Національний мультитест з хімії – Варіант 12

ТЕМА: Будова атомів і йонів.

Перевірці підлягає вміння визначати склад ядра й електронної оболонки за нуклідним символом.

\(Z(\mathrm{Mg})=12\), тобто в ядрі атома \(12\) протонів.

Масове число \(A(\mathrm{Mg})=26\):

\begin{gather*}N(n^0)=A(\mathrm{Mg})-Z(\mathrm{Mg})=26-12=14.\end{gather*}

В електронейтральному атомі \(\mathrm{Mg}\) \(12\) електронів.

У йоні \(\mathrm{Mg^{2+}}\):

\begin{gather*}N(e^-)=12-2=10.\end{gather*}

Відповідь: В.

ТЕМА: Окисно-відновні властивості катіонів у водних розчинах.

Перевірці підлягає вміння порівнювати окисні властивості катіонів металічних елементів на основі ряду активності металів.

Що лівіше розташований метал у ряду активності, то він активніший як відновник, тобто його атом легше віддає електрони й перетворюється на катіон. Відповідно, катіони металічних елементів, яким відповідають метали, що стоять правіше в ряду активності, є сильнішими окисниками (активніше приєднують електрони).

Найактивніший метал із-поміж наведених – \(\mathrm{Zn}\), катіон \(\mathrm{Zn^{2+}}\) має найслабші окисні властивості.

У ряду активності металів \(\mathrm{Cu}\) розташований правіше за \(\mathrm{Zn}\), є менш активним за нього металом, а катіон \(\mathrm{Cu^{2+}}\) – сильнішим окисником, ніж \(\mathrm{Zn^{2+}}\).

У ряду активності металів \(\mathrm{Ag}\) розташований правіше за \(\mathrm{Cu}\), катіон \(\mathrm{Ag^+}\) має найсильніші окисні властивості з-поміж катіонів, зазначених в умові.

Отже, окисні властивості катіонів зростають у рядку

\begin{gather*}\mathrm{\xrightarrow{Zn^{2+}\quad Cu^{2+}\quad Ag^+}}\end{gather*}

посилення окисних властивостей

Відповідь: Б.

ТЕМА: Хімічні властивості кислот і солей у водних розчинах.

Перевірці підлягає вміння аналізувати зовнішні ефекти перебігу реакцій йонного обміну у водних розчинах.

А барій нітрат + калій сульфат:

\begin{gather*}\mathrm{Ba(NO_3)_2+K_2SO_4\rightarrow BaSO_4\!\downarrow+\;2KNO_3}\end{gather*}

Утворюється осад барій сульфату.

Б барій гідроксид + вуглекислий газ:

\begin{gather*}\mathrm{Ba(OH)_2+CO_2\rightarrow BaCO_3\!\downarrow+\;H_2O}\end{gather*}

Утворюється осад барій карбонату.

В хлоридна кислота + калій силікат:

\begin{gather*}\mathrm{K_2SiO_3+2HCl\rightarrow H_2SiO_3\!\downarrow+\;2KCl}\end{gather*}

Утворюється осад силікатної кислоти.

Г хлоридна кислота + калій карбонат:

\begin{gather*}\mathrm{K_2CO_3+2HCl\rightarrow2KCl+H_2O+CO_2\!\uparrow}\end{gather*}

Виділяється газ, осад не утворюється.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Хімічна рівновага.

Перевірці підлягає вміння визначати чинники, що зміщують хімічну рівновагу в замкнених системах.

Температура впливає на рівновагу. Реакція екзотермічна, тому підвищення температури зміщує рівновагу вліво (до реактантів), а зниження – вправо (до продукту).

Тиск впливає на рівновагу. Реактанти – дві молекули газуватих речовин, продукт – молекула газу. Підвищення тиску зміщує рівновагу вправо, до утворення меншої кількості частинок.

Каталізатор не впливає на рівновагу. Він лише пришвидшує досягнення рівноважного стану, але не змінює його.

Отже, на рівновагу впливають тиск і температура.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Водневий зв’язок.

Перевірці підлягає вміння визначати речовини, між молекулами яких утворюються водневі зв’язки.

Водневі зв’язки виникають лише тоді, коли атом Гідрогену зв’язаний з атомом дуже електронегативного елемента – \(\mathrm{F}\), \(\mathrm{O}\) або \(\mathrm{N}\).

A Молекула бензену (\(\mathrm{C_6H_6}\)) – містить лише слабкополярні зв’язки \(\mathrm{C{-}H}\), тому водневі зв’язки між молекулами не утворюються.

