ТЕМА: Неорганічні речовини і їхні властивості. Класифікація хімічних реакцій.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати рівняння реакцій за участі неорганічних речовин, класифікувати хімічні реакції за різними ознаками.

Натрій бурхливо реагує з водою з виділенням великої кількості теплоти й утворенням водню і натрій гідроксиду. Тобто ця реакція є екзотермічною: \begin{gather*} \mathrm{2Na+2H_2O=2NaOH+H_2}\uparrow,\ \triangle H\lt 0. \end{gather*}

Атоми Натрію віддають електрони з утворенням катіонів: \begin{gather*} 2\overset{0}{\mathrm{Na}}+2\overset{+1}{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}=2\overset{+1}{\mathrm{Na}}\mathrm{OH}+\overset{0}{\mathrm{H}}_2\uparrow ;\\[7pt] \mathrm{NaOH\rightleftarrows Na^+ +OH^-}. \end{gather*}

Фенолфталеїн – специфічний індикатор лужного середовища, у якому він набуває характерного малинового забарвлення. Тому його можна використати, щоби дослідити середовище розчину, який утворився в посудині після реакції.

Для якісного виявлення водню – одного з продуктів реакції – використати вапняну воду не можна, бо реакція не відбувається. Вапняна вода – насичений розчин кальцій гідроксиду – є реактивом на вуглекислий газ – карбон(ІV) оксид.

Відповідь: A.

ТЕМА: Періодичний закон і періодична система хімічних елементів. Неорганічні речовини і їхні властивості. Окисно-відновні реакції.

Завдання скеровано на перевірку вмінь аналізувати зміни властивостей простих речовин залежно від місця елементів у періодах, підгрупах, за переходу від одного періоду до іншого в періодичній системі хімічних елементів; прогнозувати можливість перебігу окисно-відновних реакцій.

За положенням хімічних елементів, формули простих речовин яких наведено в завданні, можна дійти висновку, що йдеться про можливість перебігу в розчині окисно-відновної реакції.

Водень як дуже слабкий окисник й азот, реакційна здатність якого дуже низька, не витіснять бром з його солі у водному розчині.

Окиснювальна здатність Хлору більша, а Йоду менша порівняно з Бромом. Тож для добування брому з водного розчину калій броміду потрібно використати хлор:

\begin{gather*} \mathrm{2KBr+Cl_2=2KCl+Br_2};\\[7pt] \mathrm{2Br^-+Cl_2=2Cl^-+Br_2}. \end{gather*}

Відповідь: Б.

ТЕМА: Неорганічні речовини і їхні властивості. Гідроліз солей. Забарвлення індикаторів (універсального, фенолфталеїну, метилоранжу) у кислому, лужному й нейтральному середовищах. Якісна реакція на сульфат-аніони.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати реакцію середовища розбавленого водного розчину солі з огляду на її хімічний склад і здатність до гідролізу, перебіг реакцій йонного обміну між солями в розчині.

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.

Фенолфталеїн – специфічний індикатор лужного середовища, у якому він набуває характерного малинового забарвлення.

Тобто за умовою завдання потрібно визначити сіль сильної основи й слабкої кислоти. Такою сіллю є натрій силікат \(\mathrm{Na_2SiO_3}\). Продуктом реакції натрій силікату з барій хлоридом у водному розчині є нерозчинний барій силікат, у чому можна пересвідчитися, скориставшись довідковою таблицею «Розчинність основ, кислот, амфотерних гідроксидів і солей за температури 20–25 °С у воді».

Рівняння реакцій, описаних у завданні, такі:

Відповідь: Г.

ТЕМА: Загальна хімія. Окисно-відновні реакції. Поняття окисник, відновник, окиснення, відновлення.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати окисно-відновні властивості хімічного елементів за формулою речовини.

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.

У сполуках із неметалічними елементами Гідроген має ступінь окиснення +1, ступінь окиснення Оксигену зазвичай дорівнює -2.

Спочатку потрібно визначити ступені окиснення атомів Сульфуру в речовинах, формули яких наведено в умові завдання:

Сульфур – елемент VI А (16) групи періодичної системи хімічних елементів. У його атомі на зовнішньому енергетичному рівні шість валентних електронів. Тому максимальний ступінь окиснення атомів Сульфуру становить +6, а мінімальний дорівнює -2.

