Страница 125 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

1. Верны ли утверждения о химической связи?

А. Ионная связь образуется между ионами за счёт электростатического притяжения.

Б. Металлическая связь осуществляется между ион-атомами в металлах за счёт обобществлённых электронов.

1) верно только А

2) верно только Б

3) оба утверждения верны

4) оба утверждения неверны

Решение

Для выбора правильного варианта ответа необходимо последовательно проанализировать каждое из предложенных утверждений.

А. Утверждение "Ионная связь образуется между ионами за счёт электростатического притяжения" является верным. Это фундаментальное определение ионной связи. Она возникает между частицами с противоположными зарядами — катионами (положительными ионами, обычно ионами металлов) и анионами (отрицательными ионами, обычно ионами неметаллов). Силы их электростатического (кулоновского) притяжения и образуют прочную связь, удерживающую ионы вместе в ионных соединениях.

Б. Утверждение "Металлическая связь осуществляется между ион-атомами в металлах за счёт обобществлённых электронов" также является верным. Модель металлической связи описывает кристаллическую решётку металла как структуру, состоящую из положительно заряженных ионов (ион-атомов), расположенных в её узлах. Валентные электроны этих атомов отрываются и становятся общими для всего кристалла, образуя так называемый "электронный газ". Электростатическое притяжение между положительными ион-атомами и отрицательно заряженным "электронным газом" обеспечивает прочность металла и представляет собой металлическую связь.

Поскольку оба утверждения, А и Б, являются верными, правильным является вариант ответа под номером 3.

Ответ: 3) оба утверждения верны

2. Выберите формулу вещества с ковалентной неполярной связью.

1) $Li_3N$

2) $Na$

3) $H_2$

4) $CBr_4$

Для того чтобы выбрать вещество с ковалентной неполярной связью, необходимо проанализировать природу химической связи в каждом из предложенных вариантов.

Ковалентная связь образуется между атомами неметаллов за счет образования общих электронных пар. Эта связь является неполярной, если она соединяет атомы с одинаковой электроотрицательностью (как правило, это атомы одного и того же химического элемента). Если же атомы имеют разную электроотрицательность, то общая электронная пара смещается к более электроотрицательному атому, и связь становится полярной.

Рассмотрим предложенные вещества:

1) $Li_3N$
Нитрид лития — это соединение, образованное атомами металла (лития $Li$) и неметалла (азота $N$). Связь между типичным металлом и неметаллом является ионной, так как разность их электроотрицательностей очень велика.

2) $Na$
Натрий — это простое вещество, металл. Атомы в кристалле натрия связаны между собой металлической связью.

3) $H_2$
Молекула водорода состоит из двух одинаковых атомов неметалла — водорода ($H$). Связь между ними ковалентная. Поскольку атомы одинаковы, их электроотрицательности равны, и разность электроотрицательностей равна нулю. Следовательно, общая электронная пара не смещена ни к одному из атомов, и связь является ковалентной неполярной.

4) $CBr_4$
Тетрабормид углерода — это соединение, образованное атомами двух разных неметаллов: углерода ($C$) и брома ($Br$). Их электроотрицательности различны, поэтому связь $C-Br$ является ковалентной полярной (электронная плотность смещена к атому брома). Сама молекула $CBr_4$ неполярна из-за симметричного строения, но химические связи внутри нее полярны.

Таким образом, веществом с ковалентной неполярной связью является водород.

Ответ: 3

3. Выберите формулу вещества с ионной связью.

1) $PH_3$ 2) $N_2$ 3) $HBr$ 4) $CaO$

Для того чтобы определить вещество с ионной связью, необходимо проанализировать состав каждого из предложенных соединений. Ионная связь, как правило, образуется между атомами типичного металла и типичного неметалла. Это происходит из-за значительной разницы в их электроотрицательности, что приводит к переходу электронов от атома металла к атому неметалла и образованию ионов.

Рассмотрим каждый вариант:

1) PH₃

В состав фосфина ($PH_3$) входят атомы неметаллов: фосфора (P) и водорода (H). Связь между атомами разных неметаллов является ковалентной полярной.

2) N₂

Молекула азота ($N_2$) состоит из двух атомов одного и того же неметалла (N). В этом случае образуется ковалентная неполярная связь.

3) HBr

В состав бромоводорода ($HBr$) входят атомы неметаллов: водорода (H) и брома (Br). Связь между ними является ковалентной полярной.

4) CaO

Оксид кальция ($CaO$) образован атомом металла — кальция (Ca) и атомом неметалла — кислорода (O). Атом кальция (металл II группы) отдает два валентных электрона, превращаясь в положительно заряженный ион (катион) $Ca^{2+}$. Атом кислорода (неметалл VI группы) принимает эти два электрона, превращаясь в отрицательно заряженный ион (анион) $O^{2-}$. Между образовавшимися разноименно заряженными ионами возникает сила электростатического притяжения, которая и называется ионной связью.

