Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії. Розв’язування задач за рівняннями реакцій.

Завдання перевіряє вміння розв’язувати розрахункові задачі за рівняннями хімічних реакцій і виконувати обчислення, якщо речовини містять домішки.

Технічний кальцій карбід містить домішки. Під час реакції його з водою з виділенням етину реагує чиста речовина.

1) за рівнянням реакції мольне співвідношення кальцій карбіду і етину 1 : 1, якщо утворився етин кількістю речовини 0,25 моль, то в реакцію вступив кальцій карбід такою ж кількістю речовини 0,25 моль. Обчислюємо кількість, а потім і масу кальцій карбіду: \begin{gather*} \mathrm{\underset{1\ \text{моль}}{\overset{0,25\ \text{моль}}{CaC_2}} + 2H_{2}O \longrightarrow Ca(OH)_2 + \underset{1\ \text{моль}}{\overset{0,25\ \text{моль}}{C_2H_2}} \uparrow}\\[1px] \mathrm{m(CaC_2) = n(CaC_2) \cdotp M(CaC_2) =}\\[1px] \mathrm{= 0,25\ \text{моль}\ \cdotp\ 64\frac{\text{г}}{\text{моль}}\ =\ 16\ \text{г}} \end{gather*}

2) обчислюємо масову частку кальцій карбіду в технічному зразку \begin{gather*} \mathrm{w(CaC_2) =\frac{n(CaC_2)}{m(CaC_2)_{\text{техн.}}} = }\\[1px] \mathrm{\frac{16\ \text{г}}{20\ \text{г}}\ \cdotp\ 100\text{%} = 80\text{%}.} \end{gather*}

Відповідь: 80.

Пояснення

ТЕМА: Хімічна реакція. Окисно-відновні реакції.

Завдання перевіряє вміння використовувати метод електронного балансу для перетворення схеми окисно-відновної реакції на хімічне рівняння.

Визначимо ступені окиснення кожного елемента, складемо електронний баланс і перетворимо схему окисно-відновної реакції на хімічне рівняння:

За умовою завдання необхідно вказати суму коефіцієнтів, вона становить 20.

Відповідь: 20.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії. Розв'язування задач на виведення формули сполуки.

Завдання перевіряє вміння установлювати хімічну формулу сполуки за кількісними даними про реагенти і продукти реакції.

Унаслідок повного окиснення (згоряння) вуглеводню утворюється вуглекислий газ і вода. За умовою задачі продукти окиснення пропустили спочатку через фосфор(V) оксид і вміст цієї склянки збільшився на 2,7 г (це маса води, фосфор(V) оксид використовують як осушувач, він поглинув воду), а потім через концентрований розчин лугу і маса другої склянки збільшилась на 6,6 г (це вуглекислий газ, розчин лугу прореагував з вуглекислим газом).

1) напишемо рівняння реакції повного окиснення вуглеводню: \begin{gather*} \mathrm{C_xH_y + \frac{2x + 0,5y}{2}O_2 \longrightarrow xCO_2 + 0,5yH_2O.} \end{gather*}

2) знаючи маси, обчислимо кількість речовин вуглекислого газу і води: \begin{gather*} \mathrm{ n(CO_2) = \frac{m(CO_2)}{M(CO_2)} = }\\[1px] \mathrm{\frac{6,6\ \text{г}}{44\ \text{г/моль}} = 0,15\ \text{моль};}\\[1px] \mathrm{n(H_2O) = \frac{m(H_2O)}{M(H_2O)} = }\\[1px] \mathrm{\frac{2,7\ \text{г}}{18\ \text{г/моль}} = 0,15\ \text{моль}.} \end{gather*}

3) знаючи кількість речовини вуглекислого газу і води, за рівнянням хімічної реакції обчислюємо \(\mathrm{x}\) і \(\mathrm{y}\):

Отже, формула речовини \(\mathrm{C_5H_{10}}\). У завданні необхідно було визначити суму індексів у виведеній формулі, вона становить 15.

Відповідь: 15.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії. Розв’язування задач за рівняннями реакцій.

Завдання перевіряє вміння розв’язувати розрахункові задачі за рівняннями хімічних реакцій.

1) проаналізуємо, які речовини суміші будуть реагувати з хлоридною кислотою, узятою в надлишку. Із двох речовин суміші (магній і силіцій) з хлоридною кислотою буде реагувати лише магній, унаслідок цієї взаємодії виділяється водень: \begin{gather*} \mathrm{Mg + 2HCl \longrightarrow MgCl_{2} + H_2 \uparrow }\\[7px] \mathrm{Si + HCl \longrightarrow\ \text{не взаємодіє}} \end{gather*}

2) обчислимо кількість моль водню, який виділився під час хімічної реакції: \begin{gather*} \mathrm{n(H_2) = \frac{V}{V_m} = \frac{5,6\ \text{л}}{ 22,4\ \text{л/моль}} = 0,25\ \text{моль}.} \end{gather*}

