ТЕМА: Основні хімічні поняття. Будова атома.

Завдання скеровано на перевірку вміння класифікувати хімічні елементи за електронною будовою зовнішнього енергетичного рівня їхніх атомів.

В атомах p-елементів заповнюється електронами зовнішній p-підрівень \(рис. 1\).

Рис. 1. Положення s-, p-, d-, f-елементів у періодичній системі

До p-елементів належать елементи головних (A) підгруп ІІІ–VIII груп періодичної системи – Флуор, Хлор, Бром, будова зовнішнього енергетичного рівня яких така:

Відповідь: Г.

ТЕМА: Основні хімічні поняття. Речовина. Хімічна формула.

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

Хімічна формула – запис, що показує, якісний (визначають за хімічними символами) і кількісний (визначають за правими підрядковими індексами) склад речовини.

У цих речовин однаковий якісний склад – їхні молекули утворені атомами трьох хімічних елементів – Карбону, Гідрогену, Оксигену. Оскільки кількісний склад різний, то різними є і найпростіша, і структурна формули цих сполук.

Відповідь: B.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння розв’язувати комбіновані задачі.

Дано:
\(m(\mathrm{Cu_2S})+m(\text{домішки})=200\ \text{кг}\)
\(m(\mathrm{CuO})=120\ \text{кг}\)
\(M(\mathrm{CuO})=80\ \text{кг/кмоль}\)
\(M(\mathrm{Cu_2S})=160\ \text{кг/кмоль}\)

Знайти:
\(w(\mathrm{Cu_2S})\ -\ ?\)

\begin{gather*} n(\mathrm{CuO})=m(\mathrm{CuO}):M(\mathrm{CuO})\\[7pt] n(\mathrm{CuO})=120\ \text{кг}:80\ \text{кг/кмоль}\\[7pt] n(\mathrm{CuO})=1,5\ \text{кмоль}\\[7pt] \mathrm{\underline{Cu_2S}+3O_2=\underline{\underline{2CuO}}+SO_2\uparrow}\\[6pt] n(\mathrm{Cu_2S})=\frac 12n(\mathrm{CuO})\\[6pt] n(\mathrm{Cu_2S})=\frac 12\cdot 1,5\ \text{кмоль}\\[6pt] n(\mathrm{Cu_2S})=0,75\ \text{кмоль}\\[7pt] m(\mathrm{Cu_2S})=n(\mathrm{Cu_2S})M(\mathrm{Cu_2S})\\[7pt] m(\mathrm{Cu_2S})=0,75\ \text{кмоль}\cdot 160\ \text{кг/кмоль}\\[7pt] m(\mathrm{Cu_2S})=120\ \text{кг}\\[6pt] w(\mathrm{Cu_2S})=\frac{m(\mathrm{Cu_2S})}{m(\mathrm{Cu_2S})+m(\text{домішки})}\\[6pt] w(\mathrm{Cu_2S})=\frac{120\ \text{кг}}{200\ \text{кг}}\\[6pt] w(\mathrm{Cu_2S})=0,6\ (60\ \text{%}). \end{gather*}

Відповідь: 60.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння розв’язувати комбіновані задачі.

Дано:
\(V(\mathrm{CH_4})+V(\mathrm{C_3H_8})=11,2\ \text{л}\)
\(m(\mathrm{CaCO_3})=80\ \text{г}\)
\(M(\mathrm{CaCO_3})=100\ \text{г/моль}\)
\(V_m(\mathrm{CH_4})=V_m(\mathrm{C_3H_8})=22,4\ \text{л/моль}\)

Знайти:
\(\mathbf{\varphi}(\mathrm{C_3H_8})\ -\ ?\)

