ТЕМА: Загальна хімія. Ступінь окиснення.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати ступені окиснення хімічних елементів у речовинах.

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.

Ступені окиснення атомів Гідрогену й Оксигену у складних речовинах зазвичай становлять +1 і –2 відповідно.

Електронегативність Нітрогену більша за електронегативність Гідрогену, Калію, Кальцію. Тому в бінарних сполуках із ними його ступінь окиснення негативний. Електронегативність Хлору більша за електронегативність Нітрогену, тому в бінарній сполуці з Хлором ступінь окиснення Нітрогену позитивний (рис. 1).

Рис. 1. Зміна електронегативності хімічних елементів у періодичній системі (фрагмент)

Відповідь: B.

ТЕМА: Загальна хімія. Хімічний зв’язок. Ковалентний неполярний зв’язок.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати хімічну формулу й визначати тип хімічного зв’язку в речовині.

Хімічним зв’язком називають сили, які утримують атоми в молекулах або кристалах. Під час утворення молекул у хімічних реакціях атоми хімічних елементів прагнуть утворити стійку зовнішню оболонку з вісьмох електронів. Зв’язок між атомами за рахунок спільних електронних пар називають ковалентним. Його зображують за допомогою електронних і графічних формул молекул. Якщо двохатомна молекула утворена атомами одного неметалічного елемента, то негативний заряд спільної електронної пари розподілений між ними порівну. Такий зв’язок називають ковалентним неполярним.

У молекулі азоту \(\mathrm{N_2}\) зв’язок між атомами Нітрогену ковалентний неполярний (рис. 1).

Рис. 1. Електронна формула молекули азоту

Відповідь: Г.

ТЕМА: Загальна хімія. Закономірності періодичної системи хімічних елементів.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати будову атома за місцем хімічного елемента в періодичній системі.

В атомах хімічних елементів VIIА групи зі збільшенням протонного числа збільшується кількість енергетичних рівнів. Флуор, Хлор, Бром, Йод, Астат – елементи другого, третього, четвертого, п’ятого, шостого періодів відповідно, а номер періоду дорівнює кількості енергетичних рівнів в атомі.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Загальна хімія. Структура періодичної системи хімічних елементів.

Завдання скеровано на перевірку вміння розрізняти головні й побічні підгрупи.

Періодична система хімічних елементів – це графічний вираз періодичного закону. Нині в періодичній системі \(118\) хімічних елементів. Структурними одиницями періодичної системи є періоди та групи хімічних елементів.

Група це вертикальна колонка періодичної таблиці. До кожної з восьми груп (короткоперіодна форма періодичної системи) входять дві підгрупи хімічних елементів.

До головних підгруп належать елементи малих періодів та їхні аналоги з великих періодів. Поміж елементів головних підгруп є як металічні, так і неметалічні. У головних підгрупах зі зростанням атомних мас поступово посилюється металічний і послаблюється неметалічний характер елементів.

Побічні підгрупи утворені елементами лише великих періодів. Усі ці елементи – металічні.

Умову завдання задовольняє добірка елементів ІІБ підгрупи \(\mathrm{Zn,\ Cd,\ Hg}\).

Відповідь: A.

ТЕМА: Загальна хімія. Будова атома.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати будову атома хімічного елемента.

В атомі \(s\)-елемента на зовнішньому енергетичному рівні міститься один електрон. Тобто це елемент ІА групи періодичної системи. Формула його вищого оксиду \(\mathrm{E_2O}\).

Молярна маса його оксиду становить \(62\ \text{г/моль}\):

Тобто йдеться про Натрій, його порядковий номер у періодичній системі хімічних елементів і, відповідно, протонне число дорівнює \(11\).

Відповідь: B.

ТЕМА: Загальна хімія. Будова атома. Електронна формула.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати електронні формули атомів хімічних елементів.

Формула вищого оксиду \(\mathrm{EO_2}\) відповідає елементам ІVА групи, на зовнішньому енергетичному рівні в атомах яких чотири електрони.