Ответ: 4) CaO

4. Выберите пару, в которой первое вещество образовано ковалентной полярной связью, а второе — металлической связью.

1) $NH_3$ и $Hg$

2) $H_2$ и $SO_2$

3) $Na_2O$ и $Mg$

4) $P_4$ и $Fe$

Решение

Для того чтобы выбрать правильный вариант ответа, необходимо проанализировать тип химической связи в каждом веществе из предложенных пар. Согласно условию, первое вещество в паре должно быть образовано ковалентной полярной связью, а второе — металлической связью.

• Ковалентная полярная связь возникает между атомами разных неметаллов. Общая электронная пара смещается к атому с большей электроотрицательностью, в результате чего на атомах возникают частичные заряды ($δ^+$ и $δ^−$).
• Металлическая связь характерна для металлов и их сплавов. Она образуется за счет взаимодействия положительно заряженных ионов металла и обобществленных (свободно движущихся) электронов, так называемого "электронного газа".

Рассмотрим каждую предложенную пару:

1) $NH_3$ и $Hg$

Аммиак ($NH_3$) — вещество, состоящее из атомов двух разных неметаллов: азота (N) и водорода (H). Азот является более электроотрицательным элементом, чем водород, поэтому связь N-H является ковалентной полярной.
Ртуть ($Hg$) — это металл. Следовательно, в простом веществе ртути существует металлическая связь.
Данная пара полностью соответствует условию задачи.

2) $H_2$ и $SO_2$

Водород ($H_2$) — простое вещество, молекула которого состоит из двух одинаковых атомов неметалла. Связь между ними является ковалентной неполярной, так как нет разницы в электроотрицательности. Это не соответствует условию.
Диоксид серы ($SO_2$) — вещество с ковалентными полярными связями, а не с металлической.

3) $Na_2O$ и $Mg$

Оксид натрия ($Na_2O$) — соединение, образованное типичным металлом (Na) и неметаллом (O). Связь в нем является ионной из-за большой разницы в электроотрицательности. Это не соответствует условию.
Магний ($Mg$) — металл, связь в нем металлическая.

4) $P_4$ и $Fe$

Белый фосфор ($P_4$) — аллотропная модификация фосфора, неметалла. Молекула состоит из четырех одинаковых атомов фосфора, поэтому связь P-P является ковалентной неполярной. Это не соответствует условию.
Железо ($Fe$) — металл, для него характерна металлическая связь.

Таким образом, единственная пара, где первое вещество образовано ковалентной полярной связью, а второе — металлической, это аммиак и ртуть.

Ответ: 1

5. Выберите формулу «лишнего» вещества с позиции учения о химической связи.

1) $HCl$

2) $H_2O$

3) $K_2O$

4) $CO_2$

Для того чтобы выбрать «лишнее» вещество с позиции учения о химической связи, необходимо проанализировать тип химической связи в каждом из предложенных соединений.

Химическая связь определяется природой элементов, образующих вещество:

• Связь между атомами металла и неметалла, как правило, ионная.
• Связь между атомами разных неметаллов является ковалентной полярной.
• Связь между атомами одинаковых неметаллов является ковалентной неполярной.

Рассмотрим каждый вариант:

1) HCl (хлороводород) – соединение образовано двумя неметаллами: водородом (H) и хлором (Cl). Следовательно, тип связи в молекуле — ковалентная полярная.

2) H₂O (вода) – соединение образовано двумя неметаллами: водородом (H) и кислородом (O). Тип связи — ковалентная полярная.

3) K₂O (оксид калия) – соединение образовано типичным металлом калием (K) и неметаллом кислородом (O). Тип связи — ионная.

4) CO₂ (диоксид углерода) – соединение образовано двумя неметаллами: углеродом (C) и кислородом (O). Тип связи — ковалентная полярная.

Сравнивая типы связей, мы видим, что в веществах HCl, H₂O и CO₂ связь ковалентная полярная, в то время как в K₂O связь ионная. Таким образом, оксид калия является «лишним» веществом в данном списке.

Ответ: 3) K₂O

6. Какой химической связью образовано соединение водорода с элементом, атом которого имеет распределение электронов по энергетическим уровням 2, 7?

1) ионной

2) металлической

3) ковалентной полярной

4) ковалентной неполярной

Решение

1. Сначала определим элемент, о котором идет речь в задаче. Распределение электронов по энергетическим уровням 2, 7 означает, что атом этого элемента имеет два энергетических уровня. На первом уровне находится 2 электрона, а на втором (внешнем) — 7 электронов.

2. Общее число электронов в атоме равно сумме электронов на всех уровнях: $2 + 7 = 9$. В нейтральном атоме число электронов равно числу протонов в ядре, что соответствует порядковому номеру элемента в Периодической системе Д.И. Менделеева.