Атом Сульфуру зі ступенем окиснення +6 може лише приймати електрони, унаслідок чого його ступінь окиснення знижуватиметься.

Атом Сульфуру зі ступенем окиснення -2 може лише віддавати електрони, унаслідок чого його ступінь окиснення підвищуватиметься.

Атом Сульфуру з проміжним ступенем окиснення +4 може як приймати, так і віддавати електрони, тобто в хімічних реакціях виявляти як окисні, так і відновні властивості.

Відповідь: B.

ТЕМА: Загальна хімія. Ступінь окиснення.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати за формулою сполуки ступені окиснення атомів хімічних елементів у ній.

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.

У сполуках із неметалічними елементами Гідроген має ступінь окиснення +1, ступінь окиснення Оксигену зазвичай дорівнює -2.

Під час визначення ступенів окиснення атомів хімічних елементів в амоній нітраті потрібно взяти до уваги, що це сіль, утворена катіоном амонію і нітрат-аніоном. А катіон амонію – продукт приєднання протона до молекули амоніаку:

Відповідь: Г.

ТЕМА: Загальна хімія. Розчини. Розчинність речовин, її залежність від різних чинників.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати й інтерпретувати подану в графічній формі інформацію щодо залежності розчинності солей від температури.

За кривими розчинності (рис. 1), наведеними в умові завдання, легко визначити, що:
– за температури 40 °С розчинність натрій нітрату більша за розчинність калій нітрату;
– за температури 20 °С розчинність рубідій нітрату не є найбільшою.

Рис. 1. Криві розчинності нітратів Рубідію, Калію і Натрію

Тобто правильним є лише твердження I.

Відповідь: A.

ТЕМА: Загальна хімія. Розчини. Розчинність речовин у воді. Основні класи неорганічних сполук.

Завдання скеровано на перевірку вміння за хімічною формулою прогнозувати фізичні й хімічні властивості речовини та робити висновки щодо її розчинності у воді.

Щоби правильно розв’язати завдання, потрібно проаналізувати хімічні формули речовин, про які йдеться в завданні, їхні фізичні й хімічні властивості:

У спосіб, схематично зображений на рисунку, збирають кисень.

Відповідь: Г.

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.

Тобто за умовою завдання потрібно визначити рядок, у якому послідовно наведено формули солей слабкої основи й сильної кислоти, сильної основи й сильної кислоти, сильної основи й слабкої кислоти.

Цій умові відповідають солі, формули яких наведено в рядку B. Адже \(\mathrm{Na^+}\) – катіон сильної основи, а \(\mathrm{NH^+_4}\) – слабкої; \(\mathrm{Cl^-}\) – аніон сильної хлоридної кислоти,
а \(\mathrm{CO^{2-}_3}\) – слабкої карбонатної кислоти.

Відповідь: B.

ТЕМА: Загальна хімія. Хімічна рівновага, принцип Ле Шательє. Тепловий ефект хімічної реакції.

Завдання скеровано на перевірку вміння інтерпретувати інформацію щодо оборотної хімічної реакції, подану в графічній формі, класифікувати хімічну реакцію за тепловим ефектом.

Згідно з принципом Ле Шательє система, що перебуває у стані стійкої хімічної рівноваги, під зовнішнім впливом прагне повернутися до стану рівноваги, компенсувавши його дію.

Проаналізувавши графіки залежності об’ємної частки (%) продукту реакції в рівноважній газуватій суміші від температури за різних значень тиску, можна дійти таких висновків:
– зі збільшенням тиску вихід продукту збільшується;
– з підвищенням температури вміст продукту реакції в реакційній суміші зменшується.

Тобто йдеться про реакцію, яка відбувається зі зменшенням об’єму, екзотермічну.

Відповідь: A.

ТЕМА: Загальна хімія. Валентність. Хімічний зв’язок. Обмінний і донорно-акцепторний механізми утворення ковалентних зв’язків.

