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.

ТЕМА: Загальна хімія. Склад і будова атомів хімічних елементів. Ізотопи.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати склад атомів хімічних елементів.

Нуклони – це протони й нейтрони. Нуклонне число \(Z\) дорівнює сумі протонного \(A\) й нейтронного \(N\) чисел. Атом – електронейтральна частинка, тому кількість електронів у ньому збігається із протонним числом хімічного елемента.

Ізотопи – нукліди з однаковим протонним, але рiзними нуклонними числами.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Загальна хімія. Періодична система хімічних елементів. Склад і будова атомів хімічних елементів. Електронні формули атомів.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати положення хімічного елемента в періодичній системі, визначати електронні формули атомів.

Формула вищого оксиду хімічного елемента \(\mathrm{EO_2}\), це означає, що йдеться про хімічний елемент IV групи, на зовнішньому енергетичному рівні атома якого чотири електрони. Цій умові відповідає електронна формула атома Карбону – \(\mathrm{1s^2\underline{2s^22p^2}}\), формула вищого оксиду якого \(\mathrm{CO_2}\).

Відповідь: Г.

ТЕМА: Загальна хімія. Ступінь окиснення. Окисно-відновні реакції.

Завдання скеровано на перевірку розуміння змісту понять ступінь окиснення, окисно-відновна реакція, уміння визначати ступені окиснення атомів хімічних елементів за формулами речовин і розрізняти процеси окиснення і відновлення в окисно-відновних реакціях.

Ступінь окиснення – це умовний цілочисловий заряд на атомі в молекулярній частинці, якого би він набув, якщо відокремити зв’язані з ним електронегативніші атоми разом із парами електронів, що належать зв’язкам. Це ціле число – додатне, від’ємне або нуль.

Алгебрична сума ступенів окиснення всіх атомів у нейтральній молекулі дорівнює нулю, а в йоні – величині його заряду.

Ступені окиснення атомів Гідрогену й Оксигену складних речовинах зазвичай становлять +1 і –2 відповідно.

Під час окиснення окисник приймає електрони й відновлюється, а відновник віддає електрони й окиснюється:

А \(\mathrm{H_2\overset{-2}{S}}-2\overline{e}\rightarrow\mathrm{\overset{0}{S}}\) – окиснення

Б \(\mathrm{\overset{+2}{C}O}-2\overline{e}\rightarrow\mathrm{\overset{+4}{C}O_2}\) – окиснення

В \(\mathrm{\overset{+1}{Cl}O^-}+1\overline{e}\rightarrow\mathrm{\overset{0}{Cl}_2}\) – відновлення

Г \(\mathrm{\overset{-3}{N}H^+_4}\rightarrow\mathrm{\overset{-3}{N}H_3}\) – ступені окиснення не змінюються

Відповідь: В.

ТЕМА: Загальна хімія. Неорганічна хімія. Органічна хімія.

Завдання скеровано на перевірку знання тривіальних назв неорганічних речовин, уміння розпізнавати органічні речовини.

Органічні речовини – сполуки Карбону. Крохмаль – органічна речовина, яка нагромаджується в результаті фотосинтезу у плодах, зерні, коренях і бульбах деяких рослин як запасна форма вуглеводів.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Загальна хімія. Суміші. Способи розділення сумішей.

Завдання скеровано на перевірку розуміння фізичних явищ, на яких ґрунтується розділення речовин із різними властивостями.

На рисунку зображено ділильну лійку – посудину, яку використовують у лабораторії для розділення рідин, що не змішуються. З-поміж речовин, назви яких подано у варіантах відповіді, рідиною, що не змішується із водою, є соняшникова олія.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Загальна хімія. Фізичні й хімічні явища.

Завдання скеровано на перевірку розуміння суттєвої ознаки хімічних явищ, уміння розпізнавати поміж повсякденних явищ хімічні.

Суттєвою ознакою хімічних явищ є перетворення одних речовин на інші. Про утворення нових речовин можуть свідчити зміна кольору, поява чи зникнення запаху, утворення осаду тощо.

Перетворення речовин, про що свідчить поява характерного кислого смаку й запаху, утворення осаду, відбувається під час скисання молока.

Під час плавлення парафіну й замерзання води відбуваються переходи речовин з одного агрегатного стану в інший, подрібнення крейди також не приводить до зміни хімічного складу.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Загальна хімія. Атом. Молекула. Хімічний елемент. Хімічна формула. Неорганічні речовини. Вода.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічної формули води й уміння інтерпретувати її.

Молекула води, хімічна формула якої \(\mathrm{H_2O}\), утворена атомами двох хімічних елементів – Гідрогену \(\mathrm{H}\) й Оксигену \(\mathrm{O}\).

Ця молекула триатомна – містить два атоми Гідрогену й атом Оксигену (рис. 1).

Рис. 1. Модель молекули води: атом Гідрогену – , атом Оксигену

Відповідь: A.

ТЕМА: Неорганічні речовини. Карбон(IV) оксид.

Завдання скеровано на перевірку знання тривіальної назви карбон(IV) оксиду і його хімічної формули.

Вуглекислий газ – продукт газообміну в легенях людини й сировина для фотосинтезу глюкози й крохмалю рослинами, його систематична назва карбон(IV) оксид, хімічна формула – \(\mathrm{CO_2}\).

Відповідь: B.

ТЕМА: Основні хімічні поняття. Алотропія. Алмаз, графіт.

Завдання скеровано на перевірку розуміння поняття алотропія, знання алотропних модифікацій Карбону.

