ГДЗ по химии 9 класс Габриелян — страница 227 (учебник)

https://www.yaklass.ru/p/himija/9-klass/khimiia-nemetallov-157456/uglerod-soedineniia-ugleroda-163475/re-28df6da6-8e46-4344-9b2d-1694f2fff357
https://chemege.ru/carbon/
https://www.yaklass.ru/p/biologia/11-klass/osnovy-ekologicheskikh-znanii-6844047/biosfera-zhivaia-obolochka-zemli-6844062/re-52c6eced-83f0-472c-ae55-320d07f67ed9

   Углерод (C), шестой элемент периодической таблицы Менделеева, занимает особое место в химии благодаря своей уникальной способности образовывать огромное количество соединений — органических веществ, составляющих основу всего живого на Земле. Располагаясь в IV группе, главной подгруппе, атом углерода обладает электронным строением [He]2s²2p², что означает наличие двух электронов на s–подуровне и двух электронов на p–подуровне второго энергетического уровня. Именно эти четыре валентных электрона определяют его исключительную химическую активность и способность образовывать четыре ковалентные связи.
   Важно понимать, что эти четыре электрона неравноценны по своей энергии. Два электрона находятся на s–орбитали, обладающей сферической симметрией, а два других — на p–орбиталях, имеющих гантелеобразную форму и ориентированных в пространстве под углом 90° друг к другу. Однако, в возбужденном состоянии атома углерода, один электрон с s–орбитали переходит на свободную p–орбиталь, в результате чего образуются четыре неспаренных электрона, способных к образованию одинарных связей. Это явление гибридизации орбиталей лежит в основе уникальной способности углерода к образованию разнообразных структур, таких как цепи, кольца, и пространственные каркасы.
   Существует несколько типов гибридизации: sp, sp², sp³, каждый из которых определяет пространственное расположение атомов в молекуле и ее геометрию (линейная, тригонально-планарная, тетраэдрическая). Способность углерода образовывать четыре ковалентные связи позволяет ему проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства. В реакциях с более электроотрицательными элементами, такими как кислород или галогены, углерод отдаёт свои электроны, проявляя восстановительные свойства (степень окисления +4, например, в углекислом газе CO₂). В реакциях с менее электроотрицательными элементами, такими как металлы, углерод принимает электроны, проявляя окислительные свойства (степень окисления –4, например, в метане CH₄). Однако, наиболее распространены реакции, где углерод образует ковалентные связи, деля электроны с другими атомами, и его степень окисления может принимать значения от –4 до +4 в зависимости от партнёра по связи. Более того, изотопы углерода (¹²C, ¹³C, ¹⁴C) играют важную роль в различных областях науки. ¹⁴C, радиоактивный изотоп с периодом полураспада около 5730 лет, используется в радиоуглеродном датировании археологических находок и в изучении геологических процессов.
   Различие в свойствах изотопов углерода, обусловленное различием в массе их ядер, позволяет использовать методы изотопной геохимии для решения различных научных задач. Изучение строения атома углерода является ключом к пониманию огромного разнообразия органических молекул и их свойств, что делает его одним из наиболее важных элементов в химии и биологии.

   Каменноугольный период, охватывающий время от примерно 359 до 299 миллионов лет назад, получил свое название из-за сильного углеобразования в это время. Каменный уголь образуется из продуктов разложения органических остатков растений. Торф, образованный из остатков растений, погружался на большие глубины, где под действием давления и температуры превращался в каменный уголь. Этот процесс, известный как углеобразование, продолжался миллионы лет и привел к образованию крупных угольных месторождений, которые сегодня являются важными источниками энергии.

   Карболен, являясь активированным углем, эффективно поглощает неприятные запахи и лишние вещества, которые могут появиться в холодильнике. Поместив несколько таблеток карболена в углы холодильника, можно значительно улучшить качество воздуха и продлить свежесть продуктов

2Fe₂O₃ + 3C = 4Fe + 3CO₂↑
С⁰ – 4е^– ⟶ С⁺⁴, вос–ль, ок–е ǀ3
Fe⁺³ + 3е^- ⟶ Fe⁰, ок–ль, вос–е ǀ4
SnO₂ + C = Sn + CO₂↑
С⁰ – 4е^– ⟶ С⁺⁴, вос–ль, ок–е ǀ4ǀ1
Sn⁺⁴ + 4е^– ⟶ Sn⁰, ок–ль, вос–е ǀ4ǀ1

Дано:
m_тех(C) = 8 г
V_практ(CO₂) = 10,64 л
η = 95% = 0,95
Найти:
ω(примесей) — ?
Решение:
C + O₂ = CO₂
ω = m(вещ–ва)/m(смеси); n = V/V_M; m = n · M; V_теор = V_практ : η
V_теор(CO₂) = 10,64/0,95 = 11,2 л
n(CO₂) = 11,2/22,4 = 0,5 моль
По уравнению реакции n(СO₂) = n(С), тогда
n(С) = 0,5 моль
m(C) = 0,5 · 12 = 6 г
m(примесей) = m_техн – m(C) = 8 – 6 = 2 г
ω(примесей) = 2/8 = 0,25 = 25%

Ответ: 25%

C + CO₂ = 2CO
С⁰ – 2е^– ⟶ С⁺², вос–ль, ок–е ǀ2ǀ1
С⁺⁴ + 2е^– ⟶ С⁺², ок–ль, вос–е ǀ2ǀ1

С — восстановительные свойства; CO₂ — окислительные свойства.

1. Ca + 2C ⟶ CaC₂
    Са⁰ – 2е^– ⟶ Са⁺², вос–ль, ок–е ǀ1
    С⁰ + е^– ⟶ С^–, ок–ль, вос–е ǀ2
2. CaC₂ + 2H₂O ⟶ Ca(OH)₂ + C₂H₂↑
3. 2C₂H₂ + 5O₂ ⟶ 2H₂O + 4CO₂↑
    С^– – 5е^– ⟶ С⁺⁴, вос–ль, ок–е ǀ4
    О₂⁰ + 4е^– ⟶ 2О^–2, ок–ль, вос–е ǀ5
4. C + CO₂ = 2CO
    С⁰ – 2е^– ⟶ С⁺², вос–ль, ок–е ǀ2ǀ1
    С⁺⁴ + 2е^– ⟶ С⁺², ок–ль, вос–е ǀ2ǀ1