ТЕМА: Хімічний зв'язок. Ковалентний зв'язок і механізми його утворення (обмінний і донорно-акцепторний). Будова йона амонію.

Перевірці підлягають:

• знання механізмів утворення ковалентного зв'язку (зокрема донорно-акцепторного);
• розуміння будови йона амонію.

Твердження I неправильне. В йоні амонію (\(\mathrm{[NH_4]^+}\)) атом Нітрогену утворює чотири ковалентні зв'язки, але за донорно-акцепторним механізмом – лише один зв'язок (атом Нітрогену в молекулі амоніаку надає неподілену електронну пару, а катіон Гідрогену – вільну орбіталь), тоді як інші три зв'язки утворено за звичайним обмінним механізмом (парою електронів, яку спільно утворюють Нітроген і Гідроген).

Твердження II неправильне. Йон амонію, формула якого \(\mathrm{[NH_4]^+}\), утворюється внаслідок взаємодії молекули амоніаку (\(\mathrm{NH_3}\)) з гідроген-йоном (\(\mathrm{H^+}\)), а не з гідрид-йоном (\(\mathrm{H^-}\)).

Відповідь: Г.

ТЕМА: Основні класи неорганічних сполук. Оксиди. Відносна молекулярна маса.

Перевірці підлягають уміння обчислювати відносну молекулярну масу речовин і визначати хімічну формулу оксиду за його відомою молекулярною масою і відносними атомними масами елементів.

Відносна молекулярна маса речовини дорівнює сумі відносних атомних мас хімічних елементів, що входять до її складу.

Для оксиду (\(\mathrm{EO_\mathit{x}}\)):

• відносна атомна маса Сульфуру \(\mathrm{\mathit{A}_r(S) = 32}\);
• відносна атомна маса Оксигену \(\mathrm{\mathit{A}_r(O) = 16}\).

Складімо алгебричне рівняння для визначення індексу :

\begin{gather*}32 + 16x = 80;\\[7pt]16x = 80 - 32;\\[7pt]16x = 48;\\[7pt]x = 3.\end{gather*}

Отже, формула оксиду \(\mathrm{SO_3}\), а індекс \(x\) дорівнює \(3\).

Відповідь: В.

ТЕМА: Органічна хімія. Жири. Естери. Мила.

Перевірці підлягають:

• знання хімічного складу жирів і мил;
• розуміння реакції лужного гідролізу (омилення) жирів як способу добування мил.

Мила – це солі вищих карбонових кислот (найчастіше стеаринової, пальмітинової чи олеїнової). Вони утворюються під час лужного гідролізу (лужного омилення) жирів.

А Тристеарат – естер гліцеролу (\(\mathrm{C_3H_8O_3}\)) й стеаринової кислоти (\(\mathrm{C_{17}H_{35}COOH}\)). Під час лужного гідролізу тристеарату за участю калій гідроксиду (\(\mathrm{KOH}\)) утворюються гліцерол і калій  стеарат – рідке мило (\(\mathrm{C_{17}H_{35}COOK}\)).

Б Етилметаноат – естер нижчої карбонової кислоти (метанової \(\mathrm{HCOOH}\)) і спирту (етанолу \(\mathrm{C_2H_5OH}\)). Метанова кислота й етанол є продуктами гідролізу етилметаноату. Якщо гідроліз лужний (за участю калій гідроксиду \(\mathrm{KOH}\)), утворюються етанол (\(\mathrm{C_2H_5OH}\)) і калій метаноат (\(\mathrm{HCOOK}\)).

В і Г Гідрогенізація (приєднання водню \(\mathrm{H_2}\)) перетворює ненасичені кислоти або їхні естери на насичені (наприклад, рідкі жири на тверді).

Відповідь: А.

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні (алкани, алкени, алкіни, арени). Хімічні властивості вуглеводнів.

Перевірці підлягають знання хімічних властивостей вуглеводнів різних гомологічних рядів, умов перебігу хімічних реакцій за їхньою участю, зокрема якісної реакції на кратні зв'язки.