Б У молекулі гідроген фториду (\(\mathrm{HF}\)) є атом Флуору – найбільш електронегативного елемента, тому ковалентний зв'язок у молекулі дуже полярний, а між молекулами утворюються водневі зв’язки.

\begin{gather*}\mathrm{\overset{\textcolor{blue}{\delta-}}F{-}\overset{\textcolor{red}{\delta+}}H}\cdot\cdot\cdot\cdot\cdot\cdot\cdot\cdot\cdot\cdot\cdot\mathrm{\overset{\textcolor{blue}{\delta-}}F{-}\overset{\textcolor{red}{\delta+}}H}\end{gather*}

В У молекулі фосфіну (\(\mathrm{PH_3}\)) електронегативність Фосфору й Гідрогену майже однакова, водневі зв’язки між молекулами не утворюються.

Г Молекула етану (\(\mathrm{C_2H_6}\)) містить лише слабкополярні зв’язки \(\mathrm{C{-}H}\), тому водневі зв’язки між молекулами не утворюються.

Отже, водневі зв’язки утворюються між молекулами гідроген фториду.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Суміші. Властивості кисню.

Перевірці підлягає знання фізичних властивостей речовин і типів сумішей.

І. Кисень – малорозчинний у воді газ, тому його можна зібрати витісненням води. Це твердження правильне.

ІІ. Після повного розчинення натрій хлориду у воді утворюється гомогенна (однорідна) суміш – розчин. Отже, твердження про неоднорідну суміш неправильне.

Відповідь: А.

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.

ТЕМА: Карбонові кислоти. Вуглеводи. Якісна реакція на альдегідну групу.

Перевірці підлягає вміння визначати речовини, що містять альдегідну групу.

Пробірка \(1\). Карбонові кислоти (за винятком метанової) не відновлюють срібло з амоніакового розчин аргентум(І) оксиду.

Пробірка \(2\). Сахароза – не відновлювальний дисахарид, бо не має вільної альдегідної групи. Тобто не відновлює срібло з амоніакового розчин аргентум(І) оксиду.

Отже, ні оцтова кислота, ні сахароза не відновлює срібла з амоніакового розчин аргентум(І) оксиду.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Хімічні властивості естерів і послідовні перетворення органічних сполук.

Перевірці підлягає знання генетичних зв’язків між класами органічних сполук.

1. Гідроліз етилетаноату (\(\mathrm{CH_3COOCH_2CH_3}\)).

Під час гідролізу естер розщеплюється на етанову кислоту й етанол. Отже, речовина \(1\) – етанол (\(\mathrm{CH_3CH_2OH}\)).

2. Унаслідок дегідратації етанолу утворюється етен (\(\mathrm{CH_2{=}CH_2}\)).

3. Унаслідок гідрування етену утворюється етан (\(\mathrm{CH_3{–}CH_3}\)).

Отже, речовина \(1\) – етанол, його структурна формула

Відповідь: Г.

ТЕМА: Хімічні властивості етанолу.

Перевірці підлягає вміння визначати речовини, з якими етанол не реагує.

А калій реагує з етанолом, який у цій реакції виявляє слабкі кислотні властивості; утворюється калій етанолят:

\begin{gather*}\mathrm{2C_2H_5OH+2K\rightarrow2C_2H_5OK+H_2\!\uparrow}\end{gather*}

Б калій гідроксид не реагує з етанолом, бо етанол має надто слабкі кислотні властивості, щоб взаємодіяти з лугом.

В етанова кислота реагує з етанолом, утворюється етилетаноат (естер):

\begin{gather*}\mathrm{C_2H_5OH+CH_3COOH\xrightarrow{\text{нагрівання, каталізатор}}CH_3COOC_2H_5+H_2O}\end{gather*}

Г кисень окиснює етанол за нагрівання (повне окиснення, горіння):

\begin{gather*}\mathrm{C_2H_5OH+3O_2\rightarrow2CO_2+3H_2O}\end{gather*}

Отже, етанол не реагує з калій гідроксидом.

Відповідь: Б.

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.

ТЕМА: Якісні реакції на багатоатомні спирти й крохмаль.

Перевірці підлягає вміння добирати реактиви для розрізнення гліцеролу й крохмального клейстеру.

Твердження І правильне. Крохмаль дає синє забарвлення з йодом (йодна проба). Гліцерол з йодом не реагує.

Твердження ІІ також правильне. Гліцерол – багатоатомний спирт, у лужному середовищі утворює яскраво-синю розчинну комплексну сполуку зі щойно добутим \(\mathrm{Cu(OH)_2}\). Крохмальний клейстер такої реакції не дає.

