Хімія

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння обчислювати кількісний склад суміші.

Дано:
\(m(\mathrm{H_2O})=936\ \text{г}\)
\(V(\mathrm{\mathbf X})=11,2\ \text{л}\)
\(V_m(\mathrm{\mathbf X})=22,4\ \text{л/моль}\)
\(w(\mathrm{\mathbf X})=6,4\ \text{%}\)

Знайти:
\(M_r(\mathrm{\mathbf X})\ -\ ?\)

Відповідь: 128.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння обчислювати кількісний склад суміші.

Дано:
\(w_1(\mathrm{H_2SO_4})=20\ \text{%}\)
\(w_2(\mathrm{H_2SO_4})=60\ \text{%}\)
\(w_{1+2\ \text{р-ну}}(\mathrm{H_2SO_4})=50\ \text{%}\)
\(m_{1+2\ \text{р-ну}}(\mathrm{H_2SO_4})=200\ \text{г}\)

Знайти:
\(m_{2\ \text{р-ну}}(\mathrm{H_2SO_4})\ -\ ?\)

Нехай \(m_{2\ \text{р-ну}}(\mathrm{H_2SO_4})\ -\ x\).
Тоді

Відповідь: 150.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння виводити хімічну формулу речовини.

Дано:
\(\mathrm{C}_n\mathrm{H}_{2n+2}\mathrm{O}\)
\(w(\mathrm{C})=75\ \text{%}\)
\(A_r(\mathrm{C})=12\)
\(A_r(\mathrm{H})=1\)
\(A_r(\mathrm{O})=16\)

Знайти:
\(M(\mathrm{C}_n\mathrm{H}_{2n+2}\mathrm{O})\ -\ ?\)

\begin{gather*} w(\mathrm{C})=\frac{nA_r(\mathrm{C})}{nA_r(\mathrm{C})+(2n+2)A_r(\mathrm{H})+A_r(\mathrm{O})};\\[1pt] 0,75=\frac{12n}{12n+1\cdot (2n+2)+16\cdot 1};\\[6pt] 12n=0,75=14n+18;\\[7pt] 16n=14n+18;\\[7pt] n=9;\\[7pt] M(\mathrm{C_9H_{20}O})=144. \end{gather*}

Відповідь: 144.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння обчислювати кількість газуватої речовини за її об’ємом.

Дано:
\(V(\mathrm{CH_4})=560\ \text{л}\)
\(V_m(\mathrm{CH_4})=22,4\ \text{л/моль}\)

Знайти:
\(n(\mathrm{CH_4})\ -\ ?\)

\begin{gather*} n(\mathrm{CH_4})=V(\mathrm{CH_4})\ :\ V_m(\mathrm{CH_4}); \\[1pt] n(\mathrm{CH_4})=560\ \text{л}\ :\ 22,4\ \text{л/моль}=25\ \text{моль}. \end{gather*}

Відповідь: 25.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння обчислювати відносну густину газу.

Дано:
\(M(\mathrm{He})=4\ \text{г/моль}\)
\(M(\mathrm{CO})=28\ \text{г/моль}\)

Знайти:
\(D_{\mathrm{He}}(\mathrm{CO})\ -\ ?\)

\begin{gather*} D_{\mathrm{He}}(\mathrm{CO})=\frac{M(\mathrm{CO})}{M(\mathrm{He})}; \\[1pt] D_{\mathrm{He}}(\mathrm{CO})=\frac{28\ \text{г/моль}}{4\ \text{г/моль}}=7. \end{gather*}

Відповідь: 7.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння обчислювати масу речовини за її кількістю.

Дано:
\(n(\mathrm{C_2H_6O})=5\ \text{моль}\)
\(M(\mathrm{C_2H_6O})=46\ \text{г/моль}\)

Знайти:
\(m(\mathrm{C_2H_6O})\ -\ ?\)

$$ m(\mathrm{C_2H_6O})=M(\mathrm{C_2H_6O})n(\mathrm{C_2H_6O}); $$ $$ m(\mathrm{C_2H_6O})=46\ \text{г/моль}\cdot 5\ \text{моль}=230\ \text{г}. $$

Відповідь: 230.

ТЕМА: Розчини. Якісні реакції на деякі йони.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати можливість перебігу реакції обміну між електролітами в розчині.

Під час розв’язування завдання потрібно скористатися довідковою таблицею «Розчинність основ, кислот, амфотерних гідроксидів і солей за температури 20‑25 °С у воді». Також потрібно пам’ятати, що реакції йонного обміну між електролітами в розчині необоротні (відбуваються до кінця), якщо хоча б один із продуктів реакції є нерозчинною речовиною (утворюється осад або виділяється газ) або слабким електролітом (вода), тобто виводиться зі сфери перебігу реакції. Виділення газу, утворення осаду – помітні зовнішні ефекти, за якими можна розпізнати ті чи ті реакції.

У першій пробірці містився розчин солі карбонатної кислоти, оскільки під дією сильної сульфатної кислоти виділився газ – карбон(IV) оксид: $$ \mathrm{CO^{2-}_3+2H^+=CO_2\uparrow+H_2O}. $$

У другій пробірці містився розчин солі Магнію, бо внаслідок дії водного розчину натрій гідроксиду утворився осад магній гідроксиду: $$ \mathrm{Mg^{2+}+2OH^-}\rightarrow \underset{\text{білий драглистий}}{\mathrm{Mg(OH)_2}\downarrow .} $$

У третій пробірці був розчин солі Барію, бо внаслідок дії водного розчину сульфатної кислоти утворився осад барій сульфату: $$ \mathrm{Ba^{2+}+SO^{2-}_4}\rightarrow \underset{\text{білий дрібнокристаличний}}{\mathrm{BaSO_4}\downarrow .} $$

Відповідь: 1Б, 2Д, 3А.

ТЕМА: Загальна хімія. Будова атома. Поняття нуклон, нуклід, ізотопи, протонне число, нуклонне число.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати й порівнювати склад ядер атомів.

Нуклід – це різновид атомів або йонів з однаковим масовим числом (кількість нуклонів) та атомним номером (кількістю протонів).

Нуклідним символом називають символ нукліда елемента, біля якого зазначено атомний номер як лівий підрядковий, а масове число – як лівий надрядковий індекс.

Нуклони – це протони й нейтрони. Кількість нейтронів у ядрі дорівнює різниці між масовим і протонним числами.

Ізотопи – нукліди з однаковим атомним, але рiзними масовими числами, тобто з однаковою кількістю протонiв, але рiзною кількістю нейтронiв.

Ізотопами є атоми \(\mathrm{^{40}_{19}K}\) та \(\mathrm{^{41}_{19}K}\).

Ізобарами є атоми \(\mathrm{^{36}_{16}S}\) та \(\mathrm{^{36}_{18}Ar}\).

Ізотонами є атоми \(\mathrm{^{37}_{17}Cl}\) та \(\mathrm{^{36}_{16}S}\).

Відповідь: 1Г, 2Д, 3Б.

ТЕМА: Органічна хімія. Ізомерія.

Завдання скеровано на перевірку розуміння суті ізомерії та вміння визначати формули речовин-ізомерів.

Ізомерія – явище iснування ізомерів – сполук, однакових за хімічним складом i молекулярною масою (тобто з тією самою молекулярною формулою), але рiзних за будовою.

Порівнявши кількості атомів Карбону й Гідрогену у формулах, наведених в завданні, можна визначити структурні ізомери речовин, назви яких зазначено в умові.

Відповідь: 1В, 2Г, 3Д.

ТЕМА: Органічна хімія. Класифікація хімічних реакцій за участі органічних речовин.

Завдання скеровано на перевірку знання типів хімічних реакцій за участі органічних речовин і вміння їх розрізняти.

Дегідратація (1) пропан-2-олу з утворенням проп-1-ену полягає у відщепленні (Б) молекули води від молекули спирту.

2-Бромопропан утворюється (2) внаслідок приєднання (Г) молекули гідрогенброміду до молекули проп-1-ену.

Унаслідок заміщення (Д) атома Гідрогену в молекулі пропану утворюється (3) молекула 2-бромопропану.

Відповідь: 1Б, 2Г, 3Д.

ТЕМА: Органічна хімія. Оксигеновмісні органічні сполуки. Якісні реакції.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати хімічний склад представників різних класів органічних сполук і розрізняти їх за допомогою якісних реакцій.

