ТЕМА: Загальна хімія. Хімічна рівновага, принцип Ле Шательє.

Завдання скеровано на перевірку вміння застосовувати принцип Ле Шательє для керування хімічною рівновагою, аналізувати інформацію, подану як у текстовій, так і в графічній формі.

Система, що перебуває у стані стійкої хімічної рівноваги, під зовнішнім впливом прагне повернутися до стану рівноваги, компенсувавши його дію.

В оборотній реакції, рівняння якої $$ \mathrm{\underbrace{CH_4}_{1\ \text{об'єм}}\ \text{(г)} \rightleftarrows C\ \text{(т)}+\underbrace{2H_2}_{2\ \text{об'єми}}\ \text{(г)}}, $$ об’єм водню (продукту прямої реакції), а отже й тиск у системі, більший за об’єм метану (реагенту). За результатами аналізування графіків можна дійти таких висновків:

І. З підвищенням температури збільшується об’ємна частка водню в рівноважній суміші, це означає, що підвищення температури сприяє зміщенню хімічної рівноваги вправо, тобто реакція ендотермічна. Підтвердженням цього також є перше речення умови, у якому зауважено, що за високих температур метан розкладається на прості речовини.

ІI. За тієї самої температури об’ємна частка водню в рівноважній суміші більша за тиску \(p_2\) порівняно з його часткою за тиску \(p_1\). Оскільки перебіг прямої реакції супроводжується збільшенням об’єму, то утворенню водню сприятиме зниження тиску, тобто \(p_2\lt p_1\).

Відповідь: Г.

ТЕМА: Загальна хімія. Хімічна рівновага, принцип Ле Шательє.

Завдання скеровано на перевірку вміння застосовувати принцип Ле Шательє для керування хімічною рівновагою.

Система, що перебуває у стані стійкої хімічної рівноваги, під зовнішнім впливом прагне повернутися до стану рівноваги, компенсувавши його дію.

У всіх наведених варіантах відповіді йдеться про реакції, реагенти і продукти яких – гази. Тобто з-поміж реакцій потрібно вибрати ту, у якій загальний об’єм газів, формули яких зазначено в лівій частині хімічного рівняння, менший порівняно із загальним об’ємом газів, формули яких зазначено в його правій частині:

Відповідь: Г.

ТЕМА: Неорганічна хімія. Основні класи неорганічних сполук. Реакції солей у розчинах із металами.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей металів; розуміння, за яких умов метал реагує із сіллю, уміння кількісно оцінювати результати перебігу таких реакцій.

Скориставшись довідковою таблицею «Ряд активності металів», можна визначити, що кадмій і залізо витіснятимуть із солей свинець і мідь, оскільки в ряду активності вони розташовані лівіше від них: \begin{gather*} \mathrm{Cd+Cu^{2+}=Cd^{2+}+Cu\downarrow;}\\[7pt] \mathrm{Fe+Cu^{2+}=Fe^{2+}+Cu\downarrow;}\\[7pt] \mathrm{Cd+Pb^{2+}=Cd^{2+}+Pb\downarrow;} \\[7pt] \mathrm{Fe+Pb^{2+}=Fe^{2+}+Pb\downarrow.} \end{gather*}

Ряд активності металів

Після цього потрібно порівняти відносні атомні маси цих елементів (їх зазначено в довідковій таблиці «Періодична система хімічних елементів»): $$ A_r(\mathrm{Fe})\lt A_r(\mathrm{Cu})\lt A_r(\mathrm{Cd})\lt A_r(\mathrm{Pb}). $$

Вочевидь маса залізної пластинки збільшиться, а кадмієвої – зменшиться, якщо її занурити у водний розчин купрум(ІІ) нітрату. Унаслідок занурення в розчин плюмбум(ІІ) нітрату маса обох пластинок збільшиться.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Загальна хімія. Хімічна формула. Масова частка хімічного елемента в речовині.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати якісний і кількісний склад речовини за її хімічною формулою, інтерпретувати інформацію, подану в графічній формі.

Масова частка хімічного елемента в речовині – це відношення маси хімічного елемента до маси речовини. Чим більша маса елемента в речовині, тим більша його масова частка в ній.

Скориставшись даними щодо відносних атомних мас хімічних елементів й індексів у формулі калій гідрогенкарбонату, можна дійти висновку, що масовій частці Карбону на діаграмі відповідає стовпчик B.

