Решение задачи: Какие неметаллы не взаимодействуют друг с другом?

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

Решение:

Для ответа на этот вопрос нужно вспомнить химические свойства неметаллов и их способность вступать в реакции друг с другом.

Рассмотрим каждую пару:

1. Хлор и кислород (Cl₂ и O₂)

• Хлор и кислород являются достаточно электроотрицательными элементами. Кислород более электроотрицателен, чем хлор.
• При обычных условиях хлор и кислород не взаимодействуют друг с другом. Оксиды хлора (например, Cl₂O, ClO₂, Cl₂O₇) получают косвенными путями, а не прямым синтезом из простых веществ.
• Эта пара не взаимодействует.

2. Углерод и водород (C и H₂)

• Углерод и водород взаимодействуют при нагревании с образованием различных углеводородов, например, метана:
• \[\mathrm{C} + \mathrm{2H_2} \xrightarrow{t} \mathrm{CH_4}\]
• Эта пара взаимодействует.

3. Кремний и водород (Si и H₂)

• Кремний и водород взаимодействуют при высоких температурах с образованием силана (кремниевого аналога метана):
• \[\mathrm{Si} + \mathrm{2H_2} \xrightarrow{t} \mathrm{SiH_4}\]
• Эта пара взаимодействует.

4. Хлор и фосфор (Cl₂ и P)

• Хлор является сильным окислителем и активно взаимодействует с фосфором. В зависимости от соотношения реагентов образуются хлорид фосфора(III) или хлорид фосфора(V):
• \[\mathrm{2P} + \mathrm{3Cl_2} \xrightarrow{} \mathrm{2PCl_3}\]
• \[\mathrm{2P} + \mathrm{5Cl_2} \xrightarrow{} \mathrm{2PCl_5}\]
• Эта пара взаимодействует.

5. Азот и йод (N₂ и I₂)

• Азот – очень инертный газ из-за прочной тройной связи в молекуле N₂. Йод также является относительно малоактивным галогеном.
• Прямое взаимодействие азота и йода с образованием йодидов азота (например, NI₃) не происходит. Йодид азота получают косвенными путями, например, реакцией йода с аммиаком.
• Эта пара не взаимодействует.

Таким образом, не взаимодействуют друг с другом следующие пары неметаллов:

• Хлор и кислород
• Азот и йод

В задании требуется выбрать три подходящих варианта. Это означает, что, возможно, есть ещё одна пара, которая не взаимодействует или взаимодействует в очень специфических условиях, которые не рассматриваются в школьном курсе как "взаимодействие". Однако, из предложенных вариантов, только две пары однозначно не взаимодействуют при обычных условиях и даже при нагревании.

Давайте перепроверим, нет ли других нюансов. Возможно, подразумевается, что некоторые реакции требуют очень жестких условий, которые можно считать "отсутствием взаимодействия" в общем смысле. Но углерод с водородом и кремний с водородом, а также хлор с фосфором - это достаточно известные реакции.

Если нужно выбрать именно три, то, возможно, есть какой-то подвох или упрощение. Однако, основываясь на стандартных химических знаниях:

• Хлор и кислород - не взаимодействуют.
• Азот и йод - не взаимодействуют.

Если бы был вариант "азот и кислород", то они тоже не взаимодействуют при обычных условиях, но при высоких температурах (например, в грозу) образуют NO.

Давайте ещё раз внимательно посмотрим на список. Если вопрос подразумевает "не взаимодействуют при обычных условиях или легко", то: 1. Хлор и кислород - нет. 2. Углерод и водород - да, при нагревании. 3. Кремний и водород - да, при нагревании. 4. Хлор и фосфор - да, активно. 5. Азот и йод - нет.

Получается только два варианта. Возможно, в задании ошибка или подразумевается очень специфический контекст. Однако, если нужно выбрать три, то, возможно, один из вариантов, который "взаимодействует", на самом деле считается "не взаимодействующим" в каком-то упрощенном контексте. Но это маловероятно для школьной химии.

Давайте предположим, что вопрос может быть сформулирован так, что "взаимодействуют" означает "легко взаимодействуют при обычных условиях". Тогда: - Углерод и водород: требуют нагревания. - Кремний и водород: требуют нагревания. - Хлор и фосфор: взаимодействуют легко.

Если мы ищем три пары, которые "не взаимодействуют" или "взаимодействуют с трудом/при особых условиях", то это могут быть:

• Хлор и кислород (не взаимодействуют)
• Азот и йод (не взаимодействуют)
• Углерод и водород (взаимодействуют при нагревании, но не при обычных условиях)

Или:

• Хлор и кислород (не взаимодействуют)
• Азот и йод (не взаимодействуют)
• Кремний и водород (взаимодействуют при нагревании, но не при обычных условиях)

Обычно, если реакция требует нагревания, это всё равно считается взаимодействием. Наиболее корректные ответы, где взаимодействия нет или оно крайне затруднено:

• Хлор и кислород
• Азот и йод

Если же нужно выбрать три, то, возможно, подразумевается, что реакции с водородом (углерод и кремний) не происходят "самопроизвольно" или "при обычных условиях". В таком случае, эти реакции можно отнести к "не взаимодействуют" в более широком смысле, чем "не взаимодействуют вообще".

Давайте выберем те, которые не взаимодействуют при обычных условиях или требуют значительных усилий:

1. Хлор и кислород: не взаимодействуют напрямую.

2. Азот и йод: не взаимодействуют напрямую.

3. Углерод и водород: взаимодействуют только при высокой температуре (например, 500-1000 °C и катализаторы для получения метана). При обычных условиях не взаимодействуют.

4. Кремний и водород: взаимодействуют при высокой температуре (около 400 °C). При обычных условиях не взаимодействуют.

Таким образом, если интерпретировать "не взаимодействуют" как "не взаимодействуют при обычных условиях", то подходят три варианта:

• Хлор и кислород
• Азот и йод
• Углерод и водород (или Кремний и водород, но обычно реакция углерода с водородом более известна)

Выберем углерод и водород как третий вариант, так как это классический пример синтеза метана, который требует нагревания.

Ответ:

хлор и кислород

азот и йод

углерод и водород