Тест по химии: Растворители (9 класс)
Тест по химии «Растворители» для 9 класса — это интерактивная проверочная работа, посвященная изучению свойств и классификации жидкостей, способных растворять другие вещества. Вопросы охватывают понятия полярных и неполярных растворителей, принцип «подобное в подобном» и зависимость растворимости от строения молекул.
Другое по теме:
Правильный ответ:
Подобное растворяется в подобномПояснение:
Это фундаментальное правило, известное еще со времен алхимиков, гласит, что вещества с похожим типом химической связи и строением молекул склонны к взаимному растворению. Полярные растворители (например, вода) хорошо растворяют полярные и ионные соединения (соли, кислоты, спирты), так как их дипольные молекулы могут эффективно взаимодействовать с ионами или полярными молекулами растворяемого вещества. В свою очередь, неполярные растворители (бензин, масло) растворяют неполярные вещества (жиры, иод, серу) за счет слабых межмолекулярных сил.Правильный ответ:
Из-за сильной полярности ее молекул, являющихся диполямиПояснение:
Уникальные растворяющие свойства воды обусловлены строением ее молекулы. Атом кислорода обладает значительно большей электроотрицательностью, чем атомы водорода, и оттягивает на себя общую электронную пару. В результате на атоме кислорода возникает частичный отрицательный заряд (δ-), а на атомах водорода — частичные положительные заряды (δ+). Молекула приобретает угловую форму и становится диполем с двумя полюсами. Эти полярные молекулы могут окружать ионы или полярные молекулы других веществ, ослабляя связи между ними и способствуя их переходу в раствор.Правильный ответ:
Бензин (смесь углеводородов)Пояснение:
Бензин представляет собой смесь углеводородов (например, гексана, гептана), молекулы которых состоят из атомов углерода и водорода. Разница в электроотрицательности между C и H невелика, поэтому связи C-H являются слабополярными, а сами молекулы углеводородов, часто имеющие симметричное строение, являются неполярными. В отличие от него, вода, спирт и аммиак имеют сильнополярные связи (O-H, N-H) и их молекулы являются диполями, что делает их полярными растворителями.Правильный ответ:
Машинное масло (смесь углеводородов)Пояснение:
Бензин и машинное масло имеют сходную химическую природу — они оба состоят из неполярных молекул углеводородов. Согласно принципу “подобное растворяется в подобном”, они легко смешиваются друг с другом, образуя однородный раствор. Поваренная соль и медный купорос — это ионные соединения, а сахар — полярное молекулярное соединение. Для их растворения требуется полярный растворитель, такой как вода, способный разорвать ионные связи или образовать водородные связи с полярными группами молекул.Правильный ответ:
Электронейтральная молекула с разделенными центрами положительного и отрицательного зарядовПояснение:
Диполь — это система, в которой положительный и отрицательный заряды равны по величине, но пространственно разделены. В химии это относится к молекулам, в которых из-за разницы в электроотрицательности атомов электронная плотность смещена. В результате на одном конце молекулы возникает частичный отрицательный заряд (δ-), а на другом — частичный положительный (δ+). Классическим примером является молекула воды. Наличие дипольного момента определяет полярность молекулы и ее способность растворять другие полярные и ионные вещества.Правильный ответ:
Ионная или ковалентная полярнаяПояснение:
Вода, будучи полярным растворителем, наилучшим образом взаимодействует с веществами, имеющими заряженные или частично заряженные частицы. К таким веществам относятся соединения с ионной связью (например, соли типа NaCl), которые в воде диссоциируют на ионы, и соединения с ковалентной полярной связью (например, HCl, NH₃, C₂H₅OH), молекулы которых являются диполями. Полярные молекулы воды эффективно окружают ионы или другие диполи, образуя гидратные оболочки и способствуя растворению.Правильный ответ:
Потому что жир неполярен, как и бензин, а вода полярнаПояснение:
Жиры и масла по своей химической природе являются неполярными органическими веществами. Вода — сильнополярный растворитель. Из-за огромной разницы в полярности их молекулы не могут эффективно взаимодействовать друг с другом, поэтому жир не растворяется в воде. Бензин же, состоящий из неполярных углеводородов, имеет схожую природу с жиром. Согласно правилу “подобное в подобном”, неполярные молекулы бензина легко проникают между неполярными молекулами жира и увлекают их с собой, переводя в раствор.Правильный ответ:
Гомогенными (однородными) системами переменного составаПояснение:
Растворы занимают промежуточное положение между механическими смесями и химическими соединениями. Они являются гомогенными (однородными), то есть их компоненты нельзя различить визуально или с помощью микроскопа. Важнейшей характеристикой растворов является их переменный состав — мы можем приготовить раствор с разной концентрацией растворенного вещества, в отличие от химических соединений, подчиняющихся закону постоянства состава. Процесс растворения является физико-химическим.
