Тестовые задания по периодической системе и строению атомов с решениями

Сегодня у нас урок химии 113 — Тестовые задания по периодической системе и строению атомов с решениями. Как изучить? Полезные советы и рекомендации повторите предыдущие уроки химии.

При обнаружении неточностей, или если появятся неясные моменты, просьба написать в комментариях. Отвечу на все вопросы.

Какого типа связь возникает между элементами, заряд ядер которых +11 и +17, при образовании соединения между ними:

1) ионная;

2) ковалентная полярная;

3) ковалентная неполярная;

4) металлическая.

Тип химической связи определяется электроотрицательностью участвующих в образовании химической связи атомов.

Электроотрицательность (ЭО) – это способность атома притягивать к себе и удерживать внешние (валентные) электроны. Взяв за основу значения энергий связей двухатомных молекул, Л.Полинг составил таблицу относительных электроотрицательностей. Наиболее электроотрицательный элемент – фтор со значением 4, затем кислород, потом азот, за ним хлор и т.д.

Если один из атомов в химической связи А:Б сильнее притягивает электроны, то электронная пара сместится к этому атому. Чем больше разность электроотрицательностей атомов, тем больше полярность химической связи.

Если значения электроотрицательностей взаимодействующих атомов равны или примерно равны: ЭО(А) ≈ ЭО(Б), то общая электронная пара не смещается ни к одному из атомов: А : В. Такая связь называется ковалентной неполярной.

Если электроотрицательности взаимодействующих атомов отличаются, но не сильно (разница электроотрицательностей примерно от 0,4 до 2, 0,4 < ΔЭО <2), то электронная пара смещается к одному из атомов. Такая связь называется ковалентной полярной.

Если электроотрицательности взаимодействующих атомов отличаются существенно (разница электроотрицательностей больше 2, Δ ЭО >2), то один из электронов практически полностью переходит к другому атому, с образованием ионов. Такая связь называется ионной.

Если посмотреть на периодическую таблицу химических элементов Д.И. Менделеева, видно, что речь идет о химических элементах (ссылка на урок химии 6) натрии и хлоре, +11 и +17. Натрий является типичным металлом, хлор – типичным металлом. Между ними будет иметь место ионная связь.

Какого типа связь возникает между элементами, заряды ядра которых +6 и +8, при образовании соединения между ними:

1) ионная;

2) ковалентная полярная;

3) ковалентная неполярная;

4) донорно-акцепторная.

Если посмотреть на периодическую таблицу химических элементов Д.И. Менделеева, видно, что речь идет о химических элементах — углероде и кислороде, имеющих заряды ядер +6 и +8. Оба элемента являются неметаллами. У кислорода электроотрицательность больше, чем у углерода. Между ними будет иметь место ковалентная полярная связь, где электронная плотность будет смещена к атому (атомам) кислорода.

В каких парах молекул в образовании связей участвует одна электронная пара:

1) N2 и О2; 2) F2 и Cl2; 3) H2 и О2; 4) J2 и N2.

Ответ поясните.

Химические связи образуются за счет внешних электронов атомов.

В первом случае, каждый атом азота имеет по три неспаренных электрона (электронная формула: 1S22S22P3). За счет спаривания этих электронов, в молекуле N2 получаются три электронные пары, и образуется тройная неполярная ковалентная связь. В атомах кислорода на внешних уровнях имеются по два неспаренных электрона (электронная формула: 1S22S22P4). ). За счет спаривания этих электронов, в молекуле О2 получаются две электронные пары, и образуется двойная неполярная ковалентная связь.

Во втором случае, каждый атом галогена имеет по одному неспаренному электрону (электронная формула F: 1S22S22P5, электронная формула Cl: 1S22S22P63S23P65). За счет спаривания этих электронов, в молекулах F2 и Cl2 получаются по одной общей электронной паре, и образуются одинарные неполярные ковалентные связи.

