Вариант 2, страница 20 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

Вариант 2

1. Определите валентность фосфора в следующих соединениях:

$PH_3$, $P_2O_5$, $P_2O_3$, $Ca_3P_2$.

2. Составьте формулы соединений по валентности. Валентность элементов, у которых она постоянна, не обозначена.

OF; KN; ClO; AlC.

3. Вычислите относительные молекулярные массы соединений:

а) $C_3H_8$; б) $H_3PO_4$.

4. Вычислите массовые доли элементов в соединении $C_3H_8$.

5. Вычислите, какое количество вещества содержится

а) в навеске меди массой 6,4 г, б) в порции молекулярного водорода массой 10 г.

6. Какова масса 3 моль углекислого газа $CO_2$?

7. Что такое химические явления? Приведите примеры. Почему изменение агрегатного состояния вещества не является химической реакцией?

1. Валентность элемента определяется числом химических связей, которые его атом образует с другими атомами. В бинарных соединениях произведение валентности одного элемента на число его атомов равно произведению валентности другого элемента на число его атомов.

• В соединении $PH_3$ валентность водорода (H), как правило, равна I. Так как в молекуле 3 атома водорода, то валентность фосфора (P) равна III ($1 \times 3 = 3$).
• В соединении $P_2O_5$ валентность кислорода (O) равна II. Общая валентность пяти атомов кислорода равна $5 \times II = X$. Эта валентность распределяется на два атома фосфора, следовательно, валентность одного атома фосфора равна $X / 2 = V$.
• В соединении $P_2O_3$ валентность кислорода (O) равна II. Общая валентность трех атомов кислорода равна $3 \times II = VI$. Эта валентность распределяется на два атома фосфора, следовательно, валентность одного атома фосфора равна $VI / 2 = III$.
• В соединении $Ca_3P_2$ валентность кальция (Ca), металла II группы, постоянна и равна II. Общая валентность трех атомов кальция равна $3 \times II = VI$. Эта валентность распределяется на два атома фосфора, следовательно, валентность одного атома фосфора равна $VI / 2 = III$.

Ответ: Валентность фосфора: в $PH_3$ – III, в $P_2O_5$ – V, в $P_2O_3$ – III, в $Ca_3P_2$ – III.

2. Для составления формул соединений по валентности используется правило наименьшего общего кратного (НОК). Валентности элементов, у которых она постоянна: кислород (O) - II, фтор (F) - I, калий (K) - I, алюминий (Al) - III.

• OF: Валентность O(II), F(I). НОК(2, 1) = 2. Индексы: для O: $2/II = 1$; для F: $2/I = 2$. Формула: $OF_2$.
• KN: Валентность K(I). Азот (N) в соединениях с активными металлами (нитридах) проявляет валентность III. НОК(1, 3) = 3. Индексы: для K: $3/I = 3$; для N: $3/III = 1$. Формула: $K_3N$.
• $\overset{VII}{Cl}O$: Валентность Cl(VII), O(II). НОК(7, 2) = 14. Индексы: для Cl: $14/VII = 2$; для O: $14/II = 7$. Формула: $Cl_2O_7$.
• $\overset{III}{Al}\overset{IV}{C}$: Валентность Al(III), C(IV). НОК(3, 4) = 12. Индексы: для Al: $12/III = 4$; для C: $12/IV = 3$. Формула: $Al_4C_3$.

Ответ: $OF_2$; $K_3N$; $Cl_2O_7$; $Al_4C_3$.

3. Относительная молекулярная масса ($M_r$) соединения равна сумме относительных атомных масс ($A_r$) всех атомов, входящих в состав молекулы. Используем округленные значения атомных масс из Периодической системы: $A_r(C) = 12$, $A_r(H) = 1$, $A_r(P) = 31$, $A_r(O) = 16$.

а) C₃H₈

Решение

$M_r(C_3H_8) = 3 \times A_r(C) + 8 \times A_r(H) = 3 \times 12 + 8 \times 1 = 36 + 8 = 44$.

Ответ: 44.

б) H₃PO₄

Решение

$M_r(H_3PO_4) = 3 \times A_r(H) + 1 \times A_r(P) + 4 \times A_r(O) = 3 \times 1 + 1 \times 31 + 4 \times 16 = 3 + 31 + 64 = 98$.

Ответ: 98.

4. Дано:

Соединение $C_3H_8$.

Найти:

Массовые доли углерода ($\omega(C)$) и водорода ($\omega(H)$).

