Страница 63 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

1. Химические знаки только элементов-неметаллов представлены в ряду

1) $He$, $Ca$, $O$

2) $F$, $Br$, $Te$

3) $Ba$, $S$, $N$

4) $Si$, $C$, $Sc$

Решение

Чтобы найти правильный ответ, нужно проанализировать каждый ряд химических элементов и определить, какие из них являются неметаллами. Неметаллы в Периодической системе элементов Д.И. Менделеева в основном расположены в правом верхнем углу таблицы. Элементы, находящиеся на границе между металлами и неметаллами, называются металлоидами (например, B, Si, Ge, As, Sb, Te) и часто рассматриваются вместе с неметаллами из-за схожести в химических свойствах.

1) He, Ca, O
В этом ряду находятся гелий (He) и кислород (O) – это неметаллы. Однако кальций (Ca) является щёлочноземельным металлом. Таким образом, этот ряд не содержит только неметаллы.

2) F, Br, Te
В этом ряду представлены фтор (F) и бром (Br) – это типичные неметаллы из группы галогенов. Теллур (Te) является металлоидом, но проявляет в основном неметаллические свойства и в такой классификации относится к неметаллам. В этом ряду нет элементов, которые являются однозначными металлами.

3) Ba, S, N
В этом ряду сера (S) и азот (N) являются неметаллами. Однако барий (Ba) – это щёлочноземельный металл. Следовательно, этот вариант неверный.

4) Si, C, Sc
В этом ряду углерод (C) – неметалл, а кремний (Si) – металлоид (относится к неметаллам). Однако скандий (Sc) – это переходный металл. Таким образом, этот ряд также не подходит.

Вывод: единственный ряд, который содержит химические знаки только элементов-неметаллов (включая металлоид), это ряд под номером 2.

Ответ: 2

2. Какая электронная формула соответствует химическому элементу-неметаллу?

1) $2e, 1e$

2) $2e, 8e, 2e$

3) $2e, 5e$

4) $2e, 8e, 3e$

Химические элементы-неметаллы характеризуются большим числом электронов на внешнем энергетическом уровне (валентных электронов), как правило, от 4 до 7. Они стремятся принять электроны для завершения своего внешнего электронного слоя до октета (8 электронов). Металлы, наоборот, имеют малое число валентных электронов (1, 2 или 3) и легко их отдают. Проанализируем каждый предложенный вариант.

1) 2e, 1e
Данная электронная формула означает, что у атома химического элемента есть 2 электронных слоя. На внешнем (втором) слое находится 1 электрон. Элементы, имеющие 1 валентный электрон, являются металлами (в данном случае это литий, Li). Они легко отдают этот электрон, проявляя металлические свойства.
Ответ: металл.

2) 2e, 8e, 2e
Эта формула описывает атом с 3 электронными слоями. На внешнем (третьем) слое находятся 2 электрона. Элементы с 2 валентными электронами являются металлами (в данном случае это магний, Mg). Они также склонны отдавать свои валентные электроны.
Ответ: металл.

3) 2e, 5e
В этом случае атом имеет 2 электронных слоя, а на внешнем слое находится 5 электронов. Элементам с 4-7 валентными электронами энергетически выгоднее принять недостающие до 8 электроны, чем отдать свои. Такие элементы являются неметаллами. Данная конфигурация соответствует азоту (N), который является типичным неметаллом.
Ответ: неметалл.

4) 2e, 8e, 3e
Здесь у атома 3 электронных слоя, и 3 электрона на внешнем уровне. Элементы с 3 валентными электронами, как правило, проявляют металлические свойства, так как они склонны отдавать эти электроны. Данная конфигурация соответствует алюминию (Al), который является металлом.
Ответ: металл.

Таким образом, единственная электронная формула, которая соответствует химическому элементу-неметаллу, — это 2e, 5e.

Ответ: 3

3. Сходные химические свойства проявляют элементы

1) фтор и хлор

2) магний и алюминий

3) сера и фосфор

4) бериллий и бор

Химические свойства элементов определяются строением их атомов, в частности, количеством электронов на внешнем энергетическом уровне (валентных электронов). Элементы, имеющие схожее строение внешнего электронного слоя, проявляют и сходные химические свойства. Как правило, это элементы, расположенные в одной и той же группе (особенно главной подгруппе) периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева. Проанализируем предложенные пары элементов.

1) фтор и хлор

Фтор (F) и хлор (Cl) расположены в VIIA группе (17-й группе) периодической системы. Они оба являются галогенами. Электронная конфигурация их внешнего уровня: у фтора $2s^22p^5$, у хлора $3s^23p^5$. Поскольку оба элемента находятся в одной группе, они имеют одинаковое количество валентных электронов — по 7. Это обуславливает их сходство: они являются типичными неметаллами, сильными окислителями, образуют простые вещества в виде двухатомных молекул ($F_2$, $Cl_2$) и летучие водородные соединения ($HF$, $HCl$). Следовательно, их химические свойства очень сходны.