Етен (\(\mathrm{CH_2{=}CH_2}\), алкен) й етин (\(\mathrm{HC{\equiv}CH}\), алкін) містять кратні зв'язки (подвійний і потрійний), тому легко вступають у реакцію приєднання з бромом (\(\mathrm{Br_2}\)), знебарвлюючи бромну воду:

\begin{gather*}\mathrm{CH_2{=}CH_2+Br_2\rightarrow BrCH_2{-}CH_2Br;}\\[7pt]\mathrm{HC{\equiv}CH+2Br_2\rightarrow CHBr_2{-}CHBr_2.}\end{gather*}

Етан (\(\mathrm{CH_3{-}CH_3}\), алкан) і бензен (\(\mathrm{C_6H_6}\), ароматичний вуглеводень) стійкі до дії брому, розчиненого у воді.

Відповідь: А.

ТЕМА: Органічна хімія. Генетичний зв'язок між вуглеводнями, оксигеновмісними органічними сполуками (альдегідами й спиртами).

Перевірці підлягають уміння прогнозувати продукти хімічних реакцій за схемами перетворень (гідроліз карбідів, гідратація алкінів, гідрування альдегідів) і розпізнавати структурні формули органічних сполук.

Унаслідок гідролізу кальцій карбіду утворюється етин (ацетилен):

\begin{gather*}\mathrm{CaC_2+2H_2O\rightarrow HC{\equiv}CH\!\uparrow+\ Ca(OH)_2.}\end{gather*}

Отже, речовина 1 – етин (\(\mathrm{HC{\equiv}CH}\)).

Унаслідок гідратації етину (за участю солей Меркурію(ІІ) утворюється етаналь (оцтовий альдегід \(\mathrm{CH_3CHO}\)):

\begin{gather*}\mathrm{HC{\equiv}CH+HOH\rightarrow CH_3CHO.}\end{gather*}

Отже, речовина 2 – етаналь (\(\mathrm{CH_3CHO}\)).

Каталітичне відновлення (гідрування) етаналю воднем супроводжується приєднанням водню за місцем подвійного зв’язку в карбонільній групі, унаслідок чого утворюється етанол (етиловий спирт \(\mathrm{C_2H_5OH}\)):

\begin{gather*}\mathrm{CH_3CHO+H_2\rightarrow C_2H_5OH.}\end{gather*}

Отже, речовина 3 – етанол, структурна формула якого

Відповідь: В.

ТЕМА: Органічна хімія. Оксигеновмісні органічні сполуки. Фенол: хімічні властивості (взаємодія з металами, лугами, бромом).

Перевірці підлягають знання хімічних властивостей фенолу, зумовлених гідроксильною групою і взаємним впливом атомів у молекулі.

Фенол (\(\mathrm{C_6H_5OH}\)) має кислі властивості завдяки гідроксильній групі (\(\mathrm{{-}OH}\)), сполученій із бензеновим кільцем (\(\mathrm{{-}C_6H_5}\)). Під впливом гідроксильної групи бензенове кільце виявляє підвищену реакційну здатність у реакціях заміщення, тобто активується.

А Фенол (\(\mathrm{C_6H_5OH}\)) реагує з активними металами (зокрема натрієм \(\mathrm{Na}\)) з утворенням натрій феноляту (\(\mathrm{C_6H_5ONa}\)) й виділенням водню (\(\mathrm{H_2}\)):

\begin{gather*}\mathrm{2C_6H_5OH+2Na\rightarrow2C_6H_5ONa+H_2{\uparrow}.}\end{gather*}

Б Фенол (\(\mathrm{C_6H_5OH}\)) виявляє слабкі кислотні властивості й реагує з лугами (зокрема натрій гідроксидом \(\mathrm{NaOH}\)) з утворенням солі (натрій феноляту \(\mathrm{C_6H_5ONa}\)) і води (\(\mathrm{H_2O}\)):

\begin{gather*}\mathrm{C_6H_5OH+NaOH\rightarrow C_6H_5ONa+H_2O.}\end{gather*}

В Завдяки взаємному впливу атомів у молекулі фенолу (гідроксильна група активує бензенове кільце в орто- і пара-положеннях) фенол реагує з бромною водою (якісна реакція), утворюючи білий осад \(2{,}4{,}6\)-трибромофенолу:

Г Бромідна кислота (\(\mathrm{HBr}\)) не реагує з фенолом (\(\mathrm{C_6H_5OH}\)), бо фенол не вступає в реакції обміну з гідроген галогенідами.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні. Алкани. Горіння алканів.

Перевірці підлягають уміння застосовувати закон збереження маси для визначення якісного й кількісного складу речовини за продуктами реакції горіння, визначати за молекулярною формулою вуглеводню його природу.

