Страница 17 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

7. Верны ли утверждения с позиций атомно-молекулярного учения?

А. Молекулы простых веществ состоят из одинаковых атомов, а молекулы сложных — из разных атомов.

Б. Атомы в химических реакциях разрушаются.

1) верно только А2) верно только Б

3) оба утверждения верны4) оба утверждения неверны

Решение

Для определения верности утверждений проанализируем каждое из них с позиций атомно-молекулярного учения.

А. Молекулы простых веществ состоят из одинаковых атомов, а молекулы сложных — из разных атомов.

Данное утверждение является верным. Согласно определению, простые вещества — это вещества, которые состоят из атомов одного химического элемента. Например, молекула кислорода $O_2$ состоит из двух атомов элемента кислорода, а молекула азота $N_2$ — из двух атомов элемента азота. Сложные вещества, в свою очередь, состоят из атомов двух или более различных химических элементов. Например, молекула воды $H_2O$ состоит из атомов водорода и кислорода, а молекула углекислого газа $CO_2$ — из атомов углерода и кислорода.

Б. Атомы в химических реакциях разрушаются.

Данное утверждение является неверным. Одним из фундаментальных постулатов атомно-молекулярного учения является то, что атомы в химических реакциях сохраняются, то есть не разрушаются и не создаются заново. В ходе химической реакции происходит лишь перегруппировка атомов: старые связи между атомами в молекулах реагентов рвутся, и образуются новые связи, формируя молекулы продуктов. Это положение лежит в основе закона сохранения массы веществ в химических реакциях.

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

Ответ: 1

8. 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 имеют вещества, в кристаллических решетках которых в узлах находятся ионы (положительно заряженные катионы и отрицательно заряженные анионы), связанные между собой силами электростатического притяжения (ионной связью). Как правило, ионное строение характерно для соединений, образованных атомами типичных металлов и типичных неметаллов, а также для большинства солей, оснований и основных оксидов.

Проанализируем каждую предложенную пару веществ:

1) кислород и озон
Кислород ($O_2$) и озон ($O_3$) — это аллотропные модификации химического элемента кислорода (неметалла). Связи между атомами в их молекулах являются ковалентными. Следовательно, оба вещества имеют молекулярное строение, а не ионное. В узлах их кристаллических решеток (в твердом состоянии) расположены молекулы.
Ответ: неверно.

2) сода и вода
Сода (карбонат натрия, $Na_2CO_3$) — это соль, образованная катионами металла натрия ($Na^+$) и сложным карбонат-анионом ($CO_3^{2-}$). Связь между этими ионами — ионная, поэтому карбонат натрия имеет ионное строение. Вода ($H_2O$) — это вещество, состоящее из молекул, в которых атомы неметаллов (водорода и кислорода) соединены ковалентными полярными связями. Вода имеет молекулярное строение. Поскольку только одно из двух веществ имеет ионное строение, этот вариант не является правильным.
Ответ: неверно.

3) поваренная соль и перманганат калия
Поваренная соль (хлорид натрия, $NaCl$) — это соединение, образованное типичным металлом (натрий) и типичным неметаллом (хлор). Оно состоит из катионов натрия ($Na^+$) и хлорид-анионов ($Cl^-$), связанных ионной связью. Вещество имеет ионную кристаллическую решетку, то есть ионное строение. Перманганат калия ($KMnO_4$) — это соль, состоящая из катионов металла калия ($K^+$) и сложного перманганат-аниона ($MnO_4^-$). Связь между катионом калия и анионом является ионной, что определяет ионное строение всего вещества (несмотря на то, что связи внутри самого перманганат-иона являются ковалентными полярными). Таким образом, оба вещества в данной паре имеют ионное строение.
Ответ: верно.

4) азот и углекислый газ
Азот ($N_2$) — простое вещество, молекула которого состоит из двух атомов неметалла азота, соединенных прочной ковалентной неполярной связью. Азот имеет молекулярное строение. Углекислый газ ($CO_2$) — оксид неметалла. Его молекула состоит из атома углерода и двух атомов кислорода, связанных ковалентными полярными связями. Вещество также имеет молекулярное строение. Оба вещества имеют молекулярное строение, а не ионное.
Ответ: неверно.

9. К аллотропным модификациям углерода не относятся:

1) карбон

2) алмаз

3) фуллерен

4) графит

5) корунд

Аллотропия — это способность химического элемента существовать в виде двух или более простых веществ, различных по строению и свойствам. Эти вещества называются аллотропными модификациями. Углерод (C) обладает большим количеством аллотропных модификаций. Для определения, какое из предложенных веществ не является аллотропной модификацией углерода, необходимо проанализировать химический состав каждого из них.

1) карбон — в данном контексте, скорее всего, имеется в виду карбин. Карбин — это аллотропная модификация углерода, состоящая из атомов углерода, соединенных в линейные цепочки. Таким образом, это одна из форм существования углерода.

2) алмаз — это хорошо известная кубическая кристаллическая аллотропная модификация углерода. В его структуре каждый атом углерода связан с четырьмя другими, образуя прочную тетраэдрическую решетку.

3) фуллерен — это молекулярная аллотропная модификация углерода, представляющая собой замкнутые сферические или эллипсоидальные структуры из атомов углерода (например, молекула $C_{60}$).

