/
Автор: Гога С.Т. Ісаєнко Ю.В.
Теги: хімія підготовка до іспитів загальна хімія шкільна хімія
ISBN: 978-966-2342-13-0
Год: 2011
Текст
201
ІМІЯ
КОМПЛЕКСНИМ ДОВІДНИК
крок а
Хімія в означеннях, схемах і таблицях /
--------------,-------------------
Практичний курскімм
---і-------г-1----------і--------
зно
тренувальні вправи
І
)
\ 1
КРОК по внз
►X
ІМІЯ
КОМПЛЕКСНИЙ ДОВІДНИК
Хімія в означеннях, схемах і таблицях
Практичний курс хімії
ЗНО
тренувальні вправи
Видання друге,
доповнене та перероблене
4весна»
ТОВ «Видавничий дім Весна»
ФОП Співак В. Л.
Харків
2011
ББК 24.1
Х46
Розділ І
Схвалено комісією з хімії
Науково-методичної Ради з питань освіти і науки України
(Лист № 1.4/18-Г-447 від 01.07.10р.)
Розділ II
Схвалено комісією з хімії
Науково-методичної Ради з питань освіти і науки України
(Лист № 1.4/18-1626 від 26.06.08р.)
Охороняється Законом України «Про авторське право та суміжні права».
Передрукування даного посібника або будь-якої його частини забороняється без дозволу ФОП Співак В. Л.
Рецензенти:
(РозділІІ)
І. М. В’юник, доктор хімічних наук,
професор кафедри неорганічноїхімії ХНУ ім. В. Н. Каразіна;
О. В. Мешкова, кандидат хімічних наук;
Н. Е. Варавва, учитель вищої категорії, учитель-методист,
Соросівський вчитель Харківської спеціалізованої школи І-ПІ ступенів № 80
Х46 Хімія. Комплексний довідник: 2-ге вид., доп. та перероб./Укладачі Гога С. Т., Ісаєн-
ко Ю. В. — Харків: ФОП Співак В. Л., 2011. — 392 с.
ІБВК 978-966-2342-13-0.
Основною метою створення комплексного довідника «Хімія» є якісна та ґрунтовна підготовка учнів до скла-
дання зовнішнього незалежного оцінювання. З цією метою нами було розроблено цілий комплекс завдань, які
допоможуть учневі не тільки закріпити теоретичні знання, отримані під час проходження шкільного курсу, але
й засвоїти предметні уміння та навички, необхідні для успішного проходження ЗНО.
Теоретичний матеріал, поданий у посібнику, цілком відповідає програмі 11-річної школи, затвердженій Мі-
ністерством освіти і науки України. У ньому зібрані усі основні розділи та теми, саме тому комплексний довідник
доцільно буде також використовувати як помічник у підготовці до тематичного оцінювання або уроку. '
Посібник може бути корисним не тільки старшокласникам, але й випускникам попередніх років, які в цьому
році бажають вступити до вищого навчального закладу, а також вчителям хімії.
ББК 24.1
ІБВИ 978-966-2342-13-0
© Гога С. Т., Ісаєнко Ю. В., укладання, 2009
© Ластович О. М., дизайн обкладинки, 2009
© ФОП Співак В. Л., макет, 2011
ХІМІЯ
В ОЗНАЧЕННЯХ,
СХЕМАХ І ТАБЛИЦЯХ
Розділ І
ЗАГАЛЬНг, ХІМІЯ
ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ТА ЗАКОНИ ХІМІЇ
Хімія — це наука про властивості хімічних елементів та їхніх сполук і про закономірності пере-
творення речовин.
Речовина — це та матерія, з якої складаються фізичні тіла; вона має певні фізичні та хімічні
властивості.
Хімічний елемент — це певний вид атомів з однаковим зарядом ядра.
Основою .сучасної хімії є атомно-молекулярне вчення (середина XIX ст.).
Атом —"це найменша частинка хімічного елемента, яка зберігає його хімічні властивості.
Молекула — це найменша частинка речовин молекулярної будови. Молекули складаються з одна-
кових або різних атомів.
Проста речовина — це речовина, яка складається з атомів одного хімічного елемента.
Складна речовина — це речовина, яка складається з атомів різних хімічних елементів.
Йон — це електрично заряджена частинка, яка утворюється при відщепленні або приєднанні елек-
тронів атомами або молекулами. Позитивно заряджені йони називають катіонами, негативно заря-
джені йони аніонами.
Алотропія — це явище, яке характеризує здатність атомів деяких хімічних елементів утворювати
кілька простих речовин (алотропних модифікацій (або видозмін) елементів).
Хімічна формула — це умовний запис складу речовини за допомогою символів хімічних елементів
та індексів. Наприклад формула Н3РО4 означає, що молекула ортофосфатної кислоти утворена трьо-
ма атомами Гідрогену, одним атомом Фосфору та чотирма атомами Оксигену.
Чисті речовини — це речовини, які мають сталі фізичні властивості. На практиці'доводиться сти-
катися з речовинами, які не є чистими: вони містять домішки (іноді дуже незначні) інших речовин,
тобто є сумішами.
Суміші — це сукупності кількох речовин. У суміші речовини зберігають свої індивідуальні влас-
тивості і можуть бути з неї виділені.
Залежно від фізичних умов (температури та тиску) речовини можуть перебувати у кількох агре-
гатних станах.
Кристалічна ґратка — це певне просторове розміщення частинок (атомів, молекул або йонів).
