Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії. Вираження кількісного складу розчину (суміші). Розв’язування задач за рівняннями реакцій.

Завдання перевіряє вміння обчислювати масову частку розчиненої речовини в розчині та розв’язувати задачі за рівнянням хімічної реакції.

Для виконання завдання необхідно знати хімічні властивості оснóвних оксидів і вміти розраховувати масову частку речовини за масою з рівняння хімічної реакції.

1)  Обчислюємо масу літій гідроксиду у вихідному розчині:

\begin{gather*} \mathrm{ m_1(LiOH)\ =\ m_1(\text{розчину})\ \cdotp\ w_1(LiOH)\ =}\\[7pt] \mathrm{=\ 90\ \text{г}\ \cdotp\ 0,05\ =\ 4,5\ \text{г}. } \end{gather*}

2)  Обчислюємо масу літій оксиду, який добавили до розчину:

\begin{gather*} \mathrm{ m(Li_2O)\ =\ n(Li_2O)\ \cdotp\ M(Li_2O)\ =}\\[1pt] \mathrm{=\ 0,1\ \text{моль}\ \cdotp\ 30\frac{\text{г}}{\text{моль}}\ =\ 3\ \text{г}. } \end{gather*}

3)  Обчислюємо масу утвореного розчину лугу:

\begin{gather*} \mathrm{ m_2(\text{розчину})=m_1(\text{розчину})+m(Li_2O)=}\\[7pt] \mathrm{=\ 90\ \text{г}\ +\ 3\ \text{г}\ =\ 93\ \text{г}. } \end{gather*}

4)  Якщо до розчину літій гідроксиду добавити літій оксид, то між літій оксидом і водою, яка є в розчині, відбувається хімічна реакція. За реакцією визначаємо кількість, а після цього масу літій гідроксиду, який утворився із літій оксиду:

\begin{gather*} \mathrm{ \underset{1\ \text{моль}}{\overset{0,1\ \text{моль}}{Li_2O}}\ +\ H_{2}O\ \longrightarrow \underset{2\ \text{моль}}{\overset{x\ \text{моль}}{2LiOH}} }\\[1pt] \mathrm{x\ =\ 0,2\ \text{моль}\ LiOH}\\[7pt] \mathrm{m(LiOH)\ =\ n(LiOH)\ \cdotp\ M(LiOH)\ =}\\[1pt] \mathrm{=\ 0,2\ \text{моль}\ \cdotp\ 24\frac{\text{г}}{\text{моль}}\ =\ 4,8\ \text{г}} \end{gather*}

5)  Обчислюємо масу літій гідроксиду в утвореному розчині:

\begin{gather*} \mathrm{ m_2(LiOH)\ =\ m_1(LiOH)\ +\ m(LiOH)\ =}\\[7pt] \mathrm{=\ 4,5\ \text{г}\ +\ 4,8\ \text{г}\ =\ 9,3\ \text{г}. } \end{gather*}

6)  Обчислюємо масову частку літій гідроксиду в розчині, що утворився:

\begin{gather*} \mathrm{ w_2(LiOH)\ =\ \frac{m_2(LiOH)}{m_2(\text{розчину})}\ \cdotp\ 100\text{%}\ =}\\[0pt] \mathrm{=\ \frac{9,3\ \text{г}}{93\ \text{г}}\ \cdotp\ 100\text{%}\ =\ 10\text{%}. } \end{gather*}

Відповідь: 10.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії. Вираження кількісного складу розчину (суміші).

Завдання перевіряє вміння виконувати обчислення для добування розчину певної масової частки розчиненої речовини.

Для розв’язання завдання необхідно розуміти, що при змішуванні розчину і води маса розчиненої речовини не змінюється, тобто маса речовини в концентрованому і розбавленому розчинах однакова.

1)  обчислюємо масу розчиненої речовини (сульфатної кислоти) в розчині, який необхідно добути:

\begin{gather*} \mathrm{ m(H_2SO_4)\ =\ m(\text{розчину})\ \cdotp\ w(H_2SO_4)\ =}\\[7pt] \mathrm{=\ 350\ \text{г}\ \cdotp\ 0,12\ =\ 42\ \text{г}. } \end{gather*}

2)  обчислюємо масу першого розчину:

\begin{gather*} \mathrm{ m_1(\text{розчину})\ =\ \frac{m(H_2SO_4)}{w_1(H_2SO_4)}\ =}\\[0pt] \mathrm{=\ \frac{42\ \text{г}}{0,7}\ =\ 60\ \text{г}. } \end{gather*}

Відповідь: 60.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії. Розв’язування задач за хімічними формулами і на виведення формули сполуки.