Відповідь: B.

ТЕМА: Неорганічні речовини і їхні властивості. Амфотерність. Алюміній гідроксид.

Завдання скеровано на перевірку розуміння суті амфотерності.

Осади гідроксидів Магнію, Калію, Феруму(ІІ) розчиняться в кислоті й не розчиняться в надлишку розчину лугу.

Алюміній гідроксид амфотерний, тобто здатний залежно від умов виявляти або осно́вні, або кислотні властивості. З кислотами алюміній гідроксид \(\mathrm{Al(OH)_3}\) реагує як основа, із лугами – як кислота:

Тобто речовина \(\mathrm{X}\) – алюміній нітрат.

Відповідь: B.

ТЕМА: Загальна хімія. Гідроліз солей.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати реакцію середовища розбавленого водного розчину солі з огляду на її хімічний склад і здатність до гідролізу.

Гідроліз – реакція солі з водою, що приводить до утворення слабкого або малорозчинного електроліту й зміни рН розчину. Може відбуватися за аніоном, коли сіль утворено катіоном сильної основи й аніоном слабкої кислоти (лужне середовище), або за катіоном, коли сіль утворено катіоном слабкої основи й аніоном сильної кислоти (кисле середовище). Солі сильних основ і кислот не зазнають гідролізу, їхні водні розчини мають нейтральну реакцію.

Калій силікат – сіль сильної основи (калій гідроксиду) і слабкої силікатної кислоти, тому середовище її водного розчину лужне.

Алюміній нітрат – сіль слабкої основи (алюміній гідроксиду) і слабкої силікатної кислоти, тому середовище її водного розчину кисле.

Натрій хлорид – сіль сильної основи (натрій гідроксиду) і сильної хлоридної кислоти, тому середовище її водного розчину нейтральне.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Загальна хімія. Реакції обміну між солями у водному розчині.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати реакції обміну між солями у водному розчині.

Унаслідок реакції у водному розчині барій хлориду з натрій сульфідом осад не утворюється.

В інших трьох реакціях утворюються нерозчинні барій карбонат і барій сульфат, малорозчинний барій сульфіт (рис. 1).

Рис. 1. Фрагмент таблиці «Розчинність основ, кислот, амфотерних гідроксидів і солей у воді за температури 20–25 °С»

Барій карбонат і барій сульфіт як солі слабких кислот реагують з розбавленою нітратною кислотою з виділенням карбон(IV) оксиду й гідроген сульфіду відповідно.

Тобто умову завдання задовольняє калій сульфат: $$ \mathrm{BaCl_2+K_2SO_4=BaSO_4\downarrow + 2KCl.} $$

Продукт цієї реакції – барій сульфат – не розчиняється в розбавленій нітратній кислоті.

Відповідь: B.

ТЕМА: Загальна хімія. Неорганічна хімія. Хлоридна кислота.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати продукти реакцій за участі хлоридної кислоти.

А натрій карбонат як сіль слабкої кислоти реагує з розбавленою хлоридною кислотою, а мідь як малоактивний метал, що розташований в ряду активності до водню, – ні

Б як цинк, розташований в ряду активності до водню, так і барій гідроксид – луг – реагує з хлоридною кислотою: \begin{gather*} \mathrm{Zn+2HCl=ZnCl_2+H_2\uparrow ;}\\[7pt] \mathrm{Ba(OH)_2+2HCl=BaCl_2+2H_2O}. \end{gather*}

В кислотний силіцій(ІV) оксид не реагує з хлоридною кислотою, а магній як метал, розташований в ряду активності до водню, реагує з нею

Г аргентум(I) нітрат реагує з розбавленою хлоридною кислотою з утворенням нерозчинного аргентум(I) хлориду, а срібло як малоактивний метал, що розташований в ряду активності до водню, – ні

Відповідь: Б.

ТЕМА: Загальна хімія. Неорганічна хімія. Властивості і способи добування солей.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати продукти реакцій за участі неорганічних речовин.

А алюміній сульфід – сіль слабкої основи і слабкої кислоти, у водному розчині зазнає гідролізу, тому реакцією обміну її не добувають

Б алюміній як менш активний метал не може витіснити натрій із його солі у водному розчині

В продуктом реакції між металом алюмінієм і неметалом сіркою є сіль – алюміній сульфід

Г унаслідок гідролізу алюміній сульфату утворюються основні сульфати Алюмінію, а не алюміній сульфід

Відповідь: B.