Експериментально розрізнити вміст трьох пронумерованих склянок із водними розчинами етанолу, гліцеролу й етаналю можна за допомогою якісних реакцій на багатоатомні спирти й альдегіди.

Свіжоосаджений купрум(ІІ) гідроксид реагує з гліцеролом з утворенням яскраво синього розчину.

Також він за нагрівання окиснює етаналь до етанової кислоти з утворенням купрум(І) оксиду – речовини цегляно-червоного кольору:

Відповідь: B.

ТЕМА: Органічна хімія. Оксигеновмісні органічні сполуки. Фенол.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічного складу, будови молекули й хімічних властивостей фенолу.

Щодо правильності наведених в умові завдання тверджень:

A	молекулярна формула фенолу \(\mathrm{C_6H_6O}\) або \(\mathrm{C_6H_5OH}\)
Б	фенол не належить до ненасичених одноатомних спиртів, бо гідроксильна група в його молекулі безпосередньо сполучена з бензеновим кільцем
B	на відміну від бензену фенол взаємодіє з бромною водою, це якісна реакція на фенол:
Г	у воді фенол виявляє сильніші кислотні властивості ніж етанол: унаслідок збільшення полярності зв’язку \(\mathrm{O-H}\) під впливом бензенового кільця рухливість атома Гідрогену гідроксильної групи збільшується. Тому фенол реагує не лише з лужними металами, а й із лугами.

Відповідь: Б.

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.

ТЕМА: Органічна хімія. Нітрогеновмісні органічні сполуки. Амінокислоти.

Завдання скеровано на перевірку розуміння утворення пептидного зв’язку внаслідок поліконденсації молекул амінокислот.

Фрагменти молекул амінокислот, що утворюють поліпептидний ланцюг, називають амінокислотними залишками, групу атомів \(\mathrm{-CO–NH-}\) – пептидною (амідною), а зв’язок між атомами Карбону й Нітрогену в ній – пептидним (амідним).

Проаналізувавши наведені в умові завдання формули аланіну й гліцину, потрібно виокремити в структурній формулі трипептиду залишки цих амінокислот: ала-ала-глі (рис. 1).

Рис. 1. Структурна формула трипептиду

Відповідь: B.

ТЕМА: Органічна хімія. Оксигеновмісні органічні сполуки. Генетичні зв’язки між класами органічних сполук.

Завдання скеровано на перевірку розуміння генетичних зв’язків між класами органічних сполук, уміння встановлювати їх.

Проаналізувавши наведену в умові завдання схему перетворень, можна дійти висновку, що в ній відображено добування з етанолу етаналю (1), окиснення цього альдегіду до етанової кислоти (2) й естерифікацію її метанолом з утворенням метилетаноату – речовини Х (рис. 1). Її структурну формулу наведено у варіанті відповіді Г:

Рис. 1. Структурні формули етанолу (а), етаналю (б), етанової кислоти (в), метилетаноату (г)

Відповідь: Г.

ТЕМА: Органічна хімія. Оксигеновмісні органічні сполуки. Естери. Гідроліз естерів.

Завдання скеровано на перевірку вміння складати рівняння реакції гідролізу естеру й називати продукти цієї реакції.

Рис. 1. Структурна формула естеру: лінією червоного кольору виокремлено залишок карбонової кислоти, цифрами – пронумеровано атоми Карбону в залишку спирту

Проаналізувавши структурну формулу естеру (рис. 1) можна дійти висновку, що продуктами його гідролізу є етанова кислота й 3-метилбутан-1-ол (рис. 2).

Рис. 2. Моделі молекул 3-метилбутан-1-олу (а) й етанової кислоти (б)

Відповідь: A.

ТЕМА: Органічна хімія. вуглеводи. Хімічні властивості глюкози.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей глюкози, зумовлених характеристичними групами в її молекулі.

Глюкоза є альдегідоспиртом, склад її молекули зображено на рисунку 1.

Рис. 1. Модель молекули (а) і структурна формула (б) глюкози

Глюкоза як багатоатомний спирт реагує зі свіжоосадженим за надлишку лугу купрум(II) гідроксидом, унаслідок чого утворюється прозорий розчин темно-синього кольору.

Також глюкоза за альдегідною групою вступає в реакцію «срібного дзеркала» з амоніачним розчином аргентум(I) оксиду за нагрівання.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Органічна хімія. Спирти. Хімічні властивості спиртів.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей спиртів.

Можливе відщеплення молекули води від молекули спирту (внутрішньомолекулярна дегідратація). Продуктом внутрішньомолекулярної дегідратації етанолу є етен:

Відповідь: B.

ТЕМА: Органічна хімія. Класи органічних сполук. Характеристичні групи. Ізомерія.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей органічних сполук різних класів, розуміння суті ізомерії, уміння розрізняти представників різних класів органічних речовин за складом і будовою їхніх молекул.

Щодо правильності наведених в умові завдання тверджень:

Відповідь: Г.

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні. Алкени. Етен.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей алкенів.

Щодо правильності наведених в умові завдання тверджень:

Відповідь: Г.

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.

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні. Алкани.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати структурні формули алканів й обґрунтовувати залежність між їхніми температурами кипіння, відносними молекулярними масами та будовою молекул.

У гомологічному ряду алканів температури кипіння знижуються зі зменшенням довжини карбонового ланцюга, а температури кипіння ізомерних алканів зменшуються зі збільшенням його розгалуженості.

Найкоротший і найбільш розгалужений карбоновий ланцюг у 2,2‑диметилбутану, довший і менш розгалужений порівняно з ним – у 2‑метилпентану. У гексану й гептану карбоновий ланцюг не має відгалужень, довжина ланцюга гексану менша, а температура кипіння нижча порівняно з гексаном (рис. 1).

Рис. 1. Моделі молекул гексану (1), гептану (2), 2-метилпентану (3),
2,2-диметилбутану (4)

Відповідь: Б.

ТЕМА: Органічна хімія. Номенклатура амінів.

Завдання скеровано на перевірку вміння називати насичені ациклічні аміни за систематичною номенклатурою.

Під час побудови назв насичених ациклічних амінів за систематичною номенклатурою важливо пам’ятати:

• потрібно нумерувати карбоновий ланцюг із того кінця, до якого ближче розташована аміногрупа;
• якщо аміногрупа рівновіддалена від обох кінців головного карбонового ланцюга, то нумерують із того кінця, до якого ближче розташований алкільний замісник;
• якщо аміногрупа й замісники рівновіддалені від обох кінців головного карбонового ланцюга, то його нумерують так, щоб замісник, назву якого за абеткою вживають раніше, був позначений найменшим числом;
• якщо аміногрупа й замісники рівновіддалені від обох кінців головного карбонового ланцюга, але з одного кінця замісників більше, то нумерацію проводять з урахуванням положення замісників, позначених найменшими числами.

Вибір головного ланцюга й нумерацію атомів Карбону в ньому за цим алгоритмом зображено на рисунку 1.

Рис. 1. Вибір головного ланцюга й нумерація атомів Карбону в ньому

У головному ланцюгу чотири атоми Карбону, із другим атомом Карбону в ньому сполучено характеристичну аміногрупу \((\mathrm{NH_2})\) і вуглеводневий замісник метил \((\mathrm{CH_3})\). Ще один такий самий замісник розташовано біля третього атома Карбону в головному ланцюгу.

Назва аміну – 2,3-диметилбутан-2-амін.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Основні класи неорганічних сполук. Солі. Реакції обміну між електролітами в розчині. Явище амфотерності.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати можливість перебігу реакції обміну між електролітами в розчині.

У кожну пробірку добавляли краплями водний розчин калій гідроксиду. У пробірках 1 і 3 утворився осад, а в пробірці 2 змін не було. Із калій гідроксидом не реагуватиме натрій хлорид. Тому пошуки правильної відповіді потрібно обмежити варіантами А і Г.

У пробірці 3 під дією надлишку лугу спостерігали швидке розчинення осаду, що утворився на попередньому етапі досліду, а в пробірці 1 осад не розчинився. Це дає змогу дійти висновку, що від початку в пробірці 1 був розчин магній хлориду. Унаслідок дії на нього розчину лугу утворився осад основного магній гідроксиду, що за описаних умов досліду з лугами не реагує.

Натомість цинк гідроксид, осад якого утворився під дією лугу в розчині на цинк хлорид, є амфотерним, тобто реагує і з кислотами, і з лугами.

