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.

ТЕМА: Складні речовини. Хімічна формула.

Перевірці підлягають уміння визначати склад речовини за її хімічною формулою і підраховувати загальну кількість атомів у молекулі.

А Молекула \(\mathrm{HClO_2}\) складається з атома Гідрогену, атома Хлору й двох атомів Оксигену.

Усього атомів: \(1+1+2=4\) (тетраатомна).

Б Молекула \(\mathrm{H_2O_2}\) складається з двох атомів Гідрогену й двох атомів Оксигену.

Усього атомів: \(2+2=4\) (тетраатомна).

В Молекула \(\mathrm{SO_2}\) складається з атома Сульфуру й двох атомів Оксигену.

Усього атомів: \(1+2=3\) (триатомна).

Г Молекула \(\mathrm{SO_3}\) складається з атома Сульфуру й трьох атомів Оксигену.

Усього атомів: \(1+3=4\) (тетраатомна).

Отже, молекула сульфур(IV) оксиду (\(\mathrm{SO_2}\)) триатомна.

Відповідь: В.

ТЕМА: Будова атома. Ізотопи. Йони.

Перевірці підлягають уміння визначати за нуклідним символом кількість електронів і нейтронів в атомах і йонах.

Відповідь: А.

ТЕМА: Окисно-відновні властивості катіонів у водних розчинах.

Перевірці підлягає вміння порівнювати окисні властивості катіонів металічних елементів на основі ряду активності металів.

Що лівіше розташований метал у ряду активності, то він активніший як відновник, тобто його атом легше віддає електрони й перетворюється на катіон. Відповідно, катіони металічних елементів, яким відповідають метали, що стоять правіше в ряду активності, є сильнішими окисниками (активніше приєднують електрони).

Найактивніший метал із-поміж наведених – \(\mathrm{Fe}\), катіон \(\mathrm{Fe^{2+}}\) має найслабші окисні властивості.

У ряду активності металів \(\mathrm{Cu}\) розташований правіше за \(\mathrm{Fe}\), є менш активним за нього металом, а катіон \(\mathrm{Cu^{2+}}\) – сильнішим окисником, ніж \(\mathrm{Fe^{2+}}\).

У ряду активності металів \(\mathrm{Ag}\) розташований правіше за \(\mathrm{H_2}\), є малоактивним металом, катіон \(\mathrm{Ag^+}\) має найсильніші окисні властивості з-поміж катіонів, зазначених в умові.

Отже, окисні властивості катіонів зростають у рядку

\begin{gather*}\mathrm{\xrightarrow{\textstyle{Fe^{2+}\quad Cu^{2+}\quad Ag^+}}}\end{gather*}

\begin{gather*}\text{посилення окисних властивостей}\end{gather*}

Відповідь: А.

ТЕМА: Хімічні властивості кислот і солей у водних розчинах.

Перевірці підлягає вміння аналізувати зовнішні ефекти перебігу реакцій йонного обміну у водних розчинах.

А барій хлорид + сульфатна кислота:

\begin{gather*}\mathrm{BaCl_2+H_2SO_4\rightarrow BaSO_4{\downarrow}+2HCl}\end{gather*}

Утворюється осад барій сульфату.

Б кальцій гідроксид + вуглекислий газ:

\begin{gather*}\mathrm{Ca(OH)_2+CO_2\rightarrow CaCO_3{\downarrow}+H_2O}\end{gather*}

Утворюється осад кальцій карбонату.

В хлоридна кислота + натрій силікат:

\begin{gather*}\mathrm{Na_2SiO_3+2HCl\rightarrow H_2SiO_3{\downarrow}+2NaCl}\end{gather*}

Утворюється осад силікатної кислоти.

Г нітратна кислота + натрій карбонат:

\begin{gather*}\mathrm{Na_2CO_3+2HNO_3\rightarrow 2NaNO_3+H_2O+CO_2{\uparrow}}\end{gather*}

Виділяється газ, осад не утворюється.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Хімічна рівновага. Принцип Ле Шательє.

Перевірці підлягає вміння визначати чинники, що зміщують хімічну рівновагу в замкненій системі.

У замкненій системі на положення рівноваги впливають лише ті чинники, які змінюють концентрації реагентів або тепловий баланс реакції.

Каталізатор (\(\mathrm{Pt}\), наприклад) не змінює рівноваги – він лише однаково пришвидшує прямий і зворотний процеси.

