уравнения химических 
реакций и проводят различные расчёты.
Закон сохранения и превращения энергии — один из наиболее 
фундаментальных законов природы. Его формулируют так:

 Энергия изолированной системы сохраняется. 

З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ »

.
Согласно этому закону энергию нельзя создать или разрушить, её 

можно только преобразовать из одной формы в другую. Впервые закон 
сохранения энергии сформулировал немецкий учёный Роберт Майер.
А взаимосвязь массы и энергии доказал Альберт Эйнштейн своим знаменитым 
уравнением

E = mc2,

где Е — энергия покоя свободного тела, m — масса тела и с — скорость 
света в вакууме. Это уравнение означает, что при изменении энергии 
системы на величину ΔЕ масса системы изменится на величину Δm:
                            ΔЕ 
Δm = 
, или ΔЕ = Δm c2

                          c2

Примером взаимосвязи между массой и энергией служит такое яв-

ление, как дефект массы. Если сравнить суммарную массу свободных 

протонов и нейтронов, входящих в состав 
атомного ядра, и массу ядра этого атома 
(т. е. связанных протонов и нейтронов), то 
масса ядра будет меньше суммарной массы 
свободных протонов и нейтронов. 

Явление дефекта массы связано с тем, 

что образование ядра атома из одноимённо 
заряженных протонов, а также нейтронов 

требует больших затрат энергии. При этом часть энергии покоя протонов 
и нейтронов переходит в энергию связывания их в ядре. Именно поэтому 
масса состоящего из протонов и нейтронов ядра какого-либо атома 
всегда оказывается меньше, чем суммарная масса протонов и нейтронов. 

Возникает вопрос: почему же изменение массы за счёт выделения 

энергии нельзя обнаружить в химических реакциях? Ответить на этот вопрос 
можно, если вспомнить, что значение с2 очень велико. В связи с 

этим энергии, которая выделяется или поглощается 
в химических реакциях, соответствует 
очень маленькая масса. Так, например, 
при образовании одного моля хлорово-
дорода НСl в результате реакции хлора с 
водородом выделяется 92,3 кДж. Этой энергии 
соответствует масса всего лишь 10–9 г.

Практически справедливость уравнения 

Эйнштейна, 
устанавливающего 
взаимо-

связь массы и энергии, удалось доказать 
при осуществлении ядерных реакций, в 

Превращение белого фосфора в 
красный сопровождается выделением 
энергии (20,934 Дж/моль), 
при этом убыль массы составляет 
2 10–10 г.

Рис. 1. На Солнце протекают 
ядерные реакции

З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ »

.
которых выделяется или поглощается энергии в миллионы раз больше, 
чем при химических реакциях (рис. 1). Ядерные реакции изучают в 
курсе физики.

На основе закона сохранения и превращения энергии составляют 

термохимические уравнения, учитывающие не только массу, но и энергию, 
которая выделяется или поглощается в химических реакциях.

 Закон сохранения массы веществ. Закон сохранения и превращения 
энергии. Дефект массы

1. Какое значение имеет закон сохранения массы в химической на-

уке и практике?

2. Какой учёный предвидел единство закона сохранения массы и 

закона сохранения и превращения энергии?

3. Вычислите объём оксида углерода(IV) (н. у.), выделившегося при 

прокаливании 1 кг мела, массовая доля примесей в котором равна 15 %.

4. Провели реакцию между 67,2 м3 водорода и 44,8 м3 азота (н. у.). 

Каким газом загрязнён полученный аммиак?

1. На основе закона сохранения массы веществ 
1) составляют термохимические уравнения реакций 
2) составляют химические формулы
3) определяют степень окисления

2. Взаимосвязь массы и энергии удалось доказать
1) Р. Майеру 
3) А. Л. Лавуазье

2) М. В. Ломоносову 
4) А. Эйнштейну

Я умею применять закон сохранения массы веществ при составлении 
уравнений химических реакций.

З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ »

.
Периодический закон. Распределение
электронов в атомах
элементов малых периодов

 
" Как определить число энергетических уровней в атоме элемента?

 
" Что называют электронной орбиталью?

 
" Какие электронные орбитали вам известны?

 
" Что такое спин электрона?

С точки зрения теории строения атомов периодический закон формулируется 
так:

 Свойства химических элементов и образуемых ими простых и 
сложных веществ находятся в периодической зависимости от заряда 
ядра атомов этих элементов.

Определение закономерностей распределения электронов по энергетическим 
уровням дало возможность выяснить сущность явления периодичности: 
с возрастанием заряда ядра атомов периодически наблюдается 
повторение свойств у тех элементов, атомы которых имеют одинаковое 
число валентных электронов.
До создания современной теории строения атомов нельзя было объяснить 
и другие закономерности, наблюдаемые в периодическом законе 
и периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева. 
Так, например, непонятно было, почему число элементов в периодах 
возрастает согласно ряду чисел 2—8—18—32, т. е. почему в 1-м периоде 
только два элемента, во 2-м и 3-м — по восемь, в 4-м и 5-м — по 
восемнадцать, а в 6-м — тридцать два. Нельзя было объяснить также, 
почему различаются свойства элементов А- и Б-групп (главных и побочных 
подгрупп). Ответы на эти вопросы были получены только после 
выяснения состояния электронов в атомах. 
Состояние электронов в атоме. Вы уже знаете, что в нейтральном 
атоме электроны в зависимости от энергии их связи с ядром распределяются 
по нескольким энергетическим уровням, обозначаемым 
латинской буквой n. Число энергетических уровней в атоме элемента 
соответствует номеру периода, в котором находится этот элемент. 
Электроны, наиболее прочно связанные с ядром и обладающие наименьшим 
запасом энергии, находятся на первом энергетическом уровне (
n = 1). 

§ 3

З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ »

.