Пояснення

ТЕМА: Хімічна реакція. Поняття ступінь окиснення.

Завдання на розуміння поняття «ступінь окиснення» та вміння визначати ступінь окиснення елементів у речовині.

Для розв’язання завдання достатньо визначити ступінь окиснення елементів у сполуках наведеної схеми хімічної реакції:

Аналіз ступенів окиснення Силіцію, Флуору і Нітрогену показує, що ступінь окиснення жодного з хімічних елементів не змінився.

Відповідь: Г.

Пояснення

ТЕМА: Хімічний зв'язок. Основні типи хімічного зв’язку. Типи кристалічних ґраток

Завдання перевіряє вміння за фізичними властивостями визначати тип кристалічної ґратки.

За умовою завдання речовина летка, має запах і невисоку температуру плавлення. Такі властивості мають речовини з молекулярною кристалічною ґраткою.

Відповідь: А.

Пояснення

ТЕМА: Будова атома. Склад атомних ядер. Поняття нуклід, нуклонне і протонне число, число нейтронів.

Завдання перевіряє знання протонного і нуклонного чисел, уміння визначати за протонним і нуклонним числами число нейтронів.

Ізотопи – це елементи з однаковим числом протонів, тому твердження А неправильне. Нуклонне число – це сума протонів і нейтронів. У ядер атомів X та Y однакова сума протонів і нейтронів, а тому й однакове нуклонне число – 19. Твердження Б правильне. Число електронів в атомі таке саме, як і число протонів, тому твердження В неправильне. Твердження Г також неправильне, тому що їхні нуклонні числа однакові.

Відповідь: Б.

Пояснення

ТЕМА: Будова атома. Поняття нуклід, нуклонне число, протонне число. Формули атомів і простих йонів.

Завдання перевіряє розуміння понять нуклідного символу, простих йонів, уміння визначати кількість електронів за формулою нуклідного символу.

Порядковий номер Магнію – 12, кількість електронів також – 12, у катіона із зарядом +2 на два електрони менше, тому – 10.

Відповідь: A.

Пояснення

ТЕМА: Основні хімічні поняття. Хімічна і графічна формули. Масова частка елемента у сполуці.

Завдання перевіряє розуміння молекулярної, структурної і найпростішої формул речовини. Розуміння масової частки елементів, не проводячи обчислень масової частки хімічного елемента, який входить до складу речовини.

І. Перше твердження є правильним. Для ствердження або спростування цього твердження необхідно порахувати число атомів кожного елемента в структурній формулі \( \mathrm{ C_4H_8O_2 }\), що відповідає найпростішій формулі \( \mathrm{ C_2H_4O}\) (індекси можна скоротити на 2).

ІІ. Друге твердження є неправильним. Масова частка елемента – це відношення маси атомів елемента в молекулі речовини до молекулярної маси речовини. Тобто \begin{gather*} \mathrm{ w(E) =\frac{n\ \cdotp\ Ar(E)}{Mr(\text{речовини})}. } \end{gather*}

Під час розрахунку масової частки кожного елемента необхідно масу атомів елемента в молекулі речовини поділити на відносну молекулярну масу речовини, тобто знаменник буде однаковим, і тому достатньо порівняти чисельник. Чисельником є маса атомів елемента в молекулі речовини. Гідроген має найменшу відносну атомну масу \( \mathrm{ Ar(H)=1}\), тому маса атомів Гідрогену в молекулі речовини найменша і масова частка Гідрогену буде найменшою, що суперечить твердженню ІІ.

Відповідь: A.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання перевіряє вміння розв’язувати комбіновані задачі, обчислювати кількісний склад суміші.

Для виконання завдання необхідно знати хімічні властивості органічних речовин. Бромідна кислота реагує з амінами, але не реагує з алканами. Унаслідок згоряння алканів утворюються вуглекислий газ і вода, а метиламіну – вуглекислий газ, вода й азот.

\begin{gather*} \mathrm{ \text{1)}\ C_3H_8\ +\ HBr\ \ne;}\\[7pt] \mathrm{ CH_3NH_2\ +\ HBr \longrightarrow [CH_3NH_3]Br}\\[7pt] \mathrm{ V(CH_3NH_2)\ =\ \Delta V\ =\ 2,24\ \text{л};}\\[1pt] \mathrm{ n(CH_3NH_2)\ =\ \frac{V(CH_3NH_2)}{V_m}=}\\[1pt] \mathrm{ =\ \frac{2,24\ \text{л}}{22,4\ \text{л/моль}}\ =\ 0,1\ \text{моль}; } \end{gather*}

\(\mathrm{n(CO_2)}\) із рівняння (2) така сама як \(\mathrm{n(CH_3NH_2)}\).

