Органічна хімія – Ароматичні вуглеводні. Бензен

Пояснення

ТЕМА: Вуглеводні. Бензен. Генетичні зв’язки між вуглеводнями.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей і способів добування бензену, уміння встановлювати генетичні зв’язки між вуглеводнями.

Приєднання в бензені відбувається важче, ніж у ненасичених вуглеводнів – бромна вода не знебарвлюється.

І. Бензен не знебарвлює бромну воду.

ІІ. Бензен можна добути тримеризацією етину, а не етану:

Відповідь: Г.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні. Арени.

Завдання скеровано на перевірку вміння розпізнавати структурні формули аренів.

Арени – вуглеводні, що містять принаймні одне ароматичне кільце – плоску циклічну структуру, де атоми Карбону сполучені між собою особливими хімічними зв’язками, проміжними за довжиною і деякими іншими характеристиками між подвійним (ненасиченим) і простим (насиченим). Інша назва аренів – ароматичні вуглеводні, а зв’язків у їхніх молекулах між атомами Карбону – ароматичні зв’язки. Загальна формула аренів – \(\mathrm{C}_n\mathrm{H}_{2n-6}\).

Умову завдання задовольняє толуен \(\mathrm{C_7H_8}\).

Відповідь: Г.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Хімічні властивості бензену.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей бензену, уміння прогнозувати перебіг реакцій за його участі.

Тримеризація етину – один зі способів добування бензену: $$ \mathrm{3C_2H_2\rightarrow C_6H_6.} $$ Бензен не знебарвлює бромну воду.

Відповідь: A.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Класифікація реакцій в органічній хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння класифікувати хімічні реакції за участі органічних сполук.

1 лужний гідроліз етилетаноату – Г

2 за освітлення бензен приєднує хлор з утворенням гексахлороциклогексану – А

3 фенол реагує з бромом з утворенням 2,4,6-трибромофенолу – В

4 амоніачний розчин аргентум(І) оксиду окиснює глюкозу до глюконової кислоти – Б

Відповідь: 1Г, 2А, 3В, 4Б.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Якісні реакції на органічні сполуки.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей органічних сполук.

З-поміж сполук, про які йдеться в завданні, із бромною водою не реагує бензен. Це зумовлено хімічною стійкістю бензенового кільця, у якому шість p-електронів атомів Карбону утворюють стійку ароматичну систему.

У фенолі й аніліні під впливом гідроксильної та аміногрупи відповідно порушується рівномірність розподілу електронної густини в бензеновому кільці, тому ці сполуки знебарвлюють бромну воду внаслідок реакцій заміщення.

Пропін приєднує бром за місцем кратного зв’язку в м’яких умовах, а тому знебарвлює бромну воду.

Відповідь: Б.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Алкени. Алкіни. Арени. Бензен.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей алкенів, алкінів, бензену.

Калій перманганатом у водному розчині окиснюються циклогексен – алкен циклічної будови, бут-2-ин – алкін, бут-2-ен – алкен.

Реакції бензену зумовлені наявністю π-електронної системи, що стабілізує ядро. Через це бензен стійкий проти дії окисників, він не знебарвлює водний розчин калій перманганату.

Відповідь: Г.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Алкани. Бензен.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей алканів і генетичних зв’язків між вуглеводнями різних груп. $$\mathrm{C_6H_{14}\xrightarrow{\text{кат.}}C_6H_6+4H_2.}$$

Сума коефіцієнтів: \(1 + 1 + 4 = 6\).

Відповідь: Г.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Хімічні властивості органічних речовин.

Завдання скеровано на перевірку вміння застосовувати знання про хімічні властивості органічних речовин для прогнозування можливості перебігу реакцій за їхньої участі.

Молекула бензену містить стійке ароматичне кільце, тому приєднання молекули брому в м’яких умовах неможливе. І на відміну від алкенів й алкінів бензен не знебарвлює бромну воду.

Неподілена електронна пара атома Нітрогену взаємодіє з ароматичною системою зв’язків і частково зміщується від атома Нітрогену до бензенового кільця. Унаслідок цього в бензеновому кільці електронна густина збільшується, найсильніше – у положеннях 2, 4 і 6 відносно аміногрупи. Тому внаслідок добавляння бромної води до аніліну утворюється білий осад 2,4,6‑трибромоаніліну.

Відповідь: B.

Пояснення

ТЕМА: Органічні речовини. Ароматичні вуглеводні. Бензен.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати рівняння реакцій за участі бензену.

Рівняння реакції бензену з воднем, продуктом якої є циклогексан: $$ \mathrm{C_6H_6+3H_2\rightarrow C_6H_{12}}. $$

Відповідь: B.

Пояснення

ТЕМА: Органічні речовини. Вуглеводні. Бензен.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей вуглеводнів.

Пропен, етин і пропін є ненасиченими вуглеводнями, вони легко окиснюються калій перманганатом у водному розчині. Бензен стійкий до дії окисників, тому з калій перманганатом у водному розчині не реагує.

Відповідь: A.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Номенклатура органічних сполук.

