ТЕМА: Неорганічні й органічні речовини, їхні властивості.

Завдання скеровано на перевірку знання властивостей водню, метану, гідроген хлориду, амоніаку, етену, кисню, азоту, нітроген(I) оксиду, розуміння умов збирання газів витісненням води.

Витісненням води збирають газуваті мало- або нерозчинні у воді речовини, які не реагують із нею (див. рисунок).

Із-поміж наведених у завданні речовин добре розчинними є гідроген хлорид й амоніак. Тому їх не збирають витісненням води.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Загальна хімія. Хімічний зв’язок. Будова речовини.

Завдання скеровано на перевірку вміння розпізнавати речовини йонної будови.

Йонний зв’язок – хімiчний зв’язок електростатичної природи між атомами чи групою атомiв із дуже великою рiзницею в електронегативностях. На відміну від ковалентного зв’язку, валентний електрон при цьому переходить до атома з більшою електронегативністю, а утворені йони притягаються електростатичними силами.

Тобто йонний зв’язок – це зв’язок між йонами.

У речовинах, формули яких наведено у варіантах відповіді А – В, сполучені атоми неметалічних елементів із порівняно невеликою різницею електронегативностей (рис. 1).

Натомість у калій хлориді велика різниця електронегативностей зумовлює утворення йонного зв’язку між катіонами лужного елемента Калію і хлорид-аніонами.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Загальна хімія. Тепловий ефект хімічної реакції. Екзо- й ендотермічні реакції. Оборотні реакції. Хімічна рівновага й умови її зміщення. Принцип Ле Шательє.

Завдання скеровано на перевірку вміння класифікувати хімічні реакції за тепловим ефектом й застосовувати принцип Ле Шательє для прогнозування зміщення хімічної рівноваги.

Якщо система в стані рівноваги зазнає певної дії, то рівновага в системі зміститься так, щоби зменшити вплив цієї дії.

Екзотермічна реакція – хімiчне перетворення, за якого зменшується внутрiшня енергiя системи й видiляється тепло, \(\triangle H\lt 0\).

Ендотермічна реакція – хімiчне перетворення, за якого збільшується внутрiшня енергiя системи й поглинається тепло, \(\triangle H\gt 0\).

Зниження тиску приведе до зміщення праворуч рівноваги реакції, яка відбувається зі збільшенням тиску.

Реакція, рівняння якої \(\mathrm{\overbrace{\overset{\text{2 об'єми}}{2SO_2}\ (\text{г})+\overset{\text{1 об'єм}}{O_2}\ (\text{г})}^{\text{3 об'єми}}=\overset{\text{2 об'єми}}{2SO_3}\ (\text{г})}\), екзотермічна й відбувається зі зменшенням об’єму й, відповідно, тиску. Тому для зміщення хімічної рівноваги праворуч потрібно зменшити концентрацію сульфур(VІ) оксиду \(\mathrm{SO_3}\) й підвищити тиск.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Загальна хімія. Тепловий ефект хімічної реакції. Екзо- й ендотермічні реакції. Оборотні реакції. Хімічна рівновага й умови її зміщення. Принцип Ле Шательє.

Завдання скеровано на перевірку вміння класифікувати хімічні реакції за тепловим ефектом й застосовувати принцип Ле Шательє для прогнозування зміщення хімічної рівноваги.

Якщо система в стані рівноваги зазнає певної дії, то рівновага в системі зміститься так, щоби зменшити вплив цієї дії.

Екзотермічна реакція – хімiчне перетворення, за якого зменшується внутрiшня енергiя системи й видiляється тепло, \(\triangle H\lt 0\).

Екзотермічна реакція – хімiчне перетворення, за якого збільшується внутрiшня енергiя системи й поглинається тепло, \(\triangle H\gt 0\).

Тобто підвищення температури приведе до зміщення вправо рівноваги ендотермічних реакцій – варіанти відповіді В і Г.

Зниження тиску приведе до зміщення праворуч рівноваги реакції, яка відбувається зі збільшенням тиску.

Реакція, рівняння якої
\(\mathrm{\overset{\text{1 об'єм}}{CO_2}\ (\text{г})+C\ (\text{т})\rightleftarrows \overset{\text{2 об'єми}}{2CO}\ (\text{г})}\),
відбувається зі збільшенням тиску, а реакція, рівняння якої
\(\mathrm{\overset{\text{3 об'єми}}{3O_2}\ (\text{г})+C\ (\text{т})\rightleftarrows \overset{\text{2 об'єми}}{2O_3}\ (\text{г})}\), – зі зменшенням.

Відповідь: B.

ТЕМА: Загальна хімія. Тепловий ефект хімічної реакції. Екзо- й ендотермічні реакції. Оборотні реакції. Хімічна рівновага й умови її зміщення. Принцип Ле Шательє.

