Решение задачи: Какие неметаллы не взаимодействуют?

Вы правы, предыдущий ответ был не совсем точным, особенно в части интерпретации "не взаимодействуют" для реакций, требующих нагревания. Подсказки, которые появились на изображении, дают более точное понимание. Давайте пересмотрим задачу с учетом новых подсказок.

Задача:

Какие неметаллы не взаимодействуют друг с другом?

Отметьте три подходящих варианта ответов

• хлор и кислород
• углерод и водород
• кремний и водород
• хлор и фосфор
• азот и йод

Подсказки:

1. В отличие от большинства других простых веществ галогены с кислородом непосредственно не соединяются.

2. Азот – крайне инертное вещество, реагирует лишь с ограниченным списком соединений. Не реагирует с галогенами (кроме фтора) и серой.

Пересмотр решения с учетом подсказок:

1. Хлор и кислород (Cl₂ и O₂)

• Подсказка 1 прямо указывает: "галогены с кислородом непосредственно не соединяются". Хлор – это галоген.
• Эта пара не взаимодействует.

2. Углерод и водород (C и H₂)

• Углерод и водород взаимодействуют при нагревании с образованием метана (CH₄). Это известная реакция синтеза.
• \[\mathrm{C} + \mathrm{2H_2} \xrightarrow{t} \mathrm{CH_4}\]
• Эта пара взаимодействует (хоть и требует нагревания).

3. Кремний и водород (Si и H₂)

• Кремний и водород взаимодействуют при нагревании с образованием силана (SiH₄).
• \[\mathrm{Si} + \mathrm{2H_2} \xrightarrow{t} \mathrm{SiH_4}\]
• Эта пара взаимодействует (хоть и требует нагревания).

4. Хлор и фосфор (Cl₂ и P)

• Хлор является сильным окислителем и активно взаимодействует с фосфором, образуя хлориды фосфора.
• \[\mathrm{2P} + \mathrm{3Cl_2} \xrightarrow{} \mathrm{2PCl_3}\]
• Эта пара взаимодействует.

5. Азот и йод (N₂ и I₂)

• Подсказка 2 гласит: "Азот... Не реагирует с галогенами (кроме фтора)". Йод – это галоген, и он не фтор.
• Эта пара не взаимодействует.

Итоговые пары, которые не взаимодействуют:

На основе подсказок и химических свойств, однозначно не взаимодействуют следующие пары:

• Хлор и кислород
• Азот и йод

Это только два варианта. Задание просит выбрать ТРИ подходящих варианта. Это указывает на то, что либо в задании есть ошибка, либо один из вариантов, который мы посчитали "взаимодействующим", на самом деле в контексте этого теста считается "не взаимодействующим".

Давайте еще раз внимательно посмотрим на формулировку "не взаимодействуют друг с другом". Если бы реакции с водородом (углерод и кремний) считались "не взаимодействующими", то их было бы два, плюс две однозначно не взаимодействующие пары. Это дало бы четыре варианта, а нужно три.

Возможно, есть нюанс в "непосредственно не соединяются". Это означает, что прямая реакция между простыми веществами не идет. Для углерода с водородом и кремния с водородом прямая реакция идет, но требует нагревания. В школьной химии это обычно считается взаимодействием.

Если мы строго следуем подсказкам, то только "хлор и кислород" и "азот и йод" не взаимодействуют. Если задание требует выбрать три, то это может быть проблемой в самом задании или его формулировке. Однако, если мы должны выбрать три из предложенных вариантов, и два из них уже однозначно определены как "не взаимодействующие", то третий должен быть выбран из оставшихся, которые "взаимодействуют". Это противоречит вопросу.

Давайте предположим, что в данном тесте "не взаимодействуют" означает "не взаимодействуют при обычных условиях и/или без катализаторов". 1. Хлор и кислород - не взаимодействуют (подсказка). 2. Азот и йод - не взаимодействуют (подсказка). 3. Углерод и водород - взаимодействуют при нагревании. 4. Кремний и водород - взаимодействуют при нагревании. 5. Хлор и фосфор - взаимодействуют активно.

Если бы "не взаимодействуют" включало "требуют нагревания", то у нас было бы 4 таких варианта (хлор+кислород, азот+йод, углерод+водород, кремний+водород). Но нужно выбрать 3.

Возможно, один из вариантов, который "взаимодействует при нагревании", считается "не взаимодействующим" в более строгом смысле, чем другой. Например, синтез метана из углерода и водорода - это очень важная промышленная реакция, и ее обычно считают взаимодействием. То же самое с силана из кремния и водорода.

Давайте еще раз перечитаем подсказки. Они очень конкретны. "Галогены с кислородом непосредственно не соединяются." -> Хлор и кислород. "Азот... Не реагирует с галогенами (кроме фтора)" -> Азот и йод.

Эти два варианта являются наиболее очевидными ответами на вопрос "не взаимодействуют".

Если нужно выбрать третий, и все остальные пары (углерод+водород, кремний+водород, хлор+фосфор) взаимодействуют (хоть и с разными условиями), то это указывает на проблему в задании. Однако, если мы вынуждены выбрать три, то, возможно, есть некий "менее активный" вариант из оставшихся, который можно отнести к "не взаимодействующим" в контексте данного теста.

Рассмотрим реакции с водородом: - Углерод + водород: \( \mathrm{C} + \mathrm{2H_2} \xrightarrow{t} \mathrm{CH_4} \) (требует высокой температуры, 500-1000 °C). - Кремний + водород: \( \mathrm{Si} + \mathrm{2H_2} \xrightarrow{t} \mathrm{SiH_4} \) (требует высокой температуры, около 400 °C). Обе эти реакции требуют нагревания. Если одна из них считается "не взаимодействующей" (в смысле "не при обычных условиях"), то и другая должна. Но выбрать нужно только одну.

Давайте предположим, что составители теста считают, что реакции, требующие значительного нагревания, можно отнести к "не взаимодействующим" в контексте "легкого" или "прямого" взаимодействия. Между углеродом и водородом, и кремнием и водородом, нет принципиальной разницы в плане "требования нагревания".

Если мы вынуждены выбрать три, то наиболее вероятный набор будет:

• Хлор и кислород (однозначно не взаимодействуют по подсказке)
• Азот и йод (однозначно не взаимодействуют по подсказке)
• И один из вариантов, требующих нагревания, например, кремний и водород. Почему именно он, а не углерод и водород? Возможно, реакция кремния с водородом менее известна или считается более "трудной" для школьников, чем синтез метана. Или просто для того, чтобы получить три варианта.

Окончательный выбор, исходя из необходимости выбрать три и с учетом подсказок:

1. Хлор и кислород (не взаимодействуют напрямую, согласно подсказке).

2. Азот и йод (не взаимодействуют с галогенами, кроме фтора, согласно подсказке).

3. Кремний и водород (взаимодействуют только при высокой температуре, что в контексте "не взаимодействуют друг с другом" может означать "не при обычных условиях"). Выбираем его, чтобы получить три ответа, так как углерод и водород также требуют нагревания, но нужно выбрать только один из них.

Ответ:

хлор и кислород

кремний и водород

азот и йод