Завдання скеровано на перевірку знання формули йона амонію, розуміння відмінності між способами утворення ковалентного зв’язку за обмінним і донорно-акцепторним механізмами, уміння визначати валентність хімічних елементів за формулою речовини чи йона.

Валентність – здатність атомів вступати в хімічний зв’язок лише з певною кількістю інших атомів, що здійснюється в результаті взаємодії електронів верхніх електронних оболонок.

Кількісною мірою валентності атома є кількість атомів елемента, валентність якого вважають відомою, що їх здатний приєднати даний атом.

Зазвичай валентність атома визначають за максимальною кількістю одновалентних атомів (історично це атоми \(\mathrm{H}\) або \(\mathrm{Cl}\), що можуть сполучатися з атомом певного елемента або заміщати його. У катіоні амонію атом Нітрогену зв’язаний із чотирма атомами Гідрогену, тобто валентність Нітрогену в цій частинці дорівнює чотирьом.

Ковалентний зв’язок може утворюватися за обмінним (унаслідок усуспільнення електронів) або за донорно-акцепторним механізмом. Катіон амонію утворюється внаслідок приєднання протона \(\mathrm{H^+}\) до молекули амоніаку. Тож один із чотирьох ковалентних зв’язків у катіоні амонію утворено за донорно-акцепторним механізмом (рис. 1).

Рис. 1. Утворення катіона амонію

Відповідь: B.

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 й продукти яких – гази. Тобто з-поміж реакцій потрібно вибрати ту, у якій загальний об’єм газів, формули яких зазначено в правій частині хімічного рівняння, більший порівняно із загальним об’ємом газів, формули яких зазначено в його лівій частині:

ТЕМА: Загальна хімія. Будова атомів і простих йонів.

Завдання скеровано на перевірку знання складу атома й розуміння причини його електронейтральності, уміння розрізняти атоми і прості йони.

Атом є електрично нейтральною частинкою, що складається з позитивно зарядженого ядра, яке практично визначає його масу (понад 99,9 %), й електронів, що оточують ядро й визначають розміри атома.

Простий аніон – мономерна хімічна частинка, що несе один або кілька негативних елементарних зарядів електрона.

Порядковий номер Брому в періодичній системі хімічних елементів – 35. У ядрі його атома 35 протонів, навколо ядра – стільки само електронів.

Приєднавши електрон, атом Брому перетворюється на простий однозарядний аніон. Тобто в Бромід-аніоні 36 електронів. За умовою завдання потрібно визначити хімічний елемент, в атомі якого на два електрони менше, тобто 34. Оскільки атом – електронейтральна частинка, то протонів у його ядрі також має бути 34. Цій умові відповідає хімічний елемент, порядковий номер якого в періодичній системі – 34, тобто Селен, хімічний символ якого \(\mathrm{Se}\).

Відповідь: Б.

ТЕМА: Загальна хімія. Будова атомів і простих йонів.

Завдання скеровано на перевірку знання складу атома й розуміння причини його електронейтральності, уміння розрізняти атоми і прості йони.

Атом є електрично нейтральною частинкою, що складається з позитивно зарядженого ядра, яке практично визначає його масу (понад 99,9 %), й електронів, що оточують ядро й визначають розміри атома.

Протони й електрони – частинки, заряди яких однакові за абсолютною величиною і протилежні за знаком, нейтрони – електронейтральні.

Простий катіон – це позитивно заряджений йон, одноатомна частинка, що несе на собі один чи більше зарядів протона. Катіон – частинка, на яку перетворюється атом унаслідок утрати одного чи кількох електронів.

Тому для визначення простого катіона потрібно вибрати в таблиці рядок, у якому описано склад частинки з більшою кількістю протонів порівняно з електронами.

Цю умову задовольняє частинка, склад якої описано в рядку Г.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Основні хімічні поняття. Речовина.

Завдання скеровано на перевірку вміння розрізняти прості й складні речовини, інтерпретувати інформацію, наведену в графічній формі.

Прості речовини утворено атомами одного хімічного елемента, а складні – атомами різних хімічних елементів.

Проаналізувавши наведені в умові завдання рисунки, можна дійти висновку, що на них зображено молекули складу:

Відповідь: B.