Суть реакцій, що відбулися, можна описати за допомогою скорочених йонних рівнянь: \begin{gather*} \mathrm{Mg^{2+}+2OH^-}\rightarrow\underset{\text{білий драглистий}}{\mathrm{Mg(OH)_2}\downarrow;}\\[7pt] \mathrm{Zn^{2+}+2OH^-}\rightarrow\underset{\text{білий драглистий}}{\mathrm{Zn(OH)_2}\downarrow;}\\[7pt] \mathrm{Zn(OH)_2+2OH^-\rightarrow\left[Zn(OH)_4\right]^{2-}}. \end{gather*}

Відповідь: A.

ТЕМА: Неорганічна хімія. Неорганічні речовини і їхні властивості. Основні класи неорганічних сполук. Солі.

Завдання скеровано на перевірку вміння розрізняти середні й кислі солі за їхніми формулами й назвами.

Кисла сіль – це продукт неповного заміщення атомів Гідрогену в молекулі багатоосновні кислоти на йони металічних елементів. Цим вона відрізняється від середньої солі, яка є продуктом повного заміщення і не містить атомів Гідрогену, здатних заміщуватися на катіони металічних елементів.

\(\mathrm{Ba(H_2PO_4)_2}\) – барій дигідрогенортофосфат;

\(\mathrm{BaHPO_4}\) – барій гідрогенортофосфат;

\(\mathrm{Ba_3(PO_4)_2}\) – барій ортофосфат.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Реакції обміну між електролітами в розчині. Якісні реакції на деякі йони.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати склад солей за допомогою якісних реакцій на йони.

Узявши до уваги дані, наведені в довідковій таблиці «Розчинність основ, кислот, амфотерних гідроксидів і солей за температури 20–25 °С у воді», можна дійти висновку, що для підтвердження якісного складу барій хлориду потрібно використати водні розчини калій сульфату й аргентум(І) нітрату. Адже реактивом на катіони Барію є сульфат-аніони, а реактивом на хлорид-аніони є катіони аргентуму(І): \begin{gather*} \mathrm{Ba^{2+}+SO^{2-}_4}\rightarrow \underset{ \begin{array}{c} \text{білий}\\ \text{дрібнокристалічний} \end{array} }{\mathrm{BaSO_4}\downarrow;}\\[7pt] \mathrm{Ag^{+}+Cl^{-}}\rightarrow \underset{ \begin{array}{c} \text{білий}\\ \text{сирнистий} \end{array} }{\mathrm{AgCl}}\downarrow. \end{gather*}

Відповідь: Б.

ТЕМА: Неорганічна хімія. Неорганічні речовини і їхні властивості. Основні класи неорганічних сполук.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати хімічний характер оксидів хімічних елементів і прогнозувати можливість перебігу реакцій між ними.

Під час розв’язання завдання потрібно взяти до уваги, що реакції можливі між основним і кислотним оксидами – натрій оксидом, який є основним, і фосфор(V) оксидом, що належить до кислотних: $$ \mathrm{3Na_2O+P_2O_5=2Na_3PO_4}. $$

Відповідь: A.

ТЕМА: Неорганічна хімія. Неорганічні речовини і їхні властивості. Алюміній і залізо.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати можливість перебігу хімічних реакцій між неорганічними речовинами.

Твердження Г є неправильним, бо алюміній оксид – малоактивна речовина. Алюміній гідроксид добувають реакцією обміну між солями Алюмінію і лугами в розчині.

Інші наведені в умові завдання твердження правильні:

Відповідь: Г.

ТЕМА: Неорганічна хімія. Неорганічні речовини і їхні властивості. Алюміній і залізо.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати можливість перебігу хімічних реакцій між неорганічними речовинами.

Продуктом реакції заліза з хлором є ферум(ІІІ) хлорид: \begin{gather*} \mathrm{2Fe+3Cl_2=2FeCl_3}. \end{gather*}

Продуктом взаємодії заліза із хлоридною кислотою є ферум(ІІ) хлорид і водень: $$ \mathrm{Fe+2HCl=FeCl_2+H_2}\uparrow. $$

Залізо відновлює сполуку ферум(ІІІ) хлорид до ферум(ІІ) хлориду: $$ \mathrm{2FeCl_3+Fe=3FeCl_2}. $$

Унаслідок реакції між ферум(ІІІ) оксидом і хлоридною кислотою утворюються ферум(ІІІ) хлорид і вода: $$ \mathrm{Fe_2O_3+6HCl=2FeCl_3+3H_2O}. $$

Відповідь: Б.

ТЕМА: Неорганічна хімія. Основні класи неорганічних сполук. Реакції солей у розчинах із металами.

Скориставшись довідковою таблицею «Ряд активності металів», можна визначити, що кадмій витіснятиме із солей олово, нікель і мідь, оскільки в ряду активності він розташований лівіше від них: \begin{gather*} \mathrm{Cd+Sn^{2+}=Cd^{2+}+Sn}\downarrow;\\[7pt] \mathrm{Cd+Ni^{2+}=Cd^{2+}+Ni}\downarrow;\\[7pt] \mathrm{Cd+Cu^{2+}=Cd^{2+}+Cu}\downarrow. \end{gather*}

Затим потрібно порівняти відносні атомні маси цих елементів (їх зазначено в довідковій таблиці «Періодична система хімічних елементів»): $$ A_r(\mathrm{Ni})\lt A_r(\mathrm{Cu})\lt A_r(\mathrm{Cd})\lt A_r(\mathrm{Sn}). $$

Вочевидь маса кадмієвої пластинки збільшиться, якщо її занурити у водний розчин станум(ІІ) хлориду.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Неорганічні речовини і їхні властивості. Класифікація хімічних реакцій.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати рівняння реакцій за участі неорганічних речовин, класифікувати хімічні реакції за різними ознаками.

Натрій бурхливо реагує з водою з виділенням великої кількості теплоти й утворенням водню і натрій гідроксиду. Тобто ця реакція є екзотермічною: \begin{gather*} \mathrm{2Na+2H_2O=2NaOH+H_2}\uparrow,\ \triangle H\lt 0. \end{gather*}

Атоми Натрію віддають електрони з утворенням катіонів: \begin{gather*} 2\overset{0}{\mathrm{Na}}+2\overset{+1}{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}=2\overset{+1}{\mathrm{Na}}\mathrm{OH}+\overset{0}{\mathrm{H}}_2\uparrow ;\\[7pt] \mathrm{NaOH\rightleftarrows Na^+ +OH^-}. \end{gather*}

Фенолфталеїн – специфічний індикатор лужного середовища, у якому він набуває характерного малинового забарвлення. Тому його можна використати, щоби дослідити середовище розчину, який утворився в посудині після реакції.

Для якісного виявлення водню – одного з продуктів реакції – використати вапняну воду не можна, бо реакція не відбувається. Вапняна вода – насичений розчин кальцій гідроксиду – є реактивом на вуглекислий газ – карбон(ІV) оксид.

Відповідь: A.

ТЕМА: Періодичний закон і періодична система хімічних елементів. Неорганічні речовини і їхні властивості. Окисно-відновні реакції.

Завдання скеровано на перевірку вмінь аналізувати зміни властивостей простих речовин залежно від місця елементів у періодах, підгрупах, за переходу від одного періоду до іншого в періодичній системі хімічних елементів; прогнозувати можливість перебігу окисно-відновних реакцій.

За положенням хімічних елементів, формули простих речовин яких наведено в завданні, можна дійти висновку, що йдеться про можливість перебігу в розчині окисно-відновної реакції.

Водень як дуже слабкий окисник й азот, реакційна здатність якого дуже низька, не витіснять бром з його солі у водному розчині.

Окиснювальна здатність Хлору більша, а Йоду менша порівняно з Бромом. Тож для добування брому з водного розчину калій броміду потрібно використати хлор:

\begin{gather*} \mathrm{2KBr+Cl_2=2KCl+Br_2};\\[7pt] \mathrm{2Br^-+Cl_2=2Cl^-+Br_2}. \end{gather*}

Відповідь: Б.

ТЕМА: Неорганічні речовини і їхні властивості. Гідроліз солей. Забарвлення індикаторів (універсального, фенолфталеїну, метилоранжу) у кислому, лужному й нейтральному середовищах. Якісна реакція на сульфат-аніони.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати реакцію середовища розбавленого водного розчину солі з огляду на її хімічний склад і здатність до гідролізу, перебіг реакцій йонного обміну між солями в розчині.