Завдання скеровано на перевірку вміння класифікувати хімічні реакції за тепловим ефектом й застосовувати принцип Ле Шательє для прогнозування зміщення хімічної рівноваги.

Якщо система в стані рівноваги зазнає певної дії, то рівновага в системі зміститься так, щоби зменшити вплив цієї дії.

Екзотермічна реакція – хімiчне перетворення, за якого зменшується внутрiшня енергiя системи й видiляється тепло, \(\triangle H\lt 0\).

Ендотермічна реакція – хімiчне перетворення, за якого збільшується внутрiшня енергiя системи й поглинається тепло, \(\triangle H\gt 0\).

Оскільки в термохімічному рівнянні, наведеному в умові, зазначено, що \(\triangle H\gt 0\), відповідна хімічна реакція ендотермічна. Тож для визначення правильної відповіді потрібно зробити вибір між варіантами відповіді А і Б.

На зміну об’єму реакції, рівняння якої \(\mathrm{\overset{\text{1 об'єм}}{CO_2}\ (\text{г})+C\ (\text{т})\rightleftarrows \overset{\text{2 об'єми}}{2CO}\ (\text{г})}\), впливають речовини лише в газуватому стані – карбон(IV) оксид і карбон(ІІ) оксид, реакція відбувається зі збільшенням об’єму.

Відповідь: Б.

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

Завдання скеровано на перевірку розуміння змісту поняття 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: $$ \mathrm{\overset{+5}{Cl}O^-_3}+6\overline{e}\rightarrow\mathrm{Cl^-}. $$

Відповідь: A.

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 окисно-відновні реакції.

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 окисно-відновних реакцій ступені окиснення хімічних елементів змінюються.

А \(\mathrm{\overset{+3}{Al_2}\overset{-2}{S_3}+\overset{+1}{H_2}\overset{-2}{O}\rightarrow \overset{+3}{Al}(\overset{-2}{O}\overset{+1}{H})_3+\overset{+1}{H_2}\overset{-2}{S}}\)

Б \(\mathrm{\overset{+1}{Na}\overset{+1}{H}\overset{+4}{C}\overset{-2}{O_3}\rightarrow \overset{+1}{Na_2}\overset{+4}{C}\overset{-2}{O_3}+\overset{+4}{C}\overset{-2}{O_2}+\overset{+1}{H_2}\overset{-2}{O}}\)

В \(\mathrm{\overset{+1}{K}\overset{-2}{O}\overset{+1}{H}+\overset{-3}{N}\overset{+1}{H_4}\overset{-1}{Cl}\rightarrow \overset{+1}{K}\overset{-1}{Cl}+\overset{-3}{N}\overset{+1}{H_3}+\overset{+1}{H_2}\overset{-2}{O}}\)

Г \(\mathrm{\overset{+2}{Zn}\overset{-2}{S}+\overset{+1}{H}\overset{+5}{N}\overset{-2}{O_3}\rightarrow \overset{+2}{Zn}\overset{+6}{S}\overset{-2}{O_4}+\overset{+4}{N}\overset{-2}{O_2}+\overset{+1}{H_2}\overset{-2}{O}}\)

Відповідь: Г.

ТЕМА: Загальна хімія. Будова атомів і простих йонів.

Завдання скеровано на перевірку вміння інтерпретувати нуклідні символи атомів і простих йонів.

Нуклід – це різновид атомів або йонів з однаковим масовим числом \(A\) (кількість нуклонів) й атомним номером \(Z\) (кількістю протонів).

Нуклідним символом називають символ нукліда елемента, біля якого зазначено атомний номер як лівий підрядковий, а масове число – як лівий надрядковий індекс.

Нуклони – це протони й нейтрони. Кількість нейтронів у ядрі дорівнює різниці між масовим і протонним числами.

Йон – позитивно (катiон) або негативно (анiон) електрично заряджена частинка, заряд якої кратний заряду електрона.

В нукліді \(\mathrm{^{32}_{16}S}\) 16 протонів й електронів. А в йоні \(\mathrm{^{32}_{16}S^{2-}}\) електронів має бути на два більше порівняно з протонами – 18.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Основні хімічні поняття. Будова атома.

Завдання скеровано на перевірку вміння інтерпретувати нуклідні символи атомів хімічних елементів.

Нуклід – це різновид атомів або йонів з однаковим масовим числом (кількість нуклонів) й атомним номером (кількістю протонів).

Нуклідним символом називають символ нукліда елемента, біля якого зазначено атомний номер як лівий підрядковий, а масове число – як лівий надрядковий індекс.

Нуклони – це протони й нейтрони. Нейтронне число \(N\) (кількість нейтронів в ядрі) дорівнює різниці між масовим \(Z\) і протонним \(A\) числами: $$N=A-Z.$$

Якщо кількість протонів і нейтронів однакова, то нуклонне число є парним, тобто вибір потрібно зробити між нуклідами \(\mathrm{^{22}_{10}Ne}\) і \(\mathrm{^{12}_{6}C}\).

