Страница 137 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

1. Химия — это наука

1) о веществах, их свойствах и превращениях

2) о физических и химических явлениях

3) о составе и строении веществ

4) о веществах и материалах

Химия — это фундаментальная наука, которая изучает вещества, их состав, строение, свойства и, что самое важное, их превращения, которые происходят в результате химических реакций. Чтобы определить наиболее точный ответ, проанализируем каждый из предложенных вариантов.
1) о веществах, их свойствах и превращениях — это определение является наиболее полным и точным. Оно охватывает ключевые аспекты химии: объект изучения (вещества), их характеристики (свойства) и процессы, в ходе которых одни вещества превращаются в другие (превращения).
2) о физических и химических явлениях — это определение неполное. Хотя химия изучает химические явления, она также тесно связана с физическими явлениями, но не является наукой исключительно о них. Основной предмет изучения — это вещества, а явления — это процессы, происходящие с ними.
3) о составе и строении веществ — это важные, но не единственные составляющие предмета химии. Данное определение упускает изучение свойств веществ и их способности к превращениям, что является центральной задачей химии.
4) о веществах и материалах — это определение слишком общее и не раскрывает сути науки. Оно не указывает, что именно химия изучает в веществах и материалах. Создание и изучение материалов (материаловедение) — это прикладная область, тесно связанная с химией, но не определяющая всю науку.
Следовательно, первый вариант наиболее полно описывает предмет изучения химии.
Ответ: 1

2. Ионное строение имеет каждое из двух веществ:

1) кислород и озон

2) сода и вода

3) поваренная соль и перманганат калия

4) азот и углекислый газ

Ионное строение (или ионная кристаллическая решётка) характерно для веществ, в узлах решётки которых находятся положительно и отрицательно заряженные ионы. Такое строение обычно имеют соли, основания, оксиды активных металлов. Проанализируем каждую пару веществ.

1) кислород и озон

Кислород ($O_2$) и озон ($O_3$) — это аллотропные модификации одного химического элемента — кислорода, который является неметаллом. Атомы в молекулах этих веществ соединены ковалентными неполярными связями. В твёрдом состоянии кислород и озон образуют молекулярные кристаллические решётки, в узлах которых находятся молекулы. Следовательно, эти вещества не имеют ионного строения.

2) сода и вода

Сода (например, карбонат натрия $Na_2CO_3$) является солью, образованной катионом металла ($Na^+$) и анионом кислотного остатка ($CO_3^{2-}$). Связь между этими ионами ионная, поэтому сода имеет ионное строение. Вода ($H_2O$) — это вещество, образованное двумя неметаллами (водородом и кислородом). Связи внутри молекулы воды являются ковалентными полярными. Вода имеет молекулярное строение. Поскольку только одно из двух веществ имеет ионное строение, этот вариант не является правильным.

3) поваренная соль и перманганат калия

Поваренная соль (хлорид натрия, $NaCl$) — это типичное ионное соединение. Оно образовано катионом щелочного металла натрия ($Na^+$) и анионом галогена хлора ($Cl^-$). Кристаллическая решётка хлорида натрия является ионной. Перманганат калия ($KMnO_4$) — это соль, которая состоит из катиона калия ($K^+$) и сложного перманганат-аниона ($MnO_4^-$). Связь между ионом калия и перманганат-ионом является ионной, поэтому перманганат калия также имеет ионное строение (в узлах решётки находятся ионы $K^+$ и $MnO_4^-$). Таким образом, оба вещества в данной паре имеют ионное строение.

4) азот и углекислый газ

Азот ($N_2$) — это простое вещество, неметалл. Его молекула состоит из двух атомов азота, соединённых прочной тройной ковалентной неполярной связью. Углекислый газ ($CO_2$) — это оксид неметалла, его молекула состоит из одного атома углерода и двух атомов кислорода, соединённых ковалентными полярными связями. Оба вещества имеют молекулярное строение, а не ионное.

Ответ: 3

3. Простыми являются оба вещества, формулы которых:

1) $NO_2$, $H_2O$

2) $O_3$, $H_2$

3) $O_2$, $CO_2$

4) $P_4$, $NO$

Решение

Простые вещества — это вещества, которые состоят из атомов только одного химического элемента. Сложные вещества (или химические соединения) состоят из атомов двух или более разных химических элементов.

Рассмотрим каждую пару веществ, предложенную в вариантах ответа.