Гідроліз – реакція солі з водою, що приводить до утворення слабкого або малорозчинного електроліту й зміни рН розчину. Може відбуватися за аніоном, коли сіль утворено катіоном сильної основи й аніоном слабкої кислоти (лужне середовище), або за катіоном, коли сіль утворено катіоном слабкої основи й аніоном сильної кислоти (кисле середовище).

Солі сильних основ і кислот не зазнають гідролізу, їхні водні розчини мають нейтральну реакцію.

Фенолфталеїн – специфічний індикатор лужного середовища, у якому він набуває характерного малинового забарвлення.

Тобто за умовою завдання потрібно визначити сіль сильної основи й слабкої кислоти. Такою сіллю є натрій силікат \(\mathrm{Na_2SiO_3}\). Продуктом реакції натрій силікату з барій хлоридом у водному розчині є нерозчинний барій силікат, у чому можна пересвідчитися, скориставшись довідковою таблицею «Розчинність основ, кислот, амфотерних гідроксидів і солей за температури 20–25 °С у воді».

Рівняння реакцій, описаних у завданні, такі:

Відповідь: Г.

ТЕМА: Загальна хімія. Окисно-відновні реакції. Поняття окисник, відновник, окиснення, відновлення.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати окисно-відновні властивості хімічного елементів за формулою речовини.

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.

У сполуках із неметалічними елементами Гідроген має ступінь окиснення +1, ступінь окиснення Оксигену зазвичай дорівнює -2.

Спочатку потрібно визначити ступені окиснення атомів Сульфуру в речовинах, формули яких наведено в умові завдання:

Сульфур – елемент VI А (16) групи періодичної системи хімічних елементів. У його атомі на зовнішньому енергетичному рівні шість валентних електронів. Тому максимальний ступінь окиснення атомів Сульфуру становить +6, а мінімальний дорівнює -2.

Атом Сульфуру зі ступенем окиснення +6 може лише приймати електрони, унаслідок чого його ступінь окиснення знижуватиметься.

Атом Сульфуру зі ступенем окиснення -2 може лише віддавати електрони, унаслідок чого його ступінь окиснення підвищуватиметься.

Атом Сульфуру з проміжним ступенем окиснення +4 може як приймати, так і віддавати електрони, тобто в хімічних реакціях виявляти як окисні, так і відновні властивості.

Відповідь: B.

ТЕМА: Загальна хімія. Ступінь окиснення.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати за формулою сполуки ступені окиснення атомів хімічних елементів у ній.

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.

У сполуках із неметалічними елементами Гідроген має ступінь окиснення +1, ступінь окиснення Оксигену зазвичай дорівнює -2.

Під час визначення ступенів окиснення атомів хімічних елементів в амоній нітраті потрібно взяти до уваги, що це сіль, утворена катіоном амонію і нітрат-аніоном. А катіон амонію – продукт приєднання протона до молекули амоніаку:

Відповідь: Г.

ТЕМА: Загальна хімія. Розчини. Розчинність речовин, її залежність від різних чинників.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати й інтерпретувати подану в графічній формі інформацію щодо залежності розчинності солей від температури.

За кривими розчинності (рис. 1), наведеними в умові завдання, легко визначити, що:
– за температури 40 °С розчинність натрій нітрату більша за розчинність калій нітрату;
– за температури 20 °С розчинність рубідій нітрату не є найбільшою.

Рис. 1. Криві розчинності нітратів Рубідію, Калію і Натрію

Тобто правильним є лише твердження I.

Відповідь: A.

ТЕМА: Загальна хімія. Розчини. Розчинність речовин у воді. Основні класи неорганічних сполук.

Завдання скеровано на перевірку вміння за хімічною формулою прогнозувати фізичні й хімічні властивості речовини та робити висновки щодо її розчинності у воді.

Щоби правильно розв’язати завдання, потрібно проаналізувати хімічні формули речовин, про які йдеться в завданні, їхні фізичні й хімічні властивості:

У спосіб, схематично зображений на рисунку, збирають кисень.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Загальна хімія. Гідроліз солей.

Завдання скеровано на перевірку вміння прогнозувати реакцію середовища розбавленого водного розчину солі з огляду на її хімічний склад і здатність до гідролізу.

Гідроліз – реакція солі з водою, що приводить до утворення слабкого або малорозчинного електроліту й зміни рН розчину. Може відбуватися за аніоном, коли сіль утворено катіоном сильної основи й аніоном слабкої кислоти (лужне середовище), або за катіоном, коли сіль утворено катіоном слабкої основи й аніоном сильної кислоти (кисле середовище).

Солі сильних основ і кислот не зазнають гідролізу, їхні водні розчини мають нейтральну реакцію.

Тобто за умовою завдання потрібно визначити рядок, у якому послідовно наведено формули солей слабкої основи й сильної кислоти, сильної основи й сильної кислоти, сильної основи й слабкої кислоти.

Цій умові відповідають солі, формули яких наведено в рядку B. Адже \(\mathrm{Na^+}\) – катіон сильної основи, а \(\mathrm{NH^+_4}\) – слабкої; \(\mathrm{Cl^-}\) – аніон сильної хлоридної кислоти,
а \(\mathrm{CO^{2-}_3}\) – слабкої карбонатної кислоти.

Відповідь: B.

ТЕМА: Загальна хімія. Хімічна рівновага, принцип Ле Шательє. Тепловий ефект хімічної реакції.

Завдання скеровано на перевірку вміння інтерпретувати інформацію щодо оборотної хімічної реакції, подану в графічній формі, класифікувати хімічну реакцію за тепловим ефектом.

Згідно з принципом Ле Шательє система, що перебуває у стані стійкої хімічної рівноваги, під зовнішнім впливом прагне повернутися до стану рівноваги, компенсувавши його дію.

Проаналізувавши графіки залежності об’ємної частки (%) продукту реакції в рівноважній газуватій суміші від температури за різних значень тиску, можна дійти таких висновків:
– зі збільшенням тиску вихід продукту збільшується;
– з підвищенням температури вміст продукту реакції в реакційній суміші зменшується.

Тобто йдеться про реакцію, яка відбувається зі зменшенням об’єму, екзотермічну.

Відповідь: A.

ТЕМА: Загальна хімія. Валентність. Хімічний зв’язок. Обмінний і донорно-акцепторний механізми утворення ковалентних зв’язків.

Завдання скеровано на перевірку знання формули йона амонію, розуміння відмінності між способами утворення ковалентного зв’язку за обмінним і донорно-акцепторним механізмами, уміння визначати валентність хімічних елементів за формулою речовини чи йона.

Валентність – здатність атомів вступати в хімічний зв’язок лише з певною кількістю інших атомів, що здійснюється в результаті взаємодії електронів верхніх електронних оболонок.

Кількісною мірою валентності атома є кількість атомів елемента, валентність якого вважають відомою, що їх здатний приєднати даний атом.

Зазвичай валентність атома визначають за максимальною кількістю одновалентних атомів (історично це атоми \(\mathrm{H}\) або \(\mathrm{Cl}\), що можуть сполучатися з атомом певного елемента або заміщати його. У катіоні амонію атом Нітрогену зв’язаний із чотирма атомами Гідрогену, тобто валентність Нітрогену в цій частинці дорівнює чотирьом.

Ковалентний зв’язок може утворюватися за обмінним (унаслідок усуспільнення електронів) або за донорно-акцепторним механізмом. Катіон амонію утворюється внаслідок приєднання протона \(\mathrm{H^+}\) до молекули амоніаку. Тож один із чотирьох ковалентних зв’язків у катіоні амонію утворено за донорно-акцепторним механізмом (рис. 1).

Рис. 1. Утворення катіона амонію

Відповідь: B.

ТЕМА: Загальна хімія. Хімічна рівновага, принцип Ле Шательє.

Завдання скеровано на перевірку вміння застосовувати принцип Ле Шательє для керування хімічною рівновагою.

Система, що перебуває у стані стійкої хімічної рівноваги, під зовнішнім впливом прагне повернутися до стану рівноваги, компенсувавши його дію.

У всіх наведених варіантах відповіді йдеться про реакції, реагенти й продукти яких – гази. Тобто з-поміж реакцій потрібно вибрати ту, у якій загальний об’єм газів, формули яких зазначено в правій частині хімічного рівняння, більший порівняно із загальним об’ємом газів, формули яких зазначено в його лівій частині:

ТЕМА: Загальна хімія. Будова атомів і простих йонів.

