Страница 22 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

3. Выберите два элемента, которые в Периодической системе находятся в побочных подгруппах (Б-группах).

Решение

Элементы, которые в Периодической системе находятся в побочных подгруппах (Б-группах), являются переходными металлами. Их отличительная особенность — заполнение электронами d-подуровня предвнешнего энергетического уровня (или f-подуровня для лантаноидов и актиноидов). В таблице Менделеева они располагаются в больших периодах (начиная с 4-го) и образуют группы, обозначаемые буквой "Б" (например, IБ, IIБ, ..., VIIIБ).

Чтобы ответить на вопрос, необходимо выбрать два любых элемента, относящихся к этим подгруппам. В качестве примеров можно привести следующие элементы:

1. Хром (Cr). Это химический элемент с атомным номером 24. В Периодической системе он находится в 4-м периоде, в побочной подгруппе VI группы (VIБ). Его электронная конфигурация имеет вид $...3d^54s^1$, что подтверждает его принадлежность к d-элементам.

2. Серебро (Ag). Это химический элемент с атомным номером 47. Он расположен в 5-м периоде, в побочной подгруппе I группы (IБ). Является переходным металлом.

Другими примерами элементов побочных подгрупп являются: железо (Fe), медь (Cu), цинк (Zn), золото (Au), ртуть (Hg), марганец (Mn) и многие другие.

Ответ: Хром (Cr) и Серебро (Ag).

4. Запись $3N$ означает

1) три молекулы азота

2) одна молекула азота

3) три атома азота

4) атом азота

Решение

В химических записях используются коэффициенты и индексы для указания количества атомов и молекул.

• Коэффициент — это число, стоящее перед химическим символом или формулой. Он указывает на количество отдельных частиц (атомов или молекул).

• Индекс — это число, стоящее справа внизу от символа элемента в формуле. Он показывает, сколько атомов этого элемента входит в состав одной молекулы.

В записи `3N`:

• Символ `N` обозначает один атом элемента азота.

• Число `3` является коэффициентом и показывает, что взято три таких частицы.

Следовательно, запись `3N` означает три отдельных, не связанных между собой атома азота.

Если бы речь шла о молекулах азота, запись была бы другой. Молекула азота состоит из двух атомов и имеет формулу `N₂`. Тогда:

• три молекулы азота — это `3N₂`;

• одна молекула азота — это `N₂`.

Таким образом, из предложенных вариантов правильным является третий.

Ответ: 3) три атома азота.

5. Молекула глюкозы состоит из шести атомов углерода, двенадцати атомов водорода и шести атомов кислорода. Молекулярная формула глюкозы

1) $2C_3H_8O_3$

2) $3C_2H_6O_2$

3) $C_6H_{12}O_6$

4) $C_6H_{14}O_6$

Дано:

Количество атомов углерода (C) в молекуле глюкозы = 6
Количество атомов водорода (H) в молекуле глюкозы = 12
Количество атомов кислорода (O) в молекуле глюкозы = 6

Найти:

Молекулярную формулу глюкозы.

Решение:

Молекулярная формула вещества показывает, из атомов каких химических элементов состоит его молекула и каково число атомов каждого элемента. Чтобы записать формулу, используют символы химических элементов и числовые индексы.

В соответствии с условием задачи, молекула глюкозы состоит из:
- шести атомов углерода (химический символ C), что записывается как $C_6$;
- двенадцати атомов водорода (химический символ H), что записывается как $H_{12}$;
- шести атомов кислорода (химический символ O), что записывается как $O_6$.

Соединив эти части в общепринятом для органических веществ порядке (сначала углерод C, затем водород H, затем кислород O), мы получим полную молекулярную формулу глюкозы: $C_6H_{12}O_6$.

Сравним полученную формулу с предложенными вариантами ответа:
1) $2C_3H_8O_3$ – неверно.
2) $3C_2H_6O_2$ – неверно.
3) $C_6H_{12}O_6$ – верно.
4) $C_6H_{14}O_6$ – неверно.

Правильным вариантом является ответ под номером 3.

Ответ: 3) $C_6H_{12}O_6$.

6. Наименьшую относительную молекулярную массу имеет вещество, формула которого

1) $SO_2$

2) $SiO_2$

3) $NO_2$

4) $CO_2$

Дано:

Предложены формулы веществ: $SO_2$, $SiO_2$, $NO_2$, $CO_2$.