Відносна атомна маса (Аг) — це величина, яка показує відношення середньої маси атома при-
родної ізотопної суміші елемента до маси атома Карбону 12 С. Аг виражають в атомних одини-
цях маси.
Атомна одиниця маси (а. о. м.): 1 а. о. м. -^-• т(12С) = 1,66 • 10"27 кг.
Відносна молекулярна маса (Мг) — це величина, яка показує відношення маси молекули даної
речовини до -ї— маси атома Карбону І2С. Мг виражають в а. о. м.
Відносна молекулярна маса дорівнює сумі відносних атомних мас усіх атомів, які утворюють мо-
лекулу речовини. Для речовин немолекулярної будови (наприклад, йонної) використовують поняття
відносної молекулярної маси, але розраховують її для формульних одиниць речовини. '
Кількість речовини М — це кількість структурних одиниць речовини, що виражається в мо-
лях.
Моль — це кількість речовини, яка містить стільки структурних одиниць (атомів, молекул, йонів
та ін.), скільки атомів міститься у 12 г нукліда Карбону 12С.
Стала Авогадро | = 6,02 1023 —-— І — це кількість структурних одиниць в 1 моль будь-якої
І • моль )
речовини.
Молярна маса (.М) — це маса 1 моль речовини, яка виражається в грамах на моль. Чисельно
молярна маса дорівнює відносній молекулярній масі.
Масова частка елемента в сполуці (и>) — це відношення маси даного елемента в молекулі (або
в формульній .одиниці) до відносної молекулярної маси даної сполуки (або до формульної маси).
Об’ємна частка речовини в суміші (<р) — це відношення об’єму, який займає компонент суміші,
до об’єму всієї суміші.
Таблиця 1
Основні фізико-хімічні величини
\ Назва Позна- чення . ... - Формула Одиниці вимірювання
Маса т — кг (г)
Атомна одиниця маси а. о. м. . ш(12С) Іа.о.м. = 12 1,66 10’27 кг
Відносна атомна маса А, А _ т(атома) а.о.м. —
Відносна молекулярна маса Мг М =т(молеку^; к = ул.п> а. о. м. де п — кількість атомів елемента в сполуці —
Молярна маса М г| > II кг/кмоль (г/моль)
Кількість речовини V т N V = ; V = М Ал моль
Стала Авогадро 6,02Ю23 —— моль
Кількість молекул (атомів) N —
Масова частка (елемента в сполуці) IV п А (елемента) IV = - , де п — КІЛЬКІСТЬ Мг атомів елемента в сполуці —
Об’ємна частка речовини (компонента суміші) ф _ К(компонента) Р(суміші) —
Закон збереження маси (М. В. Ломоносов, 1748): маса речовин, що вступають у хімічну реакцію,
дорівнює масі речовин, що утворюються в результаті реакції.
Закон сталості складу (Ж. Пруст, 1801): речовини мають сталий якісний і кількісний склад не-
залежно від способу їх добування. Речовини, для яких цей закон справедливий, називаються сполу-
ками сталого складу, або дальтонідами. Сполуки змінного складу називаються бертолідами.
Закон кратних відношень (Дж. Дальтон, 1803): якщо два елементи утворюють кілька хімічних
сполук, масові кількості одного з елементів, що припадають у цих сполуках на однакову масову кіль-
кість іншого елемента, відносяться між собою як невеликі цілі числа.
Закон об’ємних відношень (Ж. Гей-Люссак, 1808): за однакових умов об’єми газів, що вступають
у реакцію, відносяться між собою і до об’єму утворених газів як невеликі цілі числа.
Закон Авогадро (А. Авогадро, 1811): в однакових об’ємах будь-яких газів за однакових зовнішніх
умов (температура і тиск) міститься однакова кількість молекул.
Наслідки із закону Авогадро:
1. За однакових умов 1 моль будь-якого газу займає однаковий об’єм. За нормальних умов
(Т = 273,15 К; або ( = 0°С; Р = 101325 Па; або р = 1 атм) об’єм 1 моль будь-якого газу дорівнює
22,4 л. Цю сталу величину називають молярним об’ємом газу і позначають Ут.
Молярний об’єм газу — це відношення об’єму речовини до кількості цієї речовини:
Ут - — = 22,4 л/моль.
2. Маси двох різних газів, які займають однакові об’єми за однакових умов, відносяться між со-
бою, як їх молярні маси:
иіі _ Му
т2 М2 '
Відносна густина одного газу за іншим (£>) — це відношення молярних мас двох газів, які за-
ймають рівні об’єми за однакових умов:
А«газом2(Га3У1) =
М(газуг)
М(газу2)
БУДОВА АТОМА. ПЕРІОДИЧНИЙ ЗАКОН і ПЕРІОДИЧНА СИСТЕМА ХІМІЧНИХ
ЕЛЕМЕНТІВ Д. І. МЕНДЕЛЄЄВА
Таблиця 2
Моделі будови атома
Назва
: )С: положення -
Атом складається з позитивно зарядженого ядра та електронів, що обертаються навко-
ло нього. У ядрі зосереджена майже вся маса атома, при цьому воно займає дуже малий
об’єм: розміри ядра і атома складають 1СГ15 м і близько 1О~10 м відповідно-. Кількість
електронів в атомі дорівнює заряду ядра 2.
Постулати Бора:
1. Електрон в атомі рухається навколо ядра по стаціонарній орбіті певного радіуса, при
цьому він не випромінює і не поглинає енергію. Кожній орбіті відповідає певне значен-
ня енергії електрона, яке зростає із збільшенням головного квантового числа п (див.