Завдання скеровано на перевірку знання складу атома й розуміння причини його електронейтральності, уміння розрізняти атоми і прості йони.

Атом є електрично нейтральною частинкою, що складається з позитивно зарядженого ядра, яке практично визначає його масу (понад 99,9 %), й електронів, що оточують ядро й визначають розміри атома.

Простий аніон – мономерна хімічна частинка, що несе один або кілька негативних елементарних зарядів електрона.

Порядковий номер Брому в періодичній системі хімічних елементів – 35. У ядрі його атома 35 протонів, навколо ядра – стільки само електронів.

Приєднавши електрон, атом Брому перетворюється на простий однозарядний аніон. Тобто в Бромід-аніоні 36 електронів. За умовою завдання потрібно визначити хімічний елемент, в атомі якого на два електрони менше, тобто 34. Оскільки атом – електронейтральна частинка, то протонів у його ядрі також має бути 34. Цій умові відповідає хімічний елемент, порядковий номер якого в періодичній системі – 34, тобто Селен, хімічний символ якого \(\mathrm{Se}\).

Відповідь: Б.

ТЕМА: Загальна хімія. Будова атомів і простих йонів.

Завдання скеровано на перевірку знання складу атома й розуміння причини його електронейтральності, уміння розрізняти атоми і прості йони.

Атом є електрично нейтральною частинкою, що складається з позитивно зарядженого ядра, яке практично визначає його масу (понад 99,9 %), й електронів, що оточують ядро й визначають розміри атома.

Протони й електрони – частинки, заряди яких однакові за абсолютною величиною і протилежні за знаком, нейтрони – електронейтральні.

Простий катіон – це позитивно заряджений йон, одноатомна частинка, що несе на собі один чи більше зарядів протона. Катіон – частинка, на яку перетворюється атом унаслідок утрати одного чи кількох електронів.

Тому для визначення простого катіона потрібно вибрати в таблиці рядок, у якому описано склад частинки з більшою кількістю протонів порівняно з електронами.

Цю умову задовольняє частинка, склад якої описано в рядку Г.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Основні хімічні поняття. Речовина.

Завдання скеровано на перевірку вміння розрізняти прості й складні речовини, інтерпретувати інформацію, наведену в графічній формі.

Прості речовини утворено атомами одного хімічного елемента, а складні – атомами різних хімічних елементів.

Проаналізувавши наведені в умові завдання рисунки, можна дійти висновку, що на них зображено молекули складу:

Відповідь: B.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння розв’язувати комбіновані задачі.

Дано:
\(n_{1+2}(\mathrm{CO_2})=0,6\ \text{моль}\)
\(m(\mathrm{C_2H_4})=2,8\ \text{г}\)
\(M(\mathrm{C_2H_4})=28\ \text{г/моль}\)

Знайти:
\(\mathbf{\varphi}(\mathrm{C_2H_4})\ -\ ?\)

Для газів об'ємні частки в суміші збігаються з мольними, тому

Відповідь: 80.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння розв’язувати комбіновані задачі.

Дано:
\(m_{\text{до}}(\mathrm{C_4H_{10}})+m_1(\mathrm{C_4H_6})+m_2(\mathrm{C_4H_6})=100\ \text{г}\)
\(m_{\text{після}}(\mathrm{C_4H_{10}})=106\ \text{г}\)
\(M(\mathrm{C_4H_{6}})=54\ \text{г/моль}\)
\(M(\mathrm{H_2})=2\ \text{г/моль}\)

Знайти:
\(m_{\text{до}}(\mathrm{C_4H_{10}})\ -\ ?\)

\begin{gather*} \triangle m(\mathrm{C_4H_{10}})=m_{\text{після}}(\mathrm{C_4H_{10}})- m_{\text{до}}(\mathrm{C_4H_{10}});\\[7pt] \triangle m(\mathrm{C_4H_{10}})=106\ \text{г}-100\ \text{г}=6\ \text{г}. \end{gather*} Приріст маси бутану відбувся за рахунок приєднання водню до ізомерних бутинів складу \(\mathrm{C_4H_6}\), тобто \(m(\mathrm{H_2})=\triangle m(\mathrm{C_4H_{10}})=6\ \text{г}\).

Відповідь: 19.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння розв’язувати комбіновані задачі.

Дано:
\(m(\mathrm{Mg(OH)_2})+m(\mathrm{MgCO_3})=42\ \text{г}\)
\(M(\mathrm{MgCO_3})=84\ \text{г/моль}\)
\(V(\mathrm{CO_2})=1,12\ \text{л}\)
\(V_m(\mathrm{CO_2})=22,4\ \text{л/моль}\)

Знайти:
\(w(\mathrm{MgCO_3})\ -\ ?\)

Із хлоридною кислотою реагують і магній гідроксид, і магній карбонат, однак карбон(IV) оксид утворюється лише внаслідок реакції з магній карбонатом: \begin{gather*} \mathrm{MgCO_3+2HCl=MgCl_2+CO_2}\uparrow+\ \mathrm{H_2O}. \end{gather*} За рівнянням реакції \(n(\mathrm{MgCO_3})=n(\mathrm{CO_2})\),
за умовою задачі

Відповідь: 10.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння розв’язувати комбіновані задачі.

Дано:
\(m(\mathrm{CaO})+m(\mathrm{CaC_2})=128\ \text{г}\)
\(M(\mathrm{CaC_2})=64\ \text{г/моль}\)
\(M(\mathrm{H_2O})=18\ \text{г/моль}\)
\(n(\mathrm{C_2H_2})=0,25\ \text{моль}\)

Знайти:
\(m(\mathrm{H_2O})\ -\ ?\)

\begin{gather*} \mathrm{CaC_2+2H_2O=Ca(OH)_2+C_2H_2}\uparrow\ \ (1)\\[7pt] \mathrm{CaO+H_2O=Ca(OH_2)}\ \ \ \ \ \ \ \ (2) \end{gather*}

Відповідь: 45.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати хімічну формулу сполуки.

Дано:
\(n(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y)=0,1\ \text{моль}\)
\(V(\mathrm{CO_2})=8,96\ \text{л}\)
\(V_m(\mathrm{CO_2})=22,4\ \text{л/моль}\)
\(m(\mathrm{H_2O})=9\ \text{г}\)
\(M(\mathrm{H_2O})=18\ \text{г/моль}\)

Знайти:
\((x+y)\ -\ ?\)

\begin{gather*} n(\mathrm{CO_2})=\frac{V(\mathrm{CO_2})}{V_m(\mathrm{CO_2})};\\[6pt] n(\mathrm{CO_2})=8,96\ \text{л}:22,4\ \text{л/моль}=0,4\ \text{моль};\\[7pt] n(\mathrm{C})=n(\mathrm{CO_2})=0,4\ \text{моль};\\[6pt] n(\mathrm{H_2O})=\frac{m(\mathrm{H_2O})}{M(\mathrm{H_2O})};\\[1pt] n(\mathrm{H_2O})=9\ \text{г}:18\ \text{г/моль}=0,5\ \text{моль};\\[7pt] n(\mathrm{H})=2n(\mathrm{H_2O})=1\ \text{моль};\\[7pt] n(\mathrm{C}):n(\mathrm{H})=0,4:1=4:10;;\\[7pt] x+y=4+10=14. \end{gather*}

Відповідь: 14.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати хімічну формулу сполуки.

Дано:
\(V(\mathrm{CO})=36,6\ \text{л}\)
\(m(\mathrm{E_2O_3})=76\ \text{г}\)
\(V_m(\mathrm{CO})=22,4\ \text{л/моль}\)

Знайти:
\(M(\mathrm{E})\ -\ ?\)

\begin{gather*} \mathrm{E_2O_3+3CO=2E+3CO_2} \end{gather*} За рівнянням реакції $$ n(\mathrm{E_2O_3})=\frac 13n(\mathrm{CO}); $$ за умовою \begin{gather*} n(\mathrm{CO})=\frac{V(\mathrm{CO})}{V_m(\mathrm{CO})}\\[0pt] n(\mathrm{CO})=\frac{33,6\ \text{л}}{22,4\ \text{л/моль}}=1,5\ \text{моль}. \end{gather*} Тому \(n(\mathrm{E_2O_3})=0,5\ \text{моль}\).

