Страница 19 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

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

А. Молекулы — это мельчайшие частицы вещества, определяющие его химические свойства.

Б. При физических явлениях молекулы сохраняются, при химических — разрушаются.

1) верно только А

2) верно только Б

3) оба утверждения верны

4) оба утверждения неверны

Решение

Рассмотрим оба утверждения с позиций атомно-молекулярного учения, чтобы определить их верность.

А. Молекулы — это мельчайшие частицы вещества, определяющие его химические свойства.

Это утверждение является одним из фундаментальных положений атомно-молекулярной теории. Молекула действительно представляет собой наименьшую частицу данного вещества, которая сохраняет его химические свойства и способна к самостоятельному существованию. Например, молекула воды ($H_2O$) обладает всеми химическими свойствами воды. Если же разделить ее на составляющие атомы (два атома водорода и один атом кислорода), то мы получим частицы с совершенно другими свойствами. Таким образом, утверждение А является верным.

Б. При физических явлениях молекулы сохраняются, при химических — разрушаются.

Физические явления, такие как плавление, кипение, испарение, конденсация или изменение формы, не изменяют химический состав вещества. При этих процессах меняется лишь взаимное расположение молекул и расстояние между ними, но сами молекулы остаются целыми. Например, при замерзании воды молекулы $H_2O$ не изменяются, они лишь образуют кристаллическую решетку льда.

Химические явления, или химические реакции, — это процессы, в ходе которых одни вещества превращаются в другие. Это происходит потому, что исходные молекулы разрушаются, их атомы перегруппировываются и образуют новые молекулы. Например, в реакции горения водорода ($2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$) молекулы водорода ($H_2$) и кислорода ($O_2$) разрушаются, чтобы образовались новые молекулы воды ($H_2O$). Следовательно, утверждение Б также является верным.

Поскольку оба утверждения (А и Б) верны, правильный вариант ответа — 3.

Ответ: 3) оба утверждения верны

8. Выберите пару веществ, в которой первое вещество имеет молекулярное строение, а второе — немолекулярное.

1) угарный газ и вода

2) водород и поваренная соль

3) кварц и кислород

4) озон и фуллерен

Для решения этой задачи необходимо определить тип строения для каждого вещества в предложенных парах. Вещества с молекулярным строением состоят из отдельных молекул, связанных между собой слабыми межмолекулярными силами. В узлах их кристаллических решеток находятся молекулы. Вещества с немолекулярным строением (атомным, ионным или металлическим) состоят из атомов или ионов, связанных прочными химическими связями в единую структуру, и не содержат отдельных молекул.

Проанализируем каждую пару:

1) угарный газ и вода

Угарный газ (монооксид углерода, $CO$) и вода ($H_2O$) — это вещества, состоящие из отдельных молекул ($CO$ и $H_2O$ соответственно). В твердом состоянии они образуют молекулярные кристаллические решетки. Таким образом, оба вещества имеют молекулярное строение. Этот вариант не подходит.

2) водород и поваренная соль

Водород ($H_2$) — это газ, состоящий из двухатомных молекул. Следовательно, он имеет молекулярное строение. Поваренная соль (хлорид натрия, $NaCl$) — это ионное соединение. В твердом состоянии она образует ионную кристаллическую решетку из катионов натрия ($Na^+$) и анионов хлора ($Cl^-$). Отдельных молекул $NaCl$ в кристалле нет. Следовательно, поваренная соль имеет немолекулярное (ионное) строение. Эта пара соответствует условию задачи.

3) кварц и кислород

Кварц (диоксид кремния, $SiO_2$) имеет атомную кристаллическую решетку, где все атомы кремния и кислорода связаны прочными ковалентными связями в единый каркас. Это вещество немолекулярного строения. Кислород ($O_2$) состоит из двухатомных молекул и имеет молекулярное строение. В этой паре порядок обратный требуемому. Этот вариант не подходит.

4) озон и фуллерен

Озон ($O_3$) — вещество, состоящее из трехатомных молекул. Имеет молекулярное строение. Фуллерен (например, $C_{60}$) — аллотропная модификация углерода, состоящая из отдельных шарообразных молекул. В твердом состоянии образует молекулярную кристаллическую решетку. Таким образом, оба вещества имеют молекулярное строение. Этот вариант не подходит.

Ответ: 2

9.К аллотропным модификациям кислорода относятся:

1) графит

2) озон

3) кислород

4) азот

5) алмаз

Решение

Аллотропия — это способность химического элемента существовать в виде двух или более простых веществ, которые называются аллотропными модификациями. Эти модификации различаются по строению и, как следствие, по свойствам.

Элемент кислород (O) обладает аллотропией. Его основными аллотропными модификациями являются:

• Кислород (точнее, дикислород) с химической формулой $O_2$. Это двухатомная молекула, наиболее стабильная и распространенная форма кислорода в атмосфере Земли.
• Озон с химической формулой $O_3$. Это трехатомная молекула, менее стабильная, чем $O_2$, и обладающая высокой реакционной способностью.

Теперь рассмотрим предложенные варианты ответа:

1) графит и 5) алмаз являются аллотропными модификациями углерода (C), а не кислорода.

4) азот (N) — это другой химический элемент, а не форма кислорода.

2) озон ($O_3$) и 3) кислород ($O_2$) являются аллотропными модификациями элемента кислорода.

Таким образом, правильными ответами являются озон и кислород.

Ответ: 2), 3).

