Страница 63 - гдз по химии 7 класс учебник Габриелян, Остроумов

1. Выпишите названия всех химических элементов и веществ, которые упоминаются в этом параграфе.

1. Выпишите названия всех химических элементов и веществ, которые упоминаются в этом параграфе.

Для ответа на данный вопрос необходимо предоставить текст параграфа, о котором идет речь в задании. В предоставленном изображении содержится только сам вопрос. Без исходного текста невозможно определить, какие химические элементы и вещества в нём упоминаются.

Ответ: Невозможно дать ответ, поскольку текст параграфа не предоставлен.

2. Расскажите о строении Земли. Какие химические элементы входят в состав каждой из составных частей земного шара?

Решение

Земля имеет слоистое строение и состоит из трёх основных концентрических оболочек (геосфер), различающихся по химическому составу, агрегатному состоянию и физическим свойствам: земной коры, мантии и ядра.

Земная кора

Это внешняя твёрдая оболочка Земли, самая тонкая из геосфер. Её толщина различна: под океанами она составляет 5–10 км (океаническая кора), а под континентами – 30–80 км (континентальная кора). Континентальная кора имеет трёхслойное строение (осадочный, гранитный, базальтовый слои), а океаническая – двухслойное (осадочный и базальтовый).

Химический состав земной коры наиболее разнообразен. Основные элементы по массе:

• Кислород (O) – около 47%
• Кремний (Si) – около 28%
• Алюминий (Al) – около 8%
• Железо (Fe) – около 5%
• Кальций (Ca) – около 3,6%
• Натрий (Na) – около 2,8%
• Калий (K) – около 2,6%
• Магний (Mg) – около 2,1%

Ответ: Земная кора — это верхняя, твёрдая и тонкая оболочка Земли, состоящая преимущественно из кислорода, кремния, алюминия, железа, кальция, натрия, калия и магния.

Мантия

Мантия – это геосфера, расположенная под земной корой и простирающаяся до глубины около 2900 км. Она составляет около 83% объёма планеты и 67% её массы. Вещество мантии находится в твёрдом, кристаллическом состоянии, но при этом оно пластично и способно медленно течь в течение геологического времени. Мантия делится на верхнюю и нижнюю. Верхняя часть мантии вместе с земной корой образует литосферу.

Мантия состоит в основном из силикатов, богатых магнием и железом. Основные химические элементы:

• Кислород (O) – около 44%
• Кремний (Si) – около 21%
• Магний (Mg) – около 23%
• Железо (Fe) – около 6%

Ответ: Мантия — самая объёмная часть Земли, расположенная между корой и ядром. Она состоит в основном из соединений кислорода, кремния, магния и железа.

Ядро

Ядро – центральная, самая плотная и горячая часть Земли с радиусом около 3500 км. Оно делится на две части:

• Внешнее ядро (глубина 2900–5150 км) находится в жидком, расплавленном состоянии. Его конвективные потоки генерируют магнитное поле Земли.
• Внутреннее ядро (глубина от 5150 км до центра) является твёрдым из-за огромного давления, которое превышает эффект высоких температур (до 6000°C).

Предполагается, что ядро состоит преимущественно из железо-никелевого сплава. Основные элементы:

• Железо (Fe) – около 85–90%
• Никель (Ni) – около 5–10%

Во внешнем ядре также могут присутствовать примеси более лёгких элементов, таких как сера (S), кислород (O) и кремний (Si).

Ответ: Ядро — центральная часть Земли, состоящая из жидкого внешнего и твёрдого внутреннего слоёв. Его основной химический состав — это сплав железа и никеля.

3. Назовите три самых распространённых элемента литосферы.

3. Литосфера — это твёрдая оболочка Земли, включающая земную кору и верхнюю часть мантии. Хотя в её состав входит большинство известных химических элементов, три из них по массе составляют абсолютное большинство (более 82%).

1. Кислород (O). Самый распространённый элемент в земной коре, его массовая доля составляет около 46,6%. Кислород входит в состав практически всех породообразующих минералов (например, силикатов, оксидов, карбонатов) и воды.

2. Кремний (Si). Второй по распространённости элемент, его содержание оценивается примерно в 27,7%. Он является основой мира минералов, так как в соединении с кислородом образует силикаты — самый многочисленный класс минералов.

3. Алюминий (Al). Третий по распространённости элемент и самый распространённый металл в литосфере, составляющий около 8,1% её массы. В свободном виде не встречается из-за высокой химической активности. Входит в состав алюмосиликатов (например, полевых шпатов, слюд) и других минералов.

Ответ: кислород (O), кремний (Si) и алюминий (Al).

