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.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння обчислювати кількісний склад розчинів.

Дано:
\(w_1(\mathrm{H_2SO_4})=20\ \text{%}\)
\(w_2(\mathrm{H_2SO_4})=70\ \text{%}\)
\(w_3(\mathrm{H_2SO_4})=30\ \text{%}\)
\(m_3(\text{р-ну}\ \mathrm{H_2SO_4})=150\ \text{г}\)

Знайти:
\(m_1(\text{р-ну}\ \mathrm{H_2SO_4})\ -\ ?\)

Якщо \(m_1(\text{р-ну}\ \mathrm{H_2SO_4})\ -\ x\), то \begin{gather*} 0,2x+0,7(150\ \text{г}-x)=0,3\cdot 150\ \text{г};\\[7pt] 0,2x+0,7\cdot 150\ \text{г}-0,7x=0,3\cdot 150\ \text{г};\\[7pt] 0,5x=0,7\cdot 150\ \text{г}-0,3\cdot 150\ \text{г};\\[7pt] x=2(0,7\cdot 150\ \text{г}-0,3\cdot 150\ \text{г});\\[7pt] x=2\cdot 0,4\cdot 150\ \text{г};\\[7pt] x=120\ \text{г}. \end{gather*}

Відповідь: 120.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати хімічні формули речовин, визначати масові частки речовин у суміші.

Дано:
\(w(\mathrm{C})=36\ \text{%}\)
\(M_r(\mathrm{CO})=28\)
\(M_r(\mathrm{CO_2})=44\)

Знайти:
\(w(\mathrm{CO})\ -\ ?\)

\begin{gather*} w(\mathrm{O})=100\ \text{%}-w(\mathrm{C})\\[7pt] w(\mathrm{O})=100\ \text{%}-36\ \text{%}=64\ \text{%} \end{gather*} Якщо маса суміші газів 100 г, маса атомів Карбону й Оксигену в ній становить, відповідно, 36 і 64 грами.
Кількість речовини атомів Карбону й Оксигену: \begin{gather*} n(\mathrm{C})=m(\mathrm{C}):M(\mathrm{C});\\[7pt] n(\mathrm{C})=36\ \text{г}: 12\ \text{г/моль}=3\ \text{моль};\\[7pt] n(\mathrm{O})=m(\mathrm{O}):M(\mathrm{O});\\[7pt] n(\mathrm{O})=64\ \text{г}: 16\ \text{г/моль}=4\ \text{моль}. \end{gather*} Нехай \(x\) – кількість речовини карбон(ІІ) оксиду, а \(y\) – карбон(IV) оксиду. З огляду на формули цих оксидів (\(\mathrm{CO}\) й \(\mathrm{CO_2}\) відповідно) можна стверджувати, що кількість речовини Оксигену в карбон(IV) оксиді вдвічі більша порівняно з карбон(ІІ) оксидом, і скласти систему рівнянь: $$ \begin{array}{l} x+y=3;\\ x+2y=4. \end{array} $$ Застосувавши спосіб підстановки й виразивши $$ x=3-y, $$ можна дістати шукані кількості речовин газів у суміші: $$ x=2\ \text{моль},\ y=1\ \text{моль}. $$ Використавши обчислені кількості речовин і молярні маси газів, про які йдеться в задачі, можна обчислити маси кожного з газів у суміші: \begin{gather*} m(\mathrm{CO})=M(\mathrm{CO})n(\mathrm{CO});\\[7pt] m(\mathrm{CO})=28\ \text{г/моль}\cdot 2\ \text{моль}=56\ \text{г};\\[7pt] m(\mathrm{CO_2})=M(\mathrm{CO_2})n(\mathrm{CO_2});\\[7pt] m(\mathrm{CO_2})=44\ \text{г/моль}\cdot 1\ \text{моль}=44\ \text{г}. \end{gather*} Із урахуванням того, що загальна маса газової суміші становить 100 г, можна обчислити шукану масову частку карбон(ІІ) оксиду: \begin{gather*} w(\mathrm{CO})=m(\mathrm{CO}):(m(\mathrm{CO})+m(\mathrm{CO_2}));\\[7pt] w(\mathrm{CO})=56\ \text{г}:100\ \text{г}=0,56\ \text{або}\ 56\ \text{%}. \end{gather*}

Відповідь: 56.