ТЕМА: Органічна хімія. Оксигеновмісні органічні сполуки. Характеристичні (функціональні) групи. Взаємний вплив атомів у молекулах органічних речовин.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати структурні формули органічних речовин й обґрунтовувати властивості речовин будовою їхніх молекул.

Найслабші кислотні властивості з-поміж речовин, про які йдеться в завданні, виявляє етанол (B). У його молекулі гідроксильна група сполучена з алкільним замісником, якому властивий надлишок електронної густини, що послаблює полярність зв’язку в характеристичній групі \(\mathrm{-OH}\).

Фенол порівняно з етанолом виявляє сильніші кислотні властивості, бо арильний замісник \(\mathrm{-C_6H_5}\) є електронодефіцитним, що підсилює полярність зв’язку в характеристичній групі \(\mathrm{-OH}\).

Етанова кислота виявляє сильніші властивості порівняно з фенолом і слабші порівняно з метановою кислотою. Це зумовлено тим, що в молекулі метанової кислоти немає алкільного замісника, який послаблює полярність зв’язку в характеристичній групі \(\mathrm{-OH}\) у молекулі етанової кислоти.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Органічна хімія. Оксигеновмісні органічні сполуки. Характеристичні (функціональні) групи.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати структурні формули органічних речовин і прогнозувати їхні властивості за характеристичними (функціональними) групами в молекулах цих сполук.

Молекулярна формула речовини, про яку йдеться в завданні, \(\mathrm{C_3H_6O_3}\). Скоротивши індекси у формулі на три, дістанемо її найпростішу формулу \(\mathrm{CH_2O}\).

У молекулі речовини є карбоксильна \(\mathrm{-COOH}\) й гідроксильна \(\mathrm{-OH}\) характеристичні (функціональні) групи, за кожною з них ця сполука може вступати в реакцію естерифікації. За гідроксильною – як спирт, за карбоксильною – як карбонова кислота.

Відповідь: A.

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводи.

Завдання скеровано на перевірку знання складу й властивостей сахарози.

А молекула сахарози утворена залишком молекули глюкози й залишком молекули фруктози, тобто сахароза є дисахаридом

Б сахароза добре розчиняється у воді

В з йодом із утворенням речовини синього кольору реагує крохмаль, а не сахароза

Г молекула сахарози складається із залишків молекул глюкози й фруктози

Відповідь: Г.

ТЕМА: Органічна хімія. Генетичні зв’язки між класами органічних сполук.

Завдання скеровано на перевірку вміння встановлювати генетичні зв’язки між вуглеводнями й оксигеновмісними органічними сполуками.

А гідратацією етину добувають етаналь

Б продуктом гідруванням етену є етан

В унаслідок гідрування етаналю утворюється етанол:

Г продуктами гідролізу метилетаноату є метанол й етанова кислота

Відповідь: B.

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні. Типи реакцій в органічній хімії.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей етану, етену, бензену, уміння класифікувати хімічні реакції за їхньої участі.

А як етан, так й етен вступають у реакції заміщення

Б як молекули бензену, так і молекули етену здатні приєднувати молекули водню

В тримеризація етину – один зі способів добування бензену

Г молекула бензену дуже стійка, тому бензен не реагує з бромною водою

Відповідь: Г.

ТЕМА: Органічна хімія. Ізомерія. Типи реакцій в органічній хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати типи хімічних реакцій за участю органічних речовин з огляду на їхні структурні формули.

A Ізомери – речовини, що мають однакову молекулярну формулу, але різну будову молекул, а тому – різні властивості. Молекулярна формула речовини 1 \(\mathrm{C_5H_8}\), а речовини 2 – \(\mathrm{C_5H_{10}}\), тож вони не ізомерні одна одній.

Б У молекулі речовини 3 п’ять атомів Карбону, а в молекулі бутану – чотири. Тому речовина 3 не може бути продуктом ізомеризації бутану.