4) графит — наиболее распространенная в природе аллотропная модификация углерода. Его структура состоит из плоских слоев, в которых атомы углерода образуют гексагональную решетку.

5) корунд — это минерал, который по своему химическому составу является оксидом алюминия. Его химическая формула — $Al_2O_3$. Поскольку корунд состоит из атомов алюминия и кислорода, а не только из атомов углерода, он не является аллотропной модификацией углерода. Это химическое соединение.

Следовательно, из перечисленных вариантов только корунд не является аллотропной модификацией углерода.
Ответ: 5

10. Установите соответствие между утверждением о сере и химическим понятием.

УТВЕРЖДЕНИЕ

A) сера входит в состав лекарственных мазей

Б) сера входит в состав серной кислоты

В) некоторые растительные белки содержат серу

Г) порошок серы применяют в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями

ХИМИЧЕСКОЕ ПОНЯТИЕ

1) простое вещество

2) химический элемент

Решение

Для выполнения этого задания необходимо понимать разницу между понятиями «химический элемент» и «простое вещество».

• Химический элемент — это определённый вид атомов. Это понятие используется, когда говорится о составе сложного вещества (например, о том, какие атомы входят в состав молекулы) или о содержании атомов в каком-либо объекте.
• Простое вещество — это форма существования химического элемента в свободном виде. Это конкретное вещество с определёнными физическими свойствами (цветом, запахом, агрегатным состоянием), которое может вступать в реакции или быть частью смеси.

А) сера входит в состав лекарственных мазей

В данном случае речь идёт о сере как о компоненте смеси (мази). В мазь добавляют порошок серы — вещество, обладающее определёнными физическими и лечебными свойствами. Следовательно, имеется в виду простое вещество.

Ответ: 1

Б) сера входит в состав серной кислоты

Серная кислота — это химическое соединение, сложное вещество с формулой $H_2SO_4$. Утверждение означает, что атомы серы являются частью молекул этого соединения. Таким образом, речь идёт о химическом элементе.

Ответ: 2

В) некоторые растительные белки содержат серу

Белки — это сложные органические соединения. Говоря, что они содержат серу, мы имеем в виду, что атомы элемента серы входят в состав молекул аминокислот, из которых построены белки. Речь идёт о химическом элементе.

Ответ: 2

Г) порошок серы применяют в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями

Здесь прямо упоминается физическая форма вещества — «порошок серы». Это говорит о сере как о конкретном веществе с определёнными свойствами, которое используется для практических целей. Следовательно, речь идёт о простом веществе.

Ответ: 1

11. Возможно, что одной из причин поражения армии Наполеона в России в 1812 г. было то, что пуговицы на мундирах солдат были оловянные. Когда ударили сильные морозы, эти пуговицы превратились в порошок.

Объясните причину этого явления, названного впоследствии «оловянная чума».

Явление, описанное в задаче и названное «оловянной чумой», является физико-химическим процессом, в основе которого лежит аллотропия олова. Аллотропия — это способность химического элемента существовать в виде нескольких простых веществ, называемых аллотропными модификациями, которые различаются по строению и свойствам.

При температурах выше $13.2 \text{ °C}$ олово существует в виде устойчивой металлической модификации — белого олова (β-Sn). Это пластичный металл серебристо-белого цвета с тетрагональной кристаллической решеткой, из которого и были изготовлены пуговицы.

Однако при охлаждении ниже критической температуры $13.2 \text{ °C}$ белое олово становится термодинамически нестабильным и начинает самопроизвольно превращаться в другую модификацию — серое олово (α-Sn). Серое олово — это хрупкий полупроводник серого цвета с кубической кристаллической решеткой, подобной структуре алмаза. Внешне оно представляет собой порошок.

Этот фазовый переход сопровождается резким изменением физических свойств. Плотность серого олова ($ρ_{α} \approx 5.77 \text{ г/см}^3$) значительно ниже плотности белого олова ($ρ_{β} \approx 7.31 \text{ г/см}^3$), что приводит к увеличению объема примерно на 27%. Из-за такого сильного расширения в металле возникают внутренние напряжения, которые разрушают его структуру. В результате блестящие металлические пуговицы рассыпались в серый порошок.

Процесс превращения ускоряется при дальнейшем понижении температуры (наиболее быстро он идет при температуре около $-33 \text{ °C}$) и является автокаталитическим: наличие очагов серого олова катализирует дальнейшее превращение. Именно из-за способности «заражать» соседние участки металла, распространяясь подобно болезни, явление и получило свое название — «оловянная чума».

Таким образом, сильные морозы, с которыми столкнулась армия Наполеона в России, создали идеальные условия для этого процесса, что и привело к разрушению оловянных пуговиц на мундирах солдат.

Ответ: Причиной превращения оловянных пуговиц в порошок является аллотропическое превращение олова, известное как «оловянная чума». При низких температурах (ниже $13.2 \text{ °C}$) металлическое белое олово (β-Sn) самопроизвольно переходит в порошкообразное серое олово (α-Sn). Этот переход сопровождается значительным увеличением объема, что и приводит к разрушению изделий из олова.