Завдання скеровано на перевірку розуміння зумовленості застосування органічних речовин їхніми властивостями.

Із хлоробензену (1) добувають фенол  (Б):

З етену (2) добувають поліетилен (Д):

Глюкоза (3) солодка на смак, тому її використовують як підсолоджувач харчових продуктів (A):

Целюлоза (4) – полімерна волокниста речовина, із неї виготовляють папір (Г):

Відповідь: 1Б, 2Д, 3А, 4Г.

Пояснення

ТЕМА: Загальна хімія. Обчислення в хімії. Відносна густина газів.

Завдання скеровано на перевірку знання способу добування аніліну.

Послідовність добування аніліну така:

Відповідь: 1В, 2Г, 3Б, 4А.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Бензен.

Завдання скеровано на перевірку знання способів добування бензену.

Молекулярна формула бензену \(\mathrm{C_6H_6}\), циклогексану – \(\mathrm{C_6H_{12}}\). Дегідрування – відщеплення молекул водню: $$ \mathrm{C_6H_{12}\rightarrow C_6H_6+3H_2.} $$

Відповідь: Г.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні. Генетичні зв’язки між вуглеводнями різних груп.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати продукти реакцій за участі вуглеводнів різних груп.

Речовиною \(\mathrm{X}\) у схемі перетворень є бензен. Його добувають тримеризацією етину, що утворюється внаслідок термічного розкладання метану: \begin{gather*} \mathrm{2CH_4\rightarrow C_2H_2+3H_2;}\\[7pt] \mathrm{3C_2H_2\rightarrow C_6H_6.} \end{gather*}

Відповідь: Б.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Генетичні зв’язки між вуглеводнями різних груп.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати продукти реакцій за участі вуглеводнів.

Відповідь: 1Д, 2Б, 3А, 4В.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Генетичні зв’язки між органічними речовинами різних класів.

Завдання скеровано на перевірку вміння добирати реагенти для здійснення перетворень за участі органічних речовин. \begin{gather*} \mathrm{C_6H_{12}\rightarrow C_6H_6+3H_2}\\[7pt] \mathrm{C_6H_6+HONO_2\rightarrow C_6H_5NO_2+H_2O}\\[7pt] \mathrm{C_6H_5NO_2+3H_2\rightarrow C_6H_5NH_2+2H_2O} \end{gather*}

Відповідь: 1Б, 2А, 3Г, 4В.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні.

Завдання скеровано на перевірку вміння розпізнавати ароматичні вуглеводні за загальною формулою вуглеводнів гомологічного ряду аренів.

Загальна формула аренів – \(\mathrm{C}_n\mathrm{H}_{2n-6}\). Їй відповідає молекулярна формула \(\mathrm{C_7H_8}\).

Відповідь: Г.

Пояснення

ТЕМА: Органічні речовини. Ароматичні вуглеводні. Бензен.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічної формули бензену.

Молекулярна формула бензену \(\mathrm{C_6H_6}\).

Відповідь: Г.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Типи реакцій в органічній хімії. Бензен.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей бензену й уміння складати хімічні реакції за його участі.

Гідрування бензену полягає в приєднанні молекул водню до молекули бензену: $$ \mathrm{C_6H_6+3H_2\rightarrow C_6H_{12}}. $$ Сума коефіцієнтів у рівнянні дорівнює \(5\ (1 + 3 + 1)\).

Відповідь: B.

Пояснення

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

Завдання скеровано на перевірку вміння класифікувати хімічні реакції за участі органічних речовин.

Реакція приєднання – хімічна реакція, під час якої один або кілька подвійних чи потрійних зв’язків у ненасиченій сполуці перетворюються на ординарний (простий) зв’язок унаслідок приєднання інших атомів або груп.

Умову завдання задовольняє реакція приєднання водню до бензену:

Відповідь: Б.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Арени. Бензен.

Завдання скеровано на перевірку знання властивостей бензену й уміння встановлювати генетичні зв’язки між класами органічних сполук.

Бензен не можна добути гідруванням циклогексану, навпаки – гідрування бензену можна добути циклогексан:

Тримеризація етину – один зі способів добування бензену: \begin{gather*} \mathrm{\underset{\text{етин}}{3C_2H_2}\rightarrow \underset{\text{бензен}}{C_6H_6}} \end{gather*}

Відповідь: Б.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія.

Завдання скеровано на перевірку вміння розпізнавати органічні речовини за їхніми формулами.

Хімічна формула фенолу 1 – \(\mathrm{C_6H_5OH}\) (Б).

Хімічна формула бензену 2 – \(\mathrm{C_6H_6}\) (A).

Хімічна формула пропаналю 3 – \(\mathrm{C_2H_5CHO}\) (B).

Хімічна формула бут-1-ину 4 – \(\mathrm{C_4H_6}\) (Д).

Відповідь: 1Б, 2А, 3В, 4Д.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні. Арени.

Завдання скеровано на перевірку вміння розпізнавати структурні формули ароматичних вуглеводнів.

