ТЕМА: Загальна хімія. Ступінь окиснення. Окисно-відновні реакції.

Завдання скеровано на перевірку розуміння змісту поняття ступінь окиснення, відновлення як процес приєднання електронів, уміння визначати ступені окиснення атомів хімічних елементів за формулами речовин і складних йонів.

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.

Відновлення – процес приєднання електронів окисником.

1 \(\mathrm{\overset{+5}{Br}O^{-}_3+4}\overline{e}\rightarrow \mathrm{\overset{+1}{Br}O^{-}}\)      B

2 \(\mathrm{\overset{+6}{S}O^{2-}_4+2}\overline{e}\rightarrow \mathrm{\overset{+4}{S}O^{2-}_3}\)    A

3 \(\mathrm{\overset{+5}{Br}O^{-}_3+6}\overline{e}\rightarrow \mathrm{Br^-}\)         Г

4 \(\mathrm{\overset{+6}{S}O^{2-}_4+8}\overline{e}\rightarrow \mathrm{H_2\overset{-2}{S}}\)      Д

Відповідь: 1В, 2А, 3Г, 4Д.

ТЕМА: Органічна хімія. Оксигеновмісні органічні сполуки.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати склад і будову молекул органічних сполук за їхніми структурними формулами.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Органічна хімія. Синтетичні високомолекулярні органічні. речовини й полімерні матеріали на їхній основі

Завдання скеровано на перевірку вміння пояснювати суть поняття мономер.

Структурну формулу мономера полівінілхлориду наведено у варіанті відповіді A (рис. 1).

Рис. 1. Структурні формули вінілхлориду (а) і фрагмента полімерного ланцюга полівінілхлориду (б)

Відповідь: A.

ТЕМА: Органічна хімія. Аміни.

Завдання скеровано на перевірку вміння застосовувати знання про хімічні властивості амінів для пояснення результатів дослідів.

Аміни — органічні основи. У водних розчинах насичених амінів, наприклад, метанаміну (метиламіну), фенолфталеїн набуває малинового забарвлення, що свідчить про лужне середовище (рис. 1).

Рис. 1. Схема утворення катіонів метанамонію \(\mathrm{[CH_3NH_3]^+}\)
і гідроксид-аніонів \(\mathrm{OH^-}\)

Ще одним підтвердженням осно́вної природи амінів є їхня взаємодія з кислотами:

Тож якщо до отвору газовідвідної трубки, із якої виходить метиламін, піднести скляну паличку, змочену хлоридною кислотою, утвориться «дим без вогню» – біла хмаринка з дрібних кристаликів солі.

Відповідь: B.

ТЕМА: Органічна хімія. Якісна реакція на подвійний зв’язок.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати хімічну формулу речовини й застосовувати знання про якісну реакцію на подвійний зв’язок для доведення його наявності в молекулі.

Якісна реакція на подвійний зв’язок полягає в знебарвленні бромної води, зумовленому приєднанням молекули брому за місцем подвійного зв’язку:

Відповідь: Г.

ТЕМА: Органічна хімія. Естери.

Завдання скеровано на перевірку розуміння суті реакції естерифікації і гідролізу естеру, уміння аналізувати склад і будову речовини за її хімічною формулою.

Речовини, структурні формули яких наведено в умові завдання, належать до естерів і є продуктами реакції між відповідними спиртами й карбоновими кислотами. Загальну формулу естерів наведено на рисунку 1.

Рис. 1. Загальна формула естерів

Структурні формули етанової і пропанової кислот, метанолу й етанолу зображено на рисунку 2.

Рис. 2. Структурні формули етанової (а) і пропанової кислот (б), метанолу (в) й етанолу (г), етилетаноату (д) і метилпропаноату (е)

Вочевидь єдиним правильним твердженням із-поміж наведених є те, що етанова кислота – продукт кислотного гідролізу лише речовини 1 – етилетаноату.

Відповідь: A.

ТЕМА: Органічна хімія. Якісні реакції на деякі органічні сполуки.

Завдання скеровано на перевірку вміння використовувати знання про якісні реакції на альдегіди й багатоатомні спирти для розрізнення органічних сполук.

Гліцерол (A) як багатоатомний спирт реагує з купрум(ІІ) гідроксидом з утворенням яскраво-синього розчину, але без утворення за нагрівання жовтого осаду, бо в молекулі гліцеролу немає альдегідної групи.

У молекулі етаналю (B) немає гідроксильних груп. Як альдегід він за нагрівання реагує з купрум(ІІ) гідроксидом з утворенням жовтого осаду купрум(І) гідроксиду, який після відщеплення молекули води перетворюється на цегляно-червоний купрум(І) оксид.

Етанол (Г) не реагує з купрум(ІІ) гідроксидом.