2) магний и алюминий

Магний (Mg) — элемент 3-го периода, IIA группы. Алюминий (Al) — элемент 3-го периода, IIIA группы. Они находятся в одном периоде, но в разных группах. У магния 2 валентных электрона ($3s^2$), а у алюминия — 3 валентных электрона ($3s^23p^1$). Это определяет различие их свойств. Магний — щелочноземельный металл, проявляющий степень окисления +2. Алюминий — металл, проявляющий степень окисления +3, его оксид и гидроксид амфотерны. Их химические свойства различны.

3) сера и фосфор

Сера (S) — элемент 3-го периода, VIA группы. Фосфор (P) — элемент 3-го периода, VA группы. Они также находятся в одном периоде, но в разных группах. У серы на внешнем уровне 6 электронов ($3s^23p^4$), а у фосфора — 5 ($3s^23p^3$). Оба являются неметаллами, но их свойства (например, состав и свойства высших оксидов и гидроксидов) отличаются. Их химические свойства не являются сходными.

4) бериллий и бор

Бериллий (Be) — элемент 2-го периода, IIA группы. Бор (B) — элемент 2-го периода, IIIA группы. Они находятся в одном периоде, но в разных группах. У бериллия 2 валентных электрона ($2s^2$), у бора — 3 ($2s^22p^1$). Бериллий — металл (проявляет амфотерные свойства), а бор — неметалл (металлоид). Их химические свойства существенно различаются.

Таким образом, наиболее сходные химические свойства проявляют элементы, находящиеся в одной группе периодической системы. Из предложенных пар этому условию удовлетворяют только фтор и хлор.

Ответ: 1

4. В ряду химических элементов фтор — хлор — бром не изменяется

1) радиус атомов

2) электроотрицательность

3) число электронов на внешнем электронном слое

4) число электронных слоёв

Решение:

Для ответа на вопрос необходимо проанализировать, как изменяются свойства химических элементов фтора (F), хлора (Cl) и брома (Br) в периодической системе. Эти элементы расположены в одной группе — 17-й (или VIIA), группе галогенов, — друг под другом.

1) радиус атомов

При движении по группе сверху вниз (в ряду F → Cl → Br) увеличивается количество электронных слоёв (энергетических уровней). Фтор находится во 2-м периоде и имеет 2 электронных слоя, хлор — в 3-м периоде (3 слоя), бром — в 4-м периоде (4 слоя). Увеличение числа электронных слоёв приводит к увеличению радиуса атомов. Следовательно, эта характеристика изменяется.

2) электроотрицательность

Электроотрицательность — это мера способности атома притягивать к себе электроны. В группе с увеличением порядкового номера (сверху вниз) электроотрицательность уменьшается, так как увеличивается радиус атома и усиливается экранирование заряда ядра внутренними электронами. Фтор — самый электроотрицательный элемент. В ряду F → Cl → Br электроотрицательность последовательно уменьшается. Следовательно, эта характеристика изменяется.

3) число электронов на внешнем электронном слое

Все элементы, находящиеся в одной группе главной подгруппы, имеют одинаковое число электронов на внешнем электронном слое, которое равно номеру группы. Фтор, хлор и бром находятся в 17-й (VIIA) группе, поэтому каждый из этих атомов имеет по 7 электронов на внешнем слое.

Электронная конфигурация внешнего слоя для фтора: $2s^22p^5$.

Электронная конфигурация внешнего слоя для хлора: $3s^23p^5$.

Электронная конфигурация внешнего слоя для брома: $4s^24p^5$.

Таким образом, число электронов на внешнем слое не изменяется и равно 7.

4) число электронных слоёв

Число электронных слоёв в атоме элемента равно номеру периода, в котором он находится. Фтор (F) — элемент 2-го периода, имеет 2 электронных слоя. Хлор (Cl) — элемент 3-го периода, имеет 3 электронных слоя. Бром (Br) — элемент 4-го периода, имеет 4 электронных слоя. Следовательно, число электронных слоёв в данном ряду изменяется (увеличивается).

Единственной характеристикой, которая остаётся постоянной в ряду фтор — хлор — бром, является число электронов на внешнем электронном слое.

Ответ: 3

5. Укажите формулу вещества с ковалентной неполярной связью.

1) $H_2O$2) $O_3$3) $CH_4$4) $NO$

Решение

Ковалентная неполярная связь — это химическая связь, которая образуется между атомами с одинаковой электроотрицательностью. В результате этого общая электронная пара располагается симметрично относительно ядер обоих атомов, и не происходит разделения зарядов. Классическим примером является связь между атомами одного и того же химического элемента (неметалла).

Проанализируем каждое вещество из предложенных вариантов:

1) H₂O
В молекуле воды ($H_2O$) химическая связь существует между атомами водорода ($H$) и кислорода ($O$). Кислород является значительно более электроотрицательным элементом, чем водород. Из-за этой разницы в электроотрицательности общие электронные пары смещаются к атому кислорода. Это приводит к образованию ковалентной полярной связи.