В третьем случае, каждый атом водорода имеет по одному неспаренному электрону (электронная формула Н: 1S1). За счет спаривания этих электронов, в молекуле H2 образуется одинарная неполярная ковалентная связь. В молекуле О2 получаются две электронные пары, и образуется двойная неполярная ковалентная связь.

В четвертом случае, молекула иода образуется аналогично фтору и хлору.

Какая из приведенных частиц образовалась по донорно-акцепторному механизму:

1) F2; 2) HF; 3) BF4—; 4) BF3?

Электронная формула бора в невозбужденном состоянии: 1S22S22P1).

Электронная формула иона фтора: 1S22S22P6). Ион фтора F— со своей электронной парой переходит на свободную орбиталь бора в молекуле BF3, и образуется частица по донорно-акцепторному механизму.

В каком из предложенных рядов элементов сродство к электрону возрастает (слева направо). Ответ обосновать.

1) Li → Na→ K → Rb;

2) S → Se → Te → Po;

3) Si → P → S → Cl;

4) O → N → C → B.

Сродством к электрону (ε), называют энергию, выделяющуюся или поглощающуюся в процессе присоединения электрона к свободному атому в его основном состоянии с превращением его в отрицательный ион A−. Сродство к электрону определяет окислительную способность частицы. Молекулы с большим сродством к электрону являются сильными окислителями.

Исходя из этого, не сложно заметить, что окислительные способности элементов возрастают в третьем ряду.

Чему равны массовые доли (%) изотопов 35Cl и 37Cl в газе, имеющем среднюю относительную атомную массу 35,5? В ответе укажите массовую долю (%) 35Cl.

1) 75; 2) 50; 3) 70; 4) 25.

1) Обозначим массовую долю изотопа 35Cl через Х, тогда массовая доля изотопа 37Cl будет (1 — Х).

2) Так как относительная атомная масса элемента равна 35,5 , то можем составить уравнение:

35Х + 37(1 — Х) = 35,5

35Х + 37 — 37Х = 35,5

2Х = 1,5

Х = 0,75

(1 -Х) = 1 — 0,75 = 0,25

Таким образом, массовая доля изотопа с относительной атомной массой 35 равна 0,75 (или 75%), а массовая доля другого изотопа — 0,25 (25%).

Химический элемент состоит из двух изотопов. Ядро первого изотопа содержит 3 протона и 3 нейтрона. В ядре второго изотопа на 1 нейтрон больше. На 18 атомов более тяжелого изотопа приходятся 2 атома более легкого изотопа. Вычислите среднюю относительную атомную массу элемента.

1) 7,2; 2) 5,5; 3) 6,5; 4) 6,9.

Относительная атомная масса более легкого изотопа – 6 а.е.м.

Относительная атомная масса более тяжелого изотопа – 7 а.е.м.

С учетом распространенности изотопов, средняя относительная атомная масса элемента будет:
(7*18 + 6*2)/20 = 6,9.

Относительная молекулярная масса силиката некоторого двухвалентного металла в 1,75 раз больше относительной молекулярной массы его оксида. Какой это металл? (В ответе укажите число электронов, вращающихся вокруг ядра атома этого металла.)

1) 20; 2) 25; 3) 29; 4) 19.

Молекулярная формула силиката двухвалентного металла – MeSiO3, его относительная молекулярная масса – (Ме + 76).

Молекулярная формула оксида двухвалентного металла – MeO, его относительная молекулярная масса – (Ме + 16).

По условию задачи:

(Ме + 76) = 1,75(Ме + 16);

Ме + 76 = 1,75Ме + 28;

0,75Ме = 48;

Ме = 64 а.е.м.

Это медь, порядковый номер 29. В ядре 29 протонов, вокруг ядра вращаются 29 электронов.

При полном окислении 6,0 г неметалла было получено 22,0 г оксида, при этом неметалл окислился до степени окисления (+4). Какой это неметалл? (В ответе укажите число нейтронов в ядре этого неметалла.)