4. Как называют водную оболочку Земли? Какие химические элементы входят в состав молекул воды? ($H_2O$)

Как называют водную оболочку Земли?
Водная оболочка Земли называется гидросферой. Гидросфера (от древнегреческих слов ὕδωρ — «вода» и σφαῖρα — «шар») — это совокупность всех водных запасов планеты. Она включает в себя не только воды Мирового океана, но и поверхностные воды суши (реки, озера, болота), подземные воды, а также ледники и воду в атмосфере (облака, водяной пар). Таким образом, гидросфера существует в жидком, твёрдом и газообразном состояниях.

Ответ: Водную оболочку Земли называют гидросферой.

Какие химические элементы входят в состав молекул воды?
В состав молекулы воды входят два химических элемента: водород (химический символ H) и кислород (химический символ O). Химическая формула воды — $H_2O$. Эта формула показывает, что каждая отдельная молекула воды состоит из одного атома кислорода, который связан с двумя атомами водорода. Связь между атомами в молекуле воды является ковалентной полярной.

Ответ: В состав молекулы воды входят химические элементы водород (H) и кислород (O).

5. Чем отличаются простые вещества от сложных? Из приведённого перечня выпишите названия простых и сложных веществ: вода, углекислый газ, кислород, поваренная соль, водород, озон, железо, азот.

Чем отличаются простые вещества от сложных?

Основное различие между простыми и сложными веществами заключается в их элементном составе.

Простые вещества — это вещества, которые состоят из атомов только одного химического элемента. Например, кислород (формула $O_2$) и озон (формула $O_3$) состоят только из атомов элемента кислорода, а железо (символ Fe) — только из атомов элемента железа.

Сложные вещества (также называемые химическими соединениями) — это вещества, которые состоят из атомов двух или более разных химических элементов, связанных между собой. Например, вода (формула $H_2O$) состоит из атомов водорода и кислорода, а поваренная соль (хлорид натрия, формула NaCl) — из атомов натрия и хлора. Свойства сложных веществ, как правило, отличаются от свойств простых веществ, их образующих.

Из приведённого перечня выпишите названия простых и сложных веществ

Проведем классификацию веществ из данного списка:

Простые вещества (состоят из атомов одного химического элемента):
• Кислород – простое вещество, молекула состоит из двух атомов кислорода ($O_2$).
• Водород – простое вещество, молекула состоит из двух атомов водорода ($H_2$).
• Озон – простое вещество, аллотропная модификация кислорода, молекула состоит из трёх атомов кислорода ($O_3$).
• Железо – простое вещество, состоит из атомов железа (Fe).
• Азот – простое вещество, молекула состоит из двух атомов азота ($N_2$).

Сложные вещества (состоят из атомов разных химических элементов):
• Вода – сложное вещество, молекула состоит из атомов водорода и кислорода ($H_2O$).
• Углекислый газ – сложное вещество, молекула состоит из атомов углерода и кислорода ($CO_2$).
• Поваренная соль (хлорид натрия) – сложное вещество, состоит из ионов натрия и хлора (NaCl).

Ответ: Простые вещества состоят из атомов одного химического элемента, а сложные – из атомов разных химических элементов.
Простые вещества: кислород, водород, озон, железо, азот.
Сложные вещества: вода, углекислый газ, поваренная соль.

Площадь поверхности Земли — 510 млн $\text{км}^2$. Рассчитайте площадь Мирового океана, зная, что он занимает 71 % поверхности планеты.

Дано:

Площадь поверхности Земли, $S_{Земли} = 510$ млн км².

Доля Мирового океана, $w = 71$ %.

$S_{Земли} = 510 \times 10^6 \text{ км}^2 = 510 \times 10^6 \times (10^3 \text{ м})^2 = 510 \times 10^{12} \text{ м}^2 = 5.1 \times 10^{14} \text{ м}^2$.

Найти:

Площадь Мирового океана, $S_{океана}$ — ?

Решение:

Чтобы найти площадь, которую занимает Мировой океан, необходимо вычислить 71% от общей площади поверхности Земли. Для этого сначала переведем проценты в десятичную дробь:

$71 \% = \frac{71}{100} = 0.71$

Теперь умножим общую площадь поверхности Земли на полученную долю:

$S_{океана} = S_{Земли} \times w$

$S_{океана} = 510 \text{ млн км}^2 \times 0.71 = 362.1 \text{ млн км}^2$

Ответ: площадь Мирового океана составляет 362.1 млн км².

Как вы считаете, в чём заключается причина того, что число простых веществ в несколько раз больше числа химических элементов?

Причина, по которой число простых веществ значительно превышает число химических элементов, заключается в явлении аллотропии.

Химический элемент — это совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра (то есть с одинаковым числом протонов). На сегодняшний день известно 118 химических элементов.

Простое вещество — это вещество, состоящее из атомов только одного химического элемента.