За умовою завдання загальна кількість речовини \(\mathrm{CO_2}\) становить \(\mathrm{0,4\ \text{моль}}\). Отже, якщо у (2) реакції утворюється \(\mathrm{0,1\ \text{моль}\ CO_2}\), то у (1) – \(\mathrm{0,3\ \text{моль}}\).

За рівнянням (1) \begin{gather*} \mathrm{n(C_3H_8)\ =\ \frac{1}{3}n(CO_2)\ =}\\[0pt] \mathrm{ =\ \frac{1}{3}\ \cdotp\ 0,3\ \text{моль}\ =\ 0,1\ \text{моль}}\\[1pt] \mathrm{ n(\text{суміші})\ =\ n(C_3H_8)\ +\ n(CH_3NH_2)\ =}\\[7pt] \mathrm{ =\ 0,1\ \text{моль}\ +\ 0,1\ \text{моль}\ =\ 0,2\ \text{моль}}\\[1pt] \mathrm{ \varphi(C_3H_8)\ =\ \frac{n(C_3H_8)}{n(\text{суміші})}\cdotp 100\text{%}\ =}\\[0pt] \mathrm{ =\ \frac{0,1\ \text{моль}}{0,2\ \text{моль}}\cdotp 100\text{%}\ =\ 50\text{%} } \end{gather*}

Відповідь: 50.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання перевіряє вміння розраховувати кількісний склад суміші.

Для виконання завдання необхідно розуміти, як визначити масу речовини за кількістю цієї ж речовини, уміти розв’язувати елементарні математичні рівняння.

Нехай \(\mathrm{n(CaO)\ =\ n(MgO)\ = \ x}\) моль

тоді

\begin{gather*} \mathrm{m(CaO)\ =\ n(CaO)\ \cdotp\ M(CaO)\ =\ 56x\ \text{г}}\\[7pt] \mathrm{m(MgO)\ =\ n(MgO)\ \cdotp\ M(MgO)\ =\ 40x\ \text{г}}\\[7pt] \mathrm{56x\ +\ 40x\ =\ 24}\\[7pt] \mathrm{96x\ =\ 24}\\[7pt] \mathrm{x\ =\ 0,25}\\[7pt] \mathrm{m(CaO)\ =\ n(CaO)\ \cdotp\ M(CaO)\ =\ 56x\ =}\\[1pt] \mathrm{=\ 56\frac{\text{г}}{\text{моль}}\ \cdotp\ 0,25\ \text{моль}\ =\ 14\ \text{г}} \end{gather*}

Відповідь: 14.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії. Виведення формули речовини за продуктами згоряння.

Завдання перевіряє вміння виводити формулу речовини за продуктами згоряння.

Для виконання завдання необхідно вміти записувати загальне рівняння реакції горіння алкену. \begin{gather*} \mathrm{\underset{1\ \text{моль}}{\overset{0,5\ \text{моль}}{C_nH_{2n}}}\ +\ 1,5nO_2 \longrightarrow \underset{n\ \text{моль}}{\overset{2\ \text{моль}}{nCO_2}}\ +\ nH_2O}\\[1pt] \mathrm{n\ =\ 4}\\[1pt] \mathrm{n(CO_2)\ =\ \frac{V(CO_2)}{V_m}\ =}\\[0pt] \mathrm{=\ \frac{44,8\ \text{л}}{22,4\ \text{л/моль}}\ =\ 2\ \text{моль}}\\[4pt] \mathrm{\text{Формула:}\ C_4H_8}\\[7pt] \mathrm{Mr(C_4H_8)\ =\ 48\ +\ 8\ =\ 56} \end{gather*}

Відповідь: 56.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії. Складання електронного балансу.

Завдання перевіряє вміння перетворювати схему реакції на хімічне рівняння методом електронного балансу.

