ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводи. Глюкоза. Будова й хімічні властивості глюкози.

Перевірці підлягає знання подвійної хімічної природи глюкози (альдегідоспирт), взаємоперетворення ациклічної та циклічної форм у водному розчині.

А Лише в циклічній формі глюкоза виявляє властивості багатоатомних спиртів – неправильне твердження. Багатоатомність зумовлено наявністю кількох \(\ce{-OH}\) груп, а вони є і в циклічній, і в ациклічній формі.

Б Лише в ациклічній формі глюкоза виявляє властивості альдегідів – правильне твердження, бо в циклічній формі молекула глюкози не має альдегідної групи \(\ce{-CHO}\).

В Циклічна молекула глюкози містить більше гідроксильних груп, ніж ациклічна – неправильне твердження, молекули обох форм мають ту саму кількість гідроксильних груп – п’ять.

Г Ациклічна молекула глюкози перетворюється на циклічну внаслідок дегідратації – неправильне твердження. Циклізація – це не дегідратація, а внутрішньомолекулярне приєднання \(\ce{-OH}\) до \(\ce{-CHO}\).

Правильна відповідь: Б.

ТЕМА: Органічна хімія. Нітрогеновмісні органічні сполуки. Аміни. Анілін. Хімічні властивості аніліну.

Перевірці підлягає знання основних властивостей аніліну (взаємодія з кислотами з утворенням солей) і властивостей ароматичного ядра аніліну в реакціях заміщення (бромування).

Анілін (\(\mathrm{C_6H_5NH_2}\)) – слабка основа завдяки аміногрупі (\(\ce{-NH2}\)), яка має неподілену пару електронів. Тому анілін (\(\mathrm{C_6H_5NH_2}\)) реагує з гідроген бромідом (\(\mathrm{HBr}\)):

\(\mathrm{C_6H_5NH_2 + HBr \rightarrow [C_6H_5NH_3]Br}\)

Утворюється сіль – феніламоній бромід (\(\mathrm{[C_6H_5NH_3]Br}\)).

Тобто твердження I правильне.

Аміногрупа (\(\ce{-NH2}\)) в аніліні (\(\mathrm{C_6H_5NH_2}\)) активує бензенове кільце:

\(\mathrm{C_6H_5NH_2 + 3Br_2 \rightarrow C_6H_2Br_3NH_2\!\downarrow +\ 3HBr}\)

Утворюється білий осад 2,4,6-трибромоаніліну \(\mathrm{C_6H_2Br_3NH_2}\), другий продукт реакції − гідроген бромід (\(\mathrm{HBr}\)).

Тобто твердження II правильне.

Правильна відповідь: В.

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні й нітрогеновмісні органічні сполуки. Хімічні реакції в органічній хімії.

Перевірці підлягає знання основних типів хімічних реакцій в органічній хімії та їхніх продуктів.

1 – А Під час каталітичної ізомеризації гексану (\(\mathrm{C_6H_{14}}\)) утворюються його розгалужені ізомери, зокрема 2,3-диметилбутан.

2 – Г Унаслідок відновлення нітробензену (\(\mathrm{C_6H_5NO_2}\)) воднем (\(\mathrm{H_2}\)) утворюється анілін (\(\mathrm{C_6H_5NH_2}\)):

\(\mathrm{C_6H_5NO_2 + 3H_2 \rightarrow C_6H_5NH_2 + 2H_2O}\)

3 – В Продуктом тримеризації етину (\(\mathrm{C_2H_2}\)) над активованим вугіллям за високої температури є бензен (\(\mathrm{C_6H_6}\)):

\(\mathrm{3C_2H_2 \rightarrow C_6H_6}\)

Правильна відповідь: 1 – А; 2 – Г; 3 – В.

ТЕМА: Загальна й неорганічна хімія. Класифікація хімічних реакцій. Прості та складні речовини.

Перевірці підлягає вміння складати рівняння хімічних реакцій і визначати якісний склад і кількість продуктів реакції.