Решение:

Массовая доля элемента ($\omega$) в соединении вычисляется по формуле: $\omega(Э) = \frac{n \times A_r(Э)}{M_r(\text{соединения})} \times 100\%$, где $n$ — число атомов элемента в молекуле, $A_r(Э)$ — его относительная атомная масса, $M_r(\text{соединения})$ — относительная молекулярная масса соединения.

1. Находим относительную молекулярную массу $C_3H_8$ (из задания 3): $M_r(C_3H_8) = 44$.

2. Рассчитываем массовую долю углерода (C): $\omega(C) = \frac{3 \times A_r(C)}{M_r(C_3H_8)} = \frac{3 \times 12}{44} = \frac{36}{44} \approx 0.8182$. В процентах: $0.8182 \times 100\% = 81.82\%$.

3. Рассчитываем массовую долю водорода (H): $\omega(H) = \frac{8 \times A_r(H)}{M_r(C_3H_8)} = \frac{8 \times 1}{44} = \frac{8}{44} \approx 0.1818$. В процентах: $0.1818 \times 100\% = 18.18\%$.

Проверка: $81.82\% + 18.18\% = 100\%$.

Ответ: Массовая доля углерода $\omega(C) \approx 81.82\%$, массовая доля водорода $\omega(H) \approx 18.18\%$.

5. Количество вещества ($n$) вычисляется по формуле $n = \frac{m}{M}$, где $m$ — масса вещества, а $M$ — его молярная масса.

а) в навеске меди массой 6,4 г

Дано:

$m(Cu) = 6.4$ г

Найти:

$n(Cu)$

Решение:

Молярная масса меди $M(Cu)$ численно равна ее относительной атомной массе. $A_r(Cu) \approx 64$. Следовательно, $M(Cu) = 64$ г/моль.

$n(Cu) = \frac{m(Cu)}{M(Cu)} = \frac{6.4 \text{ г}}{64 \text{ г/моль}} = 0.1 \text{ моль}$.

Ответ: 0.1 моль.

б) в порции молекулярного водорода массой 10 г

Дано:

$m(H_2) = 10$ г

Найти:

$n(H_2)$

Решение:

Молекулярный водород имеет формулу $H_2$. Его молярная масса $M(H_2)$ состоит из двух атомов водорода: $M(H_2) = 2 \times M(H) = 2 \times 1$ г/моль = 2 г/моль.

$n(H_2) = \frac{m(H_2)}{M(H_2)} = \frac{10 \text{ г}}{2 \text{ г/моль}} = 5 \text{ моль}$.

Ответ: 5 моль.

6. Дано:

$n(CO_2) = 3$ моль

Найти:

$m(CO_2)$

Решение:

Масса вещества ($m$) вычисляется по формуле $m = n \times M$, где $n$ — количество вещества, а $M$ — его молярная масса.

1. Вычислим молярную массу углекислого газа ($CO_2$): $M(CO_2) = M(C) + 2 \times M(O) = 12 \text{ г/моль} + 2 \times 16 \text{ г/моль} = 44 \text{ г/моль}$.

2. Вычислим массу 3 моль $CO_2$: $m(CO_2) = n(CO_2) \times M(CO_2) = 3 \text{ моль} \times 44 \text{ г/моль} = 132 \text{ г}$.

Ответ: 132 г.

7. Химические явления (или химические реакции) — это процессы, в результате которых одни вещества превращаются в другие, новые вещества, отличающиеся по составу и свойствам. Ключевым признаком химического явления является изменение состава вещества, то есть перегруппировка атомов с образованием новых молекул.

Примеры химических явлений:

• горение свечи (парафин реагирует с кислородом, образуя углекислый газ и воду);
• ржавление железа (железо взаимодействует с кислородом и водой, образуя ржавчину);
• гашение соды уксусом (гидрокарбонат натрия реагирует с уксусной кислотой с выделением углекислого газа).

Изменение агрегатного состояния вещества не является химической реакцией, так как это физическое явление. При переходе из одного агрегатного состояния в другое (например, таяние льда, кипение воды, замерзание воды) химический состав вещества не меняется. Молекулы воды ($H_2O$) остаются теми же, изменяется лишь расстояние между ними и энергия их движения. Новые вещества с новыми свойствами не образуются, поэтому это не химическая реакция.

Ответ: Химические явления — это процессы превращения одних веществ в другие, отличающиеся по составу и свойствам. Примеры: горение, ржавление. Изменение агрегатного состояния не является химической реакцией, так как при этом не изменяется состав вещества (не образуются новые вещества), а меняется лишь расположение и характер движения его частиц.