Умову завдання задовольняє електронна формула атома Силіцію \(1s^22s^22p^6\underline{3s^23p^2}\).

Відповідь: Б.

ТЕМА: Загальна хімія. Будова атома. Нуклонне число. Кількість нейтронів у нукліді.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати склад атомних ядер.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Будова атома. Протонне число.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати будову зовнішнього енергетичного рівня атома хімічного елемента та його протонне число за місцем у періодичній системі.

Сім електронів на зовнішньому енергетичному рівні міститься в атомах хімічних елементів VIIА групи – галогенів. Умову завдання задовольняє елемент із протонним числом \(35\) – Бром.

Відповідь: B.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння розв’язувати комбіновані задачі.

Дано:
\(m(\mathrm{CuO})+m(\mathrm{FeO})=30\ \text{г}\)
\(n_{\mathrm{CuO}}(\mathrm{H_2})+n_{\mathrm{FeO}}(\mathrm{H_2})=0,4\ \text{моль}\)
\(M(\mathrm{CuO})=80\ \text{г/моль}\)
\(M(\mathrm{FeO})=72\ \text{г/моль}\)

Знайти:
\(w(\mathrm{CuO})\ -\ ?\)

\begin{gather*} \mathrm{\underline{FeO}+H_2\rightarrow Fe+H_2O}\\[7pt] \mathrm{\underline{CuO}+H_2\rightarrow Cu+H_2O} \end{gather*} За рівнянням реакції \begin{gather*} n_{\mathrm{Fe}}(\mathrm{H_2})=n(\mathrm{FeO})\\[7pt] n_{\mathrm{Cu}}(\mathrm{H_2})=n(\mathrm{CuO})\\[7pt] m(\mathrm{FeO})=x\ \text{г}\\[7pt] m(\mathrm{CuO})=(30-x)\ \text{г}\\[7pt] n(\mathrm{FeO})=m(\mathrm{FeO}):M(\mathrm{FeO})\\[7pt] n(\mathrm{FeO})=x\ \text{г}:72\ \text{г/моль}\\[7pt] n(\mathrm{CuO})=m(\mathrm{CuO}):M(\mathrm{CuO})\\[7pt] n(\mathrm{CuO})=(30-x)\ \text{г}:80\ \text{г/моль}\\[7pt] x:80+(30-x):72=0,4\\[7pt] 9x+10(30-x)=4\cdot 72\\[7pt] x=300-288\\[7pt] x=12\\[7pt] m(\mathrm{CuO})=12\ \text{г}\\[7pt] w(\mathrm{CuO})=m(\mathrm{CuO}):(m(\mathrm{CuO})+m(\mathrm{FeO}))\\[7pt] w(\mathrm{Fe})=12\ \text{г}:30\ \text{г}=0,4\ (40\ \text{%}) \end{gather*}

Відповідь: 40.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння розв’язувати комбіновані задачі.

Дано:
\(m(\mathrm{CH_3NH_2})=6,2\ \text{г}\)
\(M(\mathrm{CH_3NH_2})=31\ \text{г/моль}\) \(n(\mathrm{CO_2})=0,8\ \text{моль}\)

Знайти:
\(\mathbf{\varphi}(\mathrm{C_2H_6})\ -\ ?\)

Відповідь: 60.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння розв’язувати комбіновані задачі.

Дано:
\(m(\mathrm{E})=24\ \text{г}\)
\(n(\mathrm{H_2})=0,5\ \text{моль}\)

Знайти:
\(M(\mathrm{E})\ -\ ?\)

\begin{gather*} \mathrm{EO_2+2H_2=E+2H_2O} \end{gather*} За рівнянням реакції \begin{gather*} n(\mathrm{E})=0,5n(\mathrm{H_2})\\[7pt] n(\mathrm{E})=0,5\cdot 0,5\ \text{моль}=0,25\ \text{моль}\\[7pt] M(\mathrm{E})=m(\mathrm{E}):n(\mathrm{E})\\[7pt] M(\mathrm{E})=24\ \text{г}:0,25\ \text{моль}=96\ \text{г/моль} \end{gather*}

Відповідь: 96.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

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

Сума коефіцієнтів: \(5+2+14+2+5+3+7=38.\)

Відповідь: 38.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати хімічну формулу речовини за масою, об’ємом або кількістю речовини реагентів або продуктів реакції.