табл. 4).
2. Електрон поглинає або випромінює квант енергії при переході з однієї стаціонарної
орбіти на іншу.
Продовження таблиці 2
Назва ' ,, г. Основні положення ;
Електрон, як і інші мікрочастинки та світлові хвилі, виявляє корпускулярно-хвильовий
X ч - Ф Ф X дуалізм, тобто проводиться і як частинка, і як хвиля (гіпотеза — Луї де Бройль, 1924;
1 І експериментальне підтвердження — Девіссон і Джермер, 1927).
і § Рух електрона неможливо описати певною траєкторією, можна говорити лише про ймовір-
«І З4 И ’Й й в ність перебування електрона в певній області простору. Різні положення електрона в ато- мі розглядають як електронну хмару з нерівномірною густиною негативного заряду
Таблиця З
Характеристики складових частин атому
Назва Символ -• Відносна маса Заряд & Кількість в атомі
Ядро Протон іР 1 +1 2 (порядковий номер)
Нейтрон оп 1 0 И = Аг-2
Електрон Є 1 1836 -1 2 (порядковий номер)
Заряд ядра збігається з порядковим номером елемента в періодичній системі хімічних елементів
Д. І. Менделєєва.
Протонне число дорівнює заряду ядра атома елемента.
Нуклонне число — це загальна кількість протонів і нейтронів в ядрі.
Нуклід — це тип атомів із певними значеннями нуклонного і протонного чисел.
Ізотопи — це різновиди атомів одного хімічного елемента, які відрізняються за масою внаслідок
різної кількості нейтронів у ядрі. Наприклад ізотопи Гідрогену: (Протій), ,Н (Дейтерій — П),
(Тритій — Т).
Ізобари — це атоми (нукліди) різних хімічних елементів, які мають однакові масові числа. На-
приклад, масове число 40 мають атоми різних елементів: Аргону ^Аг, Калію ,”К, Кальцію ’о^а.
Ізотони — це ядра атомів хімічних елементів, які мають різне число протонів та однакове чис-
ло нейтронів.
Радіоактивність — це самоплинний розпад ядер атомів деяких елементів, що супроводжується
випусканням елементарних частинок та електромагнітних хвиль.
Атомна орбіталь (АО) — область простору атома поблизу атомного ядра, в якій ймовірність зна-
ходження електрона максимальна (90 %). Існують чотири типи атомних орбіталей, які відрізняються
між собою за формою та енергією, їх позначають буквами латинського алфавіту.
<2-орбіталь
Рис. 1. Форма та орієнтація у просторі 8-, р- та Й-орбіталей
8-Орбіталь має сферичну форму; р-орбіталь нагадує за формою об’ємну вісімку або гантель; існу-
ють чотирилопатеві <і-орбіталі; більш складну форму мають /-орбіталі.
Стан електронів в атомі характеризують набором чотирьох квантових чисел.
Таблиця 4
Квантові числа
Назва Символ Можливі значення .'••.‘Т-г ' . Чому відповідає,
Головне п Цілі числа: п = 1; 2; 3; 4; ... Номеру енергетичного рівня. Енергетичний рівень — це сукупність енергетич- них станів електрона в атомі, які характеризу- ються одним і тим самим значенням п; їх позна- чають буквами латинського алфавіту (К, Ь, М, И) або цифрами
Побічне ( орбітальне ) 1 Цілі числа від 0 до п -1 Типу орбіталі. Для з-орбіталі / = О,для р-орбіталі 1 = 1, для (/-орбіталі 1 = 2, для /-орбіталі 1 = 3. Енергетичний підрівень — це сукупність орбіта- лей однакової форми (з однаковим значенням 1) на даному енергетичному рівні
Магнітне т1 — Цілі числа від -1 до +/; кількість зна- чень ти, дорівнює 2/ + 1 Орієнтації атомних орбіталей у просторі. Для з-орбіталі (і = 0) тІ = 0, тому на з-підрівні існує тільки одна з-орбіталь; для р-орбіталей (і = 1) т1 = -1; 0 ;+1, тому на р-підрівні — три орбіта- лі; для «/-орбіталей (/ = 2) т1 = -2; -1; 0 ; +1; + 2, тому на (/-підрівні — п’ять орбіталей
Спінове Тільки два значен- 1 1 ня: -і— та 2 2 Спіну електрона, тобто його власному моменту кількості руху. Спін можна спрощено уявити як напрямок обертання електрона навколо власної осі за годинниковою стрілкою або проти
Таблиця 5
Будова енергетичних рівнів атома
Енергетич- ний рівень І Кількість підрівнів х Тип орбіталі Кількість орбіталей ; Максимальна кількість Д ; електронів ' '
д на підрівні на рівнів на шдрівні і на рівні
п = 1 (К) 1 Із 1 1 2 2
п = 2 (£) 2 2з 1 4 2 8
2р 3 6
п = 3(М) 3 Зз 1 9 2 18
Зр 3 6
за 5 10
п=4 (./V) 4 4з 1 16 2 32
4р 3 . 6
4гі 5 10
4/ 7 14
Таблиця 6
Правила заповнення орбіталей електронами
Назва « ' ' ' 7" Формулювання тазастосування
Принцип мінімуму енергії У першу чергу заповнюються електронами орбіталі з найнижчою енергією. Енергетичні рівні заповнюються послідовно від першого до сьомого, а підрівні у межах рівня — у послідовності з-р-й-ї
Принцип Паулі В атомі не може бути двох електронів з однаковими наборами усіх квантових чисел. Це означає, що на одній орбіталі не може перебу- вати не більше двох електронів, при цьому напрямки їх спинів ма- ють бути протилежними
Правило Хунда Орбіталі одного підрівня заповнюються електронами таким чином, щоб їхній сумарний спін був максимальним. Це означає, що спочат- ку на кожній орбіталі розміщується по одному електрону з однако- вим напрямком спинів, а після цього — другий електрон із проти- лежним напрямком спіну
Правило Клечковського Електрони заповнюють орбіталі у порядку зростання суми головного та побічного квантових чисел (п + і). Якщо ця сума для певних під- рівнів однакова, то в першу чергу заповнюють електронами орбіталь з меншим значенням п
Послідовність заповнення енергетичних рівнів та підрівнів електронами
1в22822р6382Зр6482Згі104р65824гі105рв6в24/-,45гі10 6р67825/146гі107рв...