Относительные атомные массы ($A_r$) химических элементов (округленные):

• $A_r(S) = 32$

• $A_r(Si) = 28$

• $A_r(N) = 14$

• $A_r(C) = 12$

• $A_r(O) = 16$

Найти:

Вещество с наименьшей относительной молекулярной массой ($M_r$).

Решение:

Относительная молекулярная масса вещества — это сумма относительных атомных масс всех атомов, из которых состоит молекула. Рассчитаем относительную молекулярную массу для каждого из предложенных веществ.

1) Для диоксида серы ($SO_2$):

$M_r(SO_2) = A_r(S) + 2 \cdot A_r(O) = 32 + 2 \cdot 16 = 32 + 32 = 64$

2) Для диоксида кремния ($SiO_2$):

$M_r(SiO_2) = A_r(Si) + 2 \cdot A_r(O) = 28 + 2 \cdot 16 = 28 + 32 = 60$

3) Для диоксида азота ($NO_2$):

$M_r(NO_2) = A_r(N) + 2 \cdot A_r(O) = 14 + 2 \cdot 16 = 14 + 32 = 46$

4) Для диоксида углерода ($CO_2$):

$M_r(CO_2) = A_r(C) + 2 \cdot A_r(O) = 12 + 2 \cdot 16 = 12 + 32 = 44$

Сравним полученные значения относительных молекулярных масс:

$M_r(SO_2) = 64$

$M_r(SiO_2) = 60$

$M_r(NO_2) = 46$

$M_r(CO_2) = 44$

Наименьшее значение (44) имеет относительная молекулярная масса диоксида углерода ($CO_2$).

Ответ: 4) $CO_2$.

7. Валентность атома азота не равна трём в молекуле, формула которой

1) $NH_3$

2) $N_2O_3$

3) $NO_2$

4) $Na_3N$

Для того чтобы ответить на вопрос, необходимо определить валентность атома азота в каждом из предложенных соединений. Валентность элемента — это число ковалентных связей, которые атом данного элемента образует с другими атомами.

1) NH₃
В молекуле аммиака ($NH_3$) один атом азота соединен с тремя атомами водорода. Валентность водорода, как правило, равна I. Следовательно, для образования трех связей с водородом атом азота должен быть трехвалентным.
Ответ: валентность азота равна III.

2) N₂O₃
В молекуле оксида азота(III) ($N_2O_3$), или азотистого ангидрида, валентность кислорода равна II. Общая валентность трех атомов кислорода составляет $3 \times II = VI$. Эта валентность распределяется поровну между двумя атомами азота, значит, валентность каждого атома азота составляет $VI / 2 = III$. Структурная формула соединения O=N-O-N=O также показывает, что каждый атом азота образует по три связи.
Ответ: валентность азота равна III.

3) NO₂
В молекуле диоксида азота ($NO_2$) валентность кислорода равна II. Общая валентность двух атомов кислорода равна $2 \times II = IV$. Эта валентность полностью приходится на один атом азота, который с ними связан. Таким образом, валентность азота в $NO_2$ равна IV. Азот образует четыре связи за счет одной двойной связи и одной донорно-акцепторной связи с атомами кислорода.
Ответ: валентность азота равна IV.

4) Na₃N
Нитрид натрия ($Na_3N$) — это ионное соединение. Валентность щелочных металлов, к которым относится натрий, всегда равна I. В формульной единице содержится три атома натрия, значит, атом азота должен скомпенсировать их суммарную валентность, равную $3 \times I = III$. Следовательно, валентность азота равна III.
Ответ: валентность азота равна III.

Сравнивая валентности азота во всех соединениях, мы видим, что она не равна трём только в диоксиде азота ($NO_2$).

Ответ: 3

8. Валентность каждого из элементов равна двум в веществе, формула которого

1) $H_2O_2$

2) $H_2S$

3) $MgS$

4) $AlN$

Для того чтобы определить, в каком из веществ валентность каждого элемента равна двум, необходимо проанализировать состав и структуру каждого соединения. Валентность элемента — это число химических связей, которое образует его атом.

1) H₂O₂
В пероксиде водорода ($H_2O_2$) водород (H) всегда проявляет валентность, равную I. Кислород (O) в этом соединении имеет валентность II (структурная формула H–O–O–H, каждый атом кислорода образует две связи). Поскольку валентность водорода равна I, а не II, это вещество не подходит.
Ответ: валентность H равна I, валентность O равна II.