1) 5; 2) 6; 3) 4; 4) 7.

Относительная атомная масса неметалла – R.

Степень окисления оксида (+4) указывает на то, что элемент, скорее всего, находится в 4-й группе периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Молекулярная формула оксида четырехвалентного неметалла со степенью окисления +4 будет RO2, его относительная молекулярная масса – (R + 32).

По условию задачи:

R + O2 = RO2;

Можно составить следующую пропорцию:

6 г R дает 22 г RO2

R г даст (R + 32) г RO2

6*(R + 32) = R*22;

192 = 16R;

R = 12 а.е.м.

Это углерод.

Атомная масса -12. В ядре по шесть нейтронов и протонов.

В реакцию с 20 г металла, гидрид которого имеет состав MeН2, потребовалось 5,6 л кислорода (н.у.). Определите это металл.

1) Са; 2) Ва; 3) Mg; 4) Cu.

Обозначим относительную атомную массу металла – Х.

По формуле гидрида MeН2 видно, что он двухвалентен, следовательно, оксид будет иметь формулу МеО.

Реакция двухвалентного металла с кислородом:

2Ме + О2 = 2МеО

Можно составить пропорцию:

20 г Ме реагирует с 5,6 л О2 при н.у.

2Х г Ме реагирует с 22,4 л О2 при н.у.

Оттуда:

2Х*5,6 = 20*22,4

Х = 20*22,4/2*5,6 = 40 а.е.м.

Это Са.

Плотность по углекислому газу паров сульфидов одновалентного и двухвалентного металлов равны соответственно 2,5 и 2. Что это за металлы?

1) Li и Ba; 2) K и Fe; 3) Na и Mg; 4) Ru и Cu.

Формула сульфида одновалентного металла будет Ме2S.

Найдем его относительную молекулярную массу:

ДСО2 = М(Ме2S)/44 = 2,5; где 44 — относительная молекулярная масса СО2.

М(Ме2S) = 2,5*44 = 110 а.е.м.

Относительная атомная масса серы равна 32 а.е.м. Отняв от 110 массу атома серы, найдем массу двух атомов металла:

110 – 32 = 78.

Разделив на 2, найдем относительную атомную массу одновалентного металла:

78/2 = 39 а.е.м. Это калий (К).

Формула сульфида двухвалентного металла будет МеS.

Найдем его относительную молекулярную массу:

ДСО2 = М(МеS)/44 = 2;

М(МеS) = 2*44 = 88 а.е.м.

Относительная атомная масса серы равна 32 а.е.м. Отняв от 88 массу атома серы, найдем массу атома металла:

88 – 32 = 56.

Это железо (Fe).

Соотношение молекулярных масс бромида и карбоната элемента, расположенного во II группе периодической системы, составляет 2:1. Что это за элемент? (В ответе укажите число протонов в ядре атома этого элемента.)

1) 12; 2) 30; 3) 20; 4) 56.

Расположение элемента во второй группе периодической системы указывает на его двухвалентность.

Формула бромида двухвалентного металла будет МеBr2.

Формула карбоната двухвалентного металла будет МеCO3.

По условию задачи, соотношение молекулярных масс бромида и карбоната элемента, составляет 2:1:

М(МеBr2) = 2(МеCO3);

Учитывая массы двух атомов брома – 160 а.е.м., и карбонатной группы 60 а.е.м., можно написать:

Ме + 160 = 2Ме + 120;

Ме = 40.

Относительную атомную массу 40 имеет элемент второй группы периодической системы кальций. Его порядковый номер 20, в ядре атома 20 протонов и 20 нейтронов.

При термическом разложении при 550 оС 32 г сульфата двухвалентного элемента получено 16 г его оксида. Определите формулу сульфата.

1) BaSO4; 2) MgSO4; 3) CaSO4; 4) CuSO4.