Завдання перевіряє вміння обчислювати середню молярну масу суміші газів.

Для розв’язання завдання необхідно знати, що молярна маса суміші – це відношення маси суміші до кількості речовин у суміші:

\begin{gather*} \mathrm{ M(\text{суміші})\ =\ \frac{m(\text{суміші})}{n(\text{суміші})}. } \end{gather*}

Якщо об’ємне співвідношення 3:1, то і мольне співвідношення таке саме 3:1.

Нехай кількість речовини кисню становить 3 моль \(\left(\mathrm{n(O_2)\ =\ 3\ \text{моль}}\right)\), тоді кількість речовини азоту – 1 моль \(\left(\mathrm{n(N_2)\ =\ 1\ \text{моль}}\right)\).

1)  обчислюємо загальну кількість речовин у суміші:

\begin{gather*} \mathrm{ n(\text{суміші})\ =\ n(O_2)\ +\ n(N_2)\ =}\\[7pt] \mathrm{=\ 3\ +\ 1\ =\ 4\ \text{моль}. } \end{gather*}

2)  обчислюємо маси речовин кисню і азоту і масу суміші:

\begin{gather*} \mathrm{m(O_2)\ =\ n(O_2)\ \cdotp\ M(O_2)\ =}\\[1pt] \mathrm{=\ 3\ \text{моль}\ \cdotp\ 32\frac{\text{г}}{\text{моль}}\ =\ 96\ \text{г};}\\[1pt] \mathrm{m(N_2)\ =\ n(N_2)\ \cdotp\ M(N_2)\ =}\\[1pt] \mathrm{=\ 1\ \text{моль}\ \cdotp\ 28\frac{\text{г}}{\text{моль}}\ =\ 28\ \text{г};}\\[1pt] \mathrm{m(\text{суміші})\ =\ m(O_2)\ +\ m(N_2)\ =}\\[7pt] \mathrm{=\ 96\ +\ 28\ =\ 124\ \text{г}.} \end{gather*}

3)  обчислюємо молярну масу суміші:

\begin{gather*} \mathrm{ M(\text{суміші})\ =\ \frac{m(\text{суміші})}{n(\text{суміші})}\ =}\\[0pt] \mathrm{=\ \frac{124\ \text{г}}{4\ \text{моль}}\ =\ 31\ \text{г}. } \end{gather*}

Відповідь: 31.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії. Розв’язування задач за хімічними формулами і на виведення формули сполуки.

Завдання перевіряє знання формули для обчислення маси речовини за її кількістю і вміння застосувати форму для розрахунку; уміння обчислювати молярну масу речовини.

Для розв’язання завдання необхідно застосувати формулу для розрахунку маси речовини за її кількістю.

\begin{gather*} \mathrm{m(MgCO_3)\ =\ n(MgCO_3)\ \cdotp\ M(MgCO_3)\ =\ }\\[1pt] \mathrm{=\ 2,5\ \text{моль}\ \cdotp\ 84\frac{\text{г}}{\text{моль}}\ =\ 210\ \text{г};\ \text{де}} \end{gather*}

\(\mathrm{m(MgCO_3)}\) – маса речовини магній карбонату;

\(\mathrm{M(MgCO_3)}\) – молярна маса речовини магній карбонату;

\(\mathrm{n(MgCO_3)}\) – кількість речовини магній карбонату.

Відповідь: 210.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Хімічні властивості та добування органічних сполук.

Завдання перевіряє знання хімічних властивостей і добування органічних сполук.

Для виконання завдання необхідно знати хімічні властивості та добування органічних сполук і вміти застосовувати ці знання задля встановлення відповідністі між хімічною реакцією та одним з її продуктів.

Унаслідок ізомеризації пентану утворюється ізопентан, сполука, яка має такий самий склад, але іншу будову (Г). Унаслідок дегідрування 2-метилпропану утворюється 2-метилпроп-1-ен (А). Унаслідок часткового окиснення бутаналю утворюється бутанова кислота (Д). Унаслідок лужного гідролізу 2-бромопропану утворюється пропан-2-ол (Б).

Відповідь: 1Г, 2А, 3Д, 4Б.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Явище ізомерії. Структурна ізомерія.

