Пояснення

ТЕМА: Загальна хімія. Будова речовини. Електронегативність. Хімічний зв’язок.

Завдання скеровано на перевірку розуміння змісту поняття хімічний зв’язок, уміння розпізнавати речовини з ковалентним полярним типом хімічного зв’язку.

Хімічним зв’язком називають сили, які утримують атоми в молекулах або кристалах.

Під час утворення молекул у хімічних реакціях атоми хімічних елементів прагнуть утворити стійку зовнішню оболонку з вісьмох електронів.

Зв’язок між атомами за рахунок спільних електронних пар називають ковалентним.

Якщо двохатомна молекула утворена атомами одного неметалічного елемента, то негативний заряд спільної електронної пари розподілений між ними порівну. Такий зв’язок називають ковалентним неполярним.

Електронегативність хімічного елемента – це властивість його атома притягувати спільні з іншим атомом електронні пари (рис. 1).

Зі зростанням протонного числа електронегативність хімічних елементів зростає в періодах і зменшується в підгрупах.

Ковалентний зв’язок, у якому одна чи кілька спільних електронних пар зміщені в бік більш електронегативного атома, називають полярним зв’язком.

Формули речовин, утворених атомами різних неметалічних елементів, наведено в рядку Г. В інших трьох варіантах відповіді поміж формул є формули простих речовин \((\mathrm{S_8,\ N_2,\ Cl_2})\), у яких ковалентний зв'язок між атомами неполярний, що не задовольняє умову завдання.

Відповідь: Г.

Пояснення

ТЕМА: Основні хімічні поняття. Будова атома.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати будову атомів хімічних елементів.

Нуклід – це різновид атомів або йонів з однаковим масовим числом (кількість нуклонів) та атомним номером (кількістю протонів).

Нуклідним символом називають символ нукліда елемента, біля якого зазначено атомний номер як лівий підрядковий, а масове число – як лівий надрядковий індекс.

Нуклони – це протони й нейтрони. Нейтронне число \(N\) (кількість нейтронів в ядрі) дорівнює різниці між масовим \(Z\) і протонним \(A\) числами: $$ N=A-Z $$

Якщо кількість протонів і нейтронів однакова, то нуклонне число є парним, тобто вибір потрібно зробити між нуклідами \(^{22}_{10}\mathrm{Ne}\) i \(^{28}_{14}\mathrm{Si}\).

Кількість нейтронів у нукліді \(^{22}_{10}\mathrm{Ne}\) дорівнює 12, а в нукліді \(^{28}_{14}\mathrm{Si}\) вона становить 14. Тобто умову завдання задовольняє склад нукліда \(^{28}_{14}\mathrm{Si}\).

Відповідь: Б.

Пояснення

ТЕМА: Основні хімічні поняття. Будова атома. Закономірності зміни властивостей хімічних елементів у періодичній системі.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати закономірності зміни властивості хімічних елементів у періодичній системі, зумовленої змінами в будові їхніх атомів.

Природна родина інертних елементів – Гелій, Неон, Аргон, Криптон, Ксенон і Радон. Відповідні одноатомні прості речовини – інертні гази – вирізняються тим, що мають дуже низьку реакційну здатність. Інертність зумовлено завершеністю зовнішніх енергетичних рівнів в атомах цих елементів – два електрони на зовнішньому енергетичному рівні в атомі Гелію і по вісім електронів – у решти атомів інертних елементів (рис. 1).

Відповідь: Б.

Пояснення

ТЕМА: Основні хімічні поняття. Речовина. Хімічна формула.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати якісний (елементний) і кількісний склад речовини за її хімічною формулою.

Молекулярна формула – запис, що показує, атомами яких хімічних елементів (визначають за хімічними символами) і в якій кількості (визначають за правими підрядковими індексами) утворена молекула.

За наведеною в умові завдання формулою можна визначити кількість видів атомів (хімічних елементів) у кожній речовині:

А три хімічні елементи (\(\mathrm{C,\ H,\ O}\))

Б три хімічні елементи (\(\mathrm{C,\ H,\ N}\))

В чотири хімічні елементи (\(\mathrm{C,\ H,\ O,\ N}\))

Г три хімічні елементи (\(\mathrm{C,\ H,\ O}\))

Відповідь: B.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння розв’язувати комбіновані задачі.

