Учебник reknow · 8 класс
ВПР: химия: теория
7 тем — объяснения простым языком, формулы, рисунки и разобранные примеры. К каждой теме — тренажёр.
Оглавление
ВПР по химии, 8 класс · Часть 1
Первоначальные химические понятия
Потренироваться: задания по теме →Простыми словами
Из 33 букв складываются все слова русского языка. Так и в химии: примерно из сотни видов «букв»-атомов складываются миллионы веществ. Вид атомов — это химический элемент, «слово» из атомов — молекула, а то, что можно налить в стакан или взять в руку, — вещество.
Задание 1 ВПР (базовый уровень, до 4 баллов, около 9 минут) проверяет, умеете ли вы различать эти понятия: найти простые и сложные вещества, отличить элемент от вещества, прочитать формулу.
Главные понятия
Атом — мельчайшая химически неделимая частица. Состоит из ядра и электронов.
Химический элемент — определённый вид атомов (с одинаковым зарядом ядра). Обозначается химическим знаком: — водород, — кислород, — железо.
Молекула — наименьшая частица вещества, которая сохраняет его химические свойства; состоит из атомов.
Вещество — то, из чего состоят физические тела (вода, железо, сахар).
Простые и сложные вещества
Посчитайте разные заглавные буквы в формуле. Одна заглавная буква (, , ) — простое вещество. Две и больше (, ) — сложное. Индексы (маленькие цифры) роли не играют.
Один элемент может образовывать несколько простых веществ: кислород и озон , алмаз и графит (оба — углерод ). Это явление называют аллотропией.
Элемент или простое вещество?
Одно и то же слово («кислород», «железо») может означать и элемент, и вещество. Решает смысл фразы.
«Кислород входит в состав воды».
«Железо содержится в гемоглобине крови».
«Рыбы дышат растворённым в воде кислородом».
«Гвоздь сделан из железа».
Как читают запись ?
- Коэффициент (большая цифра впереди) — число молекул: три молекулы воды.
- Индекс после — в каждой молекуле два атома водорода; у индекса нет — атом кислорода один.
- Всего атомов водорода: , кислорода: .
— простое вещество или сложное?
- В формуле одна заглавная буква — элемент один (кислород).
- Ответ: простое вещество.
(угарный газ) и (кобальт) — разные вещи. В две заглавные буквы (углерод и кислород) — это сложное вещество; — один элемент, простое вещество-металл.
Индекс не делает вещество сложным: в три атома, но все они — кислород, поэтому озон — простое вещество.
Явления и свойства
Физические свойства узнают, не превращая вещество в другое: цвет, запах, вкус, плотность, температуры плавления и кипения, растворимость в воде, электро- и теплопроводность. Химические свойства проявляются только в реакциях: горючесть, способность реагировать с кислотами, кислородом, водой.
Одно из положений атомно-молекулярного учения: вещества состоят из молекул (или атомов), между которыми есть промежутки, — это прерывистое строение вещества. Частицы находятся в непрерывном движении.
Чистые вещества и смеси
Чистое вещество имеет постоянный состав: дистиллированная вода, поваренная соль, сахар, кислород в баллоне, химически чистые железо и медь. Смесь состоит из нескольких веществ: воздух, морская вода, гранит, почва.
| Смесь | Способ разделения |
|---|---|
| песок и вода, мел в воде | фильтрование |
| соль или сахар в воде (нужно сухое вещество) | выпаривание |
| масло и вода | отстаивание (делительная воронка) |
| железные опилки и сера | действие магнитом |
| спирт и вода | дистилляция (перегонка) |
ВПР по химии, 8 класс · Часть 1
Чистые вещества и смеси
Потренироваться: задания по теме →Простыми словами
Дистиллированная вода — чистое вещество: в ней только молекулы воды. Морская вода — смесь: в ней вода, соль и многое другое. Песок в воде видно глазом, а соль в воде — нет; поэтому одни смеси разделяют фильтром, другие — выпариванием.
Задание 2 ВПР (базовый уровень, до 3 баллов, около 7 минут) проверяет: признаки чистого вещества, виды смесей и способы их разделения.
Чистое вещество и смесь
Чистое вещество — вещество без примесей. У него постоянные свойства: определённые температура плавления и кипения, плотность, цвет. Например, чистая вода при обычном давлении кипит при .
Смесь — несколько веществ, каждое из которых сохраняет свои свойства. Состав смеси может быть любым; поэтому свойства смеси непостоянны (солёная вода кипит выше ).
Не путайте «смесь» и «сложное вещество». Вода — сложное, но чистое вещество. Воздух состоит из простых веществ , , , но это смесь. По объёму в воздухе больше всего азота (около 78%), кислорода — около 21%.