Кількість нейтронів у нукліді \(\mathrm{^{22}_{10}Ne}\) дорівнює 12, а в нукліді \(\mathrm{^{12}_{6}C}\) вона становить 6. Тобто умову завдання задовольняє склад нукліда \(\mathrm{^{12}_{6}C}\) (рис. 1).

Рис. 1. Склад нукліда \(\mathrm{^{12}_{6}C}\)

Відповідь: B.

ТЕМА: Класифікація хімічних елементів. Лужні елементи.

Завдання скеровано на перевірку знання класифікації хімічних елементів.

До лужних належать елементи 1А групи періодичної системи (рис. 1).

Рис. 1. Лужні елементи

Відповідь: Г.

ТЕМА: Основні хімічні поняття. Речовина. Хімічна формула. Прості і складні речовини.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних формул речовин, уміння розрізняти за ними прості і складні речовини.

Прості речовини утворені атомами одного хімічного елемента. Цю умову задовольняє варіант відповіді В: алюміній \(\mathrm{Al}\) утворений атомами Алюмінію, молекула водню \(\mathrm{H_2}\) – двома атомами Гідрогену, молекула азоту \(\mathrm{N_2}\) – двома атомами Нітрогену.

А (\(\mathrm{S,\ H_2O,\ O_2}\))

Б (\(\mathrm{Fe,\ CH_4,\ He}\))

В (\(\mathrm{Al,\ H_2,\ N_2}\))

Г (\(\mathrm{O_3,\ NH_3,\ P}\))

Відповідь: B.

ТЕМА: Основні хімічні поняття. Речовина. Хімічна формула.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати якісний (елементний) і кількісний склад речовини за її хімічною формулою.

Хімічна формула – запис, що показує, якісний (визначають за хімічними символами) і кількісний (визначають за правими підрядковими індексами) склад речовини.

За наведеною в умові завдання формулою можна визначити кількість видів атомів (хімічних елементів) у кожній речовині:

А один хімічний елемент (\(\mathrm{O}\))

Б два хімічні елементи (\(\mathrm{N,\ H}\))

В два хімічні елементи (\(\mathrm{Ca,\ Cl}\))

Г три хімічні елементи (\(\mathrm{H,\ N,\ O}\))

Відповідь: Г.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння розв’язувати комбіновані задачі.

Дано:
\(m(\mathrm{C_2H_4})+m(\mathrm{CO})=140\ \text{г}\)
\(M(\mathrm{C_2H_4})=28\ \text{г/моль}\)
\(M(\mathrm{CO})=28\ \text{г/моль}\)
\(V(\mathrm{CO_2})=134,4\ \text{л}\)
\(V_m(\mathrm{CO_2})=22,4\ \text{л/моль}\)

Знайти:
\(w(\mathrm{C_2H_4})\ -\ ?\)

Якщо маса етену в суміші \(x\ \text{г},\) то маса карбон(ІІ) оксиду в ній – \((140-x)\ \text{г},\) а їхні кількості речовин становлять \(\frac{x}{28}\ \text{моль}\) і \(\frac{140-x}{28}\ \text{моль}\) відповідно.
Якщо внаслідок згоряння етену масою \(x\ \text{г}\) утворився карбон(IV) об'ємом \(y\ \text{л},\) то внаслідок згоряння карбон(ІІ) оксиду масою \((140-x)\ \text{г}\) утворився карбон(IV) об'ємом \((134,4-y)\ \text{л}\).
За рівнянням реакції \begin{gather*} \mathrm{C_2H_4+3O_2\rightarrow 2CO_2+2H_2O}\\[7pt] n(\mathrm{C_2H_4})=\frac 12 n(\mathrm{CO_2}). \end{gather*} За рівнянням реакції \begin{gather*} \mathrm{2CO+O_2\rightarrow 2CO_2}\\[7pt] n(\mathrm{CO})=n(\mathrm{CO_2}). \end{gather*} Тобто

Відповідь: 20.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння розв’язувати комбіновані задачі.

Дано:

Знайти:
\(\mathbf{\varphi}_{\text{після}}(\mathrm{C_2H_6})\ -\ ?\)

За рівнянням реакції \begin{gather*} \mathrm{C_2H_6\rightarrow C_2H_4+H_2}\\[7pt] V(\mathrm{C_2H_6})=V(\mathrm{C_2H_4})=V(\mathrm{H_2}); \end{gather*} приріст об'єму газової суміші зумовлено виділенням водню.
Нехай об'єм етану до реакції становив 100 л, тоді об'єм газової суміші після реакції – 125  л, а об'єм водню, що утворився – 25  л.
Він дорівнює об'єму етену, що утворився, та об'єму етану, що прореагував. Тож у суміші, що утворилася, об'єм етану становить 75 л, об'єм етену – 25 л,
об'єм водню 25 л.

Відповідь: 60.