Арени – вуглеводні, що містять принаймні одне ароматичне кільце (рис. 1) – плоску циклічну структуру, де атоми Карбону сполучені між собою ароматичними зв’язками, проміжними за довжиною і деякими іншими характеристиками між подвійним (ненасиченим) і ординарним (насиченим).

Рис. 1. Структурна формула бензену

Відповідь: Г.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Арени. Типи хімічних реакцій за участі органічних речовин.

Завдання скеровано на перевірку вміння класифікувати хімічні реакції за участі аренів.

Галогенування бензену за типом приєднання відбувається під дією світла (рівняння реакції 1).

Галогенування толуену за типом заміщення відбувається під дією світла: (рівняння реакції 2).

Відповідь: A.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Хімічні властивості ароматичних вуглеводнів і циклоалканів.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей ароматичних вуглеводнів і циклоалканів.

Бензен є вуглеводнем циклічної будови (рис. 1, 1).

Рис. 1. Будова молекул бензену (1) і циклогексану (2)

Молекулярна формула бензену \(\mathrm{C_6H_6}\), циклогексану – \(\mathrm{C_6H_{12}}\). Тож вони не є структурними ізомерами (рис. 1).

Відповідь: A.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводи. Оксигеновмісні органічні сполуки. Застосування органічних речовин.

Завдання скеровано на перевірку розуміння зумовленості застосування органічних речовин їхніми властивостями.

Органічні речовини широко використовують у різних галузях суспільного господарства, найпоширеніші сфери застосування деяких із них наведено в таблиці.

Відповідь: 1Д; 2Г; 3В; 4A.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Оксигеновмісні органічні сполуки. Ароматичні вуглеводні. Бензен.

Завдання скеровано на перевірку знання будови молекули бензену.

Молекула бензену має циклічну будову, атоми Карбону сполучені між собою особливими хімічними зв’язками, проміжними за довжиною і деякими іншими характеристиками між подвійним (ненасиченим) і простим (насиченим).

Відповідь: Б.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Ароматичні вуглеводні. Бензен.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей бензену.

За надлишку хлору можна замістити на атоми Хлору всі атоми Гідрогену бензенового циклу:

Відповідь: B.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Хімічні властивості алканів, алкенів і ароматичних вуглеводнів.

Завдання перевіряє вміння порівнювати хімічні властивості ароматичних вуглеводнів з алканами та алкенами.

Для виконання завдання необхідно знати хімічні властивості насичених, ненасичених і ароматичних вуглеводнів і вміння порівнювати їхні властивості. Насичені вуглеводні, гексан у тому числі, і бензен не реагують з калій перманганатом. Тому перше твердження неправильне. Бензен, на відміну від гекс-1-ену (алкен), не знебарвлює бромну воду, тому ці речовини можна відрізнити за допомогою бромної води. Отже, друге твердження правильне.

Відповідь: Б.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Якісні реакції на органічні сполуки.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати структурні формули органічних сполук і прогнозувати результати перебігу реакцій за їхньої участі.

Приєднання молекул брому за місцем кратних зв’язків характерне для алкенів й алкінів. Ці вуглеводні знебарвлюють бромну воду. Натомість бензенове ядро стійке до дії бромної води.

У молекулах речовин, формули яких наведено у варіантах відповіді А, Б, Г є подвійні і/або потрійні зв’язки в алкільних замісниках. Тому можливе приєднання до них молекул брому і, як наслідок, знебарвлення бромної води.

У молекулі речовини В вуглеводневий замісник феніл сполучений із насиченим вуглеводневим замісником етилом. Між атомами Карбону немає кратних зв’язків, до яких за м’яких умов можуть приєднатися молекули брому. Тож бромну воду етилбензен не знебарвлює.

Відповідь: B.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Алкани. Циклоалкани. Бензен.

Завдання скеровано на перевірку знань про хімічний склад і властивості, будову молекул гексану, циклогексану, бензену (рис. 1).

Рис. 1. Моделі молекул гексану (а), циклогексану (б), бензену (в)

З-поміж наведених в умові завдання правильними є такі твердження:

Бензен належить до вуглеводнів циклічної будови (I).

Каталітичним дегідруванням циклогексану можна добути бензен (ІІІ).

Гексан вступає в реакцію ізомеризації (VІ).

Відповідь: Б.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні.

Завдання скеровано на перевірку знань про хімічний склад і властивості, будову й ізомерію вуглеводнів різних гомологічних рядів.

І 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.

ІІ Речовина 3 на відміну від бензену реагує з бромною водою. Це зумовлено тим, що у вуглеводневому заміснику, сполученому з безеновим кільцем, є потрійний зв’язок.

ІІІ Речовини 2 і 3 реагують з амоніачним розчином аргентум(І) оксиду. Зв’язок \(\mathrm{C\ -\ H}\) у молекулах алкінів із кінцевим потрійним зв’язком поляризований і може розриватися з утворенням протона. Такі сполуки виявляють слабкі кислотні властивості й здатні вступати в реакції заміщення, заміщувати атом Гідрогену на атом металічного елемента, зокрема в реакції з амоніачним розчином аргентум(І) оксиду.

