ТЕМА: Хімічна реакція. Гальванічний елемент.

Завдання скеровано на перевірку розуміння принципу роботи гальванічного елемента.

Гальванічний елемент – хімічне джерело електричного струму (енергія хімічної реакції перетворюється в електричну енергію).

Проаналізуємо, як працює гальванічний елемент, схему якого наведено в завданні. Електроди (заряджені стержні) виготовлені з металів цинку й міді, занурені в розчини їхніх солей і поєднані електролітним містком. Електроди з’єднані гальванометром. Цинк активніший за мідь, тому є анодом, а мідь – катодом. Анод окиснюється: \(\mathrm{Zn^0-2\overline{e}\rightarrow Zn^{2+}}\), його маса зменшується. У прикатодному просторі катіони \(\mathrm{Cu^{2+}}\) із розчину купрум(ІІ) нітрату відновлюються: \(\mathrm{Cu^{2+}+2\overline{e}\rightarrow Cu^{0}}\), маса катода збільшується. Отже, помилкове твердження лише А.

Відповідь: A.

ТЕМА: Хімічна реакція. Хімічна рівновага. Принцип Ле Шательє.

Завдання скеровано на перевірку знання понять оборотна реакція, хімічна рівновага й розуміння впливу різних чинників на хімічну рівновагу.

Оборотна реакція – це реакція, яка відбувається в прямому і зворотному напрямках. Хімічна рівновага – стан, за якого швидкість прямої реакції дорівнює швидкості зворотної реакції. Хімічна рівновага є динамічною. На зміщення рівноваги впливає концентрація реагентів і продуктів реакції, тиск і температура. Вплив цих чинників описує принцип Ле Шательє: якщо змінити одну з умов, за якої система перебуває в рівновазі (концентрацію, тиск або температуру), то рівновага зміщується в бік тієї реакції, яка протидіє цій зміні. Відповідно до принципу Ле Шательє, підвищення тиску зміщує рівновагу в бік менших об’ємів (тиск знижується), а зниження тиску зміщує рівновагу в бік більших об’ємів (тиск підвищується); підвищення температури зміщує рівновагу в бік ендотермічної реакції (температура знижується), а зниження температури зміщує рівновагу в бік екзотермічної реакції (температура підвищується); збільшення концентрації реагентів зміщує рівновагу в бік продуктів реакції.

За умовою завдання необхідно проаналізувати рівняння оборотних реакцій і вказати рівняння реакції, у якій зниження тиску зумовить зміщення хімічної рівноваги праворуч, тобто в бік прямої реакції. Відповідно до принципу Ле Шательє, зниження тиску зміщує рівновагу в бік більших об’ємів (тиск підвищується).

Отже, необхідно визначити, у якій оборотній реакції пряма реакція відбувається зі збільшенням об’ємів.

Лише в оборотній реакції $$ \mathrm{ \underset{1\ \text{об'єм}}{\underbrace{\underset{1\ \text{об'єм}}{\underbrace{CO_{2\ (\text{г})}}}+\underset{-}{\underbrace{C_{(\text{т})}}}}} \rightleftarrows \underset{2\ \text{об'єми}}{\underbrace{2CO_{(\text{г})}}} } $$ об’єм збільшується.

Відповідь: B.

ТЕМА: Хімічна реакція. Хімічна рівновага. Принцип Ле Шательє.

Завдання скеровано на перевірку знання понять оборотна реакція, хімічна рівновага й розуміння впливу різних чинників на хімічну рівновагу.

Хімічна рівновага – стан, за якого швидкість прямої реакції дорівнює швидкості зворотної реакції. Хімічна рівновага є динамічною. На зміщення рівноваги впливає концентрація реагентів і продуктів реакції, тиск і температура. Вплив цих чинників описує принцип Ле Шательє: якщо змінити одну з умов, за якої система перебуває в рівновазі (концентрацію, тиск або температуру), то рівновага зміщується в бік тієї реакції, яка протидіє цій зміні. Відповідно до принципу Ле Шательє, підвищення тиску зміщує рівновагу в бік менших об’ємів (тиск знижується), а зниження тиску зміщує рівновагу в бік більших об’ємів (тиск підвищується); підвищення температури зміщує рівновагу в бік ендотермічної реакції (температура знижується), а зниження температури зміщує рівновагу в бік екзотермічної реакції (температура підвищується); збільшення концентрації реагентів зміщує рівновагу в бік продуктів реакції.

