ТЕМА: Органічна хімія. Оксигеновмісні й азотовмісні органічні сполуки. Амінокислоти. Пептиди. Пептидний (амідний) зв'язок.

Перевірці підлягають уміння аналізувати й складати структурні формули дипептидів на прикладі найпростішої амінокислоти – гліцину.

Формула гліцину (аміноетанової кислоти) \(\mathrm{H_2NCH_2COOH}\). Структурна формула гліцину

Під час поліконденсації двох молекул гліцину (\(\mathrm{H_2NCH_2COOH}\)) карбоксильна група (\(\mathrm{{-}COOH}\)) однієї молекули реагує з аміногрупою (\(\mathrm{{-}NH_2}\)) іншої молекули з відщепленням молекули води (\(\mathrm{H_2O}\)). Унаслідок цього утворюється пептидний зв'язок

А загальна структурна формула дипептиду має вигляд:

Тобто з-поміж наведених у варіантах відповіді структурних формул треба вибрати ту, яка містить два залишки гліцину, з'єднані між собою пептидним (амідним) зв'язком \(\mathrm{{-}NH{-}C(O){-}}\), на одному кінці формули обов'язково залишається аміногрупа (\(\mathrm{{-}NH_2}\)), а на іншому – карбоксильна група (\(\mathrm{{-}COOH}\)).

Відповідь: Б.

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні (алкіни). Галогенопохідні вуглеводнів. Високомолекулярні сполуки. Полімеризація.

Перевірці підлягають знання хімічних властивостей ненасичених вуглеводнів і способів добування мономерів.

Полівінілхлорид (ПВХ) утворюється внаслідок полімеризації вінілхлориду (хлороетену).

Формула вінілхлориду (речовини \(\mathrm{X}\)) – \(\mathrm{CH_2{=}CHCl}\). Модель його молекули

Вінілхлорид у промисловості добувають каталітичним приєднанням гідроген хлориду (\(\mathrm{HCl}\)) до етину (\(\mathrm{C_2H_2}\)):

\begin{gather*}\mathrm{CH{\equiv}CH + HCl \rightarrow CH_2{=}CHCl}.\end{gather*}

Унаслідок приєднання хлору до етену чи етину, а також гідроген хлориду до етену утворюються зовсім інші продукти (наприклад, \(1{,}2\)-дихлороетан або хлороетан), з яких полівінілхлорид не утворюється.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Загальна й неорганічна хімія. Основні поняття хімії. Будова речовин. Прості речовини. Неметали.

Перевірці підлягає знання складу й будови молекул поширених простих речовин за звичайних умов.

А Молекула озону (\(\mathrm{O_3}\)) триатомна.

Б Молекула азоту (\(\mathrm{N_2}\)) за звичайних умов (\(20\)–\(25\) °C і нормального атмосферного тиску) двоатомна (складається з двох атомів Нітрогену, сполучених міцним потрійним ковалентним зв'язком).

В Молекула ромбічної сірки (\(\mathrm{S_8}\)) містить вісім атомів Сульфуру.

Г Молекула білого фосфору (\(\mathrm{P_4}\)) має тетраедричну будову й складається із чотирьох атомів Фосфору.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Загальна хімія. Хімічні рівняння. Закон збереження маси речовин.

Перевірці підлягають уміння складати й аналізувати рівняння хімічних реакцій, обчислювати суму індексів у формулі речовини.

За законом збереження маси речовин кількість атомів кожного хімічного елемента в лівій і правій частинах рівняння хімічної реакції має бути однаковою.

Баланс атомів для хімічної реакції

\begin{gather*}\mathrm{2X + 5H_2O_2 = 5O_2 + I_2 + 6H_2O}\end{gather*}

наведено в таблиці:

Віднімімо від правої частини рівняння ліву. Маємо \(2\) атоми \(\mathrm{H}\), \(2\) атоми \(\mathrm{I}\) та \(6\) атомів \(\mathrm{O}\), які припадають на фрагмент \(\mathrm{2X}\).

Тобто \(\mathrm{X = HIO_3}\).

Сума індексів у формулі \(\mathrm{HIO_3}\) дорівнює \(5\).

Відповідь: В.

ТЕМА: Загальна хімія. Неорганічні сполуки. Амфотерні гідроксиди. Хімічні властивості алюміній гідроксиду.

Перевірці підлягають знання специфічних хімічних властивостей амфотерних гідроксидів і способів їх експериментального доведення.

Амфотерність – здатність речовини виявляти основні або кислотні властивості залежно від реагенту.

Алюміній гідроксид (\(\mathrm{Al(OH)_3}\)) амфотерний. Щоб довести це експериментально, треба дослідити його здатність реагувати з кислотами й лугами.

