Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Теоретичні основи органічної хімії. Алкани. Алкени. Спирти. Карбонові кислоти.

Завдання перевіряє знання і розуміння поняття «структурні ізомери» та вміння зіставити назву речовини з формулою структурного ізомеру.

Для виконання завдання необхідно знати поняття «ізомери». Ізомери – речовини, які мають однаковий склад (якісний і кількісний), але різну будову, а тому різні властивості.

Напишемо назву речовини молекулярною формулою і знайдемо відповідну структурну формулу:

Відповідь: 1Г, 2Д, 3В, 4А.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Оксигеновмісні органічні сполуки. Спирти. Фенол. Альдегіди. Карбонові кислоти.

Завдання перевіряє знання функціональних (характеристичних груп) спиртів, фенолів, альдегідів, карбонових кислот; уміння за функціональною (характеристичною групою) визначити клас органічної сполуки.

Для виконання завдання необхідно знати, який клас сполук яку функціональну (характеристичну групу) має і вміти зіставити клас органічної сполуки зі структурною формулою:

Відповідь: 1В, 2Г, 3Д, 4Б.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії.

У суміші два складники: \(\mathrm{CaCO_3}\) i \(\mathrm{KHCO_3}.\)

Маса однієї порції суміші – \(m\) г.

Перша порція суміші реагує з калій гідроксидом \(\mathrm{KOH}\) масою \(56\) г, друга – з нітратною кислотою \(\mathrm{HNO_3}\) масою \(189\) г.

1. Реакція з \(\mathrm{KOH}.\)

Реагує тільки калій гідрогенкарбонат:

\begin{gather*} \mathrm{KHCO_3+KOH\rightarrow K_2CO_3+H_2O.} \end{gather*}

Молярна маса \(\mathrm{KOH}{:}\)

\begin{gather*} M(\mathrm{KOH})=56\ \text{г/моль}\Rightarrow n(\mathrm{KOH})=\frac{56\ \text{г}}{56\ \text{г/моль}}=1\ \text{моль}. \end{gather*}

Отже,

\begin{gather*} n\mathrm{(KHCO_3)}=1\ \text{моль};\\[7pt] M\mathrm{(KHCO_3)}=100\ \text{г/моль};\\[7pt] m\mathrm{(KHCO_3)}=1\ \text{моль}\cdot 100\ \text{г/моль}=100\ \text{г}. \end{gather*}

2. Реакція з \(\mathrm{HNO_3}.\)

Реагують обидві речовини:

\begin{gather*} \mathrm{CaCO_3+2HNO_3\rightarrow Ca(NO_3)_2+CO_2+H_2O};\\[7pt] \mathrm{KHCO_3+HNO_3\rightarrow KNO_3+CO_2+H_2O};\\[7pt] M\mathrm{(HNO_3)}=63\ \text{г/моль};\\[6pt] n\mathrm{(HNO_3)}=\frac{189\ \text{г}}{63\ \text{г/моль}}=3\ \text{моль}; \end{gather*}

Позначмо:

• \(n_1\) – кількість речовини \(\mathrm{CaCO_3}{;}\)
• \(n_2\) – кількість речовини \(\mathrm{KHCO_3};\)

\(n_2=1\ \text{моль}.\)

Кількість \(\mathrm{HNO_3}\), що витрачається:

\begin{gather*} 2n_1+n_2=3;\\[7pt] 2n_1+1=3;\\[7pt] 2n_1=2;\\[7pt] n_1=1\ \text{моль}. \end{gather*}

Тоді:

\begin{gather*} m\mathrm{(CaCO_3)}=1\ \text{моль}\cdot 100\ \text{г/моль}=100\ \text{г}. \end{gather*}

3. Маса однієї порції суміші

\begin{gather*} m=m\mathrm{(CaCO_3)}+m\mathrm{(KHCO_3)}=100\ \text{г}+100\ \text{г}=200\ \text{г}. \end{gather*}

Відповідь: \(200.\)

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Рівняння реакції синтезу амоніаку:

\begin{gather*} \mathrm{N_2+3H_2\rightarrow 2NH_3}. \end{gather*}

За рівнянням:

\begin{gather*} 1\ \text{об'єм}\ \mathrm{N_2}+3\ \text{об'єми}\ \mathrm{H_2}\rightarrow 2\ \text{об'єми}\ \mathrm{NH_3}. \end{gather*}

Водню взято \(600\) л.

Амоніаку синтезовано \(60\) л.

