ТЕМА: Обчислення в хімії. Масова частка компонента в суміші. Розв’язування задач за рівняннями реакцій.

Завдання перевіряє вміння визначати за рівняннями хімічних реакцій масу речовини в суміші і обчислювати масову частку цієї речовини в суміші.

Для виконання завдання необхідно вміти проводити розрахунки за рівняннями хімічних реакцій і розуміти що означає масова частка речовини в суміші.

1)  за умовою задачі в реакції відновлення вступає водень кількістю речовини \(\mathrm{0,3\ \text{моль}}\). Нехай на відновлення купрум(І) оксиду витратили х моль водню, тоді на відновлення купрум(ІІ) оксиду – \(\mathrm{(0,3 - x)\ \text{моль}}\) водню.

2)  за рівняннями реакцій визначаємо кількість речовини, а за формулами масу та масову частку купрум(І) оксиду в суміші:

Відповідь: 90.

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 тип і кількість атомів у молекулі.

За наведеною в умові завдання структурною формулою можна визначити молекулярну, підрахувавши загальну кількість атомів кожного хімічного елемента. Молекулярна формула речовини – \(\mathrm{C_4H_8O_4}.\)

Масова частка хімічного елемента – відношення маси хімічного елемента в речовині до маси речовини. Найпростіша формула цієї речовини – \(\mathrm{CH_2O}.\) Сума відносних атомних мас Карбону й Гідрогену – 14, атомна маса Оксигену ‑ 16. Вочевидь його масова частка в цій речовині найбільша.

Відповідь: B.

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

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати закономірності зміни властивостей хімічних елементів у періодичній системі.

У групах зі збільшенням протонних чисел (зверху вниз) радіус атомів хімічних елементів збільшується (рис. 1, 1), а електронегативність (рис. 1, 2) і, відповідно, окисні властивості зменшуються.

Флуор і Хлор – елементи однієї групи, але різних періодів, тому в їхніх атомах різна кількість енергетичних рівнів (рис. 1, 1).

Тобто помилковим є твердження, наведене в рядку A.

Рис. 1. 1. Будова атомів Флуору і Хлору. 2. Електронегативність галогенів

Відповідь: A.

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.

Протонне число \(Z\) – кількість протонів у ядрі атома, збігається з порядковим номером хімічного елемента в періодичній системі.

Кількість нейтронів \(N\) у ядрі дорівнює різниці між масовим \(A\) і протонним \(Z\) числами.

Порядковий номер Кобальту в періодичній системі – 27, тобто $$ Z(_{27}\mathrm{Co})=27. $$

Масове (нуклонне) число Кобальту – 59, тобто $$ A(^{59}_{27}\mathrm{Co})=59. $$

Тож можна обчислити кількість нейтронів у ядрі нукліда \(^{59}_{27}\mathrm{Co}:\) \begin{gather*} N(^{59}_{27}\mathrm{Co})=A(^{59}_{27}\mathrm{Co})-Z(^{59}_{27}\mathrm{Co})=\\[7pt] =59-27=32. \end{gather*}

Відповідь: Г.

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

Завдання скеровано на перевірку розуміння змісту понять електронегативність і полярність хімічного зв’язку.

Електронегативність хімічного елемента – це властивість його атома притягувати спільні з іншим атомом електронні пари. У групах електронегативність атомів хімічних елементів зі збільшенням їхніх протонних чисел (порядкових номерів) зменшується, а в періодах – збільшується \(рис. 1\).

Рис. 1. Електронегативність атомів хімічних елементів

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

Полярність хімічного зв’язку тим більша, чим більша різниця електронегативностей атомів, між якими він утворюється.

Електронегативність Оксигену найбільша порівняно з іншими хімічними елементамипро сполуки яких ідеться, тому і зв’язок \(\mathrm{O\ -\ H}\) – найполярніший із-поміж наведених у завданні.

Відповідь: A.

ТЕМА: Загальна хімія. Ступінь окиснення. Окисно-відновні реакції.

Завдання скеровано на перевірку розуміння змісту понять ступінь окиснення, окисно-відновна реакція, уміння визначати ступені окиснення атомів хімічних елементів за формулами речовин і розрізняти окисно-відновні реакції.