1) $NO_2, H_2O$
Вещество $NO_2$ (диоксид азота) состоит из атомов двух разных элементов: азота (N) и кислорода (O). Следовательно, это сложное вещество.
Вещество $H_2O$ (вода) состоит из атомов двух разных элементов: водорода (H) и кислорода (O). Следовательно, это сложное вещество.
Данный вариант не является правильным.

2) $O_3, H_2$
Вещество $O_3$ (озон) состоит из атомов только одного элемента — кислорода (O). Следовательно, это простое вещество (аллотропная модификация кислорода).
Вещество $H_2$ (молекулярный водород) состоит из атомов только одного элемента — водорода (H). Следовательно, это простое вещество.
В этой паре оба вещества являются простыми.

3) $O_2, CO_2$
Вещество $O_2$ (молекулярный кислород) состоит из атомов только одного элемента — кислорода (O). Следовательно, это простое вещество.
Вещество $CO_2$ (диоксид углерода) состоит из атомов двух разных элементов: углерода (C) и кислорода (O). Следовательно, это сложное вещество.
Данный вариант не является правильным.

4) $P_4, NO$
Вещество $P_4$ (белый фосфор) состоит из атомов только одного элемента — фосфора (P). Следовательно, это простое вещество (аллотропная модификация фосфора).
Вещество $NO$ (оксид азота(II)) состоит из атомов двух разных элементов: азота (N) и кислорода (O). Следовательно, это сложное вещество.
Данный вариант не является правильным.

Таким образом, единственная пара, в которой оба вещества являются простыми, указана под номером 2.

Ответ: 2

4. К сложным веществам относится

1) белое олово

2) пластическая сера

3) углекислый газ

4) красный фосфор

Решение

Для ответа на этот вопрос необходимо различать простые и сложные вещества. Простые вещества состоят из атомов только одного химического элемента. Сложные вещества состоят из атомов двух или более разных химических элементов, связанных между собой. Аллотропные модификации (как белое олово, пластическая сера, красный фосфор) являются разными формами существования одного и того же простого вещества.

Рассмотрим каждый из предложенных вариантов:

1) белое олово
Белое олово — это одна из аллотропных модификаций химического элемента олова ($Sn$). Оно состоит только из атомов олова, следовательно, это простое вещество.

2) пластическая сера
Пластическая сера — это аморфная аллотропная модификация химического элемента серы ($S$). Она состоит только из атомов серы, следовательно, это простое вещество.

3) углекислый газ
Углекислый газ (диоксид углерода) имеет химическую формулу $CO_2$. Его молекулы состоят из атомов двух разных химических элементов: одного атома углерода ($C$) и двух атомов кислорода ($O$). Следовательно, это сложное вещество.

4) красный фосфор
Красный фосфор — это одна из аллотропных модификаций химического элемента фосфора ($P$). Он состоит только из атомов фосфора, следовательно, это простое вещество.

Таким образом, единственным сложным веществом в списке является углекислый газ.
Ответ: 3

5. Верны ли утверждения о чистых веществах и смесях?

А. Нефть — это смесь веществ.

Б. Воздух — это чистое вещество.

1) верно только А

2) верно только Б

3) оба утверждения верны

4) оба утверждения неверны

Для того чтобы определить верность утверждений, рассмотрим каждое из них по отдельности.

А. Нефть — это смесь веществ.

Это утверждение верно. Нефть является природной горючей маслянистой жидкостью, представляющей собой сложную смесь углеводородов различной молекулярной массы (алканов, циклоалканов, ароматических углеводородов) и других органических соединений, содержащих серу, азот, кислород. Состав нефти не является постоянным и зависит от месторождения. Вещества, входящие в состав нефти, не связаны между собой химически и могут быть разделены физическими методами, например, фракционной перегонкой. Следовательно, нефть — это смесь веществ.

Б. Воздух — это чистое вещество.

Это утверждение неверно. Чистое вещество состоит из частиц одного вида (атомов или молекул) и обладает постоянным составом и свойствами. Воздух же является гомогенной (однородной) смесью газов. Его основные компоненты: азот (N₂) — около 78%, кислород (O₂) — около 21%, аргон (Ar) — около 0,9%, углекислый газ (CO₂) — около 0,04%, а также примеси других благородных газов, водяного пара и т.д. Поскольку воздух состоит из нескольких химически не связанных между собой газов, он является смесью, а не чистым веществом.

Таким образом, верным является только утверждение А, а утверждение Б — неверно. Соответственно, правильный вариант ответа — 1.