Відповідь: 52.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння обчислювати кількісний склад суміші.

Дано:
\(V_1(\mathrm{H_2})+V_1(\mathrm{O_2})=40\ \text{л}\)
\(V_2(\mathrm{H_2})=4\ \text{л}\)

Знайти:
\(w_1(\mathrm{O_2})\ -\ ?\)

\begin{gather*} \mathrm{2H_2+O_2=2H_2O} \end{gather*} Якщо \(V_1(\mathrm{O_2})\ -\ x\), то, з огляду на коефіцієнти перед формулами водню й кисню, \(V_1(\mathrm{H_2})=2x\). \begin{gather*} 2x+x+40\ \text{л};\\[7pt] 3x=36\ \text{л};\ \ x=12\ \text{л}.\\[1pt] w(\mathrm{O_2})=\frac{V_1(\mathrm{O_2})}{V_1(\mathrm{H_2})+V_1(\mathrm{O_2})};\\[0pt] w(\mathrm{O_2})=\frac{12\ \text{л}}{40\ \text{л}}=0,3\ (30\ \text{%}). \end{gather*}

Відповідь: 30.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння перетворювати схеми окисно-відновних реакцій на хімічні рівняння методом електронного балансу.

Відповідь: 11.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння обчислювати кількісний склад розчинів.

Дано:
\(w_1(\mathrm{H_2SO_4})=20\ \text{%}\)
\(w_2(\mathrm{H_2SO_4})=70\ \text{%}\)
\(w_3(\mathrm{H_2SO_4})=30\ \text{%}\)
\(m_3(\text{р-ну}\ \mathrm{H_2SO_4})=150\ \text{г}\)

Знайти:
\(m_1(\text{р-ну}\ \mathrm{H_2SO_4})\ -\ ?\)

Якщо \(m_1(\text{р-ну}\ \mathrm{H_2SO_4})\ -\ x\), то \begin{gather*} 0,2x+0,7(150\ \text{г}-x)=0,3\cdot 150\ \text{г};\\[7pt] 0,2x+0,7\cdot 150\ \text{г}-0,7x=0,3\cdot 150\ \text{г};\\[7pt] 0,5x=0,7\cdot 150\ \text{г}-0,3\cdot 150\ \text{г};\\[7pt] x=2(0,7\cdot 150\ \text{г}-0,3\cdot 150\ \text{г});\\[7pt] x=2\cdot 0,4\cdot 150\ \text{г};\\[7pt] x=120\ \text{г}. \end{gather*}

Відповідь: 120.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати хімічні формули речовин, визначати масові частки речовин у суміші.

Дано:
\(w(\mathrm{C})=36\ \text{%}\)
\(M_r(\mathrm{CO})=28\)
\(M_r(\mathrm{CO_2})=44\)

Знайти:
\(w(\mathrm{CO})\ -\ ?\)

\begin{gather*} w(\mathrm{O})=100\ \text{%}-w(\mathrm{C})\\[7pt] w(\mathrm{O})=100\ \text{%}-36\ \text{%}=64\ \text{%} \end{gather*} Якщо маса суміші газів 100 г, маса атомів Карбону й Оксигену в ній становить, відповідно, 36 і 64 грами.
Кількість речовини атомів Карбону й Оксигену: \begin{gather*} n(\mathrm{C})=m(\mathrm{C}):M(\mathrm{C});\\[7pt] n(\mathrm{C})=36\ \text{г}: 12\ \text{г/моль}=3\ \text{моль};\\[7pt] n(\mathrm{O})=m(\mathrm{O}):M(\mathrm{O});\\[7pt] n(\mathrm{O})=64\ \text{г}: 16\ \text{г/моль}=4\ \text{моль}. \end{gather*} Нехай \(x\) – кількість речовини карбон(ІІ) оксиду, а \(y\) – карбон(IV) оксиду. З огляду на формули цих оксидів (\(\mathrm{CO}\) й \(\mathrm{CO_2}\) відповідно) можна стверджувати, що кількість речовини Оксигену в карбон(IV) оксиді вдвічі більша порівняно з карбон(ІІ) оксидом, і скласти систему рівнянь: $$ \begin{array}{l} x+y=3;\\ x+2y=4. \end{array} $$ Застосувавши спосіб підстановки й виразивши $$ x=3-y, $$ можна дістати шукані кількості речовин газів у суміші: $$ x=2\ \text{моль},\ y=1\ \text{моль}. $$ Використавши обчислені кількості речовин і молярні маси газів, про які йдеться в задачі, можна обчислити маси кожного з газів у суміші: \begin{gather*} m(\mathrm{CO})=M(\mathrm{CO})n(\mathrm{CO});\\[7pt] m(\mathrm{CO})=28\ \text{г/моль}\cdot 2\ \text{моль}=56\ \text{г};\\[7pt] m(\mathrm{CO_2})=M(\mathrm{CO_2})n(\mathrm{CO_2});\\[7pt] m(\mathrm{CO_2})=44\ \text{г/моль}\cdot 1\ \text{моль}=44\ \text{г}. \end{gather*} Із урахуванням того, що загальна маса газової суміші становить 100 г, можна обчислити шукану масову частку карбон(ІІ) оксиду: \begin{gather*} w(\mathrm{CO})=m(\mathrm{CO}):(m(\mathrm{CO})+m(\mathrm{CO_2}));\\[7pt] w(\mathrm{CO})=56\ \text{г}:100\ \text{г}=0,56\ \text{або}\ 56\ \text{%}. \end{gather*}

Відповідь: 56.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати хімічну формулу речовини за даними про співвідношення мас елементів у ній і її молярною масою.

Дано:
\(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y\mathrm{O}_z\)
\(m(\mathrm{C}):m(\mathrm{H}):m(\mathrm{O})=9:1:14\)
\(M(\mathrm{C}_x\mathrm{H}_y\mathrm{O}_z)=6M(\mathrm{O_2})\)
\(M(\mathrm{O_2})=32\ \text{г/моль}\)

Знайти:
\(x,y,z\ -\ ?\)

Відповідь: 21.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння обчислювати середню молярну масу газуватої суміші за об’ємними частками її складників.

Об’ємна частка метану в суміші становить 25 %, відповідно об’ємна частка кисню в ній дорівнює 75 %.

Середню молярну масу \(\left\langle M\right\rangle\) газової суміші метану й кисню обчислюють за формулою

у якій \(\mathbf{\varphi}\) – об’ємна частка, \(M\) – молярна маса газу.

Дано:
\(\mathbf{\varphi}(\mathrm{CH_4})=25\ \text{%}\)
\(\mathbf{\varphi}(\mathrm{O_2})=75\ \text{%}\)
\(M(\mathrm{CH_4})=16\ \text{г/моль}\)
\(M(\mathrm{O_2})=32\ \text{г/моль}\)

Знайти:
\(\left\langle M(\mathrm{CH_4,O_2})\right\rangle\ -\ ?\)

Відповідь: 28.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння обчислювати кількість газуватої речовини за її об’ємом.

Молярний об’єм газу за нормальних умов (н. у.) становить 22,4 л/моль.

Кількість речовини водню дорівнює частці від ділення його об’єму (н. у.) на молярний об’єм і становить 20 моль.

Дано:
\(V(\mathrm{H_2})=448\ \text{л}\)
\(V_m(\mathrm{H_2})=22,4\ \text{л/моль}\)

Знайти:
\(n(\mathrm{H_2})\ -\ ?\)

\begin{gather*} n(\mathrm{H_2})=V(\mathrm{H_2}):V_m(\mathrm{H_2});\\[7pt] n(\mathrm{H_2})=448\ \text{л}: 22,4\ \text{л/моль}=20\ \text{моль}. \end{gather*}

Відповідь: 20.

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння обчислювати масу речовини за її кількістю.

Дано:
\(n(\mathrm{H_2O})=10\ \text{моль}\)
\(M(\mathrm{H_2O})=18\ \text{г/моль}\)

Знайти:
\(m(\mathrm{H_2O})\ -\ ?\)

$$ m(\mathrm{H_2O})=M(\mathrm{H_2O})n(\mathrm{H_2O}); $$ $$ m(\mathrm{H_2O})=18\ \text{г/моль}\cdot 10\ \text{моль}=180\ \text{г}. $$

Відповідь: 180.

