Страница 139 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

1. Химия — это наука

1) о веществах, смесях и их свойствах

2) о получении и применении веществ

3) о веществах, их свойствах и превращениях

4) о явлениях в живой и неживой природе

Решение

Химия — это фундаментальная естественная наука, которая изучает вещества, их состав, строение, свойства, а также их превращения, ведущие к изменению состава — химические реакции. Для выбора правильного ответа необходимо проанализировать предложенные определения.

1) о веществах, смесях и их свойствах – это определение неполное. Оно верно указывает на изучение веществ и их свойств, но упускает ключевой аспект химии — изучение превращений одних веществ в другие, то есть химических реакций.

2) о получении и применении веществ – это определение описывает скорее задачи прикладной химии или химической технологии. Фундаментальная наука химия изучает законы, лежащие в основе этих процессов, а не только их практическую реализацию.

3) о веществах, их свойствах и превращениях – это наиболее точное и полное определение. Оно охватывает три основных компонента предмета химии: - что такое вещество (его состав и строение), - каковы его характеристики (свойства), - как оно может изменяться (превращения).

4) о явлениях в живой и неживой природе – это определение является слишком общим и относится ко всему комплексу естественных наук (физика, биология, геология и др.). Химия же является одной из этих наук и изучает химическую основу данных явлений.

Таким образом, самое верное и полное определение химии из предложенных находится под номером 3.

Ответ: 3

2. Атомное строение имеет каждое из двух веществ:

1) фуллерен и алмаз

2) сода и кислород

3) озон и графит

4) кварц и алмаз

Атомное строение (или атомная кристаллическая решетка) характерно для веществ, в узлах кристаллической решетки которых находятся отдельные атомы, соединенные между собой прочными ковалентными связями. Эти связи образуют единую гигантскую структуру (макромолекулу). Чтобы найти пару, в которой оба вещества имеют такое строение, проанализируем каждый вариант.

1) фуллерен и алмаз

Алмаз — это аллотропная модификация углерода и классический пример вещества с атомной кристаллической решеткой. В его структуре каждый атом углерода тетраэдрически связан с четырьмя другими атомами прочными ковалентными связями, образуя жесткий трехмерный каркас.

Фуллерен (например, молекула $C_{60}$) — также аллотропная модификация углерода, но он имеет молекулярное строение. Он состоит из отдельных замкнутых молекул. В твердом состоянии (фуллерите) эти молекулы упакованы в молекулярную кристаллическую решетку и удерживаются слабыми межмолекулярными силами.

Поскольку фуллерен имеет молекулярное строение, данная пара не является правильным ответом.

2) сода и кислород

Сода (карбонат натрия, химическая формула $Na_2CO_3$) — это ионное соединение. Её кристаллическая решетка является ионной и состоит из катионов натрия $Na^+$ и анионов карбоната $CO_3^{2-}$, связанных силами электростатического притяжения.

Кислород (в твердом состоянии) состоит из молекул $O_2$, которые образуют молекулярную кристаллическую решетку.

Ни одно из веществ в этой паре не имеет атомного строения, поэтому этот вариант неверный.

3) озон и графит

Озон ($O_3$) — это молекула, состоящая из трех атомов кислорода. Вещество озон, соответственно, имеет молекулярное строение и в твердом виде образует молекулярную решетку.

Графит — это аллотропная модификация углерода с атомной решеткой слоистого типа. Внутри каждого слоя атомы углерода сильно связаны ковалентными связями, образуя гексагональные ячейки.

Так как озон является молекулярным веществом, данная пара не подходит.

4) кварц и алмаз

Кварц — это одна из кристаллических форм диоксида кремния ($SiO_2$). В его структуре каждый атом кремния ковалентно связан с четырьмя атомами кислорода, а каждый атом кислорода, в свою очередь, — с двумя атомами кремния. В результате образуется непрерывная трехмерная сетка из ковалентных связей, что является определением атомной кристаллической решетки.

Алмаз, как уже было установлено, также имеет атомное строение.

Оба вещества в этой паре имеют атомную кристаллическую решетку. Следовательно, этот вариант ответа является правильным.

Ответ: 4

3. Сложными являются оба вещества, формулы которых:

1) $CO_2$, $S_8$

2) $KOH$, $H_2O$

3) $CH_4$, $P_4$

4) $O_3$, $MgO$

Для того чтобы определить, какая пара состоит только из сложных веществ, необходимо проанализировать состав каждого вещества в предложенных вариантах.

Простые вещества — это вещества, состоящие из атомов одного химического элемента (например, кислород $O_2$, сера $S_8$, озон $O_3$).

Сложные вещества — это вещества, состоящие из атомов двух или более различных химических элементов (например, вода $H_2O$, диоксид углерода $CO_2$).