За законом збереження маси речовин загальна кількість атомів кожного хімічного елемента в лівій частині рівняння (у молекулах реактантів) дорівнює їхній загальній кількості в правій частині (у молекулах продуктів реакції).

Визначмо кількість атомів Карбону й Гідрогену в продуктах реакції (\(\mathrm{3CO_2+4H_2O}\)).

Кількість атомів Карбону: три атоми Карбону містяться в трьох молекулах вуглекислого газу, що утворився. Отже, у молекулі вуглеводню \(\mathrm{X}\) також три атоми Карбону.

Кількість атомів Гідрогену: вісім атомів Гідрогену містяться в чотирьох молекулах води, що утворилися. Отже, у молекулі вуглеводню \(\mathrm{X}\) також вісім атомів Гідрогену.

Отже, молекулярна формула вуглеводню \(\mathrm{X}\) – \(\mathrm{C_3H_8}\), що відповідає загальній формулі алканів (\(\mathrm{C_\mathit{n}H_{2\mathit{n}+2}}\)). Цей вуглеводень – пропан.

Відповідь: А.

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводи. Дисахариди (мальтоза, сахароза), їхні властивості та ізомерія.

Перевірці підлягають:

• уміння розрізняти представників вуглеводів (моно-, ди- і полісахариди);
• знання продуктів гідролізу найважливіших ди- і полісахаридів;
• розуміння структурної ізомерії органічних сполук.

Унаслідок гідролізу вуглеводу \(\mathrm{X}\) утворюються дві молекули глюкози. Тобто молекулярна формула вуглеводу \(\mathrm{X}\) – \(\mathrm{C_{12}H_{22}O_{11}}\).

Речовиною з такою самою молекулярною формулою, але іншою будовою з-поміж запропонованих варіантів є сахароза. Фруктоза – моносахарид \(\mathrm{(C_6H_{12}O_6)}\), а крохмаль і целюлоза – полісахариди складу \(\mathrm{(C_6H_{10}O_5)_\mathit{n}}\).

Відповідь: Б.

ТЕМА: Загальна й неорганічна хімія. Метали. Ряд активності металів. Реакції заміщення за участю розчинів солей.

Перевірці підлягають уміння прогнозувати можливість перебігу реакцій між металом і водою, металом і розчиненою сіллю,  аналізувати зміни маси металевих пластинок унаслідок хімічних реакцій.

І. У посудині \(1\) реакція не відбулася, бо цинк був захищений оксидною плівкою, стійкою до дії води, тому маса пластинки не змінилася.

II. У посудині \(2\) відбулася хімічна реакція:

\begin{gather*}\mathrm{Zn+2Ag^+\rightarrow Zn^{2+}+2Ag{\downarrow}}.\end{gather*}

Маса пластинки з осадом срібла більша за її початкову масу, бо атомна маса Аргентуму (\(108\)) більша за атомну масу Цинку (\(65\)). З огляду на мольні співвідношення реактантів і продуктів

\begin{gather*}\mathrm{\mathit{n}(Zn) : \mathit{n}(Ag^+) : \mathit{n}(Zn^{2+}) : \mathit{n}(Ag) = 2 : 1 : 1 : 2}\end{gather*}

маємо приріст маси внаслідок перетворення атомів Цинку на катіони й осідання срібла на пластинці. Зважмо на те, що відносна атомна маса Аргентуму (\(108\)) більша за відносну атомну масу Цинку (\(65\)), а замість йона Цинку, який переходить у розчин, на пластинці осідають два атоми срібла.

III. У посудині \(3\) відбулася хімічна реакція:

\begin{gather*}\mathrm{Zn+Cu^{2+}\rightarrow Zn^{2+}+Cu{\downarrow}}.\end{gather*}

Маса пластинки з осадом міді менша за початкову масу пластинки, бо атомна маса Купруму (\(64\)) менша за атомну масу Цинку (\(65\)). З огляду на мольні співвідношення реактантів і продуктів

\begin{gather*}\mathrm{\mathit{n}(Zn) : \mathit{n}(Cu^{2+}) : \mathit{n}(Zn^{2+}) : \mathit{n}(Cu) = 1 : 1 : 1 : 1}\end{gather*}

маємо зменшення маси внаслідок перетворення атомів Цинку на катіони й осідання міді на пластинці.

Відповідь: А.