Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Класифікація органічних сполук.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати хімічний склад органічних речовин за їхніми структурними формулами, застосовувати знання характеристичних (функціональних) груп для класифікації органічних сполук.

Щодо варіантів відповіді:

1 карбоксильна група \(\mathrm{-COOH,}\) що є характеристичною для карбонових кислот, є в молекулі речовини Д

2 альдегідна група \(\mathrm{-CHO,}\) що є характеристичною для альдегідів, є в молекулі речовини Г

3 гідроксильна група \(\mathrm{-OH,}\) сполучена з алкільним вуглеводневим замісником, яка є характеристичною для спиртів, є в молекулі речовини В

4 аміногрупа \(\mathrm{-NH_2,}\) сполучена з алкільним вуглеводневим замісником, яка є характеристичною для амінів, є в молекулі речовини Б

Відповідь: 1Д, 2Г, 3В, 4Б.

Пояснення

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.

Пояснення

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.

Модель молекули пропан-2-олу

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

Відповідь: A.

Пояснення

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. рис.).

Геометричні ізометри бут‑1‑ену

 

Відповідь: Б.

Пояснення

ТЕМА: Неорганічна хімія. Основні класи неорганічних сполук.

Завдання перевіряє знання основних класів неорганічних сполук, їхні властивості й добування, уміння встановлювати генетичні зв’язки між класами неорганічних сполук.

У завданні необхідно увідповіднити цифри в схемах хімічних реакцій з формулами речовин.

Проаналізуємо схеми хімічних реакцій: у першій схемі з хлоридною кислотою із запропонованих можуть реагувати або \(\mathrm{Cu(OH)_2}\) (А), або \(\mathrm{CuO}\) (Г), тоді, ураховуючи другу й третю схеми: 2 – \(\mathrm{ CuCl_2}\) (В), 1 – \(\mathrm{CuO}\) (Г), 4 – \(\mathrm{ Cu(OH)_2}\) (А), а 3 – \(\mathrm{ H_2O}\) (Д).

Відповідь: 1Г, 2В, 3Д, 4А.

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.