Рассмотрим каждую пару:

1) $CO_2$, $S_8$
$CO_2$ (диоксид углерода) — сложное вещество, так как состоит из атомов разных элементов: углерода (C) и кислорода (O).
$S_8$ (сера) — простое вещество, так как состоит из атомов только одного элемента: серы (S).
Этот вариант не является правильным, так как одно из веществ — простое.

2) $KOH$, $H_2O$
$KOH$ (гидроксид калия) — сложное вещество, так как состоит из атомов трёх разных элементов: калия (K), кислорода (O) и водорода (H).
$H_2O$ (вода) — сложное вещество, так как состоит из атомов двух разных элементов: водорода (H) и кислорода (O).
Оба вещества в этой паре являются сложными.

3) $CH_4$, $P_4$
$CH_4$ (метан) — сложное вещество, так как состоит из атомов разных элементов: углерода (C) и водорода (H).
$P_4$ (белый фосфор) — простое вещество, так как состоит из атомов только одного элемента: фосфора (P).
Этот вариант не является правильным, так как одно из веществ — простое.

4) $O_3$, $MgO$
$O_3$ (озон) — простое вещество, так как состоит из атомов только одного элемента: кислорода (O).
$MgO$ (оксид магния) — сложное вещество, так как состоит из атомов разных элементов: магния (Mg) и кислорода (O).
Этот вариант не является правильным, так как одно из веществ — простое.

Таким образом, единственная пара, в которой оба вещества являются сложными, представлена под номером 2.
Ответ: 2.

4. К простым веществам относится

1) вода

2) сода

3) водород

4) метан

Для ответа на этот вопрос необходимо определить, какое из предложенных веществ состоит из атомов только одного химического элемента. Такие вещества называются простыми. Вещества, состоящие из атомов разных химических элементов, называются сложными.

Проанализируем каждый вариант:

1) вода
Химическая формула воды — $H_2O$. Молекула воды образована атомами двух химических элементов: водорода (H) и кислорода (O). Следовательно, вода является сложным веществом.

2) сода
Сода — это общее бытовое название для различных солей натрия. Например, пищевая сода (гидрокарбонат натрия) имеет формулу $NaHCO_3$, а кальцинированная сода (карбонат натрия) — $Na_2CO_3$. Оба этих вещества являются сложными, так как в их состав входят атомы нескольких элементов (натрия, водорода, углерода, кислорода).

3) водород
Водород как вещество представляет собой двухатомные молекулы с формулой $H_2$. Это вещество состоит из атомов только одного химического элемента — водорода (H). Следовательно, водород является простым веществом.

4) метан
Химическая формула метана — $CH_4$. Молекула метана состоит из атомов двух химических элементов: углерода (C) и водорода (H). Следовательно, метан является сложным веществом.

Таким образом, из перечисленных веществ к простым относится только водород.

Ответ: 3

5. Верны ли утверждения о чистых веществах и смесях?

А. Почва — это смесь веществ.

Б. Озон — это чистое вещество.

1) верно только А

2) верно только Б

3) оба утверждения верны

4) оба утверждения неверны

А. Почва — это смесь веществ. Данное утверждение является верным. Почва представляет собой сложную природную систему, которая состоит из множества различных компонентов: минеральных частиц (песок, глина, ил), органического вещества (гумус), воды и воздуха. Эти компоненты смешаны механически, а не соединены химически, что и определяет почву как гетерогенную (неоднородную) смесь.

Б. Озон — это чистое вещество. Данное утверждение также является верным. Чистое вещество состоит из частиц одного вида. Озон — это аллотропная модификация кислорода, состоящая только из молекул озона, химическая формула которых $O_3$. Поскольку вещество состоит исключительно из молекул одного типа ($O_3$), оно является чистым веществом.

Таким образом, оба утверждения верны. Следовательно, из предложенных вариантов ответа нужно выбрать тот, который гласит, что верны оба утверждения.

Ответ: 3

6. Выберите оснащение, необходимое для разделения воды и растительного масла.

1) чашка для выпаривания

2) делительная воронка

3) магнит

4) воронка с фильтром

Для разделения смеси воды и растительного масла необходимо выбрать метод, основанный на различии их физических свойств. Вода и растительное масло — это несмешивающиеся (иммисцибельные) жидкости, которые имеют разную плотность. Плотность растительного масла меньше плотности воды, поэтому при смешивании они образуют два отдельных слоя: масло располагается сверху, а вода — снизу. Такой тип смеси называется гетерогенной.