Обозначим двухвалентный элемент «Э»

Тогда протекающая реакция имеет вид:

2ЭSO4 = 2ЭO + 2SO2↑ + O2↑

Учитывая массу атома кислорода – 16 а.е.м., и сульфатной группы 96 а.е.м., можно составить пропорцию:

32 г ЭSO4 дает 16 г ЭO

2(Э + 96) г —— 2(Э + 16) г ЭО

Оттуда:

2(Э + 96) *16 = 2(Э + 16)*32

32Э + 3072 = 64Э + 1024

32Э = 2048

Э = 64.

Относительную атомную массу 64 имеет элемент медь. Сульфат меди — CuSO4.

При восстановлении 20,4 г оксида некоторого металла водородом получилось 10,8 г воды. При взаимодействии этого металла с бромом получается трибромид. Определите формулу восстановленного оксида. (В ответе укажите молярную массу оксида).

1) 102; 2) 152; 3) 160; 4) 70.

Получение в реакции металла с бромом трибромида, указывает на трехвалентность металла. Значит, формула оксида неизвестного оксида будет: Ме2О3. Напишем реакцию восстановления оксида водородом:

Ме2О3 + 3Н2 = 2Ме + 3Н2О

М(Н2О) = 18 г/моль;

n(Н2О) = 10,8/18 = 0,6 моль;

n(Ме2О3) = n(Н2О)/3 = 0,2 моль;

М(Ме2О3) = 20,4/0,2 = 102 г/моль;

Вычитая из 102 массу трех атомов кислорода (48), найдем массу двух атомов металла:

102 – 48 = 54 г;

Разделив эту цифру на 2, найдем атомную массу металла:

54/2 = 27 г/моль. Это алюминий. Оксид — Al2О3. Молярная масса – 102 г/моль.

Установите соответствие между формулой частицы и общим числом электронов, содержащихся в ней.

Частица Число электронов

1) Mgo А) 11

2) Al3+ Б) 15

3) N3- В) 19

4) Nao Г) 10

Д) 12

Число электронов электронейтрального атома равно числу протонов. Число протонов, в свою очередь, равно порядковому номеру элемента.

1) Mg в периодической системе расположен под номером 12. Следовательно, у атома магния в ядре 12 протонов, и вокруг ядра вращаются 12 электронов. 1) – Д.

2) Ион алюминия Al3+ находится в состоянии, когда он отдал три электрона. Поэтому, у него из 13 электронов остались 10. 2) – Г.

3) Ион азота N3- находится в состоянии, когда он принял три электрона. Поэтому, у него будет 10 электронов. 3) – Г.

4) Нейтральный атом натрия имеет 11 электронов. 4) – А.

ДГГА.

Установите соответствие между химической формулой соединения и значением степени окисления серы в нем.

Химическая формула Степень окисления азота

1) Al2S3 А) +4

2) CaS2O3 Б) -2

3) Na2SO3 В) +6

4) BaSO4 Г) +2

Д) -3

Cтепень окисления – это условный заряд, который ставится на атоме исходя из предположения, атомы, входящие в состав молекулы являются ионами. При этом, алгебраическая сумма всех зарядов, поставленных на атомах, должна равняться нулю.

1) Al в периодической системе расположен в главной подгруппе третьей группы. Он является менее электроотрицательным элементом, чем сера. На нем ставим заряд +3. Два атома алюминия будут иметь суммарный заряд +6. Следовательно, на атоме серы мы должны поставить заряд -2, суммарный заряд трех атомов серы равна -6. Al+32S-23. 1) – Б.

2) По аналогии с первым случаем, расставим степени окисления: Ca+2S+22O-23. 2) – Г.

3) По аналогии с первым случаем, расставим степени окисления: Na+12S+4O-23. 3) – А.

4) По аналогии с первым случаем, расставим степени окисления: Вa+2S+6O-24. 4) – В.

БГАВ.

С учетом типа гибридизации атомных орбиталей, установите соответствие между названием соединения и типом гибридизации атома углерода в нем.