Ответ: 1

6. Чернила фломастера можно разделить на компоненты с помощью

1) магнита

2) бумажной хроматографии

3) фильтрования

4) выпаривания

Чернила фломастера являются раствором, то есть однородной смесью, состоящей из нескольких красящих веществ (пигментов), растворенных в подходящем растворителе (например, в воде или спирте). Для разделения такой смеси на отдельные компоненты (пигменты) необходимо использовать метод, который основан на различии их физических или химических свойств. Рассмотрим предложенные варианты.

1) магнита
Метод магнитной сепарации используется для разделения смесей, содержащих компоненты с различными магнитными свойствами. Например, им можно отделить железные опилки от песка. Пигменты, входящие в состав чернил, не обладают магнитными свойствами, поэтому данный метод неприменим.

2) бумажной хроматографии
Бумажная хроматография — это метод разделения и анализа смесей веществ, основанный на их различном распределении между двумя фазами: неподвижной (бумага) и подвижной (растворитель, или элюент). При движении растворителя по бумаге он увлекает за собой пигменты чернил. Так как пигменты имеют разную степень сродства к бумаге (адсорбция) и разную растворимость в элюенте, они перемещаются с разной скоростью. В результате сложный цвет чернил разделяется на составляющие его отдельные цветные полосы или пятна. Этот метод специально предназначен для разделения подобных смесей.

3) фильтрования
Фильтрование применяют для разделения неоднородных (гетерогенных) смесей, то есть для отделения нерастворимых твердых частиц от жидкости или газа. Поскольку чернила — это гомогенная смесь (раствор), где все компоненты равномерно распределены на молекулярном уровне, фильтрование не позволит отделить пигменты друг от друга или от растворителя.

4) выпаривания
Выпаривание — это процесс удаления растворителя из раствора путем его испарения для выделения растворенного вещества. Применив этот метод к чернилам, можно удалить летучий растворитель, но все пигменты останутся вместе в виде сухого остатка. То есть, выпаривание не разделяет пигменты между собой, а лишь отделяет их общую массу от растворителя.

Исходя из анализа, единственным подходящим методом для разделения чернил на компоненты является бумажная хроматография.

Ответ: 2) бумажной хроматографии

7. Валентность серы равна четырём в каждом из двух веществ, формулы которых:

1) $H_2S$, $SO_2$

2) $SO_2$, $SCl_4$

3) $SO_3$, $BaS$

4) $Al_2S_3$, $H_2SO_3$

Для решения данной задачи необходимо определить валентность серы в каждом из веществ, представленных в вариантах ответа. Валентность элемента — это число химических связей, которые образует атом данного элемента в соединении.

Решение

1) H₂S, SO₂

В сероводороде ($H₂S$) валентность водорода постоянна и равна I. Поскольку в молекуле два атома водорода, их суммарная валентность составляет $2 \times I = II$. Следовательно, один атом серы должен иметь валентность II.

В диоксиде серы ($SO₂$) валентность кислорода, как правило, равна II. В молекуле два атома кислорода, их суммарная валентность равна $2 \times II = IV$. Следовательно, валентность атома серы в этом соединении равна IV.

В данной паре валентность серы (II и IV) не в обоих случаях равна четырём.

2) SO₂, SCl₄

В диоксиде серы ($SO₂$), как было определено выше, валентность серы равна IV.

В тетрахлориде серы ($SCl₄$) валентность хлора (как более электроотрицательного элемента) равна I. В молекуле четыре атома хлора, их суммарная валентность составляет $4 \times I = IV$. Следовательно, валентность атома серы в этом соединении равна IV.

В этой паре валентность серы в обоих веществах равна четырём. Этот вариант является правильным.

3) SO₃, BaS

В триоксиде серы ($SO₃$) валентность кислорода равна II. В молекуле три атома кислорода, их суммарная валентность равна $3 \times II = VI$. Следовательно, валентность атома серы равна VI.

В сульфиде бария ($BaS$) барий — элемент II группы главной подгруппы, его валентность постоянна и равна II. Следовательно, валентность серы в этом соединении равна II.

В данной паре валентность серы (VI и II) не в обоих случаях равна четырём.

4) Al₂S₃, H₂SO₃

В сульфиде алюминия ($Al₂S₃$) алюминий — элемент III группы главной подгруппы, его валентность постоянна и равна III. Суммарная валентность двух атомов алюминия составляет $2 \times III = VI$. Эта валентность компенсируется тремя атомами серы, поэтому валентность одного атома серы составляет $VI / 3 = $ II.

В сернистой кислоте ($H₂SO₃$) валентность водорода равна I, а кислорода — II. Структурная формула кислоты O=S(OH)₂ показывает, что атом серы образует четыре химические связи (одну двойную и две одинарные), следовательно, его валентность равна IV.