ІV Пропен і бензен – вуглеводні різних гомологічних рядів.

Відповідь: B.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Теоретичні основи органічної хімії. Вуглеводні.

Завдання перевіряє знання теоретичних основ органічної хімії, а саме вміння визначати ізомери за структурними формулами.

Для виконання завдання необхідно знати, що ізомери – це речовини, які мають однаковий склад (якісний і кількісний), але різну будову, а тому й різні властивості, й зобразити молекулярні формули наведених сполук. Проаналізувавши структурні формули, бачимо, що всі речовини мають різну будову, а проаналізувавши молекулярні формули, бачимо, що однаковий склад лише в речовин 2 і 3. Отже, ізомерами є речовини 2 і 3.

Відповідь: B.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні. Алкани. Ароматичні вуглеводні. Бензен.

Завдання перевіряє знання хімічних властивостей алканів на прикладі пропану й ароматичних вуглеводнів – на прикладі бензену.

Пропан і бензен належать до різних гомологічних рядів, але мають деякі спільні властивості. І пропан, і бензен НЕ знебарвлюють бромну воду. Бензен у цьому схожий до насичених вуглеводнів.

За освітлення і бензен, і пропан реагують з хлором. Пропан за освітлення вступає в реакцію заміщення з хлором, а бензен – у реакцію приєднання.

Тому правильними твердженнями є ІІІ і ІV.

Відповідь: Г.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Ароматичні вуглеводні. Аміни.

Завдання перевіряє вміння аналізувати структурну формулу речовини.

Проаналізуємо твердження щодо речовини, структурну формулу якої наведено:

Відповідь: Г.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Алкени. Алкіни. Бензен. Якісна реакція на кратний зв’язок.

Пропен, бут-1-ин, бут-2-ен містять кратний зв’язок, за місцем якого можливе приєднання молекули брому. Тому ці ненасичені вуглеводні знебарвлюють бромну воду.

Молекула бензену містить стійке ароматичне кільце, тому приєднання молекули брому в м’яких умовах неможливе. І на відміну від алкенів й алкінів бензен не знебарвлює бромну воду.

Відповідь: Г.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Класифікація хімічних реакцій в органічній хімії (приєднання, заміщення, відщеплення, ізомеризація).

Завдання скеровано на перевірку вміння розпізнавати хімічні реакції різних типів за їхніми рівняннями.

Під час хімічної реакції (1) молекула бензену приєднує три молекули хлору.

Унаслідок хімічної реакції (2) атом Хлору заміщує атом Гідрогену в молекулі бензену.

Тобто перша реакція – приєднання, а друга – заміщення.

Відповідь: Г.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні. Арени.

Завдання скеровано на перевірку вміння розпізнавати структурні формули аренів.

Арени – вуглеводні, що містять принаймні одне ароматичне кільце – плоску циклічну структуру, де атоми Карбону сполучені між собою особливими хімічними зв’язками, проміжними за довжиною і деякими іншими характеристиками між подвійним (ненасиченим) і простим (насиченим). Інша назва аренів – ароматичні вуглеводні, а зв’язків у їхніх молекулах між атомами Карбону – ароматичні зв’язки. Загальна формула аренів – \(\mathrm{C}_n\mathrm{H}_{2n-6}\).

Умову завдання задовольняє етилбензен \(\mathrm{C_8H_{10}}\).

Відповідь: Б.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні. Арени. Бензен.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей бензену.

Хімічні властивості бензену зумовлені його хімічною будовою. Через особливості будови молекули бензен є досить малоактивною речовиною, однак за певних умов бере участь як у реакціях приєднання, подібно до ненасичених вуглеводнів, так і в реакціях заміщення, подібно до алканів.

Відповідь: A.

Пояснення

ТЕМА: Органічні й неорганічні речовини. Хімічні реакції.

Завдання скеровано на перевірку знання умов перебігу хімічних реакцій за участі органічних й неорганічних речовин.

Маса речовини дорівнює добутку її кількості на молярну масу:

Відповідь: 1Г, 2А, 3Д, 4Б.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні. Алкани. Арени.

Завдання скеровано на перевірку знання типів хімічних реакцій за участі алканів й аренів.

Як алкани, так і арени вступають у реакції заміщення. Атоми Гідрогену у їхніх молекулах можуть бути заміщені, наприклад, на атоми галогенів.

Відповідь: A.

Пояснення

ТЕМА: Неорганічна хімія. Органічна хімія. Генетичні зв’язки між неорганічними й органічними речовинами.

Завдання скеровано на перевірку вміння встановлювати генетичні зв’язки між неорганічними й органічними речовинами.

Для синтезу аніліну (1) використовують водень (Б):

Для синтезу хлороформу – трихлорометану (2) – використовують хлор (Г):

Для синтезу нітробензену (3) використовують нітратну кислоту (В):

Для синтезу ацетилену (4) використовують кальцій карбід (А):

Відповідь: 1Б, 2Г, 3В, 4А.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Генетичні зв’язки між неорганічними й органічними сполуками, органічними сполуками різних класів. Добування аніліну.