Соединение Тип гибридизации

1) этан А) SP

2) этен Б) SP2

3) этин В) SP3

4) бензол

Необходимо вспомнить электронное строение атома углерода. В невозбужденном состоянии, электроны расположены на орбиталях:1S22S22P2. В образовании химической связи принимают участие электроны внешнего уровня — 2S22P2. При образовании химических связей, один электрон с 2S- орбитали переходит на 2Р-орбиталь. Электронная формула становится: 1S22S12P3. Таким образом атом углерода теперь имеет на внешнем уровне 4 неспаренных электрона, расположенных на одной S-орбитали, имеющей сферическую форму и трех Р-орбиталях, имеющих формы правильных объемных восьмерок. Гибридизация означает смешение атомных орбиталей с образованием гибридных орбиталей.

1) В предельных углеводородах, к которым относится этан, при образовании связей, из одной сферической 2S1-орбитали и трех 2P3-орбиталей, имеющих формы правильных объемных восьмерок, образуются 4 вытянутые, гибридные SP3-орбитали. В этане между двумя атомами углерода образуется, на линии, соединяющей центры ядер атомов, путем перекрывания гибридных электронов гибридных орбиталей, образуется σ-связь. К остальным трем электронам каждого атома углерода, расположенным на трех гибридных SP3-орбиталях, присоединяются по три атома углерода со своими электронами. Таким образом, в предельных углеводородах, атомы углерода находятся в состоянии SP3-гибридизации, химическая связь – простая, одинарная. 1) – В.

2) Этен относится к непредельным углеводородам, содержащим одну двойную связь. Образование двойной связи сопровождается SP2-гибридизацией электронов. Это значит, что из одной сферической 2S1-орбитали и двух 2P3-орбиталей, имеющих формы правильных объемных восьмерок, образуются 3 вытянутые, гибридные SP2-орбитали. Четвертые Р-орбитали каждого атома углерода остаются без изменения. Они перекрываются между собой перпендикулярно плоскости молекулы, и образуют π-связь. По одному электрону, расположенных на гибридных орбиталях перекрываются между собой, и образуется σ-связь. Таким образом, образуется двойная связь, состоящая из одной σ-, и одной π-связи. 2) – Б.

3) Этин относится к непредельным углеводородам, содержащим одну тройную связь. Образование тройной связи сопровождается SP-гибридизацией электронов. Это значит, что из одной сферической 2S1-орбитали и одной 2P3-орбиталей, имеющих формы правильных объемных восьмерок, образуются 2 вытянутые, гибридные SP-орбитали. Две Р-орбитали каждого атома углерода остаются без изменений. Они перекрываются между собой перпендикулярно плоскости молекулы, и образуют 2 π-связи. По одному электрону, расположенных на гибридных орбиталях перекрываются между собой, и образуется σ-связь. Таким образом, образуется тройная связь, состоящая из одной σ-, и двух π-связей. 3) – А.

4). В бензоле имеет особый вид химической связи, называемой ароматической. Атомы углерода находятся в состоянии SP2-гибридизации. 4) – Б.

ВБАБ.

Установите соответствие между формулой соединения и типом химической связи в нем:

Формула вещества Тип химической связи

1) H2O А) ионная

2) Na2O Б) донорно-акцепторная

3) KF В) ковалентная полярная

4) Cl2 Г) ковалентная не полярная

Д) металлическая

1) Атомы водорода и кислорода в воде связаны полярной ковалентной связью 1) – В.

2) В оксидах типичных металлов химическая связь является ионной. 2) – А.

3) Химическая связь между типичными металлами и типичными неметаллами является ионной. 3) – А.

4) Химическая связь в двухатомных молекулах, содержащих одинаковые атомы является неполярной ковалентной. 4) – Г.

ВААГ.

Установите соответствие между элементом и электронной конфигурацией атомов.