З кислотою (наприклад, нітратною \(\mathrm{HNO_3}\)) він взаємодіє як основа (реакція нейтралізації з утворенням солі й води):

\begin{gather*}\mathrm{Al(OH)_3 + HNO_3 = Al(NO_3)_3 + 3H_2O}.\end{gather*}

З лугом (наприклад, калій гідроксидом \(\mathrm{KOH}\)) він взаємодіє як кислота (з утворенням комплексної солі або метаалюмінату):

\begin{gather*}\mathrm{Al(OH)_3 + KOH = K[Al(OH)_4]}.\end{gather*}

Інші варіанти відповіді містять або лише одну з потрібних речовин, або індикатори, що не дає змоги довести амфотерність.

Відповідь: А.

ТЕМА: Неорганічна хімія. Якісні реакції на катіони й аніони. Солі амонію і карбонати.

Перевірці підлягають знання хімічних властивостей солей (зокрема взаємодії солей амонію з лугами й карбонатів із кислотами) і способів виявлення газів.

Проаналізуймо взаємодію кожної речовини з обома реагентами.

Взаємодія у водному розчині з калій гідроксидом за нагрівання

Якщо речовина містить йон амонію \(\mathrm{[NH_4]^+}\), то внаслідок взаємодії з лугом виділяється амоніак (\(\mathrm{NH_3}\)) – газ, який має характерний запах:

\begin{gather*}\mathrm{[NH_4]^+ + OH^- \rightleftarrows NH_3{\uparrow} + H_2O}.\end{gather*}

Цій умові відповідають солі амонію: амоній карбонат (\(\mathrm{(NH_4)_2CO_3}\), варіант Б) й амоній нітрат (\(\mathrm{NH_4NO_3}\), варіант В). Солі Натрію (\(\mathrm{NaNO_3}\) й \(\mathrm{Na_2CO_3}\)) з калій гідроксидом (\(\mathrm{KOH}\)) не реагують.

Взаємодія у водному розчині з етановою кислотою

Якщо речовина містить карбонат-йон, то внаслідок реакції обміну із сильнішою кислотою виділяється газ – карбон(IV) оксид (вуглекислий газ, \(\mathrm{CO_2}\)):

\begin{gather*}\mathrm{CO_3^{2–} + 2H^+ = CO_2{\uparrow} + H_2O}.\end{gather*}

Лише амоній карбонат (\(\mathrm{(NH_4)_2CO_3}\)) водночас містить йон амонію (реагує з лугом із виділенням амоніаку) і карбонат-йон (реагує з кислотою з виділенням вуглекислого газу).

Відповідь: Б.

ТЕМА: Загальна хімія. Хімічна рівновага та умови її зміщення. Принцип Ле Шательє.

Перевірці підлягає вміння застосовувати принцип Ле Шательє для прогнозування напрямку зміщення хімічної рівноваги під впливом різних чинників (концентрації, тиску, температури).

А Каталізатор пришвидшує і пряму, і зворотну реакції однаково, тому він не зміщує хімічної рівноваги, а лише сприяє швидшому її досягненню.

Б Згідно з принципом Ле Шательє, якщо зменшити концентрацію продукту, хімічна рівновага зміщується в бік прямої реакції – тобто в напрямку утворення метанолу, намагаючись компенсувати цю втрату.

В Синтез метанолу із чадного газу й водню є екзотермічним (з виділенням тепла) процесом. Підвищення температури зміщує рівновагу в бік зворотної реакції (розкладання спирту).

Г Пряма реакція синтезу метанолу відбувається зі зменшенням кількості молекул газу (об'єму). Тому зниження тиску змістить рівновагу в бік утворення чадного газу й водню (де об'єм більший), а не метанолу.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Загальна хімія. Основні хімічні поняття та явища. Адсорбція, алотропія, амфотерність.

Перевірці підлягають знання фундаментальних хімічних термінів, визначень явищ адсорбції, алотропії та хімічних властивостей речовин (амфотерності).

1 – Б Адсорбція – це поглинання речовини із суміші газів чи розчину поверхневим шаром твердого тіла.

2 – Г Алотропія – це явище існування різних простих речовин одного хімічного елемента.

3 – А Амфотерність – це здатність речовини реагувати і з лугами, і з кислотами.

У варіанті відповіді В описано ізотопи, а у варіанті Д – ізомери.

Відповідь: 1-Б, 2-Г, 3-А.

ТЕМА: Органічна хімія. Оксигеновмісні органічні сполуки. Карбонові кислоти, спирти та альдегіди. Генетичний зв'язок між класами органічних сполук.

Перевірці підлягають:

• знання будови й хімічних властивостей органічних речовин (насичених і ненасичених карбонових кислот, спиртів, альдегіди);
• уміння розпізнавати функціональні групи й продукти їх окиснення.

1 – В Ненасичений характер мають речовини А і В (олеїнова кислота \(\mathrm{C_{17}H_{33}COOH}\) містить один подвійний зв'язок, а лінолева кислота \(\mathrm{C_{17}H_{31}COOH}\) – два, тобто обидві ненасичені).

2 – А Карбоксильну групу \(\mathrm{{-}COOH}\) містять речовини В й А, які належать до вищих карбонових кислот.

3 – Г Частковим окисненням спирту Б можна добути речовину Г – альдегід \(\mathrm{C_{17}H_{35}CHO}\).

Відповідь: 1-В, 2-А, 3-Г.