Правильный ответ:
Различие в значениях электроотрицательности атомовПояснение:
Электроотрицательность — это способность атома притягивать к себе электроны химической связи. Когда связь образуют атомы с разной электроотрицательностью, более электроотрицательный атом стягивает на себя общую электронную пару. Это приводит к неравномерному распределению электронной плотности, возникновению на атомах частичных зарядов и, как следствие, к полярности связи. Чем больше разница в электроотрицательности, тем более полярной является связь. Если разница очень велика, связь становится ионной.Правильный ответ:
Четыреххлористом углероде (CCl₄)Пояснение:
Молекула иода (I₂) состоит из двух одинаковых атомов. Разница в их электроотрицательности равна нулю, поэтому связь I-I является ковалентной неполярной, а сама молекула — неполярной. Для ее растворения требуется неполярный растворитель. Четыреххлористый углерод (CCl₄) имеет симметричное тетраэдрическое строение, из-за чего дипольные моменты отдельных связей C-Cl взаимно компенсируются, и вся молекула неполярна. Поэтому иод хорошо растворится в CCl₄. Вода и растворы кислоты и щелочи являются полярными системами.
Правильный ответ:
Хлорид натрия (NaCl)Пояснение:
Хлорид натрия — это соединение с ионным типом связи, состоящее из положительно заряженных ионов натрия (Na+) и отрицательно заряженных ионов хлора (Cl-). При попадании в полярный растворитель, такой как вода, диполи воды окружают ионы, ослабляют силы притяжения между ними в кристаллической решетке и “вырывают” их в раствор. Этот процесс называется электролитической диссоциацией. Кислород, метан и бензол — молекулярные соединения с неполярными или слабополярными связями, они не диссоциируют на ионы.Правильный ответ:
Этанол (этиловый спирт)Пояснение:
Органическими называют растворители, которые являются соединениями углерода (за исключением простейших, таких как оксиды углерода, угольная кислота и ее соли). Этанол (C₂H₅OH) — классический представитель органических растворителей из класса спиртов. Вода (H₂O), жидкий аммиак (NH₃) и серная кислота (H₂SO₄) не содержат в своем составе атомов углерода (кроме угольной кислоты и ее производных) и относятся к неорганическим веществам, соответственно, и к неорганическим растворителям.Правильный ответ:
Растворенное веществоПояснение:
Раствор состоит как минимум из двух компонентов. Тот компонент, который находится в том же агрегатном состоянии, что и полученный раствор, и обычно присутствует в избытке, называется растворителем. Другой компонент (или компоненты), который равномерно распределяется в объеме растворителя, называется растворенным веществом. Например, при растворении соли в воде, вода является растворителем, а соль — растворенным веществом. Вся однородная система в целом называется раствором.
