Пояснення

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.

Пояснення

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).

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.

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.

Пояснення

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.

Пояснення

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.

Пояснення

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.

Пояснення

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.

Пояснення

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.

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.

Пояснення

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.

Пояснення

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.

Пояснення

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).

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 елементами, тому і зв’язок \(\mathrm{O-H}\) – найполярніший із-поміж наведених у завданні.

Відповідь: A.

Пояснення

ТЕМА: Електронна будова атомів і простих йонів.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати електронну будову атомів і простих йонів.

В атомі Аргону 18 електронів, у катіоні \(\mathrm{X^{+2}}\) їх стільки само, відповідно в атомі цього елемента їх на два більше – 20. Тобто йдеться про Кальцій, протонне число якого й, відповідно, порядковий номер у періодичній системі хімічних елементів, дорівнює 20.

В атомі Неону 10 електронів, в аніоні \(\mathrm{Y^-}\) їх стільки само, відповідно в атомі цього елемента їх на один менше – 9. Тобто йдеться про Флуор, протонне число якого й, відповідно, порядковий номер у періодичній системі хімічних елементів, дорівнює 9.

Ці хімічні елементи утворюють сіль, формула якої \(\mathrm{CaF_2}\). Це речовина йонної будови.

Електронегативність Флуору найвища поміж хімічних елементів. Тому його атом не віддає електрони іншим атомам. Максимальний ступінь окиснення Флуору – 0.

Флуор утворює просту речовину фтор, формула якого \(\mathrm{F_2}\).

Кальцій – типовий металічний елемент.

Відповідь: Б.

Пояснення

ТЕМА: Закономірності зміни властивостей хімічних елементів у періодичній системі.

Завдання скеровано на перевірку вміння порівнювати властивості хімічних елементів за їхнім положенням у періодичній системі.

Силіцій, Фосфор, Сульфур, Хлор – елементи третього періоду. Чим більше протонне число елемента, тим менше радіус його атома й більша електронегативність порівняно з іншими елементами цього ж періоду. Тож в ряду хімічних елементів Силіцій, Фосфор, Сульфур, Хлор радіус атома зменшується, а електронегативність збільшується.

Відповідь: A.

Пояснення

ТЕМА: Загальна хімія. Реакції обміну між електролітами у водному розчині.

Завдання скеровано на перевірку вміння застосовувати знання про умови необоротності перебігу реакцій обміну між електролітами в розчині.

Реакції обміну між електролітами в розчинах відбуваються за участю йонів. Умови необоротності перебігу реакцій обміну між електролітами в розчині наведено на схемі (рис. 1).

Катіони Магнію взаємодіють із гідроксид-аніонами з утворенням осаду – малорозчинного магній гідроксиду.

Сульфат-аніони зв’язують катіони Барію в нерозчинний барій сульфат.

Відповідь: Г.

Пояснення

ТЕМА: Класифікація неорганічних речовин. Генетичні зв’язки між класами неорганічних сполук. Способи добування солей.

Завдання скеровано на перевірку знання генетичних зв’язків між класами неорганічних сполук і способів добування солей.

Продуктами реакції гідроген сульфіду з киснем є вода й сульфур(ІV) оксид. Продукт реакції барій оксиду з водою – барій гідроксид – луг.

Гідроген хлорид реагує з амоніаком, а натрій із бромом з утворенням солей:

\begin{gather*} \mathrm{\underset{\text{амоніак}}{NH_3}+\underset{\text{гідроген хлорид}}{HCl}=\underset{\text{амоній хлорид}}{NH_4Cl}};\\[7pt] \mathrm{\underset{\text{натрій}}{2Na}+\underset{\text{бром}}{Br_2}=\underset{\text{натрій бромід}}{2NaBr}}. \end{gather*}

Відповідь: A.