Проанализируем предложенные варианты оборудования:

1. Чашка для выпаривания предназначена для удаления летучего компонента (растворителя) из раствора для выделения нелетучего растворенного вещества. Этот метод не подходит для разделения двух жидкостей.
2. Делительная воронка — это лабораторный сосуд, специально сконструированный для разделения несмешивающихся жидкостей. Смесь помещают в воронку и оставляют на некоторое время для полного расслоения. Затем, открывая кран в нижней части воронки, можно аккуратно слить нижний, более плотный слой (воду). Этот метод идеально подходит для поставленной задачи.
3. Магнит используется для отделения веществ, обладающих магнитными свойствами (ферромагнетиков), от немагнитных. Ни вода, ни растительное масло не притягиваются магнитом.
4. Воронка с фильтром применяется для процесса фильтрования, то есть для отделения твердых нерастворимых частиц от жидкости. С помощью фильтра невозможно разделить две жидкости.

Исходя из анализа, единственным подходящим оборудованием для разделения смеси воды и растительного масла является делительная воронка.

Ответ: 2) делительная воронка

7. Валентность азота равна трём в каждом из двух веществ, формулы которых:

1) $NO_2$, $K_3N$

2) $NH_3$, $NO$

3) $N_2O_5$, $HNO_2$

4) $AlN$, $N_2O_3$

Для решения этой задачи необходимо определить валентность азота в каждом из предложенных соединений. Валентность — это число химических связей, которые атом данного элемента образует с другими атомами в молекуле. Будем исходить из того, что валентность кислорода в оксидах равна II, водорода — I, щелочных металлов (например, калия) — I, а алюминия — III.

1) $NO_2$, $K_3N$

В оксиде азота(IV) $NO_2$ два атома кислорода, валентность каждого равна II. Суммарная валентность двух атомов кислорода составляет $2 \times II = IV$. Следовательно, чтобы молекула была электронейтральной, валентность азота должна быть равна IV.
В нитриде калия $K_3N$ три атома калия, валентность каждого равна I. Суммарная валентность трёх атомов калия составляет $3 \times I = III$. Следовательно, валентность азота равна III.
В данной паре веществ валентность азота не одинакова.

2) $NH_3$, $NO$

В аммиаке $NH_3$ три атома водорода, валентность каждого равна I. Суммарная валентность трёх атомов водорода составляет $3 \times I = III$. Следовательно, валентность азота равна III.
В оксиде азота(II) $NO$ один атом кислорода с валентностью II. Следовательно, валентность азота в этом соединении равна II.
В данной паре веществ валентность азота не одинакова.

3) $N_2O_5$, $HNO_2$

В оксиде азота(V) $N_2O_5$ пять атомов кислорода, валентность каждого равна II. Суммарная валентность пяти атомов кислорода составляет $5 \times II = X$. Эта валентность уравновешивается двумя атомами азота. Следовательно, валентность каждого атома азота равна $X / 2 = V$.
В азотистой кислоте $HNO_2$ (структурная формула H–O–N=O) атом азота соединен одной одинарной связью с атомом кислорода и одной двойной связью с другим атомом кислорода. Общее число связей атома азота равно $1 + 2 = 3$. Следовательно, его валентность равна III.
В данной паре веществ валентность азота не одинакова.

4) $AlN$, $N_2O_3$

В нитриде алюминия $AlN$ валентность алюминия равна III. Следовательно, чтобы уравновесить её, валентность азота также должна быть равна III.
В оксиде азота(III) $N_2O_3$ три атома кислорода, валентность каждого равна II. Суммарная валентность трёх атомов кислорода составляет $3 \times II = VI$. Эта валентность уравновешивается двумя атомами азота. Следовательно, валентность каждого атома азота равна $VI / 2 = III$.
В обоих веществах валентность азота равна трём. Этот вариант является правильным.

Ответ: 4

8. Наибольшая массовая доля серы в веществе, формула которого

1) $K_2S$ 2) $H_2S$ 3) $Li_2S$ 4) $Na_2S$

Дано:

Вещества: сульфид калия ($K_2S$), сероводород ($H_2S$), сульфид лития ($Li_2S$), сульфид натрия ($Na_2S$).

Относительные атомные массы (округленные):

• $Ar(K) = 39$
• $Ar(H) = 1$
• $Ar(Li) = 7$
• $Ar(Na) = 23$
• $Ar(S) = 32$

Найти:

Вещество с наибольшей массовой долей серы ($ω(S)$).

