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.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння розв’язувати комбіновані задачі.

Дано:
\(n_{1+2}(\mathrm{CO_2})=0,6\ \text{моль}\)
\(m(\mathrm{C_2H_4})=2,8\ \text{г}\)
\(M(\mathrm{C_2H_4})=28\ \text{г/моль}\)

Знайти:
\(\mathbf{\varphi}(\mathrm{C_2H_4})\ -\ ?\)

Для газів об'ємні частки в суміші збігаються з мольними, тому

Відповідь: 80.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння розв’язувати комбіновані задачі.

Дано:
\(m_{\text{до}}(\mathrm{C_4H_{10}})+m_1(\mathrm{C_4H_6})+m_2(\mathrm{C_4H_6})=100\ \text{г}\)
\(m_{\text{після}}(\mathrm{C_4H_{10}})=106\ \text{г}\)
\(M(\mathrm{C_4H_{6}})=54\ \text{г/моль}\)
\(M(\mathrm{H_2})=2\ \text{г/моль}\)

Знайти:
\(m_{\text{до}}(\mathrm{C_4H_{10}})\ -\ ?\)

\begin{gather*} \triangle m(\mathrm{C_4H_{10}})=m_{\text{після}}(\mathrm{C_4H_{10}})- m_{\text{до}}(\mathrm{C_4H_{10}});\\[7pt] \triangle m(\mathrm{C_4H_{10}})=106\ \text{г}-100\ \text{г}=6\ \text{г}. \end{gather*} Приріст маси бутану відбувся за рахунок приєднання водню до ізомерних бутинів складу \(\mathrm{C_4H_6}\), тобто \(m(\mathrm{H_2})=\triangle m(\mathrm{C_4H_{10}})=6\ \text{г}\).

Відповідь: 19.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння розв’язувати комбіновані задачі.

Дано:
\(m(\mathrm{Mg(OH)_2})+m(\mathrm{MgCO_3})=42\ \text{г}\)
\(M(\mathrm{MgCO_3})=84\ \text{г/моль}\)
\(V(\mathrm{CO_2})=1,12\ \text{л}\)
\(V_m(\mathrm{CO_2})=22,4\ \text{л/моль}\)

Знайти:
\(w(\mathrm{MgCO_3})\ -\ ?\)

Із хлоридною кислотою реагують і магній гідроксид, і магній карбонат, однак карбон(IV) оксид утворюється лише внаслідок реакції з магній карбонатом: \begin{gather*} \mathrm{MgCO_3+2HCl=MgCl_2+CO_2}\uparrow+\ \mathrm{H_2O}. \end{gather*} За рівнянням реакції \(n(\mathrm{MgCO_3})=n(\mathrm{CO_2})\),
за умовою задачі

Відповідь: 10.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння розв’язувати комбіновані задачі.

Дано:
\(m(\mathrm{CaO})+m(\mathrm{CaC_2})=128\ \text{г}\)
\(M(\mathrm{CaC_2})=64\ \text{г/моль}\)
\(M(\mathrm{H_2O})=18\ \text{г/моль}\)
\(n(\mathrm{C_2H_2})=0,25\ \text{моль}\)

Знайти:
\(m(\mathrm{H_2O})\ -\ ?\)

\begin{gather*} \mathrm{CaC_2+2H_2O=Ca(OH)_2+C_2H_2}\uparrow\ \ (1)\\[7pt] \mathrm{CaO+H_2O=Ca(OH_2)}\ \ \ \ \ \ \ \ (2) \end{gather*}

Відповідь: 45.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати хімічну формулу сполуки.

Дано:
\(n(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y)=0,1\ \text{моль}\)
\(V(\mathrm{CO_2})=8,96\ \text{л}\)
\(V_m(\mathrm{CO_2})=22,4\ \text{л/моль}\)
\(m(\mathrm{H_2O})=9\ \text{г}\)
\(M(\mathrm{H_2O})=18\ \text{г/моль}\)

Знайти:
\((x+y)\ -\ ?\)

\begin{gather*} n(\mathrm{CO_2})=\frac{V(\mathrm{CO_2})}{V_m(\mathrm{CO_2})};\\[6pt] n(\mathrm{CO_2})=8,96\ \text{л}:22,4\ \text{л/моль}=0,4\ \text{моль};\\[7pt] n(\mathrm{C})=n(\mathrm{CO_2})=0,4\ \text{моль};\\[6pt] n(\mathrm{H_2O})=\frac{m(\mathrm{H_2O})}{M(\mathrm{H_2O})};\\[1pt] n(\mathrm{H_2O})=9\ \text{г}:18\ \text{г/моль}=0,5\ \text{моль};\\[7pt] n(\mathrm{H})=2n(\mathrm{H_2O})=1\ \text{моль};\\[7pt] n(\mathrm{C}):n(\mathrm{H})=0,4:1=4:10;;\\[7pt] x+y=4+10=14. \end{gather*}

Відповідь: 14.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати хімічну формулу сполуки.

Дано:
\(V(\mathrm{CO})=36,6\ \text{л}\)
\(m(\mathrm{E_2O_3})=76\ \text{г}\)
\(V_m(\mathrm{CO})=22,4\ \text{л/моль}\)

Знайти:
\(M(\mathrm{E})\ -\ ?\)

\begin{gather*} \mathrm{E_2O_3+3CO=2E+3CO_2} \end{gather*} За рівнянням реакції $$ n(\mathrm{E_2O_3})=\frac 13n(\mathrm{CO}); $$ за умовою \begin{gather*} n(\mathrm{CO})=\frac{V(\mathrm{CO})}{V_m(\mathrm{CO})}\\[0pt] n(\mathrm{CO})=\frac{33,6\ \text{л}}{22,4\ \text{л/моль}}=1,5\ \text{моль}. \end{gather*} Тому \(n(\mathrm{E_2O_3})=0,5\ \text{моль}\).

Відповідь: 52.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння обчислювати кількісний склад суміші.

Дано:
\(V_1(\mathrm{H_2})+V_1(\mathrm{O_2})=40\ \text{л}\)
\(V_2(\mathrm{H_2})=4\ \text{л}\)

Знайти:
\(w_1(\mathrm{O_2})\ -\ ?\)

\begin{gather*} \mathrm{2H_2+O_2=2H_2O} \end{gather*} Якщо \(V_1(\mathrm{O_2})\ -\ x\), то, з огляду на коефіцієнти перед формулами водню й кисню, \(V_1(\mathrm{H_2})=2x\). \begin{gather*} 2x+x+40\ \text{л};\\[7pt] 3x=36\ \text{л};\ \ x=12\ \text{л}.\\[1pt] w(\mathrm{O_2})=\frac{V_1(\mathrm{O_2})}{V_1(\mathrm{H_2})+V_1(\mathrm{O_2})};\\[0pt] w(\mathrm{O_2})=\frac{12\ \text{л}}{40\ \text{л}}=0,3\ (30\ \text{%}). \end{gather*}

Відповідь: 30.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння перетворювати схеми окисно-відновних реакцій на хімічні рівняння методом електронного балансу.

Відповідь: 11.