Відповідь: В.

ТЕМА: Взаємодія металів із кислотами й солями, розчиненими у воді.

Перевірці підлягає вміння оцінювати аналізувати реакції металів із кислотами й солями, розчиненими у воді.

Посудина \(1\)

Реакція відбувається:

\begin{gather*}\mathrm{Fe+2HCl\rightarrow FeCl_2+H_2\!\uparrow}\end{gather*}

Залізо розчиняється, водень виділяється. Маса пластинки зменшується, отже твердження І (реакція не відбулася, маса не змінилася) – хибне.

Посудина \(2\)

Відбувається реакція заміщення:

\begin{gather*}\mathrm{Fe+2AgNO_3\rightarrow Fe(NO_3)_2+2Ag\!\downarrow}\end{gather*}

Частина заліза переходить у розчин, срібло осаджується на пластинку. Атомна маса Аргентуму більша за атомну масу Феруму. Маса пластинки з осадом збільшується, тому твердження ІІ (маса стала меншою) – хибне.

Посудина \(3\)

Відбувається реакція заміщення:

\begin{gather*}\mathrm{Fe+CuSO_4\rightarrow FeSO_4+Cu\!\downarrow}\end{gather*}

Залізо переходить у розчин, мідь осаджується на пластинку. Атомна маса Купруму більша за атомну масу Феруму. Маса пластинки з осадом збільшується, тому твердження ІІІ (маса стала меншою) – хибне.

Отже, усі три твердження неправильні.

Відповідь: Г.

ТЕМА: Амфотерність гідроксидів.

Перевірці підлягає вміння визначати речовини, що мають амфотерні властивості.

А \(\mathrm{Ca(OH)_2}\) – луг, реагує з кислотами й не реагує з лугами

Б \(\mathrm{Zn(OH)_2}\) – амфотерний гідроксид, реагує і з кислотами, і з лугами:

\begin{gather*}\mathrm{Zn(OH)_2+2HCl=ZnCl_2+2H_2O;}\end{gather*}

\begin{gather*}\mathrm{Zn(OH)_2+2NaOH=Na_2[Zn(OH)_4]}\end{gather*}

В \(\mathrm{K_2CO_3}\) – сіль слабкої кислоти, реагує з кислотами, але не реагує з лугами

Г \(\mathrm{KNO_3}\) – сіль лужного елемента, тому не реагує з лугами, розчиненими у воді

Відповідь: Б.

ТЕМА: склад молекул простих речовин.

Перевірці підлягає уміння визначати кількість атомів у молекулі за назвою речовини.

А молекула білого фосфору чотириатомна

Модель молекули фосфору білого

Б молекула ромбічної сірки восьмиатомна

Модель молекули сірки ромбічної

В молекула озону триатомна

Модель молекули озону

Г молекула метану п’ятиатомна

Модель молекули метану

Відповідь: А.

ТЕМА: Гідроліз солей.

Перевірці підлягає вміння прогнозувати середовище водного розчину солі й колір індикатора в ньому.

Фенолфталеїн забарвлюється в малиновий колір лише в лужному середовищі.

А \(\mathrm{NaHSO_4}\) – кисла сіль, розчин має кисле середовище, у якому фенолфталеїн безбарвний

Б \(\mathrm{ZnCl_2}\) – сіль слабкої основи й сильної кислоти, розчин має кисле середовище, у якому фенолфталеїн безбарвний

В \(\mathrm{Na_2CO_3}\) – сіль сильної основи (\(\mathrm{NaOH}\)) і слабкої кислоти (\(\mathrm{H_2CO_3}\)), розчин має лужне середовище, у якому фенолфталеїн стає малиновим

Г \(\mathrm{Ba(NO_3)_2}\) – сіль сильної основи і сильної кислоти, розчин має нейтральне середовище, у якому фенолфталеїн безбарвний

Відповідь: В.

ТЕМА: Класифікація солей.

Перевірці підлягає вміння визначати кислі солі за їхніми формулами.

Кисла сіль – це сіль, у складі якої є атом Гідрогену, тобто вона утворена неповним заміщенням атомів Гідрогену в кислоті металом. З-поміж солей, формули яких наведено в завданні, лише калій гідрогенсульфат – кисла сіль. Середовище водного розчину калій гідрогенсульфату кисле:

\begin{gather*}\mathrm{KHSO_4\rightarrow K^++H^++SO_4^{2-}}\end{gather*}

Відповідь: Б.