\begin{gather*} \mathrm{Ca(OH)_2+CO_2=CaCO_3\downarrow +H_2O}\\[7pt] n(\mathrm{CO_2})=n(\mathrm{CaCO_3})\\[7pt] n(\mathrm{CaCO_3})=m(\mathrm{CaCO_3}):M(\mathrm{CaCO_3})\\[7pt] n(\mathrm{CaCO_3})=80\ \text{г}:100\ \text{г/моль}\\[7pt] n(\mathrm{CaCO_3})=0,8\ \text{моль}\\[7pt] n(\mathrm{CO_2})_{\mathrm{CH_4}}+n(\mathrm{CO_2})_{\mathrm{C_3H_8}}=0,8\ \text{моль}\\[7pt] \mathrm{\underline{CH_4}+2O_2\rightarrow\underline{CO_2}\uparrow +2H_2O}\\[7pt] n(\mathrm{CO_2})_{\mathrm{CH_4}}=n(\mathrm{CH_4})\\[7pt] \mathrm{\underline{\underline{C_3H_8}}+5O_2\rightarrow \underline{\underline{3CO_2}}+4H_2O}\\[7pt] n(\mathrm{CO_2})_{\mathrm{C_3H_8}}=3n(\mathrm{C_3H_8})\\[7pt] V(\mathrm{C_3H_8})=x\ \text{л}\\[7pt] V(\mathrm{CH_4})=(11,2-x)\ \text{л}\\[6pt] n(\mathrm{CO_2})_{\mathrm{C_3H_8}}=3n(\mathrm{C_3H_8})=\frac{3x\ \text{л}}{22,4\ \text{л/моль}}\\[6pt] n(\mathrm{CO_2})_{\mathrm{CH_4}}=n(\mathrm{CH_4})=\frac{(11,2-x)\ \text{л}}{22,4\ \text{л/моль}}\\[6pt] \frac{3x\ \text{л}}{22,4\ \text{л/моль}}+\frac{(11,2-x)\ \text{л}}{22,4\ \text{л/моль}}=0,8\ \text{моль}\\[6pt] 3x+11,2-x=0,8\cdot 22,4\\[6pt] x=\frac{0,8\cdot 22,4-11,2}{2}\\[6pt] \mathbf{\varphi}(\mathrm{C_3H_8})=\frac{0,8\cdot 22,4-11,2}{2\cdot 11,2}\\[6pt] \mathbf{\varphi}(\mathrm{C_3H_8})=0,8-0,5\\[7pt] \mathbf{\varphi}(\mathrm{C_3H_8})=0,3\ (30\ \text{%}). \end{gather*}

Відповідь: 30.

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.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння обчислювати маси / об’єми реагентів і продуктів реакцій за хімічними рівняннями.

Дано:
\(m(\mathrm{CH_3COONa})=8,2\ \text{г}\)
\(M(\mathrm{CH_3COONa})=82\ \text{г/моль}\)
\(V_m(\mathrm{CH_4})=22,4\ \text{л/моль}\)

1. Знайти:
\(V(\mathrm{CH_4})\ -\ ?\)

\begin{gather*} n(\mathrm{CH_3COONa})=m(\mathrm{CH_3COONa}):M(\mathrm{CH_3COONa})\\[7pt] n(\mathrm{CH_3COONa})=8,2:82 \text{г/моль}\\[7pt] n(\mathrm{CH_3COONa})=0,1\ \text{моль}\\[7pt] \mathrm{\underline{CH_3COONa}+NaOH\rightarrow \underline{CH_4}\uparrow +\ Na_2CO_3}\\[7pt] n(\mathrm{CH_4})=n(\mathrm{CH_3COONa})=0,1\ \text{моль}\\[7pt] V(\mathrm{CH_4})=n(\mathrm{CH_4})V_m(\mathrm{CH_4})\\[7pt] V(\mathrm{CH_4})=0,1\ \text{моль}\cdot 22,4\ \text{л/моль}\\[7pt] V(\mathrm{CH_4})=2,24\ \text{л}=2240\ \text{мл} \end{gather*}

2. Знайти:
\(V(\mathrm{O_2})\ -\ ?\)

\begin{gather*} \mathrm{\underline{CH_4}+\underline{\underline{2O_2}}\rightarrow CO_2+2H_2O}\\[7pt] n(\mathrm{Fe})=n(\mathrm{H_2})=0,25\ \text{моль}\\[7pt] V(\mathrm{O_2})=2\cdot 2240\ \text{мл}\\[7pt] V(\mathrm{O_2})=4480\ \text{мл} \end{gather*}

Відповідь: 1. 2240. 2. 4480.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння виводити молекулярну формулу речовини.

Дано:
\(m(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_{2x})=2,8\ \text{г}\)
\(V_m(\mathrm{H_2})=22,4\ \text{л/моль}\)
\(V(\mathrm{H_2})=1,12\ \text{л}\)

1. Знайти:
\(M(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_{2x})\ -\ ?\)

\begin{gather*} n(\mathrm{H_2})=1,12\ \text{л}:22,4\ \text{л/моль}\\[7pt] n(\mathrm{H_2})=0,05\ \text{моль}\\[7pt] n(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_{2x})=n(\mathrm{H_2})\\[7pt] \underline{\mathrm{C}_x\mathrm{H}_{2x}}+\underline{\mathrm{H_2}}\rightarrow \mathrm{C}_x\mathrm{H}_{2x+2}\\[7pt] n(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_{2x})=n(\mathrm{H_2})=0,05\ \text{моль}\\[7pt] M(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_{2x})=m(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_{2x}):n(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_{2x})\\[7pt] M(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_{2x})=2,8\ \text{г}:0,05\ \text{моль}\\[7pt] M(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_{2x})=56\ \text{г/моль} \end{gather*}