3) за рівнянням реакції взаємодії магнію з хлоридною кислотою, якщо виділяється 0,25 моль водню, то і магнію вступає в реакцію 0,25 моль. Обчислюємо кількість магнію і його масу: \begin{gather*} \mathrm{\underset{1\ \text{моль}}{\overset{0,25\ \text{моль}}{Mg}} + 2HCl \longrightarrow MgCl_2 + \underset{1\ \text{моль}}{\overset{0,25\ \text{моль}}{H_{2}}} \uparrow }\\[1px] \mathrm{m(Mg) = n(Mg)\ \cdotp\ M(Mg) = }\\[1px] \mathrm{= 0,25\ \text{моль}\ \cdotp 24\frac{\text{г}}{\text{моль}} = 6\ \text{г}} \end{gather*}

4) обчислюємо масову частку магнію в суміші: \begin{gather*} \mathrm{ w(Mg) = \frac{m(Mg)}{m(\text{суміші)}} = \frac{6\ \text{г}}{20\ \text{г}}\ \cdotp\ 100\text{%} = 30\text{%}} \end{gather*}

Відповідь: 30.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії. Розв’язування задач за рівняннями реакцій

Завдання перевіряє вміння розв’язувати розрахункові задачі за рівняннями хімічних реакцій.

1) обчислимо масу сульфатної кислоти у вихідному розчині:

\begin{gather*} \mathrm{m_1(H_2SO_4) = m_1(\text{розчину})\ \cdotp w_1(H_2SO_4) = }\\[7px] \mathrm{= 240\ \text{г}\ \cdotp\ 0,2 = 48\ \text{г}} \end{gather*}

2) обчислимо масу сульфур(VI) оксиду, який добавили до розчину кислоти:

\begin{gather*} \mathrm{m(SO_3) = n(SO_3) \cdotp M(SO_3) = }\\[1px] \mathrm{= 2\ \text{моль}\ \cdotp\ 80 \frac{\text{г}}{\text{моль}}\ =\ 160\ \text{г}} \end{gather*}

3) під час змішування сульфур(VI) оксиду з розчином кислоти, оксид реагує з водою, яка є в розчині, з утворенням сульфатної кислоти. Обчислимо масу сульфатної кислоти, яку можна отримати з 2 моль сульфур(VI) оксиду:

\begin{gather*} \mathrm{\underset{1\ \text{моль}}{\overset{2\ \text{моль}}{SO_{3}}} +H_{2} O\longrightarrow \underset{1\ \text{моль}}{\overset{2\ \text{моль}}{H_{2} SO_{4}}} ,}\\[1px] \mathrm{m( H_{2} SO_{4}) =n( H_{2} SO_{4})\ \cdotp\ M( H_{2} SO_{4}) =}\\[1px] \mathrm{= 2\ \text{моль}\ \cdotp\ 98\frac{\text{г}}{\text{моль}}\ =\ 196\ \text{г}} \end{gather*}

4) обчислимо загальну масу сульфатної кислоти в утвореному розчині:

\begin{gather*} \mathrm{m_2(H_2SO_4) = m_1(H_2SO_4) + m_2(H_2SO_4) = }\\[7px] \mathrm{= 48\ \text{г} +\ 196\ \text{г}\ = 244\ \text{г}} \end{gather*}

5) обчислимо масу розчину, який утворився після змішування сульфур(VI) оксиду з розчином кислоти:

\begin{gather*} \mathrm{m_2(\text{розчину}) = m_1(\text{розчину}) + m(SO_3) = }\\[7px] \mathrm{= 240\ \text{г} +\ 160\ \text{г}\ = 400\ \text{г}} \end{gather*}

6) обчислимо масову частку сульфатної кислоти в утвореному розчині:

\begin{gather*} \mathrm{w_2(H_2SO_4) = \frac{m_2(H_2SO_4)}{m_2(\text{розчину})}\ \cdotp\ 100\text{%} = }\\[1px] \mathrm{= \frac{244\ \text{г}}{400\ \text{г}}\ \cdotp\ 100\text{%} = 61\text{%}} \end{gather*}

Відповідь: 61.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії. Вираження кількісного складу розчину (суміші). Масова частка розчиненої речовини

Завдання перевіряє вміння проводити розрахунки для приготування розчинів з певною масовою часткою речовини з концентрованих розчинів.

Під час розбавляння маса розчиненої речовини не змінюється.

1) обчислимо масу лугу в 250 г розчину з масовою часткою лугу 12%: \begin{gather*} \mathrm{m(\text{лугу}) = m_2(\text{розчину}) \cdotp w_2(\text{лугу}) = }\\[7px] \mathrm{= 250\ \text{г}\ \cdotp\ 0,12 = 30\ \text{г}} \end{gather*}

2) обчислимо масу вихідного розчину (40%), із якого готують 12% розчин: \begin{gather*} \mathrm{m_1(\text{розчину}) = \frac{m(\text{лугу})}{w_1(\text{лугу})} = \frac{30}{0,4} = 75\ \text{г}} \end{gather*}

Відповідь: 75.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання перевіряє вміння обчислювати середню молярну масу суміші газів.