З-поміж наведених варіантів відповіді умову завдання задовольняє лише глюкоза (Б), яка поєднує в собі властивості багатоатомного спирту й альдегіду, зумовлені характеристичними групами в її молекулі – п’ятьма гідроксильними й альдегідною:

Відповідь: Б.

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводи.

Завдання скеровано на перевірку знання класифікації, хімічних властивостей і способів добування найважливіших вуглеводів.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Органічна хімія. Спирти. Етанол. Фенол.

Завдання скеровано на перевірку знання властивостей спиртів, розуміння впливу складу й будови речовин на їхні властивості, уміння порівнювати кислотні властивості спиртів і фенолу.

1 етанол виявляє слабші кислотні властивості порівняно з фенолом

Вуглеводневий замісник і характеристична група в молекулі фенолу взаємовпливають. Електрони бензенового кільця вступають у взаємодію з неподіленою електронною парою атома Оксигену, залучають її до своєї сфери й відтягують на себе. Унаслідок цього полярність зв’язку \(\mathrm{O\ -\ H}\) збільшується, а на атомах Карбону в положеннях 2, 4, 6 відносно атома Карбону, сполученого з гідроксильною групою, накопичуються часткові негативні заряди (рис. 1).

2 водний розчин етанолу не проводить електричний струм, тому не є електролітом

3 продуктом міжмолекулярної дегідратації етанолу є діетиловий етер:

4 етанол є органічним продуктом ферментативного бродіння глюкози: $$ \mathrm{ C_2H_{12}O_{6}} \xrightarrow{\text{ферменти}} \mathrm{2C_2H_5OH+2CO_2\uparrow } $$

Відповідь: Г.

ТЕМА: Органічна хімія. Первинні, вторинні, третинні спирти.

Завдання скеровано на перевірку вміння розпізнавати спирти вторинної будови за їхніми структурними формулами.

Первинним є атом Карбону, сполучений з іншим атомом Карбону одним простим зв’язком, вторинним – з’єднаний із двома атомами Карбону двома простими зв’язками, третинним – сполучений із трьома атомами Карбону трьома простими зв’язками.

Залежно від положення гідроксигрупи (її розташування біля первинного, вторинного чи третинного атома Карбону) розрізняють спирти первинної, вторинної, третинної будови.

Умові завдання відповідає спирт, назва якого пропан-2-ол (див. рисунок).

Рис. 1. Модель молекули пропан-2-олу

У варіантах відповіді Б і Г наведено структурні формули спиртів первинної будови, у варіанті В – третинної.

Відповідь: A.

ТЕМА: Органічна хімія. Класифікація хімічних реакцій в органічній хімії (приєднання, заміщення, відщеплення, ізомеризація).

Завдання скеровано на перевірку вміння розпізнавати хімічні реакції різних типів за їхніми рівняннями.

Під час хімічної реакції (1) молекула бензену приєднує три молекули хлору.

Унаслідок хімічної реакції (2) атом Хлору заміщує атом Гідрогену в молекулі бензену.

Тобто перша реакція – приєднання, а друга – заміщення.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Органічна хімія. Алкени. Алкіни. Бензен. Якісна реакція на кратний зв’язок.

Пропен, бут-1-ин, бут-2-ен містять кратний зв’язок, за місцем якого можливе приєднання молекули брому. Тому ці ненасичені вуглеводні знебарвлюють бромну воду.

Молекула бензену містить стійке ароматичне кільце, тому приєднання молекули брому в м’яких умовах неможливе. І на відміну від алкенів й алкінів бензен не знебарвлює бромну воду.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Органічна хімія. Ізомерія.

Завдання скеровано на перевірку розуміння суті цис- транс-ізомерії алкенів.

Вид ізомерії, зумовлений взаємним просторовим розміщенням атомів, називають геометричною ізомерією або цис-, транс-ізомерією (від лат. cis – по цей бік, trans – по різні боки).

Цис-, транс-ізомерія можлива в тому разі, якщо біля атомів Карбону, сполучених подвійним зв’язком, є різні замісники.

Цю умову задовольняє лише варіант відповіді Б (див. рисунок 1).

Рис. 1. Геометричні ізометри бут‑1‑ену

Відповідь: Б.

ТЕМА: Органічна хімія. Алкани й циклоалкани.

Завдання скеровано на перевірку знання особливостей будови і властивостей представників різних груп вуглеводнів.

Як гексан, так і циклогексан є насиченими вуглеводнями, а тому здатні відщеплювати молекулу водню, тобто вступати в реакцію дегідрування.

Однак у циклогексану \(\mathrm{C_6H_{12}}\) і гексану \(\mathrm{C_6H_{14}}\) різні молекулярні формули, а тому вони не є ізомерами один одного.

Відповідь: A.