Дано:
\(m(\mathrm{Mg})+m(\mathrm{Fe})=20\ \text{г}\)
\(n(\mathrm{H_2})=0,5\ \text{моль}\)
\(M(\mathrm{Mg})=24\ \text{г/моль}\)
\(M(\mathrm{Fe})=56\ \text{г/моль}\)

Знайти:
\(w(\mathrm{Fe})\ -\ ?\)

\begin{gather*} \mathrm{\underline{Mg}+2HCl=MgCl_2+H_2\uparrow}\\[7pt] \underline{n(\mathrm{H_2})_{\mathrm{Mg}}=n(\mathrm{Mg})}\\[7pt] \mathrm{\underline{Fe}+2HCl=FeCl_2+H_2\uparrow}\\[7pt] \underline{n(\mathrm{H_2})_{\mathrm{Fe}}=n(\mathrm{Fe})}\\[7pt] n(\mathrm{H_2})=n(\mathrm{H_2})_{\mathrm{Mg}}+n(\mathrm{H_2})_{\mathrm{Fe}}\\[7pt] n(\mathrm{H_2})_{\mathrm{Mg}}+n(\mathrm{H_2})_{\mathrm{Fe}}=0,5\\[7pt] n(\mathrm{H_2})_{\mathrm{Mg}}=0,5-n(\mathrm{H_2})_{\mathrm{Fe}}\\[7pt] n(\mathrm{H_2})_{\mathrm{Fe}}=x\\[7pt] n(\mathrm{Fe})=x\\[7pt] n(\mathrm{Mg})=0,5-x\\[7pt] m(\mathrm{Fe})+m(\mathrm{Mg})=20\ \text{г}\\[7pt] n(\mathrm{Fe})M(\mathrm{Fe})=n(\mathrm{Mg})M(\mathrm{Mg})=20\ \text{г}\\[7pt] 56x+24(0,5-x)=20\\[7pt] 32x=20-24\cdot 0,5\\[7pt] 8x=5-6\cdot 0,5\\[7pt] x=0,25\\[7pt] \underline{\underline{n(\mathrm{Fe})=0,25\ \text{моль}}}\\[7pt] m(\mathrm{Fe})=n(\mathrm{Fe})M(\mathrm{Fe})\\[7pt] m(\mathrm{Fe})=0,25\ \text{моль}\cdot 56\ \text{г/моль}\\[7pt] m(\mathrm{Fe})=14\ \text{г}\\[6pt] w(\mathrm{Fe})=\frac{m(\mathrm{Fe})}{m(\mathrm{Fe})+m(\mathrm{Mg})}\\[6pt] w(\mathrm{Fe})=\frac{14\ \text{г}}{20\ \text{г}}\\[6pt] w(\mathrm{Fe})=0,7\ (70\ \text{%}). \end{gather*}

Відповідь: 70.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння перетворювати схеми окисно-відновних реакцій на хімічні рівняння методом електронного балансу.

Коефіцієнт перед формулою окисника – 3.

Відповідь: 3.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати масу продукту реакції за відомими масою реагенту й масовою часткою чистої речовини в ньому.

Дано:
\((m(\mathrm{SiO_2})+m_{\text{дом.}})=50\ \text{кг}\)
\(w(\mathrm{SiO_2})=0,9\)
\(M(\mathrm{SiO_3})=60\ \text{кг/кмоль}\)
\(M(\mathrm{Si})=28\ \text{кг/кмоль}\)

Знайти:
\(m(\mathrm{Si})\ -\ ?\)

\begin{gather*} m(\mathrm{SiO_2})=w(\mathrm{SiO_2})(m(\mathrm{SiO_2})+m_{\text{дом.}})\\[7pt] m(\mathrm{SiO_2})=0,9\cdot 50\ \text{кг}=45\ \text{кг}\\[7pt] \mathrm{SiO_2+2C=Si+2CO}\\[6pt] n(\mathrm{SiO_2})=\frac{m(\mathrm{SiO_2})}{M(\mathrm{SiO_2})}\\[6pt] n(\mathrm{SiO_2})=\frac{45\ \text{кг}}{60\ \text{кг/кмоль}}\\[6pt] n(\mathrm{SiO_2})=0,75\ \text{кмоль}\\[7pt] n(\mathrm{Si})=n(\mathrm{SiO_2})=0,75\ \text{кмоль}\\[7pt] m(\mathrm{Si})=M(\mathrm{Si})n(\mathrm{Si})\\[7pt] m(\mathrm{Si})=28\ \text{кг/кмоль}\cdot 75\ \text{кмоль}\\[7pt] m(\mathrm{Si})=21\ \text{кг}. \end{gather*}

Відповідь: 21.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати масу й молекулярну формулу речовини за її кількістю речовини і масами (об’ємами) продуктів її повного окиснення.