Завдання скеровано на перевірку вміння встановлювати генетичні зв’язки між неорганічними й органічними сполуками, органічними сполуками різних класів.

Послідовність, про яку йдеться в завданні, така:

Відповідь: Г А Б В.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Теоретичні основи органічної хімії.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей ароматичних вуглеводнів на прикладі бензену й фенолів на прикладі фенолу.

Для виконання завдання достатньо знати хімічні властивості бензену й фенолу.

Помилковим є твердження «Бензен реагує з бромною водою».

Відповідь: B.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні.

Завдання скеровано на перевірку знання структури бензену й циклогексану.

Для виконання завдання достатньо зобразити структурні й написати молекулярні формули речовин.

\(\mathrm{C_6H_6}\)	\(\mathrm{C_6H_{12}}\)
бензен	циклогексан

Знаючи структурні й молекулярні формули речовин, проаналізуємо твердження.

І. Бензен належить до вуглеводнів циклічної будови. Правильне твердження.

ІІ. Бензен і циклогексан є структурними ізомерами. Неправильне твердження, молекулярні формули речовин різні, тому вони не можуть бути структурними ізомерами.

Тому правильна відповідь – А.

Відповідь: A.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей вуглеводнів.

У завданні необхідно доповнити кожне речення так, щоб утворилося правильне твердження.

Проаналізуємо речення і встановимо відповідність.

1.  Ізомери – речовини, які мають однаковий склад, але різну будову, а тому різні властивості, тобто «Продуктом ізомеризації бутану є речовина Б».

2.  З бромною водою можуть реагувати речовини, які мають кратний зв'язок (подвійний чи потрійний), тож «З бромною водою реагує як речовина В, так і речовина Г».

3.  Масова частка елементів у різних речовин може бути однаковою, якщо якісний склад однаковий, а індекси в хімічній формулі, що відображають кількісний склад, кратні тому самому числу. Тому «Масова частка Карбону в речовині Г (\(\mathrm{C_2H_2}\)) така сама, як і в речовині Д (\(\mathrm{C_6H_6}\))».

Відповідь: 1Б, 2Г, 3Д.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні. Номенклатура вуглеводнів.

Завдання скеровано на перевірку знання номенклатури вуглеводнів і вміння розрізняти вуглеводні різних гомологічних рядів.

Гомологічний ряд – послідовний ряд сполук, кожен член у якому відрізняється від сусіднього на однаковий атом чи ланку, зокрема на ланку \(\mathrm{CH_2}\).

Із-поміж вуглеводнів, назви яких наведено в умові завдання до одного гомологічного ряду (алкени) належать пент-1-ен і гекс-1-ен (рис. 1).

Рис. 1. Моделі молекул пент-1-ену (1), гекс-1-ену (2), гекс-1-ину (3), бензену (4), циклогексану (5)

Відповідь: B.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні. Бензен. Ізомерія.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей бензену й розуміння суті ізомерії.

Щодо правильності наведених в умові завдання тверджень:

1 Бензен належить до вуглеводнів циклічної будови (рис. 1, а).

Рис. 1. Модель молекули бензену (а) і циклогексану (б)

2 Бензен і циклогексан (рис. 1, б) не належать до одного гомологічного ряду.

3 Каталітичним дегідруванням циклогексану можна добути бензен: $$ \underset{\text{циклогексан}}{\mathrm{C_6H_{12}}}\xrightarrow{\text{нагрівання, каталізатор}}\underset{\text{бензен}}{\mathrm{C_6H_6}}+\underset{\text{водень}}{\mathrm{3H_2}} $$

4 Ні бензен, ні гексан не взаємодіють із бромною водою.

5 Гексан \(\mathrm{C_6H_{14}}\) не є ізомером циклогексану \(\mathrm{C_6H_{12}}\).

6 Гексан вступає в реакцію ізомеризації з утворенням ізомерів розгалуженої будови.

Тобто правильними є твердження 1, 3, 6.

Відповідь: Б.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Алкани. Алкени. Арени.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей алканів, алкенів, аренів.

А Бензен, на відміну від етену, стійкий до дії розчину калій перманганату.

Б Ні бензен, ні пропан НЕ ВЗАЄМОДІЄ з бромною водою.

В Як бензен, такі пропан вступає в реакції заміщення.

Г Як бензен, так і етен вступає в реакцію гідрування.

Відповідь: Г.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Способи добування органічних речовин. Типи хімічних реакцій в органічній хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння розпізнавати реакції різних типів за участі органічних сполук і прогнозувати продукти цих перетворень.

1. Дегідруванням циклогексану (відщепленням трьох молекул водню) добувають бензен: $$ \mathrm{C_6H_{12}}\xrightarrow{t,\ \text{кат.}}\mathrm{C_6H_6+3H_2.} $$

2. Відновленням нітробензену добувають анілін:

3. Гідролізом хлоробензену добувають фенол: $$ \mathrm{C_6H_5Cl+HOH\rightarrow C_6H_5OH+HCl.} $$

Відповідь: 1Б, 2Г, 3Д.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні. Типи реакцій в органічній хімії.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей етану, етену, бензену, уміння класифікувати хімічні реакції за їхньої участі.

