ТЕМА: Органічна хімія. Спирти. Етанол. Реакція дегідратації.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей спиртів.

Спирти вступають у реакцію дегідратації. За міжмолекулярної дегідратації від двох молекул спирту відщеплюється молекула води:

Відповідь: Г.

ТЕМА: Органічна хімія. Аміни. Анілін.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей аніліну, зумовленості їх взаємним впливом бензенового кільця й аміногрупи в його молекулі.

Для аніліну можливі реакції як за аміногрупою, так і за бензеновим кільцем. Особливості цих реакцій зумовлені взаємним впливом атомів у молекулі аніліну.

Неподілена електронна пара атома Нітрогену взаємодіє з ароматичною системою зв’язків і частково зміщується від атома Нітрогену до бензенового кільця. Унаслідок цього на атомі Нітрогену електронна густина зменшується, і тому зменшуються осно́вні властивості аміногрупи. Тож у воді анілін виявляє СЛАБШІ основні властивості, ніж метиламін.

Анілін реагує із сильними кислотами з утворенням солей бензенамонію: $$ \mathrm{ C_6H_5NH_2+HCl\rightarrow \underset{\text{бензенамоній хлорид}}{[C_6H_5NH_3]^+Cl^-} } $$

Натомість у бензеновому кільці електронна густина збільшується, найсильніше – у положеннях 2, 4 і 6 відносно аміногрупи. Тому внаслідок добавляння бромної води до аніліну утворюється білий осад 2,4,6-трибромоаніліну:

Анілін добувають відновленням нітробензену:

А аміногрупа в молекулі аніліну підвищує реакційну здатність бензенового кільця в реакціях заміщення

Б у воді виявляє СЛАБШІ основні властивості, ніж метиламін

В реагує з хлоридною кислотою, унаслідок чого утворюється сіль

Г можна добути відновленням нітробензену

Відповідь: Б.

ТЕМА: Органічна хімія. Оксигеновмісні органічні сполуки. Альдегідна й карбоксильна характеристичні групи.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей альдегідів і карбонових кислот.

Під дією водного розчину органічної речовини \(\mathrm{X}\) універсальний індикаторний папірець набув червоного кольору. Це свідчить про те, що в її молекулі є карбоксильна група.

Речовина \(\mathrm{X}\) виявляє відновні властивості в реакції з амоніачним розчином аргентум(I) оксиду. Це свідчить про те, що в її молекулі є альдегідна група.

Цим двом умовам відповідає метанова кислота (рис. 1).

Рис. 1. Структурна формула метанової кислоти

Відповідь: Г.

ТЕМА: Органічна хімія. Алкани. Алкени. Арени.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей алканів, алкенів, аренів.

А Бензен, на відміну від етену, стійкий до дії розчину калій перманганату.

Б Ні бензен, ні пропан НЕ ВЗАЄМОДІЄ з бромною водою.

В Як бензен, такі пропан вступає в реакції заміщення.

Г Як бензен, так і етен вступає в реакцію гідрування.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Органічна хімія. Нафта. Перегонка нафти.

Завдання скеровано на перевірку розуміння фізичних основ перегонки нафти.

І. Фракції нафти – продукти, які добувають із неї перегонкою і розрізняють за температурою кипіння, густиною й іншими властивостями: бензин, лігроїн, гас, мастила, залишковий гудрон.

ІІ. Перегонка нафти – спосіб її перероблення, що ґрунтується на відмінності в температурах кипіння складників цієї суміші. Під час перегонки нафти її складники випаровуються і конденсуються без перетворень одних речовин на інші.

Відповідь: A.

ТЕМА: Органічна хімія. Номенклатура алкенів.

Завдання скеровано на перевірку вміння називати алкени за систематичною номенклатурою.

Зі структурної формули, що містить подвійний зв’язок, зрозуміло, що йдеться про назву алкену розгалуженої будови.

Називати алкени за систематичною номенклатурою потрібно за алгоритмом, наведеним на схемі (рис. 1).

Рис. 1. Алгоритм побудови назв алкенів й алкінів за систематичною номенклатурою

Зверніть увагу: положення подвійного зв’язку й замісників позначають найменшими числами, але перевагу у виборі початку нумерації віддають подвійному зв’язку (рис. 2).

Рис. 2. Структурна формула 2,3-диметилгекс-3-ену

Відповідь: В.

ТЕМА: Органічна хімія. Хімічні властивості алканів. Типи хімічних реакцій в органічній хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння застосовувати знання про хімічні властивості алканів для прогнозування типів і продуктів реакцій за їхньої участі.

Бутан є насиченим вуглеводнем, тому

А вступає в реакції відщеплення водню з утворенням

Б ізомеризується у 2-метилпропан

В НЕ ВСТУПАЄ в реакції приєднання

Г вступає в реакції заміщення з хлором за освітлення

Відповідь: B.

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.