Элементы Электронная конфигурация атомов

1) Li А) 1S22S22P63S23P4

2) S Б) 1S22S22P63S23P64S2

3) O В) 1S22S1

4) Са Г) 1S22S2

Д) 1S22S22P4

1) Литий (Li) имеет порядковый номер 3. Электронная формула: 1S22S1 1) – В.

2) Сера (S) имеет порядковый номер 16. Электронная формула: 1S22S22P63S23P4 2) – А.

3) Кислород (О) имеет порядковый номер 8. Электронная формула: 1S22S22P4 3) – Д.

4) Кальций (Са) имеет порядковый номер 20. Электронная формула: 1S22S22P63S23P64S2 4) – Б.

ВАДБ.

Установите соответствие между видом связи в веществе и формулой химического соединения.

Виды связи Формулы соединений

1) ионная А) К

2) металлическая Б) N2

3) ковалентная полярная В) HI

4) ковалентная неполярная Г) RbCl

1) Химическая связь между типичными металлами и типичными неметаллами является ионной. В данном случае, это RbCl. 1) – Г.

2) Металлическая связь имеет место в металлах. В данном случае, это калий. 2) – А.

3). Атомы водорода и иода в HI связаны полярной ковалентной связью. 3) – В.

4) Химическая связь в двухатомных молекулах, содержащих одинаковые атомы является неполярной ковалентной. 4) – Б.

ГАВБ.

Элемент, имеющий электронную конфигурацию 1S22S22P63S23P63d104S2 образует оксид и гидроксид, имеющие свойства:

1) оксид – амфотерные, гидроксид – основные

2) оба амфотерные

3) оксид – основные, гидроксид – амфотерные

4) оба основные

Если посчитать число электронов равно 30. Значит в ядре находится 30 протонов. По периодической системе находим элемент под номером 30. Это цинк. Оксид и гидроксид цинка являются амфотерными соединениями.

Какая из электронных конфигураций валентных электронов описывает элемент, проявляющий в соединениях максимальную степень окисления+6?

1) 2S22P5; 2) 4S23d4; 3) 3S22d5; 4) 4S23d7.

Посмотрев на периодическую систему химических элементов Д.И. Менделеева можно заметить, что максимальную степень окисления +6, может проявить элемент с конфигурацией валентных электронов 4S23d4. Это хром.

Расположите номера следующих соединений в порядке уменьшения степени окисления атома хлора.

1) СOCl2; 2) NaClO; 3) NaClO4; 4) KClO3; 5) Cl2.

1) 14253; 2) 12435; 3) 42315; 4) 34251.

Расставим степени окисления атомов в приведенных соединениях:

1) С+4O-2Cl-12; 2) Na+1Cl+1O-2; 3) Na+1Cl+7O-24; 4) K+1Cl+5O-23; 5) Cl02.

Условию задачи отвечает ответ 4.

Расположите номера следующих соединений в порядке уменьшения степени окисления атома азота.

1) NH4Br; 2) N2H5Br; 3) Ca(NO3)2; 4) N2O4; 5) NaNO2.

1) 13452; 2) 12543; 3) 34521; 4) 12453.

Расставим степени окисления атомов в приведенных соединениях:

1) N-3H+4Br-1; 2) N-22H+5Br—; 3) Ca+2(N+5O-23)2; 4) N+42 O-24; 5) Na+1N+3O-22.

Условию задачи отвечает ответ под номером 3.

Укажите вещества, молекулы которых связаны водородной связью. В ответе запишите номера выбранных соединений в возрастающем порядке

1) H2O 2) бензол; 3) метанол (ж); 4) этаналь (ж); 5) уксусная кислота; 6) пропанон; 7) бутан; 8) этанол

1) 3467; 2) 3568; 3) 1358; 4) 4567.

Номера веществ, в молекулах которых имеется водородная связь, приведены в ответе под номером 3.

Это был у нас урок химии 113 — Тестовые задания по периодической системе и строению атомов с решениями.

Источник: sovety-tut.ru