Способы разделения смесей
Разделение основано на различии свойств компонентов: размера частиц, плотности, растворимости, температуры кипения, магнитных свойств.
| Способ | На чём основан | Пример смеси |
|---|---|---|
| Отстаивание | разная плотность, нерастворимые частицы оседают | глина + вода |
| Фильтрование | частицы не проходят через фильтр | песок + вода |
| Делительная воронка | несмешивающиеся жидкости разной плотности | масло + вода |
| Действие магнитом | магнитные свойства | железные + древесные опилки |
| Выпаривание | вода испаряется, растворённое вещество остаётся | соль из раствора |
| Перегонка (дистилляция) | разные температуры кипения | получение чистой воды |
Как решать
Как выделить поваренную соль из смеси соли с речным песком?
- Добавить воду: соль растворится, песок — нет.
- Отфильтровать: песок останется на фильтре.
- Выпарить фильтрат: вода испарится, в чашке останется соль.
Как называется смесь, в которой составные части видны невооружённым глазом или через микроскоп? — Неоднородная. Вещество, не содержащее примесей, — чистое.
Фильтрованием нельзя отделить растворённое вещество: раствор соли пройдёт через фильтр целиком. Для этого нужно выпаривание или перегонка.
Видно частицы — отстаивание, фильтр, магнит. Не видно (раствор) — выпаривание или перегонка.
ВПР по химии, 8 класс · Часть 1
Физические и химические явления
Потренироваться: задания по теме →Простыми словами
Лёд растаял — это по-прежнему вода, изменилось только состояние. Бумага сгорела — бумаги больше нет, появились углекислый газ, вода и пепел. Первое — физическое явление, второе — химическое.
Задание 3 ВПР (базовый уровень, до 2 баллов, около 5 минут) проверяет: умеете ли вы отличить физическое явление от химического и назвать признаки реакции.
Два вида явлений
Физическое явление — меняются форма, размер, агрегатное состояние вещества, но новых веществ не образуется.
Химическое явление (химическая реакция) — одни вещества превращаются в другие, с новыми свойствами.
Растворение соли или сахара в воде — физическое явление: выпарив воду, получим то же вещество. А горение свечи — химическое, хотя при этом парафин и плавится (плавление — физическая часть процесса).
Признаки химической реакции
По признакам видно, что образовалось новое вещество.
1) изменение цвета; 2) выделение газа; 3) выпадение или растворение осадка; 4) появление запаха; 5) выделение или поглощение теплоты; 6) появление света (пламя, свечение).
Условия начала и протекания реакции: соприкосновение веществ, нагревание (для многих реакций), иногда — катализатор или свет.
Один признак сам по себе не доказывает реакцию. Пузырьки при кипении воды — это пар той же воды (физическое явление). Свет от лампочки — физическое явление: вольфрам не меняется. Спрашивайте себя: появилось ли новое вещество?
Как решать
- Определите, что было в начале и что в конце.
- Если вещество то же (вода → лёд → пар, кусок мела → порошок мела) — явление физическое.
- Если получилось новое вещество (железо → ржавчина, молоко → простокваша) — химическое; назовите признак (цвет, газ, запах, осадок, тепло, свет).
Плавление льда — физическое или химическое явление? — Физическое: лёд и вода — одно вещество . Как называется явление, при котором одни вещества превращаются в другие? — Химическая реакция.
Если на питьевую соду капнуть уксусом, она «шипит». Признак — выделение газа (углекислый газ ). Явление химическое.
«Физика — меняется вид, химия — меняется вещество». Агрегатные переходы (таяние, кипение, испарение, конденсация, замерзание) всегда физические.
ВПР по химии, 8 класс · Часть 1
Строение атома и периодическая таблица
Потренироваться: задания по теме →Простыми словами
Периодическая таблица — это «адрес» каждого элемента. По номеру клетки, периоду и группе можно узнать, как устроен его атом: сколько в нём протонов, нейтронов и электронов и как электроны расположены по слоям.
Задание 4 ВПР — самое «дорогое» в части 1 (базовый уровень, до 8 баллов, около 17 минут): по таблице надо назвать элемент, его период и группу, описать строение атома, сравнить свойства.
Из чего состоит атом
| Частица | Где | Заряд | Масса (в а. е. м.) |
|---|---|---|---|
| протон | ядро | ||
| нейтрон | ядро | ||
| электрон | вокруг ядра, по слоям |
Порядковый номер = заряд ядра = число протонов = число электронов (атом в целом нейтрален).
где — число нейтронов, — относительная атомная масса из таблицы, округлённая до целого (массовое число), — порядковый номер.
Номер периода = число электронных слоёв. Номер группы (для элементов главных подгрупп, А-групп) = число электронов на внешнем слое.