2. Знайти:
\(3x\ -\ ?\)

\begin{gather*} M_r(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_{2x})=xA_r(\mathrm{C})+2xA_r(\mathrm{H})\\[7pt] 12x+1\cdot 2x=56\\[7pt] 14x=56\\[7pt] x=4\\[7pt] 3x=12. \end{gather*}

Відповідь: 1. 56. 2. 12.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння обчислювати відносну густину газу.

Дано:
\(M_r(\mathrm{SO_2})=64\)
\(M_r(\mathrm{He})=4\)

Знайти:
\(D_{He}(\mathrm{SO_2})\ -\ ?\)

\begin{gather*} D_{He}(\mathrm{SO_2})=M_r(\mathrm{SO_2})/M_r(\mathrm{He})\\[7pt] D_{He}(\mathrm{SO_2})=64:4\\[7pt] D_{He}(\mathrm{SO_2})=16. \end{gather*}

Відповідь: 16.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння обчислювати масову частку розчиненої речовини.

Дано:
\(w(\mathrm{SO_3})=20\ \text{%}\)
\(m(\mathrm{SO_3})+m(\mathrm{H_2SO_4})_{\text{олеум}}=200\ \text{г}\)
\(m(\mathrm{H_2O})=218\ \text{г}\)
\(M(\mathrm{SO_3})=80\ \text{г/моль}\)
\(M(\mathrm{H_2SO_4})=98\ \text{г/моль}\)

Знайти:
\(w(\mathrm{H_2SO_4})\ -\ ?\)

\begin{gather*} m(\mathrm{SO_3})_{\text{олеум}}=w(\mathrm{SO_3})\left(m(\mathrm{SO_3})+m(\mathrm{H_2SO_4})_{\text{олеум}}\right)\\[7pt] m(\mathrm{SO_3})_{\text{олеум}}=0,2\cdot 200\ \text{г}\\[7pt] m(\mathrm{SO_3})_{\text{олеум}}=40\ \text{г}\\[7pt] m(\mathrm{H_2SO_4})_{\text{олеум}}=200\ \text{г}-40\ \text{г}\\[7pt] m(\mathrm{H_2SO_4})_{\text{олеум}}=160\ \text{г}\\[7pt] n(\mathrm{SO_3})=m(\mathrm{SO_3}):M(\mathrm{SO_3})\\[7pt] n(\mathrm{SO_3})=40\ \text{г}:80\ \text{г/моль}\\[7pt] n(\mathrm{SO_3})=0,5\ \text{моль}\\[7pt] \mathrm{\underline{SO_3}+H_2O=\underline{H_2SO_4}}\\[7pt] n(\mathrm{SO_3})=n(\mathrm{H_2SO_4})\\[7pt] n(\mathrm{H_2SO_4})=0,5\ \text{моль}\\[7pt] m(\mathrm{H_2SO_4})_{\text{реакц.}}=n(\mathrm{H_2SO_4})M(\mathrm{H_2SO_4})\\[7pt] m(\mathrm{H_2SO_4})_{\text{реакц.}}=0,5\ \text{моль}\cdot 98\ \text{г/моль}\\[7pt] m(\mathrm{H_2SO_4})_{\text{реакц.}}=49\ \text{г}\\[7pt] m(\mathrm{H_2SO_4})=m(\mathrm{H_2SO_4})_{\text{олеум}}+m(\mathrm{H_2SO_4})_{\text{реакц.}}\\[7pt] m(\mathrm{H_2SO_4})=160\ \text{г}+49\ \text{г}\\[7pt] m(\mathrm{H_2SO_4})=209\ \text{г}\\[6pt] w(\mathrm{H_2SO_4})=\frac{m(\mathrm{H_2SO_4})}{\left(m(\mathrm{SO_3})+m(\mathrm{H_2SO_4})_{\text{олеум}}\right)+m(\mathrm{H_2O})}\\[6pt] w(\mathrm{H_2SO_4})=\frac{209\ \text{г}}{200\ \text{г}+218\ \text{г}}\\[6pt] w(\mathrm{H_2SO_4})=\frac{209\ \text{г}}{418\ \text{г}}\\[6pt] w(\mathrm{H_2SO_4})=0,5\ (50\ \text{%}). \end{gather*}

Відповідь: 50.