Теоретичний вихід:

згідно з рівнянням \(3\ \text{об'єми}\ \mathrm{H_2}\rightarrow 2\ \text{об'єми}\ \mathrm{NH_3}.\)

Тобто

\begin{gather*} V_\text{теор.}\mathrm{(NH_3)}=\frac 23 V\mathrm{(H_2)}=\frac 23\cdot 600\ \text{л}=400\ \text{л}. \end{gather*}

Відносний вихід амоніаку:

\begin{gather*} \varphi\mathrm{(NH_3)}=\frac{V_\text{практ.}\mathrm{(NH_3)}}{V_\text{теор.}\mathrm{(NH_3)}}=\frac{60\ \text{л}}{400\ \text{л}}=0{,}15\ (\text{або}\ 15\ \%). \end{gather*}

Відповідь: \(15.\)

Пояснення

ТЕМА: Розчини. Розчинність. Кількісний склад розчинів.

За графіком визначаємо, що за температури \(90\ ^\circ\mathrm{C}\) у воді масою \(100\) г розчиняється натрій йодид масою \(300\) г.

Обчислюємо масову частку натрій йодиду в розчині:

\begin{gather*} w\mathrm{(NaI)}=\frac{m\mathrm{(NaI)}}{m\mathrm{(NaI)}+m\mathrm{(H_2O)}};\\[6pt] w\mathrm{(NaI)}=\frac{300\ \text{г}}{300\ \text{г}+100\ \text{г}};\\[6pt] w\mathrm{(NaI)}=\frac{300\ \text{г}}{400\ \text{г}};\\[6pt] w\mathrm{(NaI)}=0{,}75\ (\text{або}\ 75\ \%). \end{gather*}

Відповідь: \(75.\)

Пояснення

ТЕМА: Алкани. Відносна молекулярна маса. Ізомерія алканів.

1. Молекулярна формула 2 метилбутану \(\mathrm{C_5H_{12}}.\)

\begin{gather*} M_r\mathrm{(C_5H_{12})=5\cdot 12+12\cdot 1=72}. \end{gather*}

Відповідь: \(72.\)

2. Молекулярна формула 2-метилбутану \(\mathrm{C_5H_{12}}.\)

Їй відповідають три структурні ізомери: (пентан, 2 метилбутан, 2,2 диметилпропан).

Тобто 2-метилбутан має два структурні ізомери: пентан і 2,2-диметилпропан.

Відповідь: \(2.\)

Відповідь: 1. \(72.\) 2. \(2.\)

Пояснення

ТЕМА: Гідроліз солей.

А \(\mathrm{KCl}\) – сіль сильної кислоти і сильної основи, середовище водного розчину нейтральне.

Б \(\mathrm{AlCl_3}\) – сіль сильної кислоти і слабкої основи у водному розчині зазнає гідролізу за катіоном, середовище розчину кисле.

В \(\mathrm{Na_2S}\) – сіль сильної основи і слабкої кислоти у водному розчині зазнає гідролізу за аніоном, середовище розчину лужне.

Г \(\mathrm{ZnSO_4}\) – сіль слабкої основи і сильної кислоти у водному розчині зазнає гідролізу за катіоном, середовище розчину кисле.

Д \(\mathrm{K_3PO_4}\) – сіль сильної основи і слабкої кислоти у водному розчині зазнає гідролізу за аніоном, середовище розчину лужне.

Тепер підставляємо у твердження.

1. Середовище водного розчину солі … – нейтральне.

Єдина сіль із-поміж зазначених, водний розчин якої нейтральний, калій хлорид \(\mathrm{KCl}.\) Отже, 1 – A.

2. У водному розчині відбувається гідроліз за аніоном солей Д та …

Гідроліз за аніоном мають солі слабких кислот:

Д \(\mathrm{K_3PO_4}\) – гідроліз за аніоном \(\mathrm{PO_4^{3-}}{;}\)

В \(\mathrm{Na_2S}\) – гідроліз за аніоном \(\mathrm{S^{2-}}.\)

Отже, 2 – B.

3. Метилоранж набуває рожевого забарвлення у водних розчинах солей Б та …

Рожевий колір метилового оранжевого свідчить про кисле середовище. Кисле середовище мають розчини солей слабких основ і сильних кислот:

Б \(\mathrm{AlCl_3}\) – кисле середовище;

Г \(\mathrm{ZnSO_4}\) – також кисле середовище.

Отже, 3 – Г.

Відповідь: 1А, 2В, 3Г.

Пояснення

ТЕМА: Якісні реакції органічних і неорганічних сполук.

Утворення 1 (розчину синього кольору) є наслідком реакції, що відбулася після Б (змішування розчину гліцеролу зі свіжоосадженим купрум(ІІ) гідроксидом за надлишку лугу).