Завдання перевіряє вміння розрізняти структурні ізомери.

Для виконання завдання необхідно вміти визначати ізомери за структурними формулами та встановлювати відповідність між назвою речовини та формулою її структурного ізомеру.

Ізомери – речовини, які мають однаковий склад, але різну будову. У колонках з назвою речовини і формулою структурного ізомеру можна написати молекулярні формули і тоді легко побачити відповідність.

Відповідь: 1А, 2Б, 3В, 4Д.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Теоретичні основи органічної хімії. Класифікація органічних сполук за будовою карбонового ланцюга і наявністю характеристичних (функціональних) груп.

Завдання перевіряє вміння класифікувати органічні речовини за характеристичною (функціональною) групою.

Для виконання завдання необхідно вміти застосовувати знання з класифікації органічних речовин за характеристичною (функціональною) групою. Зайвою є структурна формула речовини, яка позначена літерою A, тому що ця речовина належить до класу фенолів, а фенолів серед наведених класів органічних сполук немає. За визначенням у фенолів гідроксильна група безпосередньо пов’язана з бензеновим кільцем.

Відповідь: 1В, 2Д, 3Б, 4Г.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Теоретичні основи органічної хімії. Класифікація хімічних реакцій в органічній хімії.

Завдання перевіряє вміння класифікувати реакції за участю органічних сполук.

Для виконання завдання необхідно вміти установлювати зв’язки між будовою молекул органічних сполук та їх здатністю вступати в реакції певного типу.

Схема 1: із бутану утворюється ізобутан, тому це реакція ізомеризації – В.

Схема 2: вихідна речовина містить насичений радикал, а продукт – ненасичений, тому це реакція відщеплення – Г.

Схема 3: із алкену утворюється бромоалкен, тому це реакція заміщення – А.

Схема 4: із алкіну утворюється дибромоалкен, тому це реакція приєднання – Б.

Відповідь: 1В, 2Г, 3А, 4Б.

Пояснення

ТЕМА: Неорганічна хімія. Основні класи неорганічних сполук.

Завдання перевіряє вміння застосовувати знання про хімічні властивості основних класів неорганічних сполук.

Для виконання завдання необхідно знати хімічні властивості основних класів неорганічних сполук і вміти їх застосувати задля встановлення відповідності між реагентами та продуктами хімічної реакції.

Відповідь: 1Д, 2В, 3А, 4Б.

Пояснення

ТЕМА: Загальна хімія. Хімічна реакція. Поняття окиснення, відновлення.

Завдання перевіряє вміння визначати число електронів за схемою процесу відновлення.

Для виконання завдання необхідно вміти визначати ступінь окиснення елементів у йонах і число електронів за схемою відновлення.

Схемі 1 \(\mathrm{\stackrel{+7}{Br}\stackrel{-2}{O^{-}_4}\stackrel{+2\overline{e}}{\longrightarrow }\stackrel{+5}{Br}\stackrel{-2}{O^{-}_3}}\) відповідає A;

cхемі 2 \(\mathrm{\stackrel{+6}{S}\stackrel{-2}{O^{2-}_4}\stackrel{+8\overline{e}}{\longrightarrow }\stackrel{+1}{H_2}\stackrel{-2}{S}}\) – Д;

cхемі 3 \(\mathrm{\stackrel{+5}{Cl}\stackrel{-2}{O^{-}_3}\stackrel{+6\overline{e}}{\longrightarrow } Cl^{-}}\) – Г;

cхемі 4 \(\mathrm{\stackrel{+5}{N}\stackrel{-2}{O^{-}_3}\stackrel{+3\overline{e}}{\longrightarrow }\stackrel{+2}{N}\stackrel{-2}{O}}\) – Б;

Відповідь: 1А, 2Д, 3Г, 4Б.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Оксигеновмісні органічні сполуки. Хімічні властивості та визначення класів оксигеновмісних органічних сполук, їхньої будови.

Завдання перевіряє вміння за структурною формулою визначати, до якого класу органічних сполук належить речовина та знання хімічних властивостей цих речовин.

Для виконання завдання необхідно вміти визначати за функціональною (характеристичною) групою, до якого класу сполук належить речовина.