Таблиця 7
Послідовність заповнення електронами енергетичних рівнів та підрівнів
Зарвд -- ядра ; Символ І8 2й 1 2р 3& зр за ’ 4в 4р _4а 5в
1 Н 1
2 Не 2
3 Ьі 2 1
4 Ве 2 2
5 В 2 2 1
6 с 2 2 2
7 N 2 2 3 •
8 0 2 2 4
9 Е 2 2 5 -
10 Не 2 2 6
11 На 2 2 6 1
12 2 2 6 2
Продовження таблиці 7
Заряд ядра Символ Із 2з ? 2р Зз Зр із* З?
13, А1 2 2 6 2 1
14 8і 2 2 6 2 2
15 Р 2 2 6 2 3
16 8 2 2 6 2 4
17 СІ 2 2 6 2 5
18 Аг 2 2 6 2 6
19 К 2 2 6 2 6 1
20 Са 2 2 6 2 6 2
21 . 8с 2 2 6 2 6 1 2
22 Ті 2 2 6 2 6 2 2
23 V 2 2 6 2 6 3 2
24 Сг 2 2 6 2 6 5 1
25 Мп 2 2 6 2 6 5 2
26 Ге 2 2 6 2 6 6 2
27 Со 2 2 6 2 6 7 2
28 N1 2 2 6 2 6 8 2
29 Си 2 2 6 2 6 10 1
ЗО 2п 2 2 6 2 6 10 2
31 Са 2 2 6 2 6 10 2 1
32 Се 2 2 6 2 6 10 2 2
33 Аз 2 2 6 2 6 10 2 3
34 8е 2 2 6 2 6 10 2 4
35 Вг 2 2 6 2 6 10 2 5
36 ’ Кг 2 2 6 2 6 10 2 6
37 КЬ 2 2 6 2 6 10 2 6 1
38 8г 2 2 6 2 6 10 2 6 2
39 ¥ 2 2 6 2 6 10 2 . 6 1 2
40 2г 2 2 6 2 6 10 2 6 2 2
Електронна конфігурація — це розподіл електронів по атомних орбіталях. Для схематичного зо-
браження електронних конфігурацій застосовують квантові комірки:
П — квантова комірка (атомна орбіталь)
Т — електрон
П — пара електронів, спіни яких протилежні
Наприклад: 17С1 І8228г2р6 3823р5 (повна електронна формула)
[Не] 3в23р9 (скорочена електронна формула)
і-графічна формула)
Належить до сімейства р -елементів
Таблиця 8
Характеристика сімейств елементів
Сімейства* ' ^елементів § Ае. —ййй», 3 ‘’-Л іА* Ї5. { Електронна конфігурація И - ійлвмен’іїв^' •' ~ < -V “ УГ :г ' -Л • *> г -й -<=- «А У Розміщення . у періодичній системі . -> ... . - . .'. -їй. ~. л; . .
8 -ЄЛЄМЄНТИ Заповнюється 8-підрівень зовнішнього енергетичного рівня Перші два елементи кожного періоду
р -елементи - Заповнюється р -підрівень зовнішнього енергетичного рівня Останні шість елементів кожного пе- ріоду (крім 1-го та 7-го періодів)
й -елементи Заповнюється електронами сі-підрівень пе- редзовнішнього енергетичного рівня, а на 8-підрівні зовнішнього рівня залишається 1 чи 2 електрони (виняток — Р<1). По десять елементів у 4.-му та 5-му періодах між з- і р -елементами, а в 6-му періоді — десять елементів між /- і р -елементами. Це елементи побічних підгруп (перехідні елементи)
/ -елементи Заповнюється /-підрівень третього ззов- ні енергетичного рівня, а на зовнішньому рівні містяться два 8-електрони По чотирнадцять елементів між 8- та (/-елементами у 6-му та 7-му періо- дах. Це лантаноїди та актиноїди
У 60-ті роки XIX ст. було відомо 64 хімічні елементи. Загалом до Д. І. Менделєєва було здійсне-
но 50 спроб класификації хімічних елементів.
Періодичний закон Д. І. Менделєєва (1869): «Свойства простих тел, а также форми и свойства сое-
динений алементов находятся в периодической зависимости от величини атомних весов злементов».
Д. І. Менделєєв виправив атомні маси деяких елементів та передбачив їх для ще невідомих еле-
ментів. Він передбачив властивості трьох елементів: екаалюмінію (Галію), екасиліцію (Германію)
та екабору (Скандію).