3. Элемент с порядковым номером 9 — это фтор (F). Фтор является типичным неметаллом (галогеном) и обладает самой высокой электроотрицательностью среди всех химических элементов.

4. Теперь рассмотрим тип химической связи в соединении этого элемента с водородом (H). Водород также является неметаллом.

5. Химическая связь, образующаяся между атомами неметаллов за счет образования общих электронных пар, называется ковалентной. Следовательно, варианты 1 (ионная) и 2 (металлическая) не подходят.

6. Ковалентная связь может быть полярной или неполярной. Неполярная связь образуется между атомами с одинаковой электроотрицательностью (например, в молекулах $H_2$, $F_2$, $O_2$). Полярная связь образуется между атомами с разной электроотрицательностью.

7. Атомы водорода и фтора имеют разную электроотрицательность (ЭО). ЭО фтора по шкале Полинга составляет примерно 3,98, а водорода — 2,20. Так как электроотрицательности различны, общая электронная пара в молекуле фтороводорода ($HF$) будет смещена в сторону более электроотрицательного атома — фтора. Это приводит к возникновению на атоме фтора частичного отрицательного заряда ($ \delta- $), а на атоме водорода — частичного положительного заряда ($ \delta+ $). Такая связь является ковалентной полярной.

Ответ:3) ковалентной полярной

7. Немолекулярное строение имеет вещество, формула которого

1) $CH_4$

2) $KCl$

3) $I_2$

4) $HBr$

Решение

Для ответа на вопрос необходимо определить тип строения для каждого из предложенных веществ. Немолекулярное строение характерно для веществ с ионной, атомной или металлической кристаллической решеткой. Молекулярное строение имеют вещества, которые состоят из отдельных молекул, связанных между собой слабыми межмолекулярными силами.

1) $CH_4$

Метан ($CH_4$) — это соединение, образованное атомами двух неметаллов: углерода и водорода. Связь между атомами C и H является ковалентной полярной. Вещество состоит из дискретных молекул $CH_4$. В твердом состоянии метан образует молекулярную кристаллическую решетку. Следовательно, метан имеет молекулярное строение.

2) $KCl$

Хлорид калия ($KCl$) — это соединение, образованное атомом типичного металла (калий, $K$) и атомом типичного неметалла (хлор, $Cl$). Разница в электроотрицательности между калием и хлором велика, что приводит к образованию ионной связи. Вещество состоит не из молекул, а из ионов ($K^+$ и $Cl^-$), которые образуют ионную кристаллическую решетку. Такое строение является немолекулярным (ионным).

3) $I_2$

Йод ($I_2$) — это простое вещество-неметалл. Два атома йода соединены ковалентной неполярной связью в двухатомную молекулу $I_2$. В твердом состоянии отдельные молекулы йода удерживаются в узлах кристаллической решетки слабыми ван-дер-ваальсовыми силами. Следовательно, йод имеет молекулярное строение.

4) $HBr$

Бромоводород ($HBr$) — это соединение, образованное атомами двух неметаллов: водорода и брома. Связь H–Br является ковалентной полярной. Вещество состоит из дискретных молекул $HBr$. В твердом состоянии образует молекулярную кристаллическую решетку. Следовательно, бромоводород имеет молекулярное строение.

Таким образом, из всех перечисленных веществ только хлорид калия ($KCl$) имеет немолекулярное строение.

Ответ: 2

8. Выберите изображение молекулярной кристаллической решётки.

1)

2)

3)

4)

Решение

Для того чтобы выбрать изображение молекулярной кристаллической решётки, необходимо рассмотреть особенности строения каждого из представленных типов кристаллических структур.

1) Атомная решётка: На изображении 1 показана структура, в узлах которой находятся отдельные атомы, соединённые между собой прочными ковалентными связями. Такая структура образует единый гигантский кристалл. Это характерно для атомной кристаллической решётки (например, алмаз, кремний).

2) Молекулярная решётка: На изображении 2 в узлах кристаллической решётки расположены молекулы (в данном случае, двухатомные). Связи внутри молекул ковалентные и очень прочные, но сами молекулы связаны друг с другом в кристалле слабыми межмолекулярными силами. Это и есть молекулярная кристаллическая решётка (например, твёрдый йод $I_2$, "сухой лёд" $CO_2$).

3) Ионная решётка: На изображении 3 показана структура, состоящая из чередующихся положительно и отрицательно заряженных ионов (катионов и анионов), удерживаемых вместе силами электростатического притяжения. Это ионная кристаллическая решётка (например, поваренная соль $NaCl$).

4) Металлическая решётка: На изображении 4 показана модель металлической связи: положительные ионы металла находятся в "море" обобществлённых, свободно движущихся электронов. Это модель строения металлов, имеющих металлическую кристаллическую решётку.

Исходя из анализа, изображение молекулярной кристаллической решётки находится под номером 2.

Ответ: 2