Тиск впливає лише на реакції, де змінюється кількість молекул газів. За умов перебігу реакції йод перебуває в газуватому стані. У реакції, рівняння якої

\begin{gather*}\mathrm{H_2\text{(газ)}+I_2\text{(газ)}\rightleftarrows2HI\text{(газ)},\ \Delta \mathit{H}\lt0},\end{gather*}

реактанти – дві молекули газуватих речовин, продукт – дві молекули газу, тому зміна тиску не впливає на рівновагу.

Температура впливає на хімічну рівновагу, бо реакція екзотермічна (\(\Delta H\lt0\)): підвищення температури зміщує рівновагу вліво (у напрямку підвищення концентрації реактантів), зниження – вправо (у напрямку підвищення концентрації продукту реакції).

Отже, лише температура впливає на рівновагу реакції

\begin{gather*}\mathrm{H_2\text{(газ)}+I_2\text{(газ)}\rightleftarrows2HI\text{(газ)},\ \Delta \mathit{H}\lt0}.\end{gather*}

Відповідь: А.

ТЕМА: Хімічна формула. Індекси в хімічній формулі.

Перевірці підлягають уміння відтворювати й аналізувати формулу речовини.

На моделі видно:

• \(2\) атоми \(\mathrm{P}\);
• \(7\) атомів \(\mathrm{O}\);
• \(4\) атоми \(\mathrm{H}\).

Отже, формула сполуки: \(\mathrm{H_4P_2O_7}\).

Сума індексів: \(4+2+7=13\).

Або ж достатньо порахувати загальну кількість атомів у молекулі – їх \(13\).

Відповідь: В.

ТЕМА: Кислоти та їхня основність. Середні й кислі солі, їхні назви.

Перевірці підлягають уміння аналізувати назви солей і визначати основність кислот.

У молекулі одноосновної кислоти лише один атом Гідрогену, здатний до заміщення металом. Її сіль не містить Гідрогену в складі аніона.

А кальцій етаноат, формула якого \(\mathrm{Ca(CH_3COO)_2}\), – сіль одноосновної етанової кислоти (\(\mathrm{CH_3COOH}\)), у молекулі якої лише один атом Гідрогену (у складі гідроксильної групи \(\mathrm{{-}OH}\)) здатний до заміщення металом.

Модель молекули одноосновної етанової кислоти

Б кальцій карбонат (\(\mathrm{CaCO_3}\)) – сіль двоосновної карбонатної кислоти (\(\mathrm{H_2CO_3}\)).

Модель молекули двоосновної карбонатної кислоти

В і Г кальцій гідрогенортофосфат (\(\mathrm{CaHPO_4}\)) і кальцій дигідрогенортофосфат (\(\mathrm{Ca(H_2PO_4)_2}\)) – солі триосновної ортофосфатної кислоти (\(\mathrm{H_3PO_4}\)).

Модель молекули триосновної ортофосфатної кислоти

Відповідь: А.

ТЕМА: Якісні реакції багатоатомних спиртів й альдегідів.

Перевірці підлягає знання якісних реакцій багатоатомних спиртів й альдегідів.

Щойно добутий \(\mathrm{Cu(OH)_2}\) реагує з речовинами двох типів із-поміж зазначених в умові завдання:

1) багатоатомні спирти й вуглевод глюкоза, у молекулі якої п’ять гідроксильних груп, з купрум(ІІ) гідроксидом утворюють яскраво-сині розчинні комплексні сполуки;

2) альдегіди й вуглевод глюкоза, у молекулі якої є альдегідна група, за нагрівання відновлюють купрум(ІІ) гідроксид до купрум(ІІ) оксиду (цегляно червоний осад).

Не реагують зі щойно добутим купрум(ІІ) гідроксидом одноатомні спирти (метанол, етанол тощо).

А гліцерол і глюкоза реагують зі щойно добутим купрум(ІІ) гідроксидом

Б метаналь й етаналь – альдегіди, реагують зі щойно добутим купрум(ІІ) гідроксидом

В багатоатомний спирт гліцерол реагує зі щойно добутим купрум(ІІ) гідроксидом, одноатомний спирт метанол – ні, тобто лише одна речовина реагує

Г глюкоза й метаналь реагують зі щойно добутим купрум(ІІ) гідроксидом

Відповідь: В.