ТЕМА: Загальна хімія. Реакції обміну між електролітами в розчині. Якісні реакції на деякі йони.

Завдання скеровано на перевірку вміння ідентифікувати речовини за допомогою якісних реакцій на йони в їхньому складі.

Для правильного розв’язання завдання потрібно скористатися довідковою таблицею «Розчинність основ, кислот, амфотерних гідроксидів і солей за температури 20–25 °С у воді». Також потрібно пам’ятати, що реакції йонного обміну між електролітами в розчині необоротні (відбуваються до кінця), якщо хоча б один із продуктів реакції є нерозчинною речовиною (утворюється осад або виділяється газ) або слабким електролітом (вода), тобто виводиться зі сфери перебігу реакції. Виділення газу, утворення осаду – помітні зовнішні ефекти, за якими можна розпізнати ті чи ті реакції.

Відповідь: 1В, 2А, 3Б.

ТЕМА: Загальна хімія. Будова атома. Поняття нуклон, нуклід, ізотопи, протонне число, нуклонне число.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати й порівнювати склад ядер атомів.

Відповідь: 1Д, 2Г, 3А.

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні. Ізомерія.

Завдання скеровано на перевірку вміння розрізняти реакції різних типів за участі органічних речовин.

Перетворення 1 – це реакція відщеплення (Б) води від пропан-2-олу з утворенням проп-1-ену.

Перетворення 2 – це реакція приєднання (Г) водню до проп-1-ену з утворенням пропану.

Перетворення 3 – це реакція заміщення (Д) атома Гідрогену в молекулі пропану атомом Брому внаслідок бромування.

Відповідь: 1Б, 2Г, 3Д.

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні. Ізомерія.

Завдання скеровано на перевірку знання загальних формул вуглеводнів різних гомологічних рядів, розуміння суті ізомерії, реакції ізомеризації.

Відповідь: 1В, 2Б, 3Д.

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводи. Глюкоза.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічного складу молекули глюкози й уміння виявляти характеристичні групи в її молекулі.

Хімічні властивості глюкози, яка поєднує в собі властивості багато-атомних спиртів і альдегідів, зумовлені характеристичними групами в її молекулі – п’ятьма гідроксильними й альдегідною (рис. 1).

Рис. 1. Модель молекули (а) і структурна формула (б) глюкози

Реактивом, за допомогою якого можна довести наявність у молекулі глюкози як альдегідної групи, так і кількох гідроксильних груп, є свіжодобутий купрум(ІІ) гідроксид.

Унаслідок змішування з ним глюкози за надлишку лугу осад купрум(ІІ) гідроксиду розчиняється, утворюється яскраво-синій розчин, що свідчить про наявність у молекулі глюкози кількох гідроксильних груп.

Якщо цей розчин нагріти, спочатку утвориться жовтий осад купрум(І) гідроксиду унаслідок відновлення купрум(ІІ) гідроксиду глюкозою. За подальшого нагрівання осад набуде цегляно-червоного кольору, бо внаслідок термічного розкладання купрум(І) гідроксиду утвориться купрум(І) оксид:

Відповідь: Б.

ТЕМА: Органічна хімія. Аміни. Анілін.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей аніліну, зумовленості їх взаємним впливом бензенового кільця й аміногрупи в його молекулі.

Для аніліну можливі реакції як за аміногрупою, так і за бензеновим кільцем. Особливості цих реакцій зумовлені взаємним впливом атомів у молекулі аніліну.

Неподілена електронна пара атома Нітрогену взаємодіє з ароматичною системою зв’язків і частково зміщується від атома Нітрогену до бензенового кільця. Унаслідок цього на атомі Нітрогену електронна густина зменшується, і тому зменшуються осно́вні властивості аміногрупи. Це є причиною того, що анілін реагує із сильними кислотами з утворенням солей бензенамонію: $$ \mathrm{C_6H_5NH_2+HCl}\rightarrow\underset{\text{бензенамоній хлорид}}{\mathrm{\left[C_6H_5NH_3\right]^+Cl^-}} $$

Натомість у 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:

Тобто обидва твердження, наведені в умові завдання, є правильними.

Відповідь: B.

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні. Алкени. Етен.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей етену.

Етен – ненасичений вуглеводень, вступає в реакції приєднання, які відбуваються за місцем кратного зв’язку, наприклад, із водою:

Відповідь: B.

ТЕМА: Органічна хімія. Оксигеновмісні органічні сполуки. Естери.

Завдання скеровано на перевірку вміння розрізняти формули естерів.

Загальну формулу естерів наведено на рисунку 1:

Рис. 1. Загальна формула естерів

Структурні формули етанової кислоти, 2-метилпропан-1-олу й продукту реакції між ними зображено на рисунку 2.

Рис. 2. Структурні формули етанової кислоти (а), 2-метилпропан-1-олу (б), естеру, утвореного ними (в)

Відповідь: Б.

ТЕМА: Органічна хімія. Етен. Етанол. Установлення генетичних зв’язків між різними класами органічних сполук.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей етену, уміння установлювати генетичні зв’язки між різними класами органічних сполук.

Щодо правильності наведених в умові завдання тверджень:

Відповідь: Г.

ТЕМА: Органічна хімія. Фенол.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей фенолу, зумовленості їх взаємним впливом бензенового кільця і гідроксильної групи в його молекулі.

Твердження, що гідроксильна група в молекулі фенолу підвищує реакційну здатність бензенового кільця в реакціях заміщення, правильне. Вуглеводневий замісник і характеристична група в молекулі фенолу взаємовпливають. Електрони бензенового кільця взаємодіють із 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):

Рис. 1. Розподілення електронної густини в молекулі фенолу

Під впливом атома Оксигену гідроксильної групи електронна густина в бензеновому кільці фенолу підвищується. Це є причиною зменшення його стійкості до окиснення і заміщення.

Твердження, що для якісного виявлення фенолу можна використати бромну воду, також правильне. Зовнішнім ефектом цієї реакції є утворення білого осаду 2,4,6-трибромофенолу:

Твердження щодо взаємодії фенолу з натрій гідроксидом у водному розчині також правильне. Унаслідок збільшення полярності зв’язку \(\mathrm{C-H}\) під впливом бензенового кільця рухливість атома Гідрогену гідроксильної групи збільшується. Тому фенол реагує не лише з лужними металами, а й із лугами. Унаслідок добавляння кількох крапель розчину лугу до водної емульсії фенолу утворюється прозорий безбарвний розчин натрій феноляту: $$\mathrm{C_6H_5OH+NaOH}\rightarrow\underset{\text{натрій фенолят}}{\mathrm{C_6H_5ONa}}+\ \mathrm{H_2O}.$$

З огляду на викладене вище, твердження, що у воді фенол виявляє слабші кислотні властивості, ніж етанол, помилкове.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Органічна хімія. Спирти. Фенол. Ізомерія.

Завдання скеровано на перевірку розуміння суті ізомерії, уміння розрізняти феноли поміж інших органічних сполук.

Ізомерія – явище існування ізомерів – сполук, однакових за хімічним складом i молекулярною масою, але різних за будовою.

Речовина 1 є ізомером речовини 2, оскільки в них однакова молекулярна формула \(\mathrm{C_7H_8O}\) за різної будови молекул.

Феноли – сполуки, у молекулах яких є одна або більше гідроксильних груп, приєднаних до бензенового або іншого аренового кільця (рис. 1).

Рис. 1. Моделі молекул: найпростішого фенолу (а), речовин 1 і 3 (б)

Тож речовини 1 і 3 належать до фенолів.

Відповідь: B.

ТЕМА: Органічна хімія. Карбонові кислоти.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати й порівнювати хімічний склад і будову насичених одноосновних карбонових кислот – метанової та етанової (рис. 1), їхні властивості.

Рис. 1. Моделі молекул метанової (а) та етанової (б) кислот, карбоксильної групи (в)

Спільні властивості метанової та етанової кислот зумовлено характеристичною (функціональною) карбоксильною групою в їхніх молекулах. Обидві кислоти дисоціюють у водному розчині з утворенням катіонів Гідрогену, тож твердження, що у водному розчині метанової кислоти метиловий оранжевий не змінює забарвлення, є помилковим.

Як метанова, так і етанова кислота вступають в реакцію естерифікації та реагують із лугами.