Сучасне формулювання періодичного закону: властивості елементів, а також властивості простих
і складних речовин, утворених цими елементами, перебувають у періодичній залежності від зарядів
ядер їх атомів.
Періодична система хімічних елементів — це графічне зображення періодичного закону.
Типові елементи — це елементи 2-го і 3-го періодів, за якими найбільш наочно можна простежи-
ти зміну властивостей елементів та їхніх сполук.
Багато властивостей елементів змінюються періодично. До них належать:
— атомний радіус, характеризує міжатомну (між’ядерну) відстань; він дорівнює половині відстані
між ядрами'однакових атомів у молекулі або кристалі;
— енергія йонізацїі — це енергія, необхідна для відривання електрона від незбудженого атома;
вимірюється в електрон-вольтах (еВ);
— електронегативність — це здатність атомів притягувати до себе валентні електрони;
— металічні властивості; характеризують здатність віддавати валентні електрони;
— неметалічні властивості; характеризують здатність приєднувати електрони до завершення
рівня.
Таблиця 9
Відносні електронегативності за шкалою Полінга (у перерахунку Олдера)
Періоди : -.... ... ... ;. . . - ... Групи
і п III ... IV ?ж... ‘. VI .. ¥і г VIII
1 н 2,20 - - - - - - - - Не
2 Ьі 0,98 Ве 1,57 в 2,04 с 2,55 N 3,04 0 3,44 р 3,98 - - Не
3 Иа 0,93 М£ 1,31 А1 1,61 8і 1,90 Р- 2,19 8 2,58 СІ 3,16 - - Аг
4 К 0,82 Са 1,00 8с 1,36 Ті 1,54 V 1,63 Сг 1,66 Мп 1,55 Ге 1,80 Со 1,88 N1 1,91
Си 1,90 2п 1,65 Са 1,81 Се - 2,01 Аз 2,18 8е 2,55 Вг 2,96 - - Кг
5 КЬ 0,82 8г 0,95 • ¥ 1,22 2г 1,33 N5 1,60 Мо 2,16 Тс 1,90 Ки 2,28 КИ 2,20 ра 2,20
А® 1,93 са 1,69 Іп 1,78 8п 1,96 8Ь 2,05 Те 2,10 І 2,66 - Хе
6 Св 0,79 Ва 0,89 Ьа 1,10 Ш 1,30 Та 1,50 IV 2,36 Ке 1,90 08 2,20 Іг 2,20 Рі 2,28
Аи 2,54- Н£ 2,00 Ті 2,04 РЬ 2,33 Ві 2,02 Ро 2,00 Аі 2,20 - __ Кп
Таблиця 10
Зміна властивостей хімічних елементів в періодах і групах
періодичної системи Д. І. Менделєєва
Форма Існування хімічного елемента та; Ті властивості с, ’ ‘ ” ; ї.. Зміна властивостей
ГОЛОВНИХ підгрупа? 1 в періодах
Атоми Заряд ядра зростає зростає
Число електронних рівнів зростає не змінюється (дорівнює номеру періоду)
Число електронів на зовнішньо- му рівні не змінюється (дорівнює номеру групи) зростає
Радіус атома зростає зменшується
Електронегативність зменшується зростає
Енергія йонізації зменшується зростає
Продовження таблиці 10
Форма існування хімічногоелемента * та її властивості * * .. -ї’; . -С1” . ї. .Зміна властивостей ----- - >. - -- , . - . к . ч ... . -
' ВГОЛОВ1ШХ “ - І ... підгрупах '-!/; -- •. • в періодах ’. . ... л
Атоми Відновні властивості зростають зменшуються
Окисні властивості зменшуються зростають
Вищий позитивний ступінь окиснення сталий (дорівнює номеру групи) збільшується від +1 до +8
Нижчий ступінь окиснення не змінюється (дорівнює номер групи мінус 8) збільшується від -4 до -1
Прості речо- вини Металічні властивості ПІДСИЛЮЮТЬСЯ послаблюються
Неметалічні властивості послаблюються підсилюються
Спо- луки еле- ментів Характер хімічних властивостей вищого оксиду підсилення основних і послаблення кислот- них властивостей основний—» амфотерний —> кислотний. Підсилення кислотних і по- слаблення основних власти- востей
Характер хімічних властивостей гідроксиду, що відповідає вищо- му оксиду підсилення основних і послаблення кислотних властивостей Луг —> основа —> амфотер- ний гідроксид —> кислота. Послаблення основних і під- силення кислотних власти- востей
ХІМІЧНИЙ ЗВ'ЯЗОК
Хімічний зв’язок — це така взаємодія атомів, яка сполучає їх у молекули, йони, радикали, крис-
тали.
Ковалентний зв’язок — це хімічний зв’язок між атомами, що здійснюється однією або кількома
спільними електронними парами.
Обмінний механізм утворення
—£ Я' "
ковалентного неполярного зв’язку
молекулі водню Н2
н- +
,Н 18і 18
спільна
електронна
пара
•Н -» Н:Н або Н-Н
СІ- + -сі: -> :С1:С1: або С1-С1
неподілені
електронні пари
Р—Р
В обох прикладах ковалентним зв’язком зв’язані атоми
одного й того самого елемента, тобто атоми з однако-
вою електронегативністю, тому спільна електронна пара
симетрична відносно атомів.
Ковалентний зв’язок, створений між атомами з однако-
вою електронегативністю, називається неполярним.