Схема строения атома
Вместимость слоёв для первых 20 элементов: на 1-м — не больше электронов, на 2-м — не больше , на 3-м внешнем — тоже до .
Как решать
- Находим в таблице: № , , 3-й период, VIIA-группа.
- Протонов и электронов: .
- Слоёв: ; внешних электронов: ; распределение: .
- Нейтронов (для самого распространённого изотопа ): .
Элемент с символом — водород. Протонов в ядре атома водорода — 1 (порядковый номер ).
В периоде слева направо металлические свойства ослабевают, неметаллические — усиливаются; радиус атома уменьшается.
В группе (А) сверху вниз металлические свойства усиливаются; радиус атома растёт.
Число нейтронов не равно порядковому номеру и не равно атомной массе. Сначала округлите , потом вычтите . Номер группы = число внешних электронов только для А-групп (главных подгрупп).
«Номер — протоны и электроны, период — этажи (слои), группа — жильцы верхнего этажа».
Химическая связь и решётки
| Атомы | Связь | Примеры |
|---|---|---|
| металл + неметалл (электрон переходит от металла) | ионная | , , , |
| одинаковые неметаллы (пара точно посередине) | ковалентная неполярная | , , |
| разные неметаллы (пара смещена к более электроотрицательному) | ковалентная полярная | , , , |
| атомы металлов | металлическая | , , , сплав Al и K |
Кристаллическая решётка: ионная — поваренная соль; атомная — алмаз, графит, кварц; молекулярная — лёд, иод, «сухой лёд»; металлическая — металлы.
Водород — неметалл: связь в ковалентная полярная, а не ионная.
ВПР по химии, 8 класс · Часть 1
Валентность и химические формулы
Потренироваться: задания по теме →Простыми словами
Валентность — это число «рук», которыми атом держится за соседей. У водорода одна рука, у кислорода две. Поэтому кислороду нужны два атома водорода — получается . Все руки должны быть заняты.
Задание 5 ВПР (базовый уровень, до 7 баллов, около 15 минут): определить валентность, составить формулу, посчитать и массовую долю элемента.
Валентность
Валентность — способность атома образовывать определённое число химических связей с другими атомами. Записывается римской цифрой над знаком: , .
| Валентность | Постоянная |
|---|---|
| I | , , , , , |
| II | , , , , , |
| III | , |
Переменная валентность: (II, III), (I, II), (II, IV), (II, IV, VI), (I–IV), (III, V), (I, III, V, VII).
Формула по валентности и наоборот
В бинарном соединении произведение валентности на индекс у обоих элементов одинаково: — то есть , где и — валентности, и — индексы.
- Валентности: .
- Наименьшее общее кратное и равно .
- Индексы: у , у .
- Формула: .
- Кислород двухвалентен: «единиц валентности» у кислорода .
- Делим на число атомов железа: .
- Железо здесь трёхвалентно: .
Быстрый способ «крест-накрест»: валентность одного элемента становится индексом другого (). Если индексы получились с общим делителем, сократите: .
Расчёты по формуле
где — относительная атомная масса элемента из таблицы Менделеева (обычно округляют до целых, у хлора — ), — индексы. — величина безразмерная; молярная масса численно равна ей и измеряется в г/моль.
где — число атомов элемента Э в формуле (индекс).
Вычислите и массовую долю водорода.
- , .
- .
- ; .
. .
Не забывайте умножать на индекс: в кислорода два атома, , а не . Индекс за скобкой относится ко всей скобке: — это , , ; .
Проверка: сумма массовых долей всех элементов в веществе равна .
Степень окисления
Степень окисления — условный заряд атома в соединении. В отличие от валентности, у неё есть знак «+» или «−»: .
- Кислород в большинстве соединений , водород .
- В простом веществе степень окисления атома равна (, ).
- Сумма степеней окисления всех атомов в молекуле равна .
- : , .
- : , . : , .
- : , . Так же азот в : , .
ВПР по химии, 8 класс · Часть 2
Массовая доля растворённого вещества
Потренироваться: задания по теме →Простыми словами
В стакане 100 г солёной воды, из них 15 г — соль. Значит, соль составляет раствора. Это число и есть массовая доля: какая часть массы раствора приходится на растворённое вещество.
Задание 6 ВПР (часть 2, базовый уровень, до 2 баллов, около 5 минут) — расчётная задача на массовую долю.
Раствор и его состав
Раствор — однородная смесь растворителя (чаще всего воды) и растворённого вещества.
Массовая доля растворённого вещества — отношение массы растворённого вещества к массе всего раствора.
где — масса растворённого вещества, г; — масса растворителя, г; — масса раствора, г. Масса воды в граммах равна её объёму в миллилитрах (плотность воды ).
Три типа задач
В 100 г раствора содержится 15 г соли.
- .