Дано:
\(n(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_{y})=0,5\ \text{моль}\)
\(V(\mathrm{CO_2})=22,4\ \text{л}\)
\(m_2(\mathrm{H_2O})=27\ \text{г}\)
\(V_m(\mathrm{CO_2})=22,4\ \text{л/моль}\)
\(M(\mathrm{H_2O})=18\ \text{г/моль}\)

1. Знайти:
\((x+y)\ -\ ?\)

\begin{gather*} n(\mathrm{C})=n(\mathrm{CO_2})\\[6pt] n(\mathrm{CO_2})=\frac{V(\mathrm{CO_2})}{V_m(\mathrm{CO_2})}\\[6pt] n(\mathrm{C})=n(\mathrm{CO_2})=\frac{28\ \text{л}}{22,4\ \text{л/моль}}\\[6pt] n(\mathrm{C})=1\ \text{моль}\\[7pt] n(\mathrm{H})=2n(\mathrm{H_2O})\\[6pt] n(\mathrm{H_2O})=\frac{m(\mathrm{H_2O})}{M(\mathrm{H_2O})}\\[6pt] n(\mathrm{H_2O})=\frac{27\ \text{г}}{18\ \text{г/моль}}\\[6pt] n(\mathrm{H_2O})=1,5\ \text{моль}\\[7pt] n(\mathrm{H})=2n(\mathrm{H_2O})=3\ \text{моль}\\[7pt] n(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_{y})=0,5\ \text{моль}\\[7pt] \text{Якщо}\ n(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_{y})=1\ \text{моль, то}\\[7pt] n(\mathrm{C})=2\ \text{моль},\ n(\mathrm{H})=6\ \text{моль}\\[7pt] x=2,\ y=6\\[7pt] x+y=8 \end{gather*}

2. Знайти:
\(m(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_{y})\ -\ ?\)

\begin{gather*} M(\mathrm{C_2H_6})=30\ \text{г/моль}\\[7pt] m(\mathrm{C_2H_6})=M(\mathrm{C_2H_6})n(\mathrm{C_2H_6})\\[7pt] m(\mathrm{C_2H_6})=30\ \text{г/моль}\cdot 0,5\ \text{моль}\\[7pt] m(\mathrm{C_2H_6})=15\ \text{г} \end{gather*}

Відповідь: 1. 8. 2. 15.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння здійснювати обчислення за хімічними рівняннями.

Дано:
\(m(\mathrm{C})=15\ \text{г}\)
\(M(\mathrm{C})=12\ \text{г/моль}\)
\(M(\mathrm{CaCO_3})=44\ \text{г/моль}\)
\(V_m(\mathrm{CO_2})=22,4\ \text{л/моль}\)

1. Знайти:
\(V(\mathrm{CO_2})\ -\ ?\)

\begin{gather*} \mathrm{C+O_2=CO_2}\\[7pt] n(\mathrm{CO_2})=n(\mathrm{C})\\[6pt] n(\mathrm{C})=\frac{m(\mathrm{C})}{M(\mathrm{C})}\\[6pt] n(\mathrm{C})=\frac{15\ \text{г}}{12\ \text{г/моль}}=1,25\ \text{моль}\\[6pt] V(\mathrm{CO_2})=n(\mathrm{CO_2})V_m(\mathrm{CO_2})\\[7pt] V(\mathrm{CO_2})=1,25\ \text{моль}\cdot 22,4\ \text{л/моль}\\[7pt] V(\mathrm{CO_2})=28\ \text{л} \end{gather*}

2. Знайти:
\(m(\mathrm{CaCO_3})\ -\ ?\)

\begin{gather*} \mathrm{CO_2+Ca(OH)_2=CaCO_3\downarrow +H_2O}\\[7pt] m(\mathrm{CaCO_3})=n(\mathrm{CO_2})\\[7pt] m(\mathrm{CaCO_3})=1,25\ \text{моль}\cdot 100\ \text{г/моль}\\[7pt] m(\mathrm{CaCO_3})=125\ \text{г} \end{gather*}

Відповідь: 1. 28. 2. 125.