B У реакції приєднання вступають ненасичені сполуки 1 і 2 (алкен й алкін відповідно). Речовина 3 є насиченим вуглеводнем і в реакцію приєднання не вступає.

Г Кожна із цих речовин вступає в реакцію хлорування, для речовин 1 і 2 характерні реакції приєднання за місцем кратного зв’язку, для речовини 3 – реакція заміщення.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Органічна хімія. Номенклатура спиртів.

Завдання скеровано на перевірку вміння називати насичені ациклічні спирти за систематичною номенклатурою.

Називати насичені ациклічні спирти за систематичною номенклатурою потрібно за алгоритмом, наведеним на схемі (рис. 1).

Рис. 1. Алгоритм побудови назв насичених ациклічних спиртів за систематичною номенклатурою

Важливо пам’ятати:

• потрібно нумерувати карбоновий ланцюг із того кінця, до якого ближче розташована гідроксильна група;
• якщо гідроксильна група рівновіддалена від обох кінців головного карбонового ланцюга, то нумерують із того кінця, до якого ближче розташований алкільний замісник;
• якщо гідроксильна група й замісники рівновіддалені від обох кінців головного карбонового ланцюга, то його нумерують так, щоб замісник, назву якого за абеткою вживають раніше, був позначений найменшим числом;
• якщо гідроксильна група й замісники рівновіддалені від обох кінців головного карбонового ланцюга, але з одного кінця замісників більше, то нумерацію проводять з урахуванням положення замісників, позначених найменшими числами.

Вибір головного ланцюга й нумерацію атомів Карбону в ньому за цим алгоритмом зображено на рисунку 2.

Рис. 2. Вибір головного ланцюга й нумерація атомів Карбону в ньому

У головному ланцюгу чотири атоми Карбону. Із другим атомом Карбону в ньому сполучено характеристичну гідроксильну групу \(\mathrm{OH}\) і вуглеводневий замісник метил \(\mathrm{CH_3}\), також замісник метил є біля третього атома Карбону.

Назва спирту – 2,3-диметилбутан-2-ол.

Відповідь: В.

ТЕМА: Органічна хімія. Природні джерела вуглеводнів.

Завдання скеровано на перевірку знання складу нафти, розуміння відмінності між складною речовиною і сумішшю.

Нафта – багатокомпонентна суміш, а не складна речовина.

Метан – головний складник природного газу.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Загальна хімія. Хімічна рівновага, принцип Ле Шательє.

Завдання скеровано на перевірку вміння застосовувати принцип Ле Шательє для керування хімічною рівновагою.

Система, що перебуває в стані стійкої хімічної рівноваги, під зовнішнім впливом прагне повернутися до стану рівноваги, компенсувавши його дію.

Проаналізувавши рівняння оборотної реакції $$ \mathrm{\underbrace{N_2}_{1V}\ \text{(г)} +\underbrace{3H_2}_{3V}\ \text{(г)} \rightleftarrows \underbrace{2NH_3}_{2V}\ \text{(г)}}, $$ можна дійти висновку, що введення додаткової порції водню сприятиме збільшенню його концентрації. Унаслідок цього рівновага зміщуватиметься вправо – у бік зменшення концентрації азоту й, відповідно, водню і, відповідно, в бік збільшення концентрації амоніаку. Цим змінам відповідають графіки, зображені на рисунку Г.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Загальна хімія. Хімічна рівновага, принцип Ле Шательє.

Завдання скеровано на перевірку вміння застосовувати принцип Ле Шательє для керування хімічною рівновагою.

Система, що перебуває в стані стійкої хімічної рівноваги, під зовнішнім впливом прагне повернутися до стану рівноваги, компенсувавши його дію.

1 Зменшення концентрації газуватого метанолу в суміші зумовить зміщення рівноваги в праву частину рівняння.

