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

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати ступені окиснення хімічних елементів за формулами речовин і складних йонів, визначати кількість відданих або прийнятих під час окисно-відновних реакцій електронів.

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 й Оксигену у складних речовинах зазвичай становлять +1 і –2 відповідно.

\begin{gather*} \mathrm{8\overset{+1}{H}\overset{-1}{I}+\overset{+1}{H}_2\overset{+6}{S}\overset{-2}{O}_4} \rightarrow\mathrm{4\overset{0}{I}_2+\overset{+1}{H}_2\overset{-2}{S}+4\overset{+1}{H}_2\overset{-2}{O}}\\[7pt] \mathrm{2\overset{-1}{I}}-2\overline{e}\rightarrow \mathrm{\overset{0}{I}_2}\ \ 4\ \ \underline{\text{відновник}},\ \text{окиснення}\\[7pt] \mathrm{\overset{+6}{S}}+\underline{8\overline{e}}\rightarrow \mathrm{\overset{-2}{S}}\ \ 1\ \ \text{окисник, відновлення} \end{gather*}

Відповідь: А.

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

Завдання скеровано на перевірку вміння розпізнавати речовини йонної будови.

Йонний зв’язок – хімічний зв’язок електростатичної природи між атомами чи групою атомів із дуже великою рiзницею в електронегативності. Валентний електрон при цьому переходить до атома з більшою електронегативністю, а утворені йони притягаються електростатичними силами.

Тобто йонний зв’язок – це зв’язок між йонами.

У варіантах відповіді А, В, Г є формули речовин, утворених атомами неметалічних елементів із порівняно невеликою різницею електронегативності. Тому вони не задовольняють умову завдання. У варіанті відповіді Б наведено формули сполук металічних елементів із неметалічними. У цих елементів значна різниця електронегативності, що зумовлює утворення йонного зв’язку між катіонами лужних елементів – Натрію і Калію – й аніонами Хлору, Оксигену, Сульфуру (рис. 1).

Рис. 1. Відносна електронегативність атомів хімічних елементів

Відповідь: Б.

ТЕМА: Основні хімічні поняття. Йони.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати хімічні формули.

\begin{gather*} \mathrm { \overset{+2}{Mg}}_x\mathrm{\overset{+3}{Al}_2(\overset{+4}{Si}\overset{-2}{O}_4)_3 }\\[7pt] (+2)x+(+3)\cdot 2+\left((+4)+(-2)\cdot 4\right)\cdot 3=0\\[7pt] x=3\\[7pt] \end{gather*}

Відповідь: В.

ТЕМА: Основні хімічні поняття. Будова атома. Йони.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати склад атомів і простих йонів.

Електронна формула атома Натрію \(1s^22s^22p^63s^1\).

Катіон \(\mathrm{Na}^+\) утворюється внаслідок утрачання атомом Натрію електрона, його електронна формула \(1s^22s^22p^6\).

Електронна формула атома Флуору \(1s^22s^22p^5\).

Аніон \(\mathrm{F}^-\) утворюється внаслідок приєднання атомом Флуору електрона, його електронна формула \(1s^22s^22p^6\).

Відповідь: Г.

ТЕМА: Загальна хімія. Будова речовини. Електронегативність. Радіус атома.

Завдання скеровано на перевірку розуміння змісту понять електронегативність і радіус атома.

У поданому ряду хімічних елементів збільшуються їхні протонні числа. Тому з огляду на електронейтральність атомів загальна кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні також збільшується.

Кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні в атомах елементів головних підгруп дорівнює номеру групи й у поданому ряду хімічних елементів збільшується.

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. Подані елементи належать до одного періоду, тому зі збільшенням протонного числа їхня електронегативність збільшується.

Атомний радіус – половина віддалі, на якій перебувають сусідні атоми в структурі простої речовини. Величина залежить від алотропної видозміни елемента. Також атомним радіусом називають половинну відстань між ядрами атомів того самого елемента, коли атоми зв’язані одинарним ковалентним зв’язком або перебувають у кристалі металу. У періодах зі збільшенням протонних чисел атомні радіуси зменшуються, у групах хімічних елементів – збільшуються (рис. 1). Подані елементи належать до одного періоду, тому зі збільшенням протонного числа збільшується електронегативність атомів.

Рис. 1. Закономірності зміни електронегативності й радіуса атомів хімічних елементів у періодичній системі

Відповідь: Б.

ТЕМА: Основні хімічні поняття. Будова атома.

Завдання скеровано на перевірку вміння класифікувати хімічні елементи за електронною будовою енергетичних рівнів їхніх атомів.

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

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

Відповідь: Б.

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.

Молекулярні формули речовин, про які йдеться в завданні, різні, тому їхні найпростіші та структурні формули не можуть бути однаковими.

Якісний склад у цих речовин однаковий, бо їхні молекулярні формули містять однакові набори символів хімічних елементів, натомість кількісний склад різний, бо індекси біля символів Гідрогену й Оксигену різні.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння розв’язувати комбіновані задачі.

Дано:
\(m(\mathrm{C_2H_4})=2,8\ \text{г}\)
\(n(\mathrm{CO_2})_{\mathrm{CH_4}}+n(\mathrm{CO_2})_{\mathrm{C_2H_4}}=0,65\ \text{моль}\)
\(M(\mathrm{C_2H_4})=28\ \text{г/моль}\)
\(M(\mathrm{CH_4})=16\ \text{г/моль}\)

Знайти:
\(w(\mathrm{CH_4})\ -\ ?\)

Відповідь: 72.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння розв’язувати комбіновані задачі.

Дано:
\(V(\mathrm{CO_2})=6,72\ \text{л}\)
\(m(\mathrm{Ca(OH)_2})=14,8\ \text{г}\)
\(M(\mathrm{Ca(OH)_2})=74\ \text{г/моль}\)
\(M(\mathrm{CaCO_3})=100\ \text{г/моль}\)
\(V_m(\mathrm{CO_2})=22,4\ \text{л/моль}\)

Знайти:
\(m(\mathrm{CaCO_3})\ -\ ?\)

За умовою задачі:

За рівнянням реакції \(\mathrm{Ca(OH)_2+CO_2=CaCO_3\downarrow +H_2O:}\)

Надлишок карбон(IV) оксиду: \(n_2(\mathrm{CO_2})=0,1\ \text{моль}.\)

Він прореагує з кальцій карбонатом:

\(\mathrm{CaCO_3+CO_2+H_2O=Ca(HCO_3)_2}\).

За цим рівнянням \(n_2(\mathrm{CaCO_3})=n_2(\mathrm{CO_2})\),

Відповідь: 10.