У завданні необхідно визначити, як змінити тиск і температуру для зміщення рівноваги в бік утворення метанолу (пряма реакція).

Проаналізуймо рівняння оборотної реакції, наведеної в завданні. Пряма реакція (утворення метанолу) супроводжується зменшенням тиску (із трьох об’ємів газів утворюється один, об’єм зменшується) і підвищенням температури (екзотермічна реакція, \(\triangle H\lt 0\)). Відповідно до принципу Ле Шательє, для зміщення рівноваги в бік менших об’ємів тиск необхідно підвищити; для зміщення рівноваги в бік екзотермічної реакції температуру необхідно знизити.

Відповідь: B.

ТЕМА: Хімічний зв’язок.

Завдання скеровано на перевірку знання типів хімічного зв’язку й уміння визначати тип зв’язку за формулами.

Для виконання завдання необхідно знати, між якими елементами може утворитися йонний зв’язок і визначити за формулами цей зв'язок.

Йонний зв'язок – зв'язок між йонами. Йони – заряджені частинки, на які перетворюються атоми хімічних елементів, що значно відрізняються за електронегативністю (ЕН). ЕН – здатність атома елемента притягувати електрони від атомів інших елементів, у періодах і групах змінюється так само, як неметалічні властивості. Зазвичай найбільша різниця в ЕН між металами і неметалами, тому достатньо проаналізувати, у якому рядку зазначено сполуки металічних і неметалічних елементів.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Будова атомів і простих йонів.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати ступінь окиснення елементів у речовині.

Зазвичай ступінь окиснення Натрію в сполуках дорівнює +1, а Оксигену – -2. Ураховуючи, що речовина електронейтральна, складаємо алгебраїчне рівняння й визначаємо ступінь окиснення Брому \( \underset{+1}{\overset{+1}{\mathrm{Na}}}\underset{x}{\overset{x}{\mathrm{Br}}}\underset{-6}{\overset{-2}{\mathrm{O_3}}} \).

$$ 1 + x + (-6) = 0,\ \ x = 5. $$

Відповідь: B.

ТЕМА: Будова атомів і простих йонів.

Завдання скеровано на розуміння понятть нуклідний символ, йон.

В атомі кількість електронів збігається з протонним числом \(\mathrm{Z}\) (порядковим номером), \(\mathrm{\overline{e}}\) – кількість електронів. Йон – це заряджена частинка, аніон – негативний йон.

Для аніона: \(\mathrm{\overline{e} =Z}\) + заряд аніона (за модулем) = 17 + 1 = 18.

Відповідь: B.

ТЕМА: Будова атомів і простих йонів.

Завдання скеровано на перевірку розуміння поняття нуклідний символ, уміння визначати за нуклідним символом склад ядра атома.

Нуклідний символ включає символьне позначення хімічного елемента з протонним і нуклонним числом.
Нуклідний символ: \(\mathrm{_Z^AE}\),
\(\mathrm{A = Z+N},\ \text{тож}\ \mathrm{N = A\ –\ Z,}\ \text{де}\)
\(\mathrm{E}\) – позначення хімічного елемента, \(\mathrm{Z}\) – протонне число (порядковий номер), \(\mathrm{A}\) – нуклонне число (відносна атомна маса), \(\mathrm{N}\) – нейтронне число.
Для визначення кількості нейтронів від нуклонного числа (відносна атомна маса) необхідно відняти протонне число (порядковий номер). Однакову різницю між цими числами наведено лише в рядку A.

Відповідь: A.

ТЕМА: Будова атома і простих йонів.

Завдання скеровано на перевірку знання будови атома й складу простих йонів, розуміння того, чим за складом ядер відрізняються атоми хімічних елементів.