ТЕМА: Неорганічна хімія. Карбонатна кислота. Карбонати й гідрогенкарбонати.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати продукти реакції за участі солей карбонатної кислоти – карбонатів і гідрогенкарбонатів.

Для перетворення натрій гідрогенкарбонату – кислої солі – на натрій карбонат (середню сіль) потрібно використати луг: $$ \mathrm{ NaHCO_3+NaOH=Na_2CO_3+H_2O. } $$

Дією сильнішої за карбонатну етанової кислоти на натрій карбонат, можна добути карбон(IV) оксид:

Відповідь: Г.

ТЕМА: Загальна хімія. Кислотні оксиди.

Завдання скеровано на перевірку вміння складати хімічну формулу кислоти за формулою її кислотного оксиду й навпаки.

Кислотні оксиди реагують із водою з утворенням кислот: $$ \mathrm{E_2O_5+3H_2O=2H_3EO_4.} $$

А \(\mathrm{Cl_2O_7+H_2O=2HClO_4}\)

Б \(\mathrm{SO_3+H_2O=H_2SO_4}\)

В \(\mathrm{P_2O_5+3H_2O=2\underline{H_3PO_4}}\)

Г \(\mathrm{CO_2+H_2O=H_2CO_3}\)

Відповідь: B.

ТЕМА: Загальна хімія. Розчини. Електроліти й неелектроліти.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати склад речовин, визначати типи хімічних зв’язків у них і розпізнавати електроліти.

Електричний струм проводять розчини й розплави електролітів – речовин із йонним або ковалентним сильно полярним типами хімічного зв’язку.

Гідроген хлорид у водному розчині, натрій гідроксид і калій сульфат у розплавах дисоціюють на йони, тому є електролітами.

Етанол у водному розчині на йони не дисоціює, тому цей розчин не проводить електричний струм.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Загальна хімія. Періодична система хімічних елементів. Будова атома. Електронегативність.

Завдання скеровано на перевірку вміння використовувати знання про закономірності зміни властивостей хімічних елементів у періодичній системі й аналізувати склад і будову їхніх атомів.

А В атомах Флуору й Хлору різна загальна кількість електронів, бо в них різні порядкові номери і, відповідно, протонні числа.

Б Електронегативність Флуору більша, ніж електронегативність Хлору, оскільки в групах хімічних елементів електронегативність зменшується зі збільшенням протонних чисел атомів. Флуор – самий електронегативний елемент.

В Радіус атома Хлору більший, ніж радіус атома Флуору, оскільки в групах зі збільшенням кількості енергетичних рівнів в атомах хімічних елементів збільшується їхній радіус.

Г Окисні властивості хлору виражені слабше, ніж фтору, бо окисні властивості простих речовин галогенів зростають зі збільшенням електронегативності атомів відповідних хімічних елементів.

Відповідь: B.

ТЕМА: Загальна хімія. Хімічний зв’язок.

Завдання скеровано на перевірку розуміння механізму утворення ковалентного зв’язку за донорно-акцепторним механізмом, уміння розпізнавати ковалентні зв’язки – полярні й неполярні.

І. Ковалентний зв’язок може утворюватися за обмінним (унаслідок усуспільнення електронів) або за донорно-акцепторним механізмом. Катіон амонію утворюється внаслідок приєднання протона до молекули амоніаку. Тож один із чотирьох ковалентних зв’язків у катіоні амонію утворено за донорно-акцепторним механізмом. Молекула амоніаку є донором, а катіон Гідрогену – акцептором електронної пари (рис. 1).

Рис. 1. Утворення катіона амонію

ІІ. Електронегативність хімічного елемента – це властивість його атома притягувати спільні з іншим атомом електронні пари (рис. 2).

Рис. 2. Відносна електронегативність атомів хімічних елементів

Ковалентний зв’язок, у якому одна чи кілька спільних електронних пар зміщені в бік більш електронегативного атома, називають полярним зв’язком. Саме такі зв’язки між атомами Гідрогену й Оксигену в молекулі води, спільні електронні пари зміщені до атома Оксигену.

Відповідь: A.