Решение:

Массовая доля элемента в веществе вычисляется по формуле:

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

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

Все представленные вещества имеют общую формулу $X_2S$, где $X$ — это $K, H, Li$ или $Na$. В каждой молекуле содержится один атом серы ($n=1$). Следовательно, формула для массовой доли серы в этих соединениях выглядит так:

$ω(S) = \frac{Ar(S)}{Mr(X_2S)} = \frac{Ar(S)}{2 \cdot Ar(X) + Ar(S)}$

Из формулы видно, что массовая доля серы ($ω(S)$) будет тем больше, чем меньше будет знаменатель, то есть чем меньше относительная молекулярная масса вещества ($Mr(X_2S)$). Поскольку атомная масса серы ($Ar(S)$) — постоянная величина, для минимизации молекулярной массы необходимо, чтобы атомная масса элемента $X$ ($Ar(X)$) была наименьшей.

Сравним атомные массы катионообразующих элементов:

$Ar(H) = 1$ < $Ar(Li) = 7$ < $Ar(Na) = 23$ < $Ar(K) = 39$

Наименьшую атомную массу имеет водород ($H$). Следовательно, сероводород ($H_2S$) должен иметь наибольшую массовую долю серы. Проверим это расчетами для каждого вещества.

1) K₂S

Относительная молекулярная масса сульфида калия:

$Mr(K_2S) = 2 \cdot Ar(K) + Ar(S) = 2 \cdot 39 + 32 = 78 + 32 = 110$

Массовая доля серы в сульфиде калия:

$ω(S) = \frac{Ar(S)}{Mr(K_2S)} = \frac{32}{110} \approx 0,291$ или $29,1\%$

2) H₂S

Относительная молекулярная масса сероводорода:

$Mr(H_2S) = 2 \cdot Ar(H) + Ar(S) = 2 \cdot 1 + 32 = 2 + 32 = 34$

Массовая доля серы в сероводороде:

$ω(S) = \frac{Ar(S)}{Mr(H_2S)} = \frac{32}{34} \approx 0,941$ или $94,1\%$

3) Li₂S

Относительная молекулярная масса сульфида лития:

$Mr(Li_2S) = 2 \cdot Ar(Li) + Ar(S) = 2 \cdot 7 + 32 = 14 + 32 = 46$

Массовая доля серы в сульфиде лития:

$ω(S) = \frac{Ar(S)}{Mr(Li_2S)} = \frac{32}{46} \approx 0,696$ или $69,6\%$

4) Na₂S

Относительная молекулярная масса сульфида натрия:

$Mr(Na_2S) = 2 \cdot Ar(Na) + Ar(S) = 2 \cdot 23 + 32 = 46 + 32 = 78$

Массовая доля серы в сульфиде натрия:

$ω(S) = \frac{Ar(S)}{Mr(Na_2S)} = \frac{32}{78} \approx 0,410$ или $41,0\%$

Сравнивая полученные результаты:

$ω(S)$ в $H_2S$ ($94,1\%$) > $ω(S)$ в $Li_2S$ ($69,6\%$) > $ω(S)$ в $Na_2S$ ($41,0\%$) > $ω(S)$ в $K_2S$ ($29,1\%$).

Таким образом, наибольшая массовая доля серы в сероводороде ($H_2S$).

Ответ: 2) $H_2S$

9. Верны ли утверждения?

A. В химических реакциях соединения могут участвовать и простые, и сложные вещества.

Б. Эндотермические реакции протекают с поглощением теплоты.

1) верно только А

2) верно только Б

3) оба утверждения верны

4) оба утверждения неверны

Проанализируем каждое утверждение.

А. В химических реакциях соединения могут участвовать и простые, и сложные вещества.

Реакция соединения — это химический процесс, в результате которого из двух или нескольких исходных веществ образуется одно новое, более сложное вещество. Исходными веществами могут быть как простые, так и сложные вещества.

Примеры реакций соединения:

• Взаимодействие двух простых веществ: синтез хлороводорода из водорода и хлора.
  $H_2 + Cl_2 \rightarrow 2HCl$
• Взаимодействие простого и сложного вещества: окисление оксида серы(IV) кислородом.
  $2SO_2 + O_2 \rightarrow 2SO_3$
• Взаимодействие двух сложных веществ: реакция оксида кальция с водой.
  $CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$

Таким образом, данное утверждение является верным.

Б. Эндотермические реакции протекают с поглощением теплоты.

Это утверждение также является верным, так как оно представляет собой точное определение эндотермической реакции. Химические реакции по тепловому эффекту делятся на экзотермические (с выделением теплоты, $Q>0$) и эндотермические (с поглощением теплоты, $Q<0$).

Примером эндотермической реакции является разложение нитрата калия при нагревании, которое требует подвода тепла:
$2KNO_3 \xrightarrow{t^\circ} 2KNO_2 + O_2 \uparrow - Q$

Следовательно, утверждение Б тоже верно.

Поскольку оба утверждения (А и Б) верны, правильным является вариант ответа 3.

Ответ: 3