Для виконання завдання необхідно вміти визначати ступені окиснення хімічних елементів у речовині, знати поняття "окиснення", "відновлення", "окисник", "відновник", складати електронний баланс.

Відновник – це речовина, яка віддає електрони.

\begin{gather*} \left. \begin{array}{ c c } \mathrm{2\stackrel{-1}{I}\stackrel{-2\overline{e}}{\longrightarrow }\stackrel{0}{I_2} }& \\ \mathrm{\stackrel{+5}{N}\stackrel{+3\overline{e}}{\longrightarrow }\stackrel{+2}{N} }& \end{array}\right| \left. \begin{array}{ c c } \mathrm{\stackrel{}{3} }& \\ \mathrm{\stackrel{}{2} }& \end{array}\right| \begin{array}{ l l } \mathrm{\stackrel{ }{\text{окиснення}} }& \\ \mathrm{\stackrel{ }{\text{відновлення}} }& \end{array} \end{gather*}

Відповідь: 6.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання перевіряє вміння проводити розрахунки за рівняннями послідовних реакцій.

Для виконання завдання необхідно знати, як реагують метали з кислотами і як добувати метали з оксидів реакцією відновлення. \begin{gather*} \mathrm{\underset{1\ \text{моль}}{\overset{0,5\ \text{моль}}{Mg}}\ +\ 2HCl \longrightarrow MgCl_2\ +\ \underset{1\ \text{моль}}{\overset{0,5\ \text{моль}}{H_2}}\uparrow}\\[0pt] \mathrm{n(Mg)\ =\ \frac{m(Mg)}{M(Mg)}\ =}\\[0pt] \mathrm{=\ \frac{12\ \text{г}}{24\ \text{г/моль}}\ =\ 0,5\ \text{моль}}\\[0pt] \mathrm{CuO\ +\ \underset{1\ \text{моль}}{\overset{0,5\ \text{моль}}{H_2}} \longrightarrow \underset{1\ \text{моль}}{\overset{0,5\ \text{моль}}{Cu}}\ +\ H_2O}\\[1pt] \mathrm{m(Cu)\ =\ n(Cu)\ \cdotp\ M(Cu)\ =}\\[1pt] \mathrm{=\ 0,5\ \text{моль}\ \cdotp\ 64\frac{\text{г}}{\text{моль}}\ =\ 32\ \text{г}} \end{gather*}

Відповідь: 32.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання перевіряє вміння робити розрахунки, коли під час змішування суміші з водою відбувається хімічна реакція.

Для виконання завдання необхідно з умови зрозуміти, що олеум – це суміш сульфур(VI) оксиду та безводної сульфатної кислоти, а для добування розчину сульфатної кислоти змішують олеум з водою. Під час змішування сульфур(VI) оксид реагує з водою з утворенням сульфатної кислоти. \begin{gather*} \mathrm{m(SO_3)\ =\ 400\ \text{г}\ \cdotp\ 0,2\ =\ 80\ \text{г}}\\[7pt] \mathrm{m(H_2SO_4)\ =\ 400\ \text{г}\ -\ 80\ \text{г}\ =\ 320\ \text{г}}\\[1pt] \mathrm{n(SO_3)\ =\ \frac{m(SO_3)}{M(SO_3)}\ =}\\[0pt] \mathrm{=\ \frac{80\ \text{г}}{80\ \text{г/моль}}\ =\ 1\ \text{моль}}\\[0pt] \mathrm{\underset{1\ \text{моль}}{\overset{1\ \text{моль}}{SO_3}}\ +\ H_2O \longrightarrow \underset{1\ \text{моль}}{\overset{1\ \text{моль}}{H_2SO_4}}}\\[1pt] \mathrm{m(H_2SO_4)\ =\ n(H_2SO_4)\ \cdotp\ M(H_2SO_4)\ =}\\[1pt] \mathrm{=\ \ 1\ \text{моль}\ \cdotp\ 98\ \frac{\text{г}}{\text{моль}}\ =\ 98\ \text{г}}\\[1pt] \mathrm{m(H_2SO_4)_{\text{загальна}}\ =\ 320\ \text{г}\ +\ 98\ \text{г}\ =\ 418\ \text{г}}\\[1pt] \mathrm{m(\text{розчину})\ =\ \frac{m(H_2SO_4)_{\text{загальна}}}{w(H_2SO_4)}\ =}\\[0pt] \mathrm{=\ \frac{418\ \text{г}}{0,4}\ =\ 1045\ \text{г}}\\[1pt] \mathrm{m(H_2O)\ =\ m(\text{розчину})\ -\ m(\text{олеуму})\ =}\\[7pt] \mathrm{=\ 1045\ \text{г}\ -\ 400\ \text{г}\ =\ 645\ \text{г}} \end{gather*}

Відповідь: 645.