1 – А Взаємодія цинку з хлоридною кислотою:

\(\mathrm{Zn + 2HCl = ZnCl_2 + H_2\!\uparrow}\)

Продукти реакції: \(\mathrm{ZnCl_2}\) – складна речовина, \(\mathrm{H_2}\) – проста речовина.

2 – Г Горіння карбон(ІІ) оксиду (\(\mathrm{CO}\)):

\(\mathrm{2CO + O_2 = 2CO_2}\)

Продукт реакції: карбон(IV) оксид (\(\mathrm{CO_2}\)) – складна речовина.

3 – Б Розкладання магній гідроксиду (\(\mathrm{Mg(OH)_2}\)):

\(\mathrm{Mg(OH)_2 = MgO + H_2O}\)

Продукти реакції: магній оксид (\(\mathrm{MgO}\)), вода (\(\mathrm{H_2O}\)) – складні речовини.

В Перетворення графіту (\(\mathrm{C}\)) на алмаз (\(\mathrm{C}\)):

\(\mathrm{C\ \text{(графіт)} \rightarrow C\ \text{(алмаз)}}\)

Продукт: \(\mathrm{C}\) (алмаз) – проста речовина (інша алотропна модифікація Карбону).

Д Електроліз води (\(\mathrm{H_2O}\)) постійним електричним струмом:

\(\mathrm{2H_2O = 2H_2\!\uparrow +\ O_2\!\uparrow}\)

Продукти реакції: водень (\(\mathrm{H_2}\)), кисень (\(\mathrm{O_2}\)) – прості речовини.

Правильна відповідь: 1 – А; 2 – Г; 3 – Б.

ТЕМА: Загальна хімія. Стехіометричні розрахунки. Газові суміші, середня молярна маса суміші газів.

Перевірці підлягають уміння визначати об'ємні частки газів за діаграмою, обчислювати середню молярну масу суміші газів, масові частки складників суміші газів.

1

Об'ємні частки газів у суміші:

\(\mathrm{\varphi(N_2) = 25\, \% = 0{,}25}\);

\(\mathrm{\varphi(C_2H_4) = 50\, \% = 0{,}5}\);

\(\mathrm{\varphi(CO) = 25\, \% = 0{,}25}\).

Молярні маси речовин:

\(\mathrm{\mathit{M}(N_2) = \mathit{M}(C_2H_4) = \mathit{M}(CO) = 28}\) г/моль

Оскільки молярні маси газів однакові, такою самою буде середня молярна маса суміші.

Або:

\(M\text{(середня)} = \varphi_1M_1 + \varphi_2M_2 + \varphi_3M_3\);

\(M\text{(середня)} = 0{,}25 \cdot 28\ \text{г/моль} + 0{,}5 \cdot 28\ \text{г/моль} + 0{,}25 \cdot 28\ \text{г/моль} = 28\ \text{г/моль}\)

Правильна відповідь: 28.

2

Середня молярна маса суміші дорівнює молярній масі кожного складника (\(28\) г/моль), тому масові частки чисельно збігаються з мольними (об’ємними).

Для етену:

\(\mathrm{\mathit{w}(C_2H_4) = \varphi(C_2H_4) = 50\, \%}\)

Правильна відповідь: 50.

ТЕМА: Загальна хімія. Розчини. Розчинність твердих речовин за певної температури.

Перевірці підлягає вміння тлумачити криві розчинності речовин, обчислювати масу насиченого розчину за масою розчинника.

За графіком визначимо розчинність рубідій нітрату за \(\mathbf{60\, ^\circ C}\): у воді масою \(100\) г розчиняється сіль масою \(\mathbf{200\ \text{г}}\).

\(\text{Маса розчину} = 200\ \text{г солі} + 100\ \text{г води} = 300\ \text{г розчину}\)

Обчислімо масу насиченого розчину для води масою \(90\) г. Маємо пропорцію:

\(100\) г води – \(300\) г розчину

\(90\) г води – \(x\) г розчину

Обчислімо:

\(x = (90\ \text{г} \cdot 300\ \text{г}) : 100\ \text{г} = \mathbf{270}\ \textbf{г}\)

Правильна відповідь: 270.