Утворення 2 (блискучого шару металу на стінках посудини) є наслідком реакції, що відбулася після В (змішування розчину метаналю з амоніачним розчином аргентум(І) оксиду й нагрівання).

Утворення 3 (вибухонебезпечного газу) є наслідком реакції, що відбулася після А (занурення магнієвої стрічки у водний розчин метанової кислоти).

Відповідь: 1Б, 2В, 3А.

Пояснення

ТЕМА: Аміни. Анілін. Етанол. Фенол. Метанова й етанова кислоти.

А Анілін – слабша основа, ніж амоніак, бо електронну пару \(\mathrm{{:}N}\) втягнуто в бензенове кільце.

Б Метанамін \(\mathrm{(CH_3NH_2)}\) – сильніша основа, ніж метанамін, бо метильна група підвищує електронну густину на атомі Нітрогену.

В Фенол виявляє сильніші кислотні властивості, ніж етанол, бо фенол легше відщеплює протон \(\mathrm{H^+}.\)

Г Метанова кислота \(\mathrm{(HCOOH)}\) сильніша за оцтову.

Фенол справді має сильніші кислотні властивості, ніж етанол. Це єдине правильне твердження серед запропонованих.

Відповідь: B.

Пояснення

ТЕМА: Вуглеводи. Гідроліз дисахаридів.

Під час утворення дисахариду з двох молекул моносахариду відщеплюється молекула води:

\begin{gather*} \mathrm{C_6H_{12}O_6+C_6H_{12}O_6-H_2O=C_{12}H_{22}O_{11}}. \end{gather*}

У молекулі мальтози \(22\) атоми Гідрогену.

Відповідь: B.

Пояснення

ТЕМА: Карбонові кислоти. Етанова кислота.

Описана речовина добре розчинна у воді, має різкий запах і кислий смак, її використовують у кулінарії як приправу й консервант.

Це чітко вказує на оцтову кислоту (етанову кислоту, \(\mathrm{CH_3COOH}\)).

На зображенні – фрагмент молекули \(\mathrm{\text{-}CH_3}\), тобто метильна група.

Щоб скласти формулу оцтової кислоти, треба додати карбоксильну групу \(\mathrm{\text{-}COOH}.\)

Відповідь: A.

Пояснення

ТЕМА: Бензен.

А продуктом окиснення фенолу є оксигеновмісна речовина

Б продуктами ізомеризації гексану є ізомерні алкани

В бензен можна добути тримеризацією етину:

\begin{gather*} \mathrm{3CH\equiv CH\rightarrow C_6H_6} \end{gather*}

Г продуктом гідрування циклогексану є гексан

Відповідь: B.

Пояснення

ТЕМА: Ізомерія і хімічні властивості алкенів.

Маємо речовину, формула якої \(\mathrm{(CH_3)_2=CH_2}\) – це 2-метилпроп-1-ен (ізобутен).

I. Структурним ізомером речовини є бут-2-ен.

Обидві речовини мають формулу \(\mathrm{C_4H_8}\), але різну будову (розгалужений і нерозгалужений алкени).

II. Назва речовини – 1,1-диметилетен.

Правильна систематична назва – 2-метилпроп-1-ен, а не 1,1-диметилетен.

III. Речовина вступає в реакцію полімеризації.

Це алкен, має подвійний зв’язок, може полімеризуватися:

\begin{gather*} n\mathrm{(CH_3)_2C=CH_2\rightarrow (\text{-}(CH_3)_2CCH_2\text{-})}n. \end{gather*}

IV. Каталітичним гідруванням речовини можна добути 2-метилбутан.

Продуктом гідрування є 2-метилпропан (ізобутан), а не 2-метилбутан:

\begin{gather*} \mathrm{(CH_3)_2C=CH_2+H_2\rightarrow (CH_3)_2CH-CH_3}. \end{gather*}

Отже, правильні лише твердження I і твердження III.

Відповідь: A.

Пояснення

ТЕМА: Властивості алканів, алкенів, спиртів. Типи хімічних реакцій в органічній хімії.

Розгляньмо перетворення:

\(\mathrm{C_2H_6\rightarrow C_2H_4}\) – відщеплення \(\mathrm{H_2}\) – дегідрування (варіант відповіді А);

\(\mathrm{C_2H_4\rightarrow C_2H_5OH}\) – приєднання води – гідратація (варіант відповіді В);

\(\mathrm{C_2H_5OH\rightarrow CH_3COOC_2H_5}\) (за участю \(\mathrm{CH_3COOH}\)) – естерифікація (варіант відповіді Г).

Поміж реакцій, які відбулися, немає реакції гідрування (варіант відповіді Б).

Відповідь: Б.