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

УТВЕРЖДЕНИЕ

А) в воздухе содержится 78 % азота по объёму

Б) аммиак состоит из азота и водорода

В) азот входит в состав молекул белков

Г) азот не поддерживает горение

ХИМИЧЕСКОЕ ПОНЯТИЕ

1) простое вещество

2) химический элемент

Решение

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

• Химический элемент — это определённый вид атомов. Это понятие используется, когда речь идет о составе сложных веществ (например, «молекула воды состоит из элементов водорода и кислорода») или о принадлежности атомов к этому виду (например, «азот входит в состав белков»).

• Простое вещество — это форма существования химического элемента в свободном состоянии. Простое вещество обладает конкретными физическими и химическими свойствами (например, цвет, плотность, агрегатное состояние, способность вступать в реакции). Когда говорится о свойствах или о нахождении вещества в смеси, речь идет о простом веществе.

Проанализируем каждое утверждение:

А) в воздухе содержится 78 % азота по объёму

В данном случае речь идёт о газе азоте, который является компонентом воздуха (физической смеси газов) и существует в виде двухатомных молекул $N_2$. Указание на объёмную долю относится к веществу, которое занимает определённый объём в смеси. Таким образом, речь идет о простом веществе.

Ответ: 1

Б) аммиак состоит из азота и водорода

Аммиак ($NH_3$) — это сложное вещество. Утверждение описывает, из атомов каких химических элементов состоит его молекула. Речь идет о качественном атомном составе соединения, а не о смеси простых веществ азота ($N_2$) и водорода ($H_2$). Следовательно, «азот» здесь — это химический элемент.

Ответ: 2

В) азот входит в состав молекул белков

Белки — это сложные органические полимеры. Утверждение указывает на то, что атомы элемента азота являются частью химической структуры этих молекул. Это описание элементного состава сложного вещества. Следовательно, «азот» здесь — это химический элемент.

Ответ: 2

Г) азот не поддерживает горение

Неспособность поддерживать горение — это химическое свойство. Свойствами обладают конкретные вещества, в данном случае — простое вещество азот ($N_2$). Следовательно, речь идет о простом веществе.

Ответ: 1

11. Используя последовательность $состав \rightarrow строение \rightarrow свойства$, охарактеризуйте аллотропные модификации кислорода.

Аллотропия – это явление существования химического элемента в виде двух или более простых веществ, которые различаются по строению и свойствам. Такие вещества называются аллотропными модификациями. Химический элемент кислород (O) образует две основные аллотропные модификации: кислород (дикислород, $O_2$) и озон ($O_3$). Охарактеризуем их, следуя логической цепочке: состав → строение → свойства.

Кислород (дикислород, $O_2$)

Состав: Простое вещество, молекула которого состоит из двух атомов элемента кислорода. Химическая формула – $O_2$. Относительная молекулярная масса равна 32.

Строение: Атомы в молекуле кислорода соединены прочной двойной ковалентной неполярной связью ($O=O$). Молекула имеет линейное строение. В твердом состоянии вещество имеет молекулярную кристаллическую решетку, в узлах которой находятся молекулы $O_2$.

Свойства:Физические: в нормальных условиях это газ без цвета, вкуса и запаха. Он немного тяжелее воздуха. Малорастворим в воде. Температура кипения составляет $-183^\circ C$, а температура плавления – $-218,8^\circ C$. Химические: является сильным окислителем, но его активность проявляется, как правило, при повышенной температуре. Кислород необходим для процессов дыхания подавляющего большинства живых организмов и поддерживает горение. Он вступает в реакции со многими простыми и сложными веществами с образованием оксидов, например: $C + O_2 \xrightarrow{t} CO_2$.

Озон ($O_3$)

Состав: Простое вещество, молекула которого состоит из трех атомов элемента кислорода. Химическая формула – $O_3$. Относительная молекулярная масса равна 48.

Строение: Молекула озона имеет угловое строение, валентный угол $O-O-O$ составляет примерно $117^\circ$. Связи между атомами кислорода являются "полуторными" (их порядок равен 1,5) из-за резонанса структур, что делает молекулу полярной, в отличие от неполярной молекулы $O_2$. В твердом состоянии также имеет молекулярную кристаллическую решетку.

Свойства:Физические: в нормальных условиях это газ бледно-голубого цвета с характерным резким запахом (ощущается после грозы). Он значительно тяжелее воздуха и лучше растворяется в воде по сравнению с кислородом. Температура кипения $-112^\circ C$, плавления $-192,5^\circ C$. В больших концентрациях озон ядовит. Химические: является очень сильным окислителем, значительно превосходящим по активности кислород. Высокая реакционная способность обусловлена его термодинамической неустойчивостью. Молекула озона легко распадается с образованием молекулярного кислорода и очень активного атомарного кислорода: $O_3 \rightarrow O_2 + O$. Благодаря этому озон способен окислять даже такие малоактивные металлы, как серебро и золото, при обычных условиях: $2Ag + O_3 \rightarrow Ag_2O + O_2$.

Ответ: Аллотропными модификациями кислорода являются кислород ($O_2$) и озон ($O_3$). Различие в их составе (количество атомов в молекуле) определяет различие в строении (линейная неполярная молекула $O_2$ и угловая полярная молекула $O_3$), что, в свою очередь, обуславливает кардинальные различия в их физических и химических свойствах. Озон, в отличие от кислорода, имеет цвет и резкий запах, а также является гораздо более сильным окислителем и менее устойчивым соединением.