ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння обчислювати масу (об’єм) розчину й розчинника; масу й масову частку розчиненої речовини.

Дано:
\(m(\text{р-ну}\ \mathrm{C_3H_8O})=180\ \text{г}\)
\(m(\mathrm{C_3H_8O}):m(\mathrm{H_2O})= 7:3\)

Знайти:
\(m(\mathrm{C_3H_8O})\ -\ ?\)

\begin{gather*} 180\ \text{г}-10\ \text{частин}\\[7pt] x-7\ \text{частин}\\[7pt] x=180\ \text{г}:10\cdot 7=126\ \text{г} \end{gather*}

Відповідь: 126.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння обчислювати кількість речовини за її масою.

Дано:
\(m(\mathrm{CH_3COOH})=120\ \text{г}\)
\(M(\mathrm{CH_3COOH})=60\ \text{г/моль}\)
\(M(\mathrm{H})=1\ \text{г/моль}\)

Знайти:
\(n(\mathrm{H})\ -\ ?\)

Відповідь: 8.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння обчислювати масову частку елемента в речовині за її хімічною формулою.

Дано:
\(\mathrm{NH_4NO_3}\)
\(M_r(\mathrm{NH_4NO_3})=80\)
\(A_r(\mathrm{N})=14\)

Знайти:
\(w(\mathrm{NH_4NO_3})\ -\ ?\)

\begin{gather*} w(\mathrm{NH_4NO_3})=m(\mathrm{N}):m(\mathrm{NH_4NO_3})\\[7pt] w(\mathrm{NH_4NO_3})=2A_r(\mathrm{N}):M(\mathrm{NH_4NO_3})\\[7pt] w(\mathrm{NH_4NO_3})=2\cdot 14:80=0,35\ (35\ \text{%}) \end{gather*}

Відповідь: 35.

ТЕМА: Органічна хімія. Способи добування органічних речовин, генетичні зв’язки між ними.

Завдання скеровано на перевірку вміння встановлювати генетичні зв’язки між класами органічних сполук.

1 етанол добувають гідратацією етену (A): \begin{gather*} \underset{\text{етен}}{\underbrace{\mathrm{C_2H_4}}}\ +\ \mathrm{HOH}\rightarrow \underset{\text{етанол}}{\underbrace{\mathrm{C_2H_5OH}}} \end{gather*}

2 фенол добувають гідролізом хлоробензену (Б):

3 анілін добувають відновленням нітробензену (Д): \begin{gather*} \underset{\text{нітробензен}}{\underbrace{\mathrm{C_6H_5NO_2}}}\ +\ \mathrm{2H_2}\rightarrow \underset{\text{анілін}}{\underbrace{\mathrm{C_6H_5NH_2}}}\ +\ \mathrm{2H_2O} \end{gather*}

4 етин добувають гідролізом кальцій карбіду (B):

Відповідь: 1А, 2Б, 3Д, 4В.

ТЕМА: Органічна хімія. Класифікація хімічних реакцій в органічній хімії.

Завдання скеровано на перевірку розуміння суті класифікації хімічних реакцій за участі органічних речовин.

1 унаслідок відщеплення молекули водню від молекули пропану утворюється молекула пропену

2 унаслідок заміщення атома Гідрогену в молекулі етану утворюється молекула бромоетану

3 унаслідок приєднання молекули гідроген броміду до молекули пропену утворюється молекула 2-бромопропану

4 унаслідок ізомеризації гексану утворюється 2,2-диметилбутан

Відповідь: 1Г, 2А, 3Б, 4В.

ТЕМА: Властивості неорганічних речовин, генетичні зв’язки між ними.

Завдання скеровано на перевірку розуміння фізичного змісту закону збереження маси речовин у хімічних реакціях, уміння застосовувати знання про генетичні зв’язки між різними класами неорганічних сполук для складання рівнянь реакцій за їхньої участі.

Із кальцій оксидом із-поміж речовин А–Д можуть реагувати карбон(ІV) оксид і вода. Однак реакція, схему якої наведено, належить до реакцій сполучення. Тобто речовиною 1 може бути лише вода, а речовиною 2, відповідно, кальцій гідроксид.

Оскільки вода 1 є продуктом реакції обміну між речовинами 2 і 3, можна дійти висновку, що речовиною 3 є карбон(ІV) оксид, а речовиною 4 – кальцій карбонат.

Унаслідок термічного розкладання кальцій карбонату утворюються кальцій оксид і карбон(ІV) оксид. \begin{gather*} \mathrm{CaO}\ +\ \underset{1}{\underbrace{\mathrm{H_2O}}}\ =\ \underset{2}{\underbrace{\mathrm{Ca(OH)_2}}};\\[7pt] \underset{2}{\underbrace{\mathrm{Ca(OH)_2}}}\ +\ \underset{3}{\underbrace{\mathrm{CO_2}}}\ =\ \underset{4}{\underbrace{\mathrm{CaCO_3}}}\ +\ \underset{1}{\underbrace{\mathrm{H_2O}}};\\[7pt] \underset{4}{\underbrace{\mathrm{CaCO_3}}}\ =\ \mathrm{CaO}\ +\ \underset{3}{\underbrace{\mathrm{CO_2}}}. \end{gather*}

Відповідь: 1Д, 2А, 3Г, 4Б.

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. 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.