А як етан, так й етен вступають у реакції заміщення

Б як молекули бензену, так і молекули етену здатні приєднувати молекули водню

В тримеризація етину – один зі способів добування бензену

Г молекула бензену дуже стійка, тому бензен не реагує з бромною водою

Відповідь: Г.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні. Алкани. Арени.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей вуглеводнів, зокрема алканів й аренів.

У молекулах вуглеводнів А, Б, Г є кратні зв’язки, за місцем яких можливе приєднання однієї чи кількох молекул брому в м'яких умовах, тому ці вуглеводні знебарвлюють бромну воду.

Вуглеводень B є ареном, тому бромну воду не знебарвлює.

Відповідь: B.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні. Алкіни. Арени.

Завдання скеровано на перевірку знання формули аренів у загальному вигляді, уміння встановлювати генетичні зв'язки між алкінами й аренами.

Продуктом тримеризації етину є бензен, який є представником аренів.

Формула аренів у загальному вигляді така: $$ \mathrm{C}_n\mathrm{H}_{2n-6}. $$

Відповідь: Г.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Основні класи органічних сполук. Арени. Бензен.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати продукти реакцій бензену.

Унаслідок приєднання трьох молекул хлору до молекули бензену утворюється 1,2,3,4,5,6-гексахлороциклогексан (Б).

Варіанти відповіді А і Г не задовольняють умову завдання, бо в молекулах цих сполук лише по три атоми Хлору.

У варіанті відповіді В наведено формулу продукту заміщення, а не приєднання, бо збережено бензенове ядро.

Відповідь: Б.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Теоретичні основи органічної хімії. Гомологія.

Завдання скеровано на перевірку розуміння суті гомології в органічній хімії і вміння розпізнавати гомологи бензену.

Гомологiя – систематична змiна фiзичних властивостей i подiбнiсть хімiчних властивостей послiдовних членiв гомологiчного ряду. Послiдовний ряд сполук, кожен член у якому вiдрiзняється вiд сусiднього на однаковий атом чи ланку, зокрема на ланку \(\mathrm{CH_2},\) називають гомологічним рядом. Гомологом бензену \(\mathrm{(C_6H_6)}\) є толуен \(\mathrm{(C_6H_5-CH_3)}.\)

Умову завдання задовольняє варіант відповіді Г.

Відповідь: Г.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні. Закон збереження маси.

Завдання скеровано на перевірку розуміння закону збереження маси речовини в хімічних реакціях і вміння застосовувати його для визначення складу реагентів.

У хімічних реакціях сума мас реактантів дорівнює сумі мас продуктів реакції, адже атоми не зникають, а лише перегруповуються. Тому розрахунки дають змогу визначити, що в молекулі вуглеводню три атоми Карбону й вісім атомів Гідрогену:

Тобто невідомий вуглеводень – пропан, представник алканів.

Відповідь: Б.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні. Хімічні властивості вуглеводнів.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей вуглеводнів різних груп.

Бензен (арен) й етин (алкін) вступають у реакції приєднання.

Бензен (арен) й етан (алкан) вступають в реакції заміщення.

Під дією етину (алкіну) й етену (алкену) бромна вода знебарвлюється внаслідок хімічної реакції.

Етан (алкан) і бензен (арен) не реагують із бромом, розчиненим у воді.

Відповідь: Г.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні. Хімічні властивості вуглеводнів.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей вуглеводнів різних груп.

Етан (алкан) не реагує з бромом, розчиненим у воді.

Етен (алкен) й етин (алкін) реагують з бромом, розчиненим у воді.

Бензен (арен) не реагує з бромом, розчиненим у воді.

Відповідь: Б.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні. Хімічні властивості вуглеводнів.

Завдання скеровано на перевірку вміння виявляти генетичні зв’язки між вуглеводнями різних груп і їхніми галогенопохідними.

Відповідь: A.

Пояснення

ТЕМА: Гідрування органічних сполук. Реакції приєднання. Стехіометрія.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей бензену, уміння складати хімічні рівняння за його участю й аналізувати кількісні відношення речовин у хімічних реакціях.

Рівняння реакції гідрування бензену з утворенням циклогексану:

$$n\mathrm{(C_6H_6)}:n\mathrm{(H_{2})}=1:3.$$

Відповідь: B.

Пояснення

ТЕМА: Хімічні властивості вуглеводнів. Реакції заміщення, приєднання, гідрування, ізомеризація.

Завдання скеровано на перевірку вміння класифікувати й розпізнавати типи реакцій органічних сполук.

Відповідь: A.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні (алкани, алкени, алкіни, арени). Хімічні властивості вуглеводнів.

Перевірці підлягають знання хімічних властивостей вуглеводнів різних гомологічних рядів, умов перебігу хімічних реакцій за їхньою участю, зокрема якісної реакції на кратні зв'язки.