Пояснення

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

Завдання перевіряє вміння обчислювати масу води, яку потрібно добавити до розчину певної маси з певною масовою часткою розчиненої речовини для приготування розчину із заданою масовою часткою речовини.

Для виконання завдання необхідно знати, що масова частка розчиненої речовини – це відношення маси речовини до маси розчину і розуміти, що під час розбавлення маса розчиненої речовини не змінюється. \begin{gather*} \mathrm{ m(NaOH)\ =\ m_1(\text{розчину})\ \cdotp\ w_1(NaOH)\ =}\\[7pt] \mathrm{=\ 120\ \text{г}\ \cdotp\ 0,4\ =\ 48\ \text{г}}\\[1pt] \mathrm{m_2(\text{розчину})\ =\ \frac{m(NaOH)}{w_2(NaOH)}\ =}\\[1pt] \mathrm{=\ \frac{48\ \text{г}}{0,15}\ =\ 320\ \text{г}}\\[1pt] \mathrm{m(H_2O)\ =\ m_2(\text{розчину})\ -\ m_1(\text{розчину})\ =}\\[7pt] \mathrm{=\ 320\ \text{г}\ -\ 120\ \text{г}\ =\ 200\ \text{г}} \end{gather*}

Відповідь: 200.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії. Середня молярна маса суміші газів.

Завдання перевіряє вміння обчислювати середню молярну масу суміші газів.

Для виконання завдання необхідно розуміти, що середня молярна маса суміші газів – це відношення маси газів до кількості речовини газів. \begin{gather*} \mathrm{M(\text{суміші}) = \frac{m\ \text{(суміші)}}{n\ \text{(суміші)}}}\\[1pt] \mathrm{\text{Нехай}\ n\ \text{суміші}\ = \ 1\ \text{моль},}\\[7pt] \mathrm{\text{тоді}\ n(He) = 0,75\ \text{моль}},\\[7pt] \mathrm{\text{а}\ n(O_2) = 0,25\ \text{моль}}\\[7pt] \mathrm{m(He) = n(He)\ \cdotp\ M(He) = }\\[1pt] \mathrm{=\ 0,75\ \text{моль}\ \cdotp\ 4\frac{\text{г}}{\text{моль}}\ =\ 3\ \text{г}}\\[0pt] \mathrm{m(O_2) = n(O_2)\ \cdotp\ M(O_2) =}\\[1pt] \mathrm{=\ 0,25\ \text{моль}\ \cdotp\ 32\frac{\text{г}}{\text{моль}}\ =\ 8\ \text{г}}\\[1pt] \mathrm{m(\text{суміші})\ =\ m(He) + m(O_2) = }\\[7pt] \mathrm{3\ \text{г}\ +\ 8\ \text{г}\ =\ 11\ \text{г}}\\[1pt] \mathrm{M(\text{суміші}) = \frac{m\ \text{(суміші)}}{n\ \text{(суміші)}}\ =}\\[1pt] \mathrm{=\ \frac{11\ \text{г}}{1\ \text{моль}}\ =\ 11\frac{\text{г}}{\text{моль}}} \end{gather*}

Відповідь: 11.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії. Кількість речовини. Моль. Молярна маса.

Завдання перевіряє вміння обчислювати масу речовини за певною кількістю цієї речовини.

Для виконання завдання необхідно знати формулу для розрахунку маси речовини. \begin{gather*} \mathrm{ m(H_2SO_4) = n(H_2SO_4) \cdotp M(H_2SO_4) =}\\[1pt] \mathrm{= 5\ \text{моль} \cdotp 98\frac{\text{г}}{\text{моль}}\ =\ 490\ \text{г}} \end{gather*}

Відповідь: 490.