ковалентного полярного зв’язку
В молекулі амоніаку МН3
N І82 2822р3;[Не] 2в22р3
н- + -,к
•Н Н-.ЬВН або
Н
н-и-н
8-Р
Атом Нітрогену значно більш електро-
негативний, ніж атом Гідрогену, тому
притягує до себе спільні електронні
пари з більшою силою. Внаслідок та-
кого зміщення атом Нітрогену набуває
часткового негативного заряду 8-, ато-
ми Гідрогену — частково позитивного
заряду 8 +.
Ковалентний зв’язок між атомами
з різною електронегативністю назива-
ються полярними.
в
н
2
П
8
Т Т Т
р
н
Зображені формули молекул водню, хлору та амоніаку називаються електронними. У таких форму-
лах валентні електрони позначають крапками. У графічних та структурних формулах спільну елек-
тронну пару позначають рискою.
Донорно-акцепторний механізм утворення ковалентного зв’язку
____________ ї _____________
Д: + ПА —» Д : А —> Д-А
- донор акцептор
Спільна електронна пара надається одним із атомів (донором електронної пари), інший атом
(акцептор) надає вакантну атомну орбіталь.
Н Г Н Т
Н:К: + Н+ □ -> Н:Й:Н
Н 18 І Н .
донор акцептор
Атом Нітрогену, який надає для утворення зв’язку пару електронів, називають донором, а катіон
Гідрогену, який надає вільну орбіталь — акцептором. Частинка, що утворилась при цьому, має
позитивний заряд і називається катіоном амонію. Усі чотири зв’язки N-11 в катіоні амонію абсо-
лютно рівноцінні, неможливо розрізнити, який з них утворений за донорно-акцепторним механіз-
мом, а який — за обмінним механізмом.
Кратність ковалентного зв’язку — це кількість спільних електронних пар між атомами, які спо-
лучаються.
Характеристики ковалентного зв’язку
Диполь — це система, яка складається з двох рівних за величиною, але протилежних за знаком
зарядів, що розташовані на деякій відстані один від одного. Атом, до якого зміщена спільна електрон-
6+ 8-
на пара, набуває деякого негативного заряду, а інший атом — позитивного заряду:. Н-Г.
Валентність — це здатність атомів деякого хімічного елемента створювати певну кількість кова-
лентних зв’язків. Валентність визначається кількістю неспарених електронів, кількістю неподілених
електронних пар, а також кількістю вакантних орбіталей на зовнішньому енергетичному рівні атома
даного елемента.
Йонний зв’язок — це хімічний зв’язок, утворений завдяки електростатичній взаємодії йонів. Утво-
рюється внаслідок переходу електрона від атома з меншою електронегативністю до атома з більшою
електронегативністю і є граничним випадком ковалентного полярного зв’язку. Неможливо провести
чітку межу між йонним і ковалентним полярним зв’язком, можна лише оцінити ступінь йонності
зв’язку. На відміну від ковалентного для йонного зв’язку не характерні такі властивості, як насичу-
ваність та напрямленість.
На/?<С1:
На0+С1° —> Иа++СГ-
Металічний зв'язок — це тип зв’язку в кристалах металів між атомами або йонами металів у вуз-
лах кристалічної ґратки та відносно вільними електронами («електронним газом»). Металічні крис-
тали створюють елементи, у яких число валентних електронів дуже мале в порівнянні з числом ва-
лентних орбіталей. Наявність металічного зв’язку зумовлює високу пластичність, тепло- та електро-
провідність металів, металічний блиск.
Рис. 2. Моделі кристалічних ґраток: а — атомної (силіцій(ГУ) оксид); б — молекулярної (йод);
в — йонної (натрій хлорид); г — металічної (літій).
г
Таблиця 11
Типи кристалічних ґраток
Тип ґратки Загальна характеристика властивостей речовин ] . речовий
Атомна Кристалічна ґратка утворена нейтральними атомами, які зв’язані ковалентними зв’язками; всі зв’язки рів- ноцінні, міцні. Тому речовини з таким типом крис- талічної ґратки характеризуються високою твердіс- тю, високими температурами плавлення, хімічною інертністю С (алмаз, графіт), 8іО2, 8іС, В
Молекулярна Кристалічна ґратка утворена полярними та неполяр- ними молекулами. Внаслідок слабких сил взаємодії речовини з таким типом кристалічної ґратки мають незначну твердість, низькі температури плавлення та кипіння, характеризуються леткістю О2, Н2О, С12, нафтален, сахароза, глю- коза
Продовження таблиці 11
—і Йонна * „ Загм^нд"ха^актер^с^І£а^^^^вдстеи? речовин. . Кристалічна ґратка утворена позитивно та негатив- но зарядженими йонами, що правильно чергуються у просторі. Сили міжйонної взаємодії досить значні, тому речовини з таким типом кристалічної ґратки є нелеткими, твердими, тугоплавкими; їх розплави та розчини проводять електричний струм г Приклади речовин ИаСІ, КОЙ, ИаМ)3
Металічна У вузлах кристалічної ґратки перебувають позитивно заряджені йони, упаковані певним чином, між якими перебувають усуспільнені вільні електрони («електрон- ний газ»). Наявністю цих рухливих електронів ви- значаються типові властивості металів: висока тепло- та електропровідність, пластичність Усі метали, сплави
Водневий зв'язок є одним із найважливіших типів між молекулярної взаємодії. Виникає між мо-
лекулами, до складу яких входить атом Гідрогену, зв’язаний з атомами найбільш електронегативних
елементів: Флуору, Оксигену, Нітрогену, рідше Хлору або Сульфуру. Позначають водневий зв’язок
трьома крапками:
Н-О ... Н-О ... Н-О; Н-Г ... Н-Г
І І І
н н н
Механізм утворення водневого зв’язку зводиться до донорно-акцепторної взаємодії, де донором
електронної пари є атом електронегативного елемента, а її акцептором — атом Гідрогену. Енергія
водневого зв'язку становить від 5 до 20 кДж/моль, що приблизно на порядок менше енергії кова-
лентного зв’язку. Завдяки водневому зв’язку вода виявляє аномальні фізичні властивості: високі тем-
ператури кипіння та плавлення, значну теплоємність, збільшення густини при переході з твердого
стану в рідкий.