Етен (\(\mathrm{CH_2{=}CH_2}\), алкен) й етин (\(\mathrm{HC{\equiv}CH}\), алкін) містять кратні зв'язки (подвійний і потрійний), тому легко вступають у реакцію приєднання з бромом (\(\mathrm{Br_2}\)), знебарвлюючи бромну воду:

\begin{gather*}\mathrm{CH_2{=}CH_2+Br_2\rightarrow BrCH_2{-}CH_2Br;}\\[7pt]\mathrm{HC{\equiv}CH+2Br_2\rightarrow CHBr_2{-}CHBr_2.}\end{gather*}

Етан (\(\mathrm{CH_3{-}CH_3}\), алкан) і бензен (\(\mathrm{C_6H_6}\), ароматичний вуглеводень) стійкі до дії брому, розчиненого у воді.

Відповідь: А.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні. Алкани. Горіння алканів.

Перевірці підлягають уміння застосовувати закон збереження маси для визначення якісного й кількісного складу речовини за продуктами реакції горіння, визначати за молекулярною формулою вуглеводню його природу.

За законом збереження маси речовин загальна кількість атомів кожного хімічного елемента в лівій частині рівняння (у молекулах реактантів) дорівнює їхній загальній кількості в правій частині (у молекулах продуктів реакції).

Визначмо кількість атомів Карбону й Гідрогену в продуктах реакції (\(\mathrm{3CO_2+4H_2O}\)).

Кількість атомів Карбону: три атоми Карбону містяться в трьох молекулах вуглекислого газу, що утворився. Отже, у молекулі вуглеводню \(\mathrm{X}\) також три атоми Карбону.

Кількість атомів Гідрогену: вісім атомів Гідрогену містяться в чотирьох молекулах води, що утворилися. Отже, у молекулі вуглеводню \(\mathrm{X}\) також вісім атомів Гідрогену.

Отже, молекулярна формула вуглеводню \(\mathrm{X}\) – \(\mathrm{C_3H_8}\), що відповідає загальній формулі алканів (\(\mathrm{C_\mathit{n}H_{2\mathit{n}+2}}\)). Цей вуглеводень – пропан.

Відповідь: А.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Ароматичні вуглеводні та їхні похідні.

Перевірці підлягають:

• знання хімічних властивостей похідних бензену (аніліну, фенолу, стирену, етилбензену);
• уміння визначати характер їхнього середовища чи реакційну здатність.

А Якщо \(\mathrm{X}\) – аміногрупа \(\ce{-NH2}\), то речовина реагує з хлоридною кислотою, унаслідок чого утворюється сіль. Анілін (\(\ce{C6H5NH2}\)) виявляє основні властивості завдяки аміногрупі й реагує з хлоридною кислотою з утворенням феніламоній хлориду (\(\ce{C6H5NH3Cl}\)).

Б Якщо \(\mathrm{X}\) – гідроксильна група \(\ce{-OH}\), то у водному розчині речовини фенолфталеїн набуває малинового забарвлення. Це твердження неправильне. Адже фенол (\(\ce{C6H5OH}\)) є слабкою кислотою (слабшою за карбонатну). Тому у водному розчині фенолу фенолфталеїн залишається безбарвним.

В Якщо \(\mathrm{X}\) – вуглеводнева група \(\ce{-CH=CH2}\), то речовина здатна до полімеризації. Стирен (\(\ce{C6H5-CH=CH2}\)) містить кратний зв’язок у боковому ланцюзі, тому внаслідок полімеризації перетворюється на полістирен.

Г Якщо \(\mathrm{X}\) – вуглеводнева група \(\ce{-CH2-CH3}\), то речовина є гомологом бензену. Етилбензен – представник гомологічного ряду аренів (бензену).

Правильна відповідь​: Б.

Пояснення

ТЕМА: Загальна хімія. Органічна хімія. Дисперсні системи. Розчини. Бензен. Гліцерол.

Перевірці підлягає знання класифікації дисперсних систем і розчинності органічних речовин у воді (утворення істинних розчинів, емульсій чи суспензій).

Гліцерол – багатоатомний спирт, який змішується з водою у будь-яких співвідношеннях, утворюючи істинний розчин.

Бензен не розчиняється у воді та не змішується з нею (має меншу густину й утворює шар органічної рідини зверху). Якщо додати до води кілька крапель бензену й добре перемішати, утворюється двофазна дисперсна система з рідким дисперсійним середовищем і рідкою дисперсною фазою – емульсія.

Правильна відповідь: В.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Типи хімічних реакцій в органічній хімії. Ароматичні вуглеводні. Бензен. Хімічні властивості бензену.

Перевірці підлягає знання хімічних властивостей бензену.

Перетворення 1: бензен \(\rightarrow\) циклогексан

Реакція гідрування бензену – приєднання трьох молекул водню за місцем подвійних зв’язків ароматичного кільця:

\(\mathrm{C_6H_6 + 3H_2 \rightarrow C_6H_{12}}\)

Це реакція приєднання (гідрування), унаслідок якої утворюється насичений вуглеводень циклічної будови – циклогексан.