2) H₂S
В сероводороде ($H_2S$) валентность водорода (H) также равна I. Сера (S) находится в VI группе, и в соединениях с водородом (сульфидах) её валентность равна II. Условие, что валентность каждого элемента равна двум, не выполняется.
Ответ: валентность H равна I, валентность S равна II.

3) MgS
В сульфиде магния ($MgS$) магний (Mg) — это щелочноземельный металл II группы, его валентность в соединениях постоянна и равна II. Сера (S) в сульфидах с активными металлами (I и II групп) проявляет валентность II. Таким образом, в этом соединении валентность каждого элемента равна двум.
Ответ: валентность Mg равна II, валентность S равна II.

4) AlN
В нитриде алюминия ($AlN$) алюминий (Al) — это элемент III группы, его валентность постоянна и равна III. Азот (N) в нитридах с металлами проявляет валентность III. Следовательно, это вещество также не удовлетворяет условию задачи.
Ответ: валентность Al равна III, валентность N равна III.

Таким образом, единственное соединение, в котором валентность обоих элементов равна двум, — это сульфид магния ($MgS$).

9. Неправильно записана формула

1) $Ca(OH)_2$

2) $KSO_4$

3) $NaCl$

4) $MgO$

Для того чтобы определить, какая из химических формул записана неправильно, необходимо проверить, соблюдается ли в каждом случае правило электронейтральности молекулы. Согласно этому правилу, суммарная степень окисления всех атомов в соединении должна быть равна нулю. Проанализируем каждый из предложенных вариантов.

1) $Ca(OH)_2$
Это формула гидроксида кальция. Кальций ($Ca$) — элемент IIА группы, его степень окисления в соединениях постоянна и равна $+2$. Гидроксогруппа ($OH$) представляет собой ион с зарядом $-1$. В данной формуле на один ион кальция $Ca^{2+}$ приходится две гидроксогруппы $OH^-$. Проверим баланс зарядов в соединении: $(+2) + 2 \times (-1) = 0$. Молекула является электронейтральной. Следовательно, формула записана правильно.

2) $KSO_4$
Это формула, предположительно, сульфата калия. Калий ($K$) — элемент IА группы, его степень окисления в соединениях постоянна и равна $+1$. Сульфат-ион ($SO_4^{2-}$) является кислотным остатком серной кислоты ($H_2SO_4$) и имеет заряд $-2$. Для образования нейтральной соли необходимо, чтобы суммарный положительный заряд катионов уравновешивал суммарный отрицательный заряд анионов. Поэтому на один сульфат-ион с зарядом $-2$ должно приходиться два иона калия с общим зарядом $2 \times (+1) = +2$. Таким образом, правильная химическая формула сульфата калия — $K_2SO_4$. В предложенной формуле $KSO_4$ суммарный заряд составляет $(+1) + (-2) = -1$, что нарушает принцип электронейтральности. Следовательно, формула записана неправильно.

3) $NaCl$
Это формула хлорида натрия. Натрий ($Na$) — элемент IА группы, его степень окисления равна $+1$. Хлор ($Cl$) в хлоридах имеет степень окисления $-1$. Проверим сумму степеней окисления: $(+1) + (-1) = 0$. Молекула электронейтральна. Следовательно, формула записана правильно.

4) $MgO$
Это формула оксида магния. Магний ($Mg$) — элемент IIА группы, его степень окисления равна $+2$. Кислород ($O$) в оксидах имеет степень окисления $-2$. Проверим сумму степеней окисления: $(+2) + (-2) = 0$. Молекула электронейтральна. Следовательно, формула записана правильно.

Ответ: 2.

10. Азот $N_2$ отличается от оксида азота $NO$ тем, что

1) состоит из разных химических элементов

2) имеет меньшую относительную молекулярную массу

3) относится к простым веществам

4) содержит меньшую массовую долю азота

5) является сложным веществом

Для решения этой задачи необходимо сравнить свойства молекулы азота $(\text{N}_2)$ и оксида азота $(\text{NO})$.

Дано:

Найти:

Верное утверждение, описывающее отличие $\text{N}_2$ от $\text{NO}$.

Решение:

Сначала определим классификацию данных веществ. Азот $\text{N}_2$ является простым веществом, так как его молекула состоит из атомов только одного химического элемента (азота). Оксид азота $\text{NO}$ является сложным веществом (химическим соединением), так как его молекула образована атомами разных химических элементов (азота и кислорода).

