ТЕМА: Органічна хімія. Ненасичені вуглеводні. Алкени. Хімічні властивості алкенів.

Перевірці підлягає знання загальної формули алкенів, закономірностей реакції гідратації (приєднання води) й утворення спиртів.

Алкени – ненасичені вуглеводні з одним подвійним зв’язком у молекулі. Їхня загальна формула

\(\mathrm{C_\mathit{n}H_{2\mathit{n}}}\)

Вода приєднується за місцем розриву подвійного зв’язку, утворюється насичений одноатомний спирт:

\(\mathrm{C_\mathit{n}H_{2\mathit{n}} + H_2O \rightarrow C_\mathit{n}H_{2\mathit{n}+2}O}\)

Підставмо \(n = 5\):

\(\mathrm{C_5H_{10} + H_2O \rightarrow C_5H_{12}O}\)

Правильна відповідь: Г.

ТЕМА: Органічна хімія. Типи хімічних реакцій в органічній хімії. Ароматичні вуглеводні. Бензен. Хімічні властивості бензену.

Перевірці підлягає знання хімічних властивостей бензену.

Перетворення 1: бензен \(\rightarrow\) циклогексан

Реакція гідрування бензену – приєднання трьох молекул водню за місцем подвійних зв’язків ароматичного кільця:

\(\mathrm{C_6H_6 + 3H_2 \rightarrow C_6H_{12}}\)

Це реакція приєднання (гідрування), унаслідок якої утворюється насичений вуглеводень циклічної будови – циклогексан.

Перетворення 2: бензен \(\rightarrow\) хлоробензен

Реакція хлорування бензену відбувається за участю каталізатора (\(\mathrm{AlCl_3}\) або \(\mathrm{FeCl_3}\)) і полягає в заміщенні атома Гідрогену на атом Хлору:

\(\mathrm{C_6H_6 + Cl_2 \rightarrow C_6H_5Cl + HCl}\)

Це – реакція заміщення, характерна для ароматичних сполук.

Правильна відповідь: Б.

ТЕМА: Органічна хімія. Оксигеновмісні органічні сполуки. Естери. Гідроліз естерів.

Перевірці підлягає знання складу, будови й хімічних властивостей естерів, а також ізомерії спиртів.

1. Загальна формула естерів

Для насичених одноосновних кислот і одноатомних спиртів загальна формула естерів

\(\mathrm{C_4H_8O_2}\)

2. Продукти лужного гідролізу

Під час лужного гідролізу естерів утворюється суміш: сіль карбонової кислоти та спирт.

За умовою завдання після гідролізу суміші двох естерів у розчині містяться два спирти, ізомерні один одному, і єдиний аніон кислоти.

Ізомерних спиртів з одним або двома атомами Карбону не існує. Отже, обидва естери утворені тією самою кислотою, молекула якої містить лише один атом Карбону, але різними ізомерними спиртами складу \(\mathrm{C_3H_7OH}\).

Карбонова кислота з одним атомом Карбону – метанова (мурашина) кислота, а її аніон – метаноат (\(\mathrm{HCOO^-}\)).

Правильна відповідь: А.

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.