Аллотропия — это способность одного и того же химического элемента существовать в виде двух или более простых веществ, которые называются аллотропными модификациями. Эти модификации различаются по строению и, как следствие, по своим физическим и химическим свойствам. Различия в строении могут быть связаны с:

• разным числом атомов в молекуле;
• различным взаимным расположением атомов или молекул в кристаллической решетке.

Приведём несколько примеров:

Углерод (C). Этот химический элемент образует множество аллотропных модификаций, сильно отличающихся друг от друга:

• Алмаз — прозрачное, очень твёрдое вещество с атомной кристаллической решёткой, где каждый атом углерода связан с четырьмя другими.
• Графит — серо-чёрное, мягкое, электропроводное вещество со слоистой структурой.
• Карбин, фуллерены (например, $C_{60}$), графен, углеродные нанотрубки — другие формы, открытые или синтезированные позже.

Таким образом, один химический элемент углерод образует как минимум шесть разных простых веществ.

Кислород (O). Элемент кислород образует два простых вещества:

• Кислород ($O_2$) — газ без цвета и запаха, необходимый для дыхания.
• Озон ($O_3$) — газ с резким запахом, сильный окислитель, ядовит.

Разница заключается в количестве атомов в молекуле.

Фосфор (P). Существует в виде нескольких модификаций:

• Белый фосфор ($P_4$) — ядовитое, химически активное вещество, светящееся в темноте.
• Красный фосфор — полимер, менее активный и не ядовитый.
• Чёрный фосфор — наиболее стабильная модификация, похожая на графит.

Многие другие элементы, такие как сера (S), олово (Sn), селен (Se), также имеют аллотропные модификации.

Таким образом, поскольку многие химические элементы способны образовывать по несколько аллотропных модификаций (простых веществ), общее число известных простых веществ оказывается в несколько раз больше числа химических элементов.

Ответ: Причина заключается в явлении аллотропии — способности атомов одного химического элемента образовывать несколько различных по строению и свойствам простых веществ (аллотропных модификаций).

В процессе научного познания в каждой дисциплине складывается особая терминология — язык науки. Несомненно, это утверждение справедливо и для химии. Как и русский язык, язык химии нуждается в своей письменности. Что собой представляет эта письменность?

Решение

Письменность химии, или её символический язык, представляет собой международную знаковую систему, используемую для краткой, точной и наглядной записи информации о химических элементах, веществах и их превращениях. Эта система состоит из нескольких взаимосвязанных уровней.

Химические знаки элементов

Основой химической письменности являются символы химических элементов. Каждому из известных элементов присвоен уникальный символ, как правило, состоящий из одной или двух букв его латинского названия (например, $H$ — водород (Hydrogenium), $O$ — кислород (Oxygenium), $Fe$ — железо (Ferrum)). Эти символы универсальны и понятны химикам во всем мире. Они собраны и упорядочены в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева.

Химические формулы

Химические формулы — это способ представления состава вещества. Они составляются из символов элементов и числовых индексов. Индекс (маленькая цифра справа внизу от символа) указывает на количество атомов данного элемента в одной молекуле или формульной единице вещества. Например, формула серной кислоты $H_2SO_4$ показывает, что её молекула состоит из двух атомов водорода, одного атома серы и четырёх атомов кислорода. Существуют разные типы формул, каждая из которых несёт определённый объём информации: эмпирические (простейшие) формулы показывают минимальное целочисленное соотношение атомов в соединении (например, $CH_2O$ для глюкозы); молекулярные формулы отражают реальный количественный состав молекулы ($C_6H_{12}O_6$ для глюкозы); структурные формулы графически изображают порядок соединения атомов в молекуле и типы связей между ними, давая представление о её строении.

Уравнения химических реакций

Это условная запись химических превращений (реакций) с помощью химических формул и специальных знаков. В левой части уравнения записываются формулы исходных веществ (реагентов), а в правой — формулы продуктов реакции. Между ними ставится стрелка ($\rightarrow$) или знак обратимости ($\rightleftharpoons$). Например, уравнение реакции нейтрализации: $HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O$. Важнейшим правилом составления уравнений является соблюдение закона сохранения массы, что достигается расстановкой стехиометрических коэффициентов — цифр перед формулами, уравнивающих число атомов каждого элемента до и после реакции (например, $2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$). Уравнения могут также содержать информацию об условиях протекания реакции (температура $t°$, давление $p$, катализатор $kat$), агрегатном состоянии веществ ((г), (ж), (т)) и тепловом эффекте ($+Q$ или $-Q$).

Таким образом, химическая письменность — это мощный и лаконичный язык, позволяющий описывать всю сложность химического мира с помощью набора общепринятых символов, формул и уравнений.

Ответ: Письменность химии — это международная знаковая система, которая включает в себя: 1) химические символы для обозначения атомов элементов; 2) химические формулы для описания состава веществ; 3) уравнения химических реакций для описания процессов превращения одних веществ в другие.