Для виконання завдання необхідно розуміти, що атоми хімічних елементів відрізняються кількістю протонів у ядрах. Аналіз інформації, поданої в таблиці, показує, що наведено склад ядер атомів чотирьох хімічних елементів із протонними числами 7, 8, 9, 10. Отже, у завданні описано склад ядер атомів чотирьох хімічних елементів.

Відповідь: B.

ТЕМА: Загальна хімія. Основні поняття. Речовина.

Завдання скеровано на перевірку знання і розуміння понять молекула, проста речовина, хімічний елемент.

Для виконання завдання необхідно знати, що молекули простих речовин складаються з атомів одного хімічного елемента. За умовними позначеннями атомів хімічних елементів необхідно проаналізувати рисунки, на яких схематично зображено суміші молекул.

На рисунках відповідей А і Б зображено суміш простих і складних речовин, а це не відповідає умові завдання. На рисунках відповідей В і Г зображено суміш простих речовин, але лише на рисунку відповіді В зображено суміш молекул простих речовин одного хімічного елемента.

Відповідь: B.

ТЕМА: Основні хімічні поняття. Хімічна і графічна (структурна) формули.

Завдання скеровано на перевірку розуміння молекулярної і структурної формул, якісного і кількісного складу речовин.

Для виконання завдання необхідно розуміти, що карбонові кислоти й естери – це різні класи органічних сполук. Однакова молекулярна формула вказує на те, що ці речовини ізомерні одна одній.

Ізомери – речовини, які мають однаковий склад, але різну будову, а тому різні властивості. Тому в цих речовин може бути лише однакова молекулярна маса.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Обчислення в хімії. Хімічні властивості заліза. Закон збереження маси під час хімічних реакцій.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей заліза й уміння застосовувати закон збереження маси речовин для перетворення схеми хімічної реакції на хімічне рівняння.

Залізо реагує з перегрітою водяною парою: $$ \mathrm{3Fe+4H_2O=Fe_3O_4+4H_2\uparrow .} $$

Сума коефіцієнтів у рівнянні реакції становить \(12\).

Відповідь: 12.

ТЕМА: Обчислення в хімії. Визначення молекулярної формули речовини за масовими частками хімічних елементів у ній.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати істинну формулу речовини за масовими частками хімічних елементів у ній і відносною густиною за воднем.

Дано:
\(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y\)
\(A_r(\mathrm{C})=12\)
\(A_r(\mathrm{H})=1\)
\(w(\mathrm{C})=80\ \text{%}\)
\(w(\mathrm{H})=20\ \text{%}\)
\(D_{\mathrm{H_2}}(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y)=15\)
\(M(\mathrm{H_2})=2\ \text{г/моль}\)

Знайти:
\((x+y)\ -\ ?\)

Істинна формула вуглеводню \(\mathrm{C_2H_2}\).

Відповідь: 8.

ТЕМА: Обчислення в хімії. Визначення молекулярної формули речовини за кількісними даними щодо продуктів її згоряння.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати молекулярну формулу речовини за кількісними даними щодо продуктів її згоряння.

Дано:
\(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y\mathrm{N}=4,5\ \text{г}\)
\(A_r(\mathrm{C})=12\)
\(A_r(\mathrm{H})=1\)
\(A_r(\mathrm{N})=14\)
\(V(\mathrm{N_2})=1,12\ \text{л}\)
\(V_m(\mathrm{N_2})=22,4\ \text{л/моль}\)

Знайти:
\(y\ -\ ?\)

Відповідь: 7.

ТЕМА: Обчислення в хімії. Обчислення за хімічним рівнянням маси продукту реакції за об’ємом газуватого реагенту.

Завдання скеровано на перевірку вміння обчислювати за хімічним рівнянням масу продукту реакції за об’ємом газуватого реагенту.

Дано:
\(V(\mathrm{CO_2})=5,6\ \text{л}\)
\(V_m(\mathrm{CO_2})=22,4\ \text{л/моль}\)
\(M(\mathrm{NaHCO_3})=84\ \text{г/моль}\)

Знайти:
\(m(\mathrm{NaHCO_3})\ -\ ?\)

Відповідь: 21