Номер 1, страница 124 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

1. Опишите строение молекулы и физические свойства серной кислоты.

Строение молекулы серной кислоты

Химическая формула серной кислоты — $H_2SO_4$.

В центре молекулы расположен атом серы $(S)$, связанный с четырьмя атомами кислорода $(O)$. Атом серы в данном соединении проявляет свою высшую степень окисления +6 и валентность VI. Тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома серы — $sp^3$.

Структурная (графическая) формула молекулы серной кислоты, отражающая порядок соединения атомов:

O
||
H—O—S—O—H
||
O

Два атома кислорода соединены с атомом серы двойными связями $(S=O)$. Два других атома кислорода связаны с серой одинарными связями и входят в состав гидроксильных групп $(-OH)$, где они, в свою очередь, соединены с атомами водорода. Все связи в молекуле $(S=O, S-O, O-H)$ являются полярными ковалентными.

Пространственная конфигурация молекулы является тетраэдрической. Атом серы находится в центре тетраэдра, а четыре атома кислорода — в его вершинах.

Ответ: Молекула серной кислоты ($H_2SO_4$) имеет тетраэдрическое строение. Центральный атом серы (степень окисления +6, $sp^3$-гибридизация) связан с двумя атомами кислорода двойными связями и с двумя гидроксильными группами $(-OH)$ одинарными связями.

Физические свойства серной кислоты

Безводная (100%) серная кислота при стандартных условиях — это тяжёлая, маслянистая, бесцветная жидкость без запаха, исторически известная как «купоросное масло».

Основные физические свойства:

Агрегатное состояние: жидкость.
Цвет: бесцветная и прозрачная. Техническая кислота часто имеет желтоватый или бурый оттенок из-за наличия примесей.
Запах: отсутствует. Концентрированная кислота может «дымить» на влажном воздухе из-за образования мелких капелек (аэрозоля) её раствора.
Плотность: очень высокая. Плотность 98%-го водного раствора при 20°C составляет около $1,84 \text{ г/см}^3$, что почти вдвое больше плотности воды.
Температуры фазовых переходов: для 100% кислоты температура плавления (кристаллизации) составляет $+10,37 \text{ °C}$, а температура кипения — около $296 \text{ °C}$ (процесс сопровождается частичным разложением на серный ангидрид и воду).
Гигроскопичность: является чрезвычайно гигроскопичным веществом, то есть жадно поглощает водяные пары из воздуха и других газов. Это свойство обуславливает её широкое применение в качестве эффективного осушающего средства.
Растворимость в воде: смешивается с водой в любых соотношениях. Процесс растворения является сильно экзотермическим, то есть сопровождается выделением значительного количества теплоты. При разбавлении концентрированной серной кислоты необходимо строго соблюдать правило безопасности: осторожно приливать кислоту в воду тонкой струйкой при постоянном перемешивании, но ни в коем случае не наоборот, чтобы избежать закипания и разбрызгивания едкой смеси.
Электропроводность: безводная серная кислота является диэлектриком (плохо проводит электрический ток) из-за незначительной самоионизации. Однако её водные растворы являются сильными электролитами и хорошо проводят ток.

Ответ: Серная кислота — это бесцветная, без запаха, тяжёлая маслянистая жидкость, почти в два раза плотнее воды. Она чрезвычайно гигроскопична, смешивается с водой в любых пропорциях с выделением большого количества тепла. Обладает высокими температурами кипения и плавления.