Речовина 1 (етанол) – насичений одноатомний спирт (насичений вуглеводневий радикал пов'язаний з гідроксильною групою), речовина 2 (фенол) – фенол (бензенове кільце безпосередньо пов’язане з гідроксильною групою), речовина 3 (етанова кислота) – насичена одноосновна карбонова кислота (насичений вуглеводневий радикал пов’язаний з карбоксильною групою), речовина 4 (метилметаноат) – естер (залишок кислоти пов'язаний з вуглеводневим радикалом).

Фенол (речовина 2) виявляє сильніші кислотні властивості у порівнянні з етанолом (речовина 1), тому І твердження є неправильним. Речовина 2 належить до класу фенолів, тому ІІ твердження також є неправильним. Фенол (речовина 2) і етанова кислота (речовина 3) виявляють кислотні властивості, тому й реагують з розчином натрій гідроксиду, ІІІ твердження є правильним. Етанова кислота (речовина 3) та метилметаноат (речовина 4) – міжкласові ізомери, тобто мають однаковий хімічний склад, але різну будову, тому ІV твердження є правильним. Етанова кислота (речовина 3) та метилметаноат (речовина 4) – різні класи органічних сполук, тому V твердження є неправильним.

Відповідь: B.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Оксигеновмісні органічні сполуки. Хімічні властивості та добування оксигеновмісних органічних сполук.

Завдання перевіряє вміння за структурною формулою визначати, до якого класу органічних сполук належить речовина, та знання хімічних властивостей і добування спиртів, альдегідів, карбонових кислот, естерів.

Для виконання завдання необхідно вміти застосувати знання про хімічні властивості оксигеновмісних органічних сполук.

Спирти окиснюються до альдегідів, альдегіди окиснюються до карбонових кислот, карбонові кислоти реагують зі спиртами з утворенням естерів.

За схемою перетворень: спирт \(\mathrm{(C_2H_5OH})\) за нагрівання окиснюється купрум(ІІ) оксидом (\(\mathrm{CuO}\)) до етаналю (\(\mathrm{CH_3CHO}\) – речовина 1); етаналь окиснюється купрум(ІІ) гідроксидом (\(\mathrm{Cu(OH)_2}\)) до етанової кислоти (\(\mathrm{CH_3COOH}\) – речовина 2); етанова кислота за наявності каталізатора концентрованої сульфатної кислоти (\(\mathrm{H_2SO_4}\)) реагує зі спиртом (\(\mathrm{CH_3OH}\)) з утворенням естеру – метилетаноату (\(\mathrm{CH_3COOCH_3}\) – речовина Х).

Отже, речовина Х – естер.

Відповідь: Г.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Алкени та алкіни. Хімічні властивості алкенів і алкінів.

Завдання перевіряє вміння порівнювати хімічні властивості алкенів і алкінів на прикладі етену й етину.

Для виконання завдання необхідно знати й уміти порівнювати хімічні властивості алкенів і алкінів. Гідрування – це приєднання водню, тому гідруванням етину (містить потрійний зв’язок) можна добути етен (містить подвійний зв’язок) (твердження І правильне).

Етен і етин – ненасичені вуглеводні, молекули яких містять відповідно подвійний і потрійний зв’язки, тому як етен, так і етин реагують із бромною водою (твердження ІІІ неправильне) й окиснюються розчином калій перманганату (твердження ІІ правильне). У реакції гідратації вступають по-різному. Унаслідок гідратації етена утворюється спирт, а етину – етаналь (ацетальдегід) (твердження ІV неправильне).

Відповідь: A.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Аміни. Класифікація, будова та властивості амінів.

Завдання перевіряє розуміння класифікації амінів за кількістю заміщених атомів Гідрогену (первинні, вторинні, третинні аміни), порівняння осно́вних властивостей аніліну й насичених амінів, знання хімічних властивостей аніліну.

Для виконання завдання необхідно знати класифікацію та хімічні властивості амінів, уміти порівнювати властивості ароматичних і насичених амінів.

Анілін – ароматичний амін первинної будови (варіант А неправильний). Бензенове кільце послаблює осно́вні властивості аміногрупи у порівнянні з аліфатичними амінами, тому анілін не може бути сильнішою органічною основою, ніж діетиламін і не змінює забарвлення універсального індикатора (варіант Б, Г неправильний). З іншого боку під впливом аміногрупи бензенове кільце стає більш активним у реакціях заміщення на відміну від бензену, анілін реагує з бромною водою з утворенням білого осаду 2,4,6-трибромоаніліну.

Відповідь: B.