Если дана масса воды, сначала найдите массу раствора: 20 г соли в 80 г воды → г, (а не !).
Масса раствора 200 г, массовая доля соли 10 %.
- г.
- Если спрашивают и воду: г (180 мл).
В примере из ВПР: г.
К 200 г 10 %-го раствора добавили 50 г воды. Какова новая массовая доля?
- Соли было и осталось г — вода её не меняет.
- Новая масса раствора: г.
- .
При упаривании воду вычитают; при добавлении соли прибавляют её и к веществу, и к раствору.
Ловушки
В знаменателе — масса раствора, а не воды. Проценты перед умножением переводите в доли: .
Ответ записывайте в тех единицах, которые просят: «в процентах» — , «в граммах» — число граммов, без лишних знаков. Округляйте только в конце.
Треугольник: сверху, и снизу. Закройте искомое: масса вещества ; доля ; раствор .
ВПР по химии, 8 класс · Часть 2
Химия в жизни человека
Потренироваться: задания по теме →Простыми словами
Химия окружает нас дома: соль и сода на кухне, мел у доски, уксус в бутылке, перекись водорода в аптечке. У этих веществ есть «бытовые» (тривиальные) названия и настоящие химические — их и нужно уметь сопоставлять.
Задание 9 ВПР (часть 2, базовый уровень, до 2 баллов, около 5 минут): узнать вещество по бытовому названию, назвать его применение и правила безопасного обращения.
Бытовое название → химическое
| В быту | Химическое название | Формула | Применение |
|---|---|---|---|
| поваренная соль | хлорид натрия | приправа, консервирование | |
| питьевая сода | гидрокарбонат натрия | выпечка (разрыхлитель), чистка | |
| кальцинированная сода | карбонат натрия | стирка, смягчение воды, стекло | |
| мел, мрамор, известняк | карбонат кальция | строительство, мел для доски | |
| негашёная известь | оксид кальция | строительство | |
| гашёная известь | гидроксид кальция | побелка, строительные растворы | |
| углекислый газ, «сухой лёд» (твёрдый) | оксид углерода(IV) | газировка, огнетушители, охлаждение | |
| угарный газ | оксид углерода(II) | ядовит! образуется при неполном сгорании | |
| столовый уксус | раствор уксусной кислоты | приправа, консервирование | |
| перекись водорода | пероксид водорода | обработка ссадин (3 %-й раствор) | |
| марганцовка | перманганат калия | дезинфекция | |
| нашатырный спирт | водный раствор аммиака | приведение в чувство, чистка | |
| медный купорос | пентагидрат сульфата меди(II) | защита растений от грибков | |
| гипс | дигидрат сульфата кальция | медицина, строительство | |
| кварц, речной песок | оксид кремния(IV) | стекло, строительство | |
| питьевой (этиловый) спирт | этанол | антисептик, растворитель | |
| глюкоза (виноградный сахар) | глюкоза | источник энергии для организма |
Питьевая сода и кальцинированная сода — разные вещества. Едят только питьевую. Угарный газ ядовит, углекислый — нет (но в большой концентрации им нельзя дышать).
Известь: от камня до побелки
Уравнения: ; ; .
Безопасность и как решать
Хранить бытовую химию в подписанной упаковке, отдельно от продуктов и в недоступном для детей месте. Не пробовать вещества на вкус, не нюхать в упор (запах направляют к себе ладонью). Не смешивать разные чистящие средства. Работать с кислотами и щелочами в перчатках; при попадании на кожу — промыть большим количеством воды.
- Какое вещество в быту называют поваренной солью? — хлорид натрия .
- Какое вещество называют питьевой содой? — гидрокарбонат натрия .
- Почему тесто с содой и кислой средой (кефир, уксус) становится пышным? — выделяется углекислый газ , его пузырьки разрыхляют тесто.
Запоминайте парами по металлу: натрий — соль и две соды; кальций — мел, известь (негашёная и гашёная), гипс.
Ещё вопросы о веществах в быту
- Накипь (в основном карбонат кальция) удаляют уксусной или лимонной кислотой: кислота растворяет карбонат.
- Сода нейтрализует кислоты, поэтому ею убирают кислотные пятна и запахи.
- Кислород поддерживает горение и нужен для дыхания.
- Горящее масло нельзя тушить водой: вода тонет, мгновенно вскипает и разбрызгивает горящее масло. Огонь накрывают крышкой или плотной тканью — без доступа кислорода горение прекращается.
- Обычный сахар — это сахароза.
- Пищевую фольгу делают из алюминия: он лёгкий, пластичный и покрыт прочной оксидной плёнкой.
- Железные изделия красят или покрывают цинком (оцинковка) для защиты от коррозии — ржавления.
- Для обработки ссадин используют 3 %-й раствор перекиси водорода.