Таблиця 12
Типи хімічного зв’язку залежно від відносних електронегативностей
Тіш зв’язку . . 5 V.. 7 елект^
Ковалентний неполярний 0 - 0,4
полярний 0,5 - 1,9
Йонний > 1,9
РОЗЧИНИ
Розчин (або істинний розчин) — це однорідна (гомогенна) система, яка складається з двох або
більше компонентів, відносна кількість яких може змінюватись у широких межах без порушення од-
норідності:
Поняття «розчинник» і «розчинена речовина» є умовними.
Розчинник — це компонент розчину, агрегатний стан якого не змінюється при утворенні розчину,
або вміст якого переважає над вмістом інших компонентів.
Дисперсні системи — це гетерогенні системи, які складаються з двох або більше компонентів
(фаз), між якими існує поверхня поділу.
Дисперсна фаза — це речовина, яка розподілена в об’ємі іншої речовини, що має назву диспер-
сійне середовище.
Розчинення — це складний фізично-хімічний процес, при якому відбувається взаємодія між час-
тинками розчинника та розчинених речовин.
Розчинність — це здатність речовини розчинятися в тому чи іншому розчиннику з утворенням
істинного розчину.
Коефіцієнт розчинності — це маса (у грамах) речовини, яка насичує за даних 'умов 100 г роз-
чинника.
Розбавлений розчин — це розчин, який містить досить малу масу розчиненої речовини порівняно
з масою розчинника.
Масова частка розчиненої речовини (ід) — це відношення маси розчиненої речовини до маси роз-
чину. Цю величину виражають у частках одиниці або відсотках:
. . т(речовини)
іа(речовини) = —1----------100%.
т(розчину)
ЕЛЕКТРОЛІТИЧНА ДИСОЦІАЦІЯ
Електролітична дисоціація — це розпад молекул або кристалів електроліту на йони внаслідок дії
полярних молекул розчинника.
Основні положення теорії електролітичної дисоціації (С. Арреніус, 1887)
•1. Електроліти в розчинах під дією розчинника самоплинно розпадаються на йони. Цей процес
називається електролітичною дисоціацією. Електролітична дисоціація може відбуватися також при
плавленні твердих електролітів.
2. Дисоціація є оборотним процесом, який, як правило, не відбувається до кінця. У системі вста-
новлюється динамічна рівновага, тому в рівняннях дисоціації ставлять знак оборотності (^).
3. У розчинах або розплавах електролітів йони рухаються хаотично. При пропусканні крізь роз-
чин або розплав електроліту електричного струму йони рухаються напрямлено.
Рис. 3. Схема електролітичної дисоціації сполуки з йонним зв’язком (натрій хлориду)
у водному розчині
Кожний йон, розташований на поверхні кристалу МаСІ, створює навколо себе електростатичне
поле. Катіон Натрію створює поле позитивного заряду, аніон Хлору — негативного. Полярні молеку-
ли води, що рухаються навколо кристала, орієнтуються позитивно зарядженим кінцем до йона Хло-
ру, а негативно зарядженим — до йона Натрію. Відбувається йон-дипольна взаємодія, внаслідок якої
виділяється енергія, що спричиняє розрив йонних зв’язків у кристалі та переведення йонів у розчин,
де їх оточують молекули води. Таким чином відбувається гідратація йонів.
Рис. 4. Схема електролітичної дисоціації сполуки з ковалентним полярним зв’язком
(гідроген хлориду) у водному розчині
При розчиненні полярної молекули гідроген хлориду у воді спочатку відбувається орієнтація моле-
кул води навколо полярних молекул гідроген хлориду. Відбувається диполь-дипольна взаємодія, вна-
слідок якої електронна хмара, що утворює хімічний зв’язок, зміщується до більш електронегативно-
го атома. Полярний ковалентний зв’язок перетворюється на йонний, і молекула легко розпадається
на гідратовані йони.
Кислоти — це електроліти, при дисоціації яких у водних розчинах утворюються катіони тільки
одного типу — йони Гідрогену.
Основність кислоти — це кількість йонів Гідрогену, що утворюються при розщепленні однієї мо-
лекули кислоти.
Основи — це електроліти, які у водних розчинах дисоціюють з утворенням аніонів тільки одно-
го типу — гідроксид-йонів. \
Кислотність основи — це кількість гідроксид-йонів, що утворюються при розщепленні однієї мо-
лекули основи.
Солі — це електроліти, при дисоціації яких утворюються катіони металів (або катіон амонію ЬТН4)
та аніони кислотних залишків.
Ступінь електролітичної дисоціації (а) — це відношення кількості молекул електроліту, що розпав-
п
ся на йони (п), до загальної кількості молекул цього електроліту (IV), введеного в розчин: а = —.