ТЕМА: Класифікація оксидів й основ.

Перевірці підлягає вміння визначити за хімічною формулою природу речовини.

1. Основний оксид – оксид металічного елемента, що виявляє лише основні властивості, як-от барій оксид (\(\mathrm{BaO}\)).

2. Луг – розчинна у воді основа (гідроксид металічного елемента І або ІІ групи, наприклад, літій гідроксид (\(\mathrm{LiOH}\)).

3. Несолетворний оксид не утворює солей, чадний газ (\(\mathrm{CO}\)) – несолетворний оксид.

Відповідь: 1 – Б, 2 – Д, 3 – В.

ТЕМА: Вищі карбонові кислоти. Мила.

Перевірці підлягає вміння співвіднести назву й природу речовини з її формулою.

1. Тверді мила – це натрієві солі вищих карбонових кислот.

\(\mathrm{C_{17}H_{35}COONa}\) – натрієва сіль стеаринової кислоти, тверде мило.

2. Рідкі мила – це калієві солі вищих карбонових кислот.

\(\mathrm{C_{15}H_{31}COOK}\) – калієва сіль пальмітинової кислоти, рідке мило.

3. Формула пальмітинової кислоти \(\mathrm{C_{15}H_{31}COOH}\).

Відповідь: 1 – А, 2 – Б, 3 – В.

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.

ТЕМА: Масова частка елемента в речовині.

Перевірці підлягає вміння обчислювати за хімічною формулою масу хімічного елемента в речовині.

Масова частка титан(IV) оксиду в рутилі:

\begin{gather*}\mathrm{\mathit{w}(TiO_2)=95\, \%=0{,}95}\end{gather*}

Маса рутилу:

\begin{gather*}\mathrm{\mathit{m}(TiO_2+\ \text{домішки})=2\ \text{т}=2000\ \text{кг}}; \\[7pt]\mathrm{\mathit{m}(TiO_2)=\mathit{w}(TiO_2)\cdot\mathit{m}(TiO_2+\ \text{домішки})}; \\[7pt]\mathrm{\mathit{m}(TiO_2)=0{,}95\cdot2000\ \text{кг}=1900\ \text{кг}}\end{gather*}

Молярні маси:

\begin{gather*}\mathrm{\mathit{M}(Ti)=48\ \text{г/моль}}; \\[7pt]\mathrm{\mathit{M}(O)=16\ \text{г/моль}}; \\[7pt]\mathrm{\mathit{M}(TiO_2)=48+2\cdot16=80\ \text{г/моль}}\end{gather*}

Масова частка Титану в оксиді:

\begin{gather*}\mathrm{\mathit{w}(Ti)=\dfrac{48\ \text{г/моль}}{80\ \text{г/моль}}=0{,}6}\end{gather*}

Маса Титану в титан(IV) оксиді масою \(1900\) кг:

\begin{gather*}\mathrm{\mathit{m}(Ti)=0{,}6\cdot1900\ \text{кг}=1140\ \text{кг}}\end{gather*}

Відповідь: 1140.

ТЕМА: Обчислення за хімічними формулами й рівняннями.

Перевірці підлягають уміння визначати хімічну формулу речовини, аналізувати рівняння реакції її горіння.

Формула алкану:

\begin{gather*}\mathrm{C_\mathit{n}H_{2\mathit{n}+2}}\end{gather*}

Відносна молекулярна маса:

\begin{gather*}M=12n+(2n+2)\cdot1=14n+2\end{gather*}

За умовою:

\begin{gather*}14n+2=58; \\[7pt] 14n=56; \\[7pt] n=4\end{gather*}

Отже, алкан – бутан, формула \(\mathrm{C_4H_{10}}\).

Рівняння реакції повного окиснення (згоряння):

\begin{gather*}\mathrm{2C_4H_{10}+13O_2\rightarrow8CO_2+10H_2O}\end{gather*}

Сума коефіцієнтів:

\begin{gather*}2+13+8+10=33\end{gather*}

Відповідь: 33.

ТЕМА: Розчини. Визначення кількісного складу розчину.

Перевірці підлягає вміння тлумачити криві розчинності.

Розчинність за \(80\) °C згідно з графіком: у воді масою \(100\) г розчиниться калій нітрат масою \(170\) г й утвориться насичений розчин.

За умовою маса води становить \(300\) г, тобто калій нітрату для утворення насиченого розчину треба \(510\) г.

Маса насиченого розчину дорівнює сумі мас води й солі в ньому, тобто \(810\) г.

Відповідь: 810.