В данной паре валентность серы (II и IV) не в обоих случаях равна четырём.

Таким образом, единственная пара, в которой валентность серы в обоих веществах равна четырем, — это $SO₂$ и $SCl₄$.

Ответ: 2

8. Наибольшая массовая доля кислорода в веществе, формула ко-

торого

1) $NO$

2) $CO$

3) $CuO$

4) $MgO$

Дано:

Химические формулы веществ: $NO$, $CO$, $CuO$, $MgO$.

Найти:

Вещество с наибольшей массовой долей кислорода.

Решение:

Массовая доля элемента (ω) в сложном веществе вычисляется по формуле:

$ω(Э) = \frac{n \cdot Ar(Э)}{Mr(вещества)} \cdot 100\%$

где $n$ — число атомов данного элемента в формуле вещества, $Ar(Э)$ — относительная атомная масса элемента, $Mr(вещества)$ — относительная молекулярная масса вещества.

Для расчетов нам понадобятся относительные атомные массы элементов, которые мы возьмем из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлив до целых чисел:

$Ar(O) = 16$

$Ar(N) = 14$

$Ar(C) = 12$

$Ar(Cu) = 64$

$Ar(Mg) = 24$

Во всех предложенных соединениях на один атом другого элемента (обозначим его $Э$) приходится один атом кислорода. Формула для расчета массовой доли кислорода выглядит так:

$ω(O) = \frac{Ar(O)}{Ar(Э) + Ar(O)}$

Чтобы значение дроби было максимальным, ее знаменатель должен быть минимальным. Знаменатель будет минимальным, если атомная масса элемента $Э$ будет наименьшей. Сравнив атомные массы $N(14)$, $C(12)$, $Cu(64)$ и $Mg(24)$, видим, что наименьшая атомная масса у углерода ($C$). Следовательно, можно предположить, что наибольшая массовая доля кислорода будет в $CO$.

Проверим это, рассчитав массовую долю кислорода для каждого соединения.

1) NO

Относительная молекулярная масса: $Mr(NO) = Ar(N) + Ar(O) = 14 + 16 = 30$.

Массовая доля кислорода: $ω(O) = \frac{16}{30} \approx 0,533$, или $53,3\%$.

2) CO

Относительная молекулярная масса: $Mr(CO) = Ar(C) + Ar(O) = 12 + 16 = 28$.

Массовая доля кислорода: $ω(O) = \frac{16}{28} \approx 0,571$, или $57,1\%$.

3) CuO

Относительная молекулярная масса: $Mr(CuO) = Ar(Cu) + Ar(O) = 64 + 16 = 80$.

Массовая доля кислорода: $ω(O) = \frac{16}{80} = 0,2$, или $20\%$.

4) MgO

Относительная молекулярная масса: $Mr(MgO) = Ar(Mg) + Ar(O) = 24 + 16 = 40$.

Массовая доля кислорода: $ω(O) = \frac{16}{40} = 0,4$, или $40\%$.

Сравнивая полученные результаты: $57,1\% (CO) > 53,3\% (NO) > 40\% (MgO) > 20\% (CuO)$, приходим к выводу, что наибольшая массовая доля кислорода содержится в оксиде углерода(II) ($CO$).

Ответ: 2

9. Верны ли утверждения?

А. Экзотермические реакции протекают с поглощением теплоты.

Б. Катализаторы — это вещества, ускоряющие химические реакции.

1) верно только А

2) верно только Б

3) оба утверждения верны

4) оба утверждения неверны

Для того чтобы определить правильный вариант ответа, необходимо проанализировать истинность каждого утверждения.

А. Экзотермические реакции протекают с поглощением теплоты.

Это утверждение неверно. По определению, экзотермические реакции — это химические реакции, которые сопровождаются выделением тепла во внешнюю среду. Изменение энтальпии ($ \Delta H $) для таких реакций отрицательно ($ \Delta H < 0 $). Реакции, которые протекают с поглощением теплоты из окружающей среды, называются эндотермическими.

Б. Катализаторы — это вещества, ускоряющие химические реакции.

Это утверждение верно. Катализаторы — это вещества, которые увеличивают скорость химической реакции, участвуя в промежуточных стадиях, но при этом не расходуются и остаются химически неизменными после завершения реакции. Они обеспечивают альтернативный путь реакции с более низкой энергией активации.

Таким образом, верным является только утверждение Б. Следовательно, правильный вариант ответа — 2.

Ответ: 2