Правильный ответ:
Смешивание спирта и водыПояснение:
Гомогенная система, или раствор, — это система, в которой компоненты смешаны на молекулярном уровне и отсутствуют видимые границы раздела фаз. Молекулы этилового спирта (C₂H₅OH) и воды (H₂O) полярны и способны образовывать друг с другом водородные связи. Благодаря этому сходству в строении и межмолекулярном взаимодействии они смешиваются в любых соотношениях, образуя однородный раствор. Песок, масло и глина не растворяются в воде, образуя гетерогенные (неоднородные) смеси: взвесь или эмульсию.Правильный ответ:
Слабая полярность связей C-H и часто симметричное строениеПояснение:
Ключевым фактором является строение молекул. Электроотрицательности углерода и водорода очень близки, поэтому ковалентная связь C-H является очень слабополярной. Кроме того, молекулы многих алканов, таких как гексан, имеют достаточно симметричное строение. В результате дипольные моменты отдельных связей либо очень малы, либо взаимно компенсируются, и вся молекула в целом практически не имеет дипольного момента, то есть является неполярной. Это и позволяет им эффективно растворять другие неполярные вещества.Правильный ответ:
Оба вещества состоят из неполярных молекулПояснение:
Молекула сероуглерода (CS₂) имеет линейное строение (S=C=S). Хотя связи C=S полярны, молекула симметрична, и их дипольные моменты направлены в противоположные стороны и взаимно компенсируются. Поэтому молекула CS₂ в целом неполярна. Молекула серы (S₈) состоит из восьми одинаковых атомов, связанных в кольцо; все связи в ней неполярны, и молекула неполярна. В соответствии с правилом “подобное в подобном”, неполярная сера хорошо растворяется в неполярном сероуглероде.
Правильный ответ:
Физико-химический процессПояснение:
Растворение — это сложный процесс, включающий как физические, так и химические аспекты. С одной стороны, происходит физическое явление: частицы растворенного вещества равномерно распределяются между частицами растворителя (диффузия), и вещество можно выделить в исходном виде (например, выпариванием). С другой стороны, происходит химическое взаимодействие: частицы растворителя взаимодействуют с частицами растворенного вещества, образуя сольваты (в случае воды — гидраты). Это взаимодействие часто сопровождается тепловыми эффектами (выделением или поглощением тепла).
Правильный ответ:
Аммиак, так как его полярные молекулы взаимодействуют с полярными молекулами водыПояснение:
Растворимость газов также подчиняется правилу “подобное в подобном”. Молекула аммиака (NH₃) имеет пирамидальное строение и сильнополярные связи N-H, что делает ее полярной. Она способна образовывать водородные связи с молекулами воды, что приводит к очень хорошей растворимости (в 1 объеме воды растворяется около 700 объемов аммиака). Молекула азота (N₂) состоит из двух одинаковых атомов, неполярна и неспособна к сильному взаимодействию с водой, поэтому его растворимость в воде крайне низка.Правильный ответ:
К гомогенным смесям в любом агрегатном состоянии (газообразном, жидком, твердом)Пояснение:
Хотя в быту и на уроках чаще всего рассматриваются жидкие растворы, в строгом химическом смысле раствор — это любая гомогенная (однородная) система переменного состава. Примером газообразного раствора является воздух (смесь азота, кислорода и других газов). Примером твердого раствора является многие сплавы металлов, например, латунь (раствор цинка в меди) или ювелирное золото (раствор серебра или меди в золоте). Таким образом, понятие раствора охватывает все три агрегатных состояния.
Правильный ответ:
В слое водыПояснение:
Смесь воды и керосина является гетерогенной, так как полярная вода не смешивается с неполярным керосином, образуя два отдельных слоя. Поваренная соль (NaCl) — это типичное ионное соединение. Согласно принципу “подобное в подобном”, ионные вещества растворяются в полярных растворителях. Поэтому, пройдя через слой неполярного керосина (в котором она не растворяется), соль достигнет слоя полярной воды и растворится именно в нем, образуя раствор электролита.