Теперь проанализируем каждый из предложенных вариантов ответа.

1) состоит из разных химических элементов

Это утверждение неверно для азота $\text{N}_2$. Молекула азота состоит из атомов одного элемента. Данная характеристика относится к оксиду азота $\text{NO}$.

2) имеет меньшую относительную молекулярную массу

Рассчитаем относительные молекулярные массы ($M_r$) для обоих веществ.

Для азота $\text{N}_2$: $M_r(\text{N}_2) = 2 \times A_r(\text{N}) = 2 \times 14 = 28$.

Для оксида азота $\text{NO}$: $M_r(\text{NO}) = A_r(\text{N}) + A_r(\text{O}) = 14 + 16 = 30$.

Сравнивая массы, получаем $28 < 30$. Следовательно, азот $\text{N}_2$ действительно имеет меньшую относительную молекулярную массу. Это утверждение является верным.

3) относится к простым веществам

Как было установлено в начале, азот $\text{N}_2$ состоит из атомов одного элемента, что по определению делает его простым веществом. В отличие от него, $\text{NO}$ является сложным веществом. Таким образом, это утверждение верно и описывает фундаментальное различие между веществами.

4) содержит меньшую массовую долю азота

Рассчитаем массовую долю ($\omega$) азота в каждом соединении, используя формулу $\omega(\text{элемента}) = \frac{n \times A_r(\text{элемента})}{M_r(\text{вещества})}$.

Для азота $\text{N}_2$: $\omega(\text{N}) = \frac{2 \times 14}{28} = 1$, что составляет 100%.

Для оксида азота $\text{NO}$: $\omega(\text{N}) = \frac{14}{30} \approx 0.467$, что составляет примерно 46.7%.

Поскольку $100\% > 46.7\%$, азот $\text{N}_2$ содержит большую, а не меньшую массовую долю азота. Утверждение неверно.

5) является сложным веществом

Это утверждение неверно. Азот $\text{N}_2$ — простое вещество. Сложным веществом является оксид азота $\text{NO}$.

Итак, верными являются два утверждения: 2 и 3. Однако в тестовых заданиях обычно требуется выбрать один, наиболее полный и точный ответ. Классификация веществ на простые и сложные является одним из фундаментальных понятий в химии. Это качественное, принципиальное различие, из которого вытекают многие другие свойства, в том числе и количественные, как, например, разница в молекулярных массах. Поэтому утверждение о том, что азот является простым веществом, является наиболее точным и всеобъемлющим ответом, описывающим его отличие от сложного вещества — оксида азота.

Ответ: 3

11. Установите соответствие между химическими символами и информацией, которую они несут.

ХИМИЧЕСКИЕ СИМВОЛЫ

А) $H_2S$

Б) $O_2$

В) $2CH_4$

ИНФОРМАЦИЯ

1) два атома углерода и четыре атома водорода

2) два атома кислорода

3) две молекулы, состоящие из атома углерода и четырёх атомов водорода

4) молекула, состоящая из двух атомов водорода и атома серы

5) молекула кислорода

А) $H_2S$. Химическая формула $H_2S$ обозначает одну молекулу вещества. Индекс 2 после символа водорода ($H$) указывает на наличие двух атомов водорода. Символ серы ($S$) без индекса означает один атом серы. Следовательно, $H_2S$ — это молекула, состоящая из двух атомов водорода и одного атома серы. Это соответствует описанию под номером 4.
Ответ: 4

Б) $O_2$. Химическая формула $O_2$ обозначает одну молекулу кислорода. Индекс 2 после символа кислорода ($O$) указывает на то, что молекула состоит из двух связанных между собой атомов кислорода. Это соответствует описанию под номером 5. Описание под номером 2 ("два атома кислорода") является менее точным, так как оно описывает лишь количественный состав и может также соответствовать записи $2O$, обозначающей два отдельных, не связанных в молекулу атома кислорода.
Ответ: 5

В) $2CH_4$. Запись $2CH_4$ описывает количество и состав вещества. Формула $CH_4$ (метан) означает, что одна молекула состоит из одного атома углерода ($C$) и четырех атомов водорода ($H$). Коэффициент 2, стоящий перед формулой, указывает на наличие двух таких молекул. Таким образом, $2CH_4$ — это две молекулы, каждая из которых состоит из одного атома углерода и четырёх атомов водорода. Это соответствует описанию под номером 3.
Ответ: 3