2) O₃
Молекула озона ($O_3$) состоит из трех атомов одного и того же элемента — кислорода. Связи в этой молекуле образуются между атомами кислорода ($O-O$). Поскольку атомы одинаковы, их электроотрицательность также одинакова. Разница электроотрицательностей равна нулю, поэтому электронная плотность распределяется равномерно, и связь является ковалентной неполярной.

3) CH₄
В молекуле метана ($CH_4$) связи образованы атомами углерода ($C$) и водорода ($H$). Электроотрицательности углерода и водорода различны, хотя и не сильно. Электронная плотность незначительно смещена к атому углерода, что делает связь $C-H$ слабополярной. Хотя сама молекула метана является неполярной из-за своей симметричной тетраэдрической структуры, отдельные связи в ней не являются чисто неполярными.

4) NO
В молекуле оксида азота(II) ($NO$) связь образована атомами азота ($N$) и кислорода ($O$). Кислород более электроотрицателен, чем азот, поэтому он притягивает к себе общую электронную пару. В результате связь $N-O$ является ковалентной полярной.

Таким образом, единственным веществом из списка, в котором присутствует ковалентная неполярная связь, является озон ($O_3$), так как связь в его молекуле образована атомами одного элемента.

Ответ: 2) $O_3$

6. Атомная кристаллическая решётка характерна для

1) графита

2) брома

3) серы

4) иода

Решение

Для ответа на этот вопрос необходимо определить тип кристаллической решётки для каждого из предложенных веществ. Кристаллические решётки бывают четырёх основных типов: ионные, атомные, молекулярные и металлические.

• В узлах атомной кристаллической решётки находятся отдельные атомы, соединённые между собой очень прочными ковалентными связями. Вещества с такой структурой (например, алмаз, кремний, кварц) отличаются высокой твёрдостью и тугоплавкостью.
• В узлах молекулярной кристаллической решётки находятся молекулы, которые удерживаются вместе слабыми межмолекулярными силами (силами Ван-дер-Ваальса). Вещества с такой решёткой (например, лёд, сухой лёд, нафталин) имеют низкие температуры плавления, невысокую прочность и летучесть.

Проанализируем каждое вещество из списка:

1) графита

Графит — это аллотропная модификация углерода. Его кристаллическая решётка состоит из плоских слоёв, в которых атомы углерода связаны прочными ковалентными связями в гексагональную сетку. Сами слои связаны между собой слабыми межмолекулярными силами. Поскольку в узлах решётки находятся атомы, образующие гигантскую структуру, решётка графита классифицируется как атомная.

2) брома

Бром в твёрдом состоянии состоит из двухатомных молекул $Br_2$. В узлах кристаллической решётки расположены именно эти молекулы, а не отдельные атомы. Молекулы связаны друг с другом слабыми межмолекулярными силами. Следовательно, бром имеет молекулярную кристаллическую решётку.

3) серы

Сера в своей наиболее стабильной твёрдой форме (ромбическая сера) состоит из циклических молекул $S_8$. Эти молекулы располагаются в узлах кристаллической решётки и удерживаются слабыми межмолекулярными силами. Это характерный пример вещества с молекулярной кристаллической решёткой.

4) иода

Твёрдый иод, как и другие галогены, состоит из двухатомных молекул $I_2$. Кристаллы иода имеют молекулярную решётку, где в узлах находятся молекулы, связанные слабыми силами.

Таким образом, из всех предложенных вариантов атомная кристаллическая решётка характерна только для графита.

Ответ: 1) графита.

7. К аллотропной модификации кислорода относят

1) графит

2) озон

3) водород

4) азот

Аллотропия — это явление существования химического элемента в виде двух или более простых веществ, которые называются аллотропными модификациями. Эти модификации состоят из атомов одного и того же элемента, но различаются строением и, следовательно, свойствами.

В данном вопросе необходимо определить, какое из перечисленных веществ является аллотропной модификацией кислорода (O). Наиболее известные аллотропные модификации кислорода — это дикислород ($O_2$) и озон ($O_3$).

Проанализируем варианты:

Графит — это одна из аллотропных модификаций углерода (C). Он состоит из атомов углерода, а не кислорода. Поэтому этот вариант неверный.

Озон — это вещество, молекула которого состоит из трёх атомов кислорода и имеет формулу $O_3$. Так как он состоит из того же химического элемента, что и обычный кислород ($O_2$), но имеет другое строение молекулы, озон является аллотропной модификацией кислорода. Этот вариант является правильным.

Водород (H) — это отдельный химический элемент, самый лёгкий в периодической системе. Он не является формой кислорода.

Азот (N) — это также отдельный химический элемент, основной компонент воздуха. Он не является модификацией кислорода.

Таким образом, единственным правильным ответом является озон.

Ответ: 2) озон