Дано:
\(m(\mathrm{Br_2})=64\ \text{г}\)
\(m(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_{2x}\mathrm{Br_2})=92\ \text{г}\)
\(M(\mathrm{Br_2})=160\ \text{г/моль}\)

Знайти:
\(3x\ -\ ?\)

\begin{gather*} n(\mathrm{Br_2})=m(\mathrm{Br_2}):M(\mathrm{Br_2})\\[7pt] n(\mathrm{Br_2})=64\ \text{г}:160\ \text{г/моль}=0,4\ \text{моль}\\[7pt] \mathrm{C}_x\mathrm{H}_{2x}+\mathrm{Br}_2\rightarrow \mathrm{C}_x\mathrm{H}_{2x}\mathrm{Br_2} \end{gather*} За рівнянням реакції \begin{gather*} n(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_{2x}\mathrm{Br}_2)=n(\mathrm{Br_2})=n(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_{2x})\\[7pt] n(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_{2x}\mathrm{Br}_2)=n(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_{2x})=0,4\ \text{моль}\\[7pt] m(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_{2x})=m(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_{2x}\mathrm{Br}_2)-m(\mathrm{Br_2})\\[7pt] m(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_{2x})=92\ \text{г}-64\ \text{г}=28\ \text{г}\\[7pt] M(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_{2x})=m(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_{2x}):n(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_{2x})\\[7pt] M(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_{2x})=28\ \text{г}:0,4\ \text{моль}=70\ \text{г/моль}\\[7pt] M_r(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_{2x})=70\ \text{г/моль}\\[7pt] 12x+2x=70\\[7pt] x=5\\[7pt] 3x=15 \end{gather*}

Відповідь: 15.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння розв’язувати комбіновані задачі.

Дано:
\(V(\mathrm{CH_4}):V(\mathrm{H_2})=1:4\)
\(V(\mathrm{CH_4})+V(\mathrm{H_2})=20\ \text{л}\)

Знайти:
\(V_{\mathrm{CH_4}}(\mathrm{O_2})+V_{\mathrm{H_2}}(\mathrm{O_2})\ -\ ?\)

\begin{gather*} \mathrm{CH_4+2O_2=CO_2+2H_2O}\\[7pt] V_{\mathrm{CH_4}}(\mathrm{O_2})=2V(\mathrm{CH_4})\\[7pt] \mathrm{2H_2+O_2=2H_2O}\\[7pt] V_{\mathrm{H_2}}(\mathrm{O_2})=0,5V(\mathrm{H_2})\\[7pt] 20\ \text{л}\ -\ 5\ \text{частин}\\[7pt] 4\ \text{л}\ -\ 1\ \text{частина}\\[7pt] 16\ \text{л}\ -\ 4\ \text{частини}\\[7pt] V(\mathrm{CH_4})=4\ \text{л}\\[7pt] V(\mathrm{H_2})=16\ \text{л}\\[7pt] V_{\mathrm{CH_4}}(\mathrm{O_2})=2\cdot 4\ \text{л}=8\ \text{л}\\[7pt] V_{\mathrm{H_2}}(\mathrm{O_2})=0,5\cdot 16\ \text{л}=8\ \text{л}\\[7pt] V_{\mathrm{CH_4}}(\mathrm{O_2})+V_{\mathrm{H_2}}(\mathrm{O_2})=2\cdot 8\ \text{л}=16\ \text{л} \end{gather*}

Відповідь: 16.