Ступінь окиснення – це умовний цілочисловий заряд на атомі в молекулярній частинці, якого би він набув, якщо відокремити зв’язані з ним електронегативніші атоми разом із парами електронів, що належать зв’язкам. Це ціле число – додатне, від’ємне або нуль.

Алгебрична сума ступенів окиснення всіх атомів у нейтральній молекулі дорівнює нулю, а в йоні – величині його заряду.

Ступені окиснення атомів Гідрогену, Оксигену й Флуору у складних речовинах зазвичай становлять +1, –2 і –1 відповідно. Ступінь окиснення Нітрогену в молекулі амоніаку й катіоні амонію дорівнює –3. З огляду на це можна визначити ступені окиснення Цирконію:

Вочевидь ступінь окиснення жодного хімічного елемента не змінився.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Неорганічні речовини і їхні властивості. Класифікація хімічних реакцій.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати рівняння реакцій за участі неорганічних речовин, класифікувати хімічні реакції за різними ознаками.

Натрій бурхливо реагує з водою з виділенням великої кількості теплоти й утворенням водню і натрій гідроксиду. Тобто ця реакція є екзотермічною: $$ \mathrm{ 2Na+2H_2O=2NaOH+H_2\uparrow,\ }\triangle H\lt 0. $$

Як реагентами, так і продуктами в цій реакції є одна проста й одна складна речовини. Атоми Натрію заміщують атоми Гідрогену в молекулі води.

Відповідь: A.

ТЕМА: Неорганічні речовини і їхні властивості. Якісні реакції на деякі йони.

Завдання скеровано на перевірку знання якісних реакцій на деякі йони й розуміння умов необоротності перебігу реакцій між електролітами в розчині.

Унаслідок розчинення у воді калій нітрат, натрій карбонат і кальцій хлорид дисоціюють на йони: \begin{gather*} \mathrm{KNO_3} \rightarrow \underset{ \begin{array}{c} \text{катіон}\\ \text{Калію} \end{array}}{\underbrace{\mathrm{K^{+}}}}\ +\ \underset{ \text{нітрат-аніон} }{\underbrace{\mathrm{NO^{-}_3}};} \\[7pt] \mathrm{Na_2CO_3} \rightarrow \underset{ \begin{array}{c} \text{катіон}\\ \text{Натрію} \end{array}}{\underbrace{\mathrm{2Na^{+}}}}\ +\ \underset{ \text{карбонат-аніон} }{\underbrace{\mathrm{CO^{2-}_3}};} \\[7pt] \mathrm{CaCl_2} \rightarrow \underset{ \begin{array}{c} \text{катіон}\\ \text{Кальцію} \end{array}}{\underbrace{\mathrm{Ca^{2+}}}}\ +\ \underset{ \text{хлорид-аніон} }{\underbrace{\mathrm{2Cl^{-}}}.} \end{gather*}

З-поміж йонів, які утворюються внаслідок електролітичної дисоціації речовин, про які йдеться в завданні, осад утворюється лише внаслідок взаємодії катіонів Кальцію і карбонат-аніонів: \begin{gather*} \mathrm{Ca^{2+}+CO^{2-}_{3}} = \underset{ \text{білий} }{\underbrace{\mathrm{CaCO_3}}}\downarrow . \end{gather*}

Тому осад випаде лише в пробірці ІІ.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Неорганічні речовини і їхні властивості. Йонно-молекулярне рівняння. Реакції обміну між електролітами в розчині.

Завдання скеровано на перевірку розуміння умов необоротності перебігу реакцій між електролітами в розчині.

Аналіз скороченого йонного рівняння дає змогу дійти висновку, що як реагенти, так і продукти реакції – розчинні речовини, а реакція необоротна, бо внаслідок її перебігу утворюється вода – неелектроліт.

Розчинними є обидва реагенти (нітратна й сульфатна кислоти, барій гідроксид) лише у варіантах відповіді Б і В.

Однак у варіанті відповіді Б один з продуктів реакції – барій сульфат – нерозчинна речовина, що не відповідає скороченому йонному рівнянню.

Відповідь: B.