Для розв’язання завдання необхідно розуміти, що середня молярна маса суміші газів – це маса 1 моль суміші газів.

Нехай кількість суміші газів дорівнює 1 моль: \(\mathrm{ n(\text{суміші})} = 1\ \text{моль}\), тоді

\begin{gather*} \mathrm{n(O_2) = 0,5\ \text{моль},\ \ n(H_2) = 0,5\ \text{моль},}\\[7px] \mathrm{m(O_2) = n(O_2) \cdotp M(O_2) = }\\[1px] \mathrm{= 0,5\ \text{моль} \cdotp 32\frac{\text{г}}{\text{моль}} = 16\ \text{г},}\\[1px] \mathrm{m(H_2) = n(H_2) \cdotp M(H_2) = }\\[1px] \mathrm{= 0,5\ \text{моль} \cdotp 2\frac{\text{г}}{\text{моль}} = 1\ \text{г},}\\[1px] \mathrm{m(\text{суміші}) = 16\ \text{г} +\ 1\ \text{г} = 17\ \text{г}.} \end{gather*}

Кількість речовини суміші 1 моль, тому маса, яку ми обчислили, і є молярною масою.

Відповідь: 17.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання перевіряє знання формули розрахунку об’єму через кількість речовини, уміння проводити нескладні обчислення.

Для розв’язання задачі необхідно знати формулу, яка пов’язує кількість речовини з об’ємом за нормальних умов, і зробити нескладні розрахунки.

\begin{gather*} \mathrm{n = \frac{V}{V_m},\ \ V = n \cdotp V_m}\\[1px] \mathrm{V(C_3H_8) = 5\ \text{моль} \cdotp 22,4\frac{\text{л}}{\text{моль}} = 112\ \text{л}}. \end{gather*}

Відповідь: 112.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Алкани. Алкіни. Спирти. Феноли. Аміни.

Завдання перевіряє знання способів добування деяких органічних сполук.

Проаналізуємо спосіб добування речовини й увідповіднимо його речовині:

Відповідь: 1Г, 2Д, 3В, 4А.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Теоретичні основи органічної хімії. Алкани. Алкени. Ароматичні вуглеводні. Бензен. Спирти.

Завдання перевіряє знання типів хімічних реакцій, хімічних властивостей і добування алканів, алкенів, ароматичних вуглеводнів, спиртів.

Проаналізуємо схему перетворення і увідповіднимо її типу хімічної реакції:

Відповідь: 1В, 2А, 3Б, 4Г.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Теоретичні основи органічної хімії. Алкани. Алкени. Спирти. Карбонові кислоти.

Завдання перевіряє знання і розуміння поняття «структурні ізомери» та вміння зіставити назву речовини з формулою структурного ізомеру.

Для виконання завдання необхідно знати поняття «ізомери». Ізомери – речовини, які мають однаковий склад (якісний і кількісний), але різну будову, а тому різні властивості.

Напишемо назву речовини молекулярною формулою і знайдемо відповідну структурну формулу:

Відповідь: 1Г, 2Д, 3В, 4А.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Оксигеновмісні органічні сполуки. Спирти. Фенол. Альдегіди. Карбонові кислоти.

Завдання перевіряє знання функціональних (характеристичних груп) спиртів, фенолів, альдегідів, карбонових кислот; уміння за функціональною (характеристичною групою) визначити клас органічної сполуки.

Для виконання завдання необхідно знати, який клас сполук яку функціональну (характеристичну групу) має і вміти зіставити клас органічної сполуки зі структурною формулою:

Відповідь: 1В, 2Г, 3Д, 4Б.

Пояснення

ТЕМА: Неорганічна хімія. Основні класи неорганічних сполук.

Завдання перевіряє знання основних класів неорганічних сполук, їхні властивості й добування, уміння встановлювати генетичні зв’язки між класами неорганічних сполук.

У завданні необхідно увідповіднити цифри в схемах хімічних реакцій з формулами речовин.

Проаналізуємо схеми хімічних реакцій: у першій схемі з хлоридною кислотою із запропонованих можуть реагувати або \(\mathrm{Cu(OH)_2}\) (А), або \(\mathrm{CuO}\) (Г), тоді, ураховуючи другу й третю схеми: 2 – \(\mathrm{ CuCl_2}\) (В), 1 – \( \mathrm{CuO}\) (Г), 4 – \(\mathrm{ Cu(OH)_2}\) (А), а 3 – \(\mathrm{ H_2O}\) (Д).

Відповідь: 1Г, 2В, 3Д, 4А.

Пояснення

ТЕМА: Хімічна реакція. Окисно-відновні реакції. Ступінь окиснення.

Завдання перевіряє вміння визначати ступінь окиснення в простих і складних йонах і визначати кількість електронів, що беруть участь у процесі відновлення.

Для виконання завдання необхідно правильно визначити ступінь окиснення і кількість електронів, що беруть участь у цьому процесі.

Відповідь: 1Б, 2Г, 3А, 4Д.