Алотропи – різні структурні модифікації одного елемента, мають різні фізичні й хімічні властивості. Алмаз (рис. 1) і графіт (рис. 2) є алотропами Карбону.

Рис. 1. 1. Модель кристалічних ґраток алмазу. 2. Діамант – огранений алмаз

У кристалічних ґратках алмазу всі щонайближчі між’ядерні відстані й усі кути між чотирма зв’язками атома Карбону рівні. Атоми Карбону в графіті розташовані плоскими сітками.

Рис. 2. 1. Модель кристалічних ґраток графіту. 2. Кристал графіту

Відповідь: Б.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння розв’язувати комбіновані задачі.

Дано:
\(m(\mathrm{CaC_2})+m(\mathrm{CaCO_3})=89\ \text{г}\)
\(V(\mathrm{C_2H_2})+V(\mathrm{CO_2})=28\ \text{л}\)
\(M(\mathrm{CaC_2})=64\ \text{г/моль}\)
\(M(\mathrm{CaCO_3})=100\ \text{г/моль}\)

Знайти:
\(\mathbf{\varphi}(\mathrm{CO_2})\ -\ ?\)

Відповідь: 20.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати молекулярну формулу речовини за її масою і масами продуктів її повного окиснення.

Дано:
\(m(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y\mathrm{O}_z)=22,5\ \text{г}\)
\(M(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y\mathrm{O}_z)=90\ \text{г/моль}\)
\(V(\mathrm{CO_2})=11,2\ \text{л}\)
\(m(\mathrm{H_2O})=4,5\ \text{г}\)
\(V(\mathrm{CO_2})=22,4\ \text{л/моль}\)
\(M(\mathrm{H_2O})=18\ \text{г/моль}\)

Знайти:
\((x+y+z)\ -\ ?\)

\begin{gather*} n(\mathrm{CO_2})=V(\mathrm{CO_2}):V_m(\mathrm{CO_2})\\[7pt] n(\mathrm{CO_2})=11,2\ \text{л}:22,4\ \text{л/моль}\\[7pt] n(\mathrm{CO_2})=0,5\ \text{моль}\\[7pt] n(\mathrm{C})=n(\mathrm{CO_2})\\[7pt] \underline{n(\mathrm{C})=0,5\ \text{моль}}\\[7pt] m(\mathrm{C})=0,5\ \text{моль}\cdot 12\ \text{г/моль}\\[7pt] m(\mathrm{C})=6\ \text{г}\\[7pt] n(\mathrm{H_2O})=m(\mathrm{H_2O}):M(\mathrm{H_2O})\\[7pt] n(\mathrm{H_2O})=4,5\ \text{г}:18\ \text{г/моль}\\[7pt] n(\mathrm{H_2O})=0,25\ \text{моль}\\[7pt] n(\mathrm{H})=2n(\mathrm{H_2O})\\[7pt] \underline{n(\mathrm{H})=0,5\ \text{моль}}\\[7pt] m(\mathrm{H})=0,5\ \text{моль}\cdot 1\ \text{г/моль}\\[7pt] m(\mathrm{H})=0,5\ \text{г}\\[7pt] m(\mathrm{O})=m(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y\mathrm{O}_z)-m(\mathrm{C})-m(\mathrm{H})\\[7pt] m(\mathrm{O})=22,5\ \text{г}-6\ \text{г}-0,5\ \text{г}=16\ \text{г}\\[7pt] n(\mathrm{O})=m(\mathrm{O}):M(\mathrm{O})\\[7pt] n(\mathrm{O})=16\ \text{г}:16\ \text{г/моль}\\[7pt] \underline{n(\mathrm{O})=1\ \text{моль}}\\[7pt] n(\mathrm{C}):(\mathrm{H}):n(\mathrm{O})=0,5:0,5:1=\\[7pt] =1:1:2 \end{gather*}

Найпростіша формула речовини - \(\mathrm{CHO_2}\) \begin{gather*} \frac{M(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y\mathrm{O}_z)}{M(\mathrm{CHO_2})}=\frac{90\ \text{г/моль}}{45\ \text{г/моль}}=2\\[6pt] \mathrm{C_2H_2O_4}\\[6pt] x+y+z=2+2+4=8. \end{gather*}

Відповідь: 8.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння розв’язувати комбіновані задачі.

Дано:
\(V(\mathrm{CH_4})+V(\mathrm{C_3H_8})=40\ \text{л}\)
\(V(\mathrm{O_2})=170\ \text{л}\)

Знайти:
\(V(\mathrm{C_3H_8})\ -\ ?\)

\begin{gather*} \mathrm{CH_4+2O_2=CO_2+2H_2O}\\[7pt] \mathrm{C_2H_8+5O_2=3CO_2+4H_2O} \end{gather*} За рівнянням реакції

Відповідь: 30.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння обчислювати за хімічними рівняннями масу (об’єм) продуктів і реагентів з огляду на відносний вихід продукту реакції.

Дано:
\(m(\mathrm{CaCO_3})=500\ \text{кг}\)
\(M(\mathrm{CaCO_3})=100\ \text{кг/кмоль}\)
\(M(\mathrm{CaO})=56\ \text{кг/кмоль}\)
\(\mathbf{\eta}(\mathrm{CaO})=0,6\)

Знайти:
\(m(\mathrm{CaO})_{\text{практ.}}\ -\ ?\)

$$ \mathrm{CaCO_3=CaO+CO_2\uparrow} $$ За рівнянням реакції

Відповідь: 168.