Перетворення 2: бензен \(\rightarrow\) хлоробензен

Реакція хлорування бензену відбувається за участю каталізатора (\(\mathrm{AlCl_3}\) або \(\mathrm{FeCl_3}\)) і полягає в заміщенні атома Гідрогену на атом Хлору:

\(\mathrm{C_6H_6 + Cl_2 \rightarrow C_6H_5Cl + HCl}\)

Це – реакція заміщення, характерна для ароматичних сполук.

Правильна відповідь: Б.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні й нітрогеновмісні органічні сполуки. Хімічні реакції в органічній хімії.

Перевірці підлягає знання основних типів хімічних реакцій в органічній хімії та їхніх продуктів.

1 – А Під час каталітичної ізомеризації гексану (\(\mathrm{C_6H_{14}}\)) утворюються його розгалужені ізомери, зокрема 2,3-диметилбутан.

2 – Г Унаслідок відновлення нітробензену (\(\mathrm{C_6H_5NO_2}\)) воднем (\(\mathrm{H_2}\)) утворюється анілін (\(\mathrm{C_6H_5NH_2}\)):

\(\mathrm{C_6H_5NO_2 + 3H_2 \rightarrow C_6H_5NH_2 + 2H_2O}\)

3 – В Продуктом тримеризації етину (\(\mathrm{C_2H_2}\)) над активованим вугіллям за високої температури є бензен (\(\mathrm{C_6H_6}\)):

\(\mathrm{3C_2H_2 \rightarrow C_6H_6}\)

Правильна відповідь: 1 – А; 2 – Г; 3 – В.

Пояснення

ТЕМА: Склад і хімічні властивості вуглеводнів.

Перевірці підлягає вміння зіставляти склад і хімічні властивості вуглеводнів, що належать до різних груп – алканів, алкенів, алкінів, аренів.

Відповідь: 1 – Б, 2 – Г, 3 – Д.

Пояснення

ТЕМА: Хімічна формула. Арени.

Перевірці підлягає вміння аналізувати й тлумачити хімічні формули аренів.

Структурна формула	Повна структурна формула	Модель молекули	Кількість атомів Гідрогену в молекулі
			\(8\)

Відповідь: 8.

Пояснення

ТЕМА: Типи реакцій в органічній хімії.

Перевірці підлягає вміння співвідносити тип реакції з хімічним рівнянням.

1. Гідрування – приєднання водню:

\begin{gather*}\mathrm{C_2H_4+H_2\rightarrow C_2H_6}, \\[7pt]\text{етен} + \text{водень} \rightarrow \text{етан}\ (\textbf{Б}).\end{gather*}

2. Дегідрування – відщеплення водню:

\begin{gather*}\mathrm{C_6H_{12}\rightarrow C_6H_{6}+3H_2}, \\[7pt]\text{циклогексан} \rightarrow \text{бензен} + \text{водень}\ (\textbf{В}).\end{gather*}

3. Повне окиснення до вуглекислого газу й води:

\begin{gather*}\mathrm{C_2H_5OH+3O_2\rightarrow 2CO_2+3H_2O}, \\[7pt]\text{етанол} + \text{кисень} \rightarrow \text{вуглекислий газ} + \text{вода}\ (\textbf{Г}).\end{gather*}

Відповідь: 1 – Б, 2 – В, 3 – Г.

Пояснення

ТЕМА: Реакції органічних сполук.

Перевірці підлягає знання якісних реакцій в органічній хімії.

Бромна вода знебарвлюється внаслідок приєднання розчиненого в ній брому до алкенів й алкінів за місцем подвійного або потрійного зв’язку. З фенолом за цих умов відбувається реакція заміщення:

\begin{gather*}\mathrm{C_6H_5OH+3Br_2\rightarrow C_6H_2Br_3OH+3HBr}\end{gather*}

А фенол і бензен: фенол реагує, бензен – ні.

Б метан і бензен: обидва не реагують.

В етен й етин – обидва реагують.

Г фенол й етин – обидва реагують.

Відповідь: А.

Пояснення

ТЕМА: Горіння (повне окиснення) вуглеводнів.

Перевірці підлягає вміння визначати формулу вуглеводню за продуктами горіння й співвідносити її із загальними формулами класів.

За продуктами горіння визначмо склад \(\mathrm{X}\):

• утворюється \(\mathrm{2CO_2}\), отже в молекулі \(\mathrm{X}\) два атоми Карбону;
• утворюється \(\mathrm{2H_2O}\), тобто в молекулі \(\mathrm{X}\) чотири атоми Гідрогену.

Формула вуглеводню \(\mathrm{X}\) \(\mathrm{C_2H_4}\).

Отже, \(\mathrm{X}\) – етен, представник алкенів.

Відповідь: Б.

Пояснення

ТЕМА: Хімічна формула. Арени. Аміни.

Перевірці підлягає вміння аналізувати й тлумачити хімічні формули.

Структурна формула

Повна структурна формула

Модель молекули

Кількість атомів Гідрогену в молекулі – \(8\).

Відповідь: 8.