2 Зміщенню рівноваги в бік утворення карбон(ІІ) оксиду сприятиме зменшення концентрації водню. Оскільки система намагатиметься компенсувати це зменшення, то рівновага зміститься в бік утворення водню і, відповідно, карбон(ІІ) оксиду.

3 Ця реакція екзотермічна, тому підвищення температури приведе до зсування хімічної рівноваги в бік розкладання метанолу на водень і карбон(ІІ) оксид.

4 Підвищення тиску зсуватиме хімічну рівновагу вправо, бо внаслідок прямої реакції об’єм газу зменшується, тож зменшується і тиск, який він справляє:

Відповідь: B.

ТЕМА: Неорганічні речовини і їхні властивості. Амфотерність. Алюміній гідроксид.

Завдання скеровано на перевірку розуміння суті амфотерності.

Амфотерність – здатність деяких хімічних сполук залежно від умов виявляти або основні, або кислотні властивості.

Алюміній гідроксид амфотерний, тобто здатний залежно від умов виявляти або осно́вні, або кислотні властивості. З кислотами алюміній гідроксид \(\mathrm{Al(OH)_3}\) реагує як основа, із лугами – як кислота:

\begin{gather*} \mathrm{Al(OH)_3+3HCl=AlCl_3+3H_2O;}\\[7pt] \mathrm{Al(OH)_3+3NaOH=Na_3[Al(OH)_6}]. \end{gather*}

Тобто лише в досліді Г йдеться про амфотерні властивості алюміній гідроксиду:

Відповідь: Г.

ТЕМА: Загальні відомості про металічні елементи й метали.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати можливість перебігу реакцій солей у водних розчинах із металами.

Скориставшись довідковою таблицею «Ряд активності металів» (рис. 1), можна визначити, що у водному розчині цинк як активніший метал витіснить залізо з ферум(ІІ) хлориду, залізо – свинець, кадмій – мідь, а нікель як менш активний метал не витіснить цинк.

Активність металів зменшується
Рис. 1. Ряд активності металів

Після цього потрібно порівняти відносні атомні маси цих елементів (їх зазначено в довідковій таблиці «Періодична система хімічних елементів»):

Зрозуміло, що лише маса залізної пластинки збільшиться, якщо її занурити у водний розчин плюмбум(ІІ) етаноату, бо атомна маса Плюмбуму більша за атомну масу Феруму.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Загальна хімія. Гідроліз солей.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати реакцію середовища водних розчинів солей і забарвлення індикатора в них.

Гідроліз солі – реакція йонного обміну між йонами солі й молекулами води, унаслідок якої середовище розчину солі може стати відмінним від нейтрального.

Гідроліз солі, утвореної слабкою основою і сильною кислотою, – це гідроліз за катіоном. Унаслідок цього середовище розчину стає кислим.

Гідроліз солі, утвореної сильною основою і слабкою кислотою, – це гідроліз за аніоном.

Гідроліз солі, утвореної слабкою основою і слабкою кислотою, відбувається як за катіоном, так і за аніоном. Реакція середовища нейтральна.

Солі, утворені сильною основою і сильною кислотою, не зазнають гідролізу. Реакція середовища нейтральна.

Відповідь: A.

ТЕМА: Загальна хімія. Гідроліз солей.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати реакцію середовища водних розчину солей і забарвлення індикатора в них.

Гідроліз солі – реакція йонного обміну між йонами солі й молекулами води, унаслідок якої середовище розчину солі може стати відмінним від нейтрального.

Гідроліз солі, утвореної слабкою основою i сильною кислотою, – це гідроліз за катіоном. Унаслідок цього середовище розчину стає кислим.

Гідроліз солі, утвореної сильною основою i слабкою кислотою, – це гідроліз за аніоном.

Гідроліз солі, утвореної слабкою основою і слабкою кислотою, відбувається як за катіоном, так і за аніоном. Реакція середовища нейтральна.

Солі, утворені сильною основою і сильною кислотою, не зазнають гідролізу. Реакція середовища нейтральна.

Відповідь: Б.