ТЕМА: Органічна хімія. Оксигеновмісні органічні сполуки. Спирти. Гідратація етену. Стехіометричні розрахунки з використанням виходу продукту реакції.

Перевірці підлягають уміння складати рівняння реакції гідратації етену, обчислювати кількість речовини за об'ємом газу та масу продукту реакції за практичним виходом.

Рівняння реакції гідратації:

\(\mathrm{C_2H_4 + H_2O \rightarrow C_2H_5OH}\)

Кількість речовини етену:

\(\mathrm{\mathit{n}(C_2H_4) = \mathit{V}(C_2H_4) : \mathit{V}_m(C_2H_4) = 112\ \text{л} : 22{,}4\ \text{л/моль} = 5\ \text{моль}}\)

Теоретична кількість і маса етанолу:

За рівнянням реакції \(1\) моль \(\mathrm{C_2H_4 \rightarrow 1\ \text{моль}\ C_2H_5OH}\)

Отже: \(\mathrm{\mathit{n}_\text{теор.}(C_2H_5OH) = 5\ \text{моль}}\)

Молярна маса етанолу:

\(\mathrm{\mathit{M}(C_2H_5OH) = 2 \cdot 12\ \text{г/моль} + 6 \cdot 1\ \text{г/моль} + 16\ \text{г/моль} = 46\ \text{г/моль}}\)

Теоретична маса етанолу:

\(\mathrm{\mathit{m}_\text{теор.}(C_2H_5OH) = 5\ \text{моль} \cdot 46\ \text{г/моль} = 230\ \text{г}}\)

Практична маса етанолу (вихід \(60\, \%\)):

\(\mathrm{\mathit{m}_\text{практ.}(C_2H_5OH) = \mathit{m}_\text{теор.}(C_2H_5OH)\eta(C_2H_5OH) = 230\ \text{г} \cdot 0{,}6 = 138\ \text{г}}\)

Правильна відповідь: 138.

ТЕМА: Загальна хімія. Органічна хімія. Вуглеводні. Алкани. Горіння алканів. Стехіометричні розрахунки.

Перевірці підлягають уміння складати загальне рівняння реакції горіння алканів, визначати молекулярну формулу речовини за кількістю речовини реактантів і визначати загальну кількість атомів у молекулі.

Рівняння реакції горіння алкану (\(\mathrm{C_\mathit{n}H_{2\mathit{n} + 2}}\)):

\(\mathrm{C_\mathit{n}H_{2\mathit{n} + 2} + (1{,}5\mathit{n} + 0{,}5)O_2 \rightarrow \mathit{n}CO_2 + (\mathit{n} + 1)H_2O}\)

Визначення стехіометричного коефіцієнта для кисню (\(\mathrm{O_2}\)):

За умовою задачі:

\(\mathrm{\mathit{n}\text{(алкану)} = 0{,}25\ \text{моль}}\);

\(\mathrm{\mathit{n}(O_2) = 2\ \text{моль}}\)

Маємо:

\(\mathrm{\mathit{n}\text{(алкану)} : \mathit{n}(O_2) = 0{,}25\ \text{моль} : 2\ \text{моль} = 1 : 8}\)

Отже, на алкан кількістю речовини 1 моль припадає кисень кількістю речовини \(8\) моль, тобто:

\(1{,}5n + 0{,}5 = 8\);

\(3n + 1 = 16\);

Обчислення кількості атомів Карбону (\(n\)):

\(3n = 15\);

\(n = 5\)

Молекулярна формула алкану: \(\mathbf{C_5H_{12}}\) (пентан).

Загальна кількість атомів у молекулі:

У молекулі пентану (\(\mathrm{C_5H_{12}}\)) п'ять атомів Карбону й \(12\) атомів Гідрогену.

Загалом: \(5 + 12 = \mathbf{17}\).

Правильна відповідь: 17.