Специфічні властивості метанової кислоти порівняно з іншими насиченими одноосновними карбоновими кислотами зумовлено тим, що карбоксильну групу в її молекулі сполучено не з вуглеводневим замісником, а з атомом Гідрогену. Тож метанова кислота окиснюється амоніачним розчином аргентум(І) оксиду за нагрівання (реакція срібного дзеркала) , а етанова – ні.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні. Алкени й алкіни.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей алканів та алкінів й уміння розрізняти вуглеводні різних гомологічних рядів.

Аналіз наведених варіантів відповіді дає змогу дійти висновку:

Твердження А «У реакцію гідрування вступає як етен, так і етин» є правильним, бо обидва вуглеводні належать до ненасичених.

Твердження Б «Продуктом каталітичної гідратації етину є етаналь» також правильне.

Твердження В «Етен і етин належать до одного гомологічного ряду» помилкове, етин належить до алкінів, а етен – до алкенів.

Твердження Г «Каталітичним дегідруванням етану можна добути етен» правильне, бо алкени можна добути дегідруванням алканів.

Відповідь: B.

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні. Алкени.

Завдання скеровано на перевірку знання хімічних властивостей алкенів і вміння класифікувати реакції за їхньої участі.

Пропен реагує з бромом за схемою:

Продуктом приєднання брому до пропену за місцем подвійного зв’язку є 1,2-дибромопропан.

Відповідь: A.

ТЕМА: Органічна хімія. Вуглеводні. Алкани.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати структурні формули алканів й обґрунтовувати залежність між їхніми температурами кипіння, відносними молекулярними масами та будовою молекул.

У гомологічному ряду алканів температури кипіння підвищуються зі збільшенням довжини карбонового ланцюга, а температури кипіння ізомерних алканів зменшуються зі збільшенням його розгалуженості.

Вочевидь найвищу температуру кипіння (151 °C) із-поміж алканів, про які йдеться в завданні, має нонан (дев’ять атомів Карбону в нерозгалуженому ланцюгу, рис. 1).

Рис. 1. Модель молекули нонану

Інші три вуглеводні – ізомери, які різняться будовою карбонового ланцюга.

Рис. 2. Моделі молекул октану (а), 2-метилгептану (б),
2,2,3,3-тетраметилбутану (в)

В октану нерозгалужений ланцюг, тож його температура кипіння (126 °C) найвища серед цих ізомерів.

Карбоновий ланцюг 2-метилгептану менш розгалужений порівняно із 2,2,3,3-тетраметилбутаном, тому температура його кипіння (116 °C) вища за температуру кипіння (106 °C) 2,2,3,3-тетраметилбутану.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Органічна хімія. Ізомерія.

Завдання скеровано на перевірку розуміння суті ізомерії та вміння визначати ізомерні речовини за структурними формулами.

Ізомерія – явище iснування ізомерів – сполук, однакових за хімічним складом i молекулярною масою, але рiзних за будовою.

Умову завдання задовольняють речовини 2, 3, 4, молекулярна формула яких \(\mathrm{C_5H_{10}}\).

Відповідь: B.

ТЕМА: Органічна хімія. Номенклатура спиртів.

Завдання скеровано на перевірку вміння називати насичені ациклічні спирти за систематичною номенклатурою.

Називати насичені ациклічні спирти за систематичною номенклатурою потрібно за алгоритмом, наведеним на схемі (рис. 1).

Рис. 1. Алгоритм побудови назв насичених ациклічних спиртів за систематичною номенклатурою

Важливо пам’ятати:

• потрібно нумерувати карбоновий ланцюг із того кінця, до якого ближче розташована гідроксильна група;
• якщо гідроксильна група рівновіддалена від обох кінців головного карбонового ланцюга, то нумерують із того кінця, до якого ближче розташований алкільний замісник;
• якщо гідроксильна група й замісники рівновіддалені від обох кінців головного карбонового ланцюга, то його нумерують так, щоб замісник, назву якого за абеткою вживають раніше, був позначений найменшим числом;
• якщо гідроксильна група й замісники рівновіддалені від обох кінців головного карбонового ланцюга, але з одного кінця замісників більше, то нумерацію проводять з урахуванням положення замісників, позначених найменшими числами.

Вибір головного ланцюга й нумерацію атомів Карбону в ньому за цим алгоритмом зображено на рисунку 2.

Рис. 2. Вибір головного ланцюга й нумерація атомів Карбону в ньому

У головному ланцюгу п’ять атомів Карбону, із другим атомом Карбону в ньому сполучено характеристичну гідроксильну групу \((\mathrm{OH})\) і вуглеводневий замісник метил \((\mathrm{CH_3})\).

Назва спирту – 4-метилпентан-2-ол.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Неорганічна хімія. Неорганічні речовини і їхні властивості. Амфотерні сполуки.

Завдання скеровано на перевірку розуміння суті амфотерності.

Амфотерність – здатнiсть сполуки виявляти кислотнi або основнi властивостi залежно вiд природи реагенту.

Умову завдання задовольняє варіант відповіді Б, у якому наведено схеми реакцій цинк оксиду як із кислотою, так і з лугом. Це доводить його амфотерність.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Неорганічна хімія. Неорганічні речовини і їхні властивості. Поняття про твердість (жорсткість) води та способи її усунення.

Завдання скеровано на перевірку знання чинників, що зумовлюють постійну твердість води.

Твердість води – це сукупність її властивостей, зумовлених деякими катіонами металічних елементів у ній. Усі двовалентні катіони тією чи тією мірою впливають на твердість води, оскільки вони взаємодіють із певними аніонами, унаслідок чого утворюються нерозчинні або малорозчинні сполуки, що випадають в осад.

Постійну (некарбонатну) твердість води зумовлено катіонами \(\mathrm{Ca^{2+}}\) і \(\mathrm{Mg^{2+}}\), аніонами \(\mathrm{SO^{2-}_4}\) і \(\mathrm{NO^{-}_3}\).

Відповідь: Б.

ТЕМА: Загальна хімія. Типи хімічних реакцій.

Завдання скеровано на перевірку знання властивостей кислот, уміння складати їхні хімічні формули й класифікувати кислоти за основністю.

Хімічна формула ортофосфатної кислоти \(\mathrm{H_3PO_4}\). Три атоми Гідрогену в її молекулі здатні заміщуватися на атоми металічних елементів, тож ця кислота триосновна й здатна утворювати кислі солі складу \(\mathrm{KH_2PO_4}\) і \(\mathrm{K_2HPO_4}\).

Ортофосфатна кислота – речовина молекулярної будови, добре розчиняється у воді.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Загальна хімія. Типи хімічних реакцій.

Завдання скеровано на перевірку вміння класифікувати хімічні реакції за якісним і кількісним складом реагентів і продуктів реакції та тепловим ефектом.

Під час реакції кальцій оксиду з водою частина її перетворилася на пару. Це свідчить про виділення теплоти. Отже, реакція є екзотермічною: $$ \mathrm{CaO+H_2O=Ca(OH)_2,}\ \triangle H\lt 0. $$

Реагентами в цій реакції є дві складні речовини, продуктом – одна складна речовина. Це реакція сполучення.

Відповідь: A.

ТЕМА: Загальна хімія. Окисно-відновні реакції. Поняття окисник, відновник, окиснення, відновлення.

Завдання скеровано на перевірку як розуміння суті процесів окиснення і відновлення, так і вміння встановлювати причиново-наслідкові зв’язки між властивостями й застосуванням речовин.

У карбон(ІІ) оксиді атом Карбону має ступінь окиснення +2 і здатен підвищити його до +4 внаслідок утрати електронів: $$ \overset{+2}{\mathrm{C}}-2\overline{e}\rightarrow\overset{+4}{\mathrm{C}}. $$

Те, що карбон(ІІ) оксид є сильним відновником, використовують для відновлення металів з оксидів металічних елементів, наприклад: \begin{gather*} \overset{+2}{\mathrm{C}}\mathrm{O}+\ \overset{+3}{\mathrm{Fe}}_2\mathrm{O_3}\rightarrow \overset{+4}{\mathrm{C}}\mathrm{O_2}+\ \overset{0}{\mathrm{Fe}};\\[7pt] \overset{+2}{\mathrm{C}}\mathrm{O}+\ \overset{+2}{\mathrm{Cu}}\mathrm{O}\rightarrow \overset{+4}{\mathrm{C}}\mathrm{O_2}+\ \overset{0}{\mathrm{Cu}}. \end{gather*}

Відповідь: B.