N
Ступінь дисоціації виражають у частках одиниці або у відсотках ( 0 < а < 1 або 0 < а < 100%). Сту-
пінь дисоціації залежить від концентрації електроліту і температури.
Залежно від ступеня дисоціації всі електроліти поділяють на сильні, середні та слабкі.
Таблиця 13
Приклади електролітів різних типів
Класи сполук ’ у' , Типи електролітів
сильні а > 30% середні 5?. з%о < а < зо% слабкі ; . ... а<3%
Кислоти нбі, ш, н28о;,, НИО3, НС1О4, НМпО4 неорганічні (Н28О3, Н3РО4, НКО2), органічні (НСООН, НООС-СООН) неорганічні (Н28, Н2СО3, НСЬІ, Н3ВО3, Н28іО3), майже усі органічні
Основи розчинні у воді (луги) МЄ(ОН)2 малорозчинні, гідрат амоніаку КН3 • Н2О
Солі розчинні сасі2, 2псі2 малорозчинні
Реакції у розчинах електролітів здійснюються за участю йонів та малодисоційованих молекул; їх
записують у вигляді йонних рівнянь.
У йонних рівняннях малорозчинні, малодисоційовані та газоподібні речовини записують у вигля-
ді молекул. .
Наприклад: 2КаОН + Н28О4 = Ма28О4 + 2Н2О — молекулярне рівняння
2На+ + 2ОН + 2Н+ + 8О4“ = 2На+ + 8О4“ + 2Н2О — повне йонне рівняння
/ОН~ + /Н+ = /Н2О — скорочене йонне рівняння
ХІМІЧНІ РЕАКЦІЇ
Хімічна реакція (хімічне перетворення) — це процес, при якому з одних речовин утворюються
інші речовини. Під час хімічних реакцій не відбувається перетворення атомів одних хімічних еле-
ментів на інші.
Термохімія — це розділ хімії, який вивчає теплові ефекти хімічних реакцій.
Тепловий ефект хімічної реакції — це кількість теплоти, яка виділяється або поглинається систе-
мою внаслідок реакції. Тепловий ефект при сталому тиску називають ентальпією реакції і познача-
ють ДН. Одиницями вимірювання теплового ефекту є джоулі (Дж) і кілоджоулі (кДж).’
Термохімічне рівняння реакції — це рівняння реакції, в якому біля формули хімічної сполуки ука-
зують її агрегатний стан або кристалічну модифікацію, а також числові значення теплових ефектів.
Наприклад: Г<2 (г) + О2 (г) = 2ЬЮ(г); ДН = 180,8 кДж.
З термохімічними рівняннями можна проводити всі операції, як з алгебраїчними: віднімати або
додавати одне до одного, ділити або множити члени рівняння на одне й те саме число, переводити
члени з однієї частини рівняння в іншу, змінювати знаки.
Хімічна рівновага — це такий стан оборотних реакцій, при якому за одиницю часу утворюється
така сама кількість продуктів в реакції, скільки їх перетворюється на реагенти.
Принцип Ле Шательє (1884): якщо на систему, що перебуває у стані рівноваги, впливати ззовні,
то рівновага зміщується у бік тієї реакції, що послаблює цей вплив.
Чинники, що впливають на хімічну рівновагу
Концентрація речовин Збільшення концентрації ре- човин прискорює ту реакцію, яка використовує ці речови- ни: додавання в систему одні- єї з вихідних речовин спричи- няє зміщення рівноваги вправо (в бік прямої реакції), а дода- вання продуктів реакції — влі- во (у бік зворотної реакції). Температура Збільшення температури сприятиме зміщенню рівноваги в бік реакції, яка протидіє підвищенню темпера- тури, тобто реакції, що відбувається з поглинанням теплоти (ендотермічна реакція). При зниженні температу- ри рівновага буде зміщуватись в бік реакції, яка протидіє охолодженню, тобто відбувається з виділенням те- плоти (екзотермічна реакція). Тиск (для реакцій між газуватими речовинами) Підвищення тиску зумовлює зміщення хімічної рівноваги в напрямку процесу, який супроводжується зменшен- ням об’єму, а зниження тис- ку спричиняє зміщення рів- новаги у протилежний бік.
Таблиця 14
Вплив різних чинників на хімічну рівновагу
' ? Чинник ' * ..V,- " Рівняння- реакції '• -л ~ . • Зміна чинника (підвищення Т , зниження і) Зміщення рівноваги (вправо’вліво <-)
Концентрація Н2(г)+Вг2(г) ?=> 2НВг(г); ДН>0 С(Н2) Т;С(Вг2) Т; ->
(С) С(НВг) Т <—
С4Н8(г)+Н2(г)<=>С4НІ0(г); ДН<0 Т Т <—
Температура екзотермічна реакція Т і
(Т) 2Н2О(г)+2С12(г) 4НС1(г)+О2(г); ДН>0 Т Т —>
ендотермічна реакція Т X
СО(г)+С12(г) ?=> СОС12(г); ДН<0 р Т ->
два об'єми один об'єм р і
Тиск (Р) С(к)+О2(г) ?=» СО2(г); ДН < 0 один об’єм один об'єм р ТІ не впливає
Ступінь окиснення — це умовний заряд атома в речовині, обчислений з припущенням, що вона
складається з йонів.
Для обчислення ступеня окиснення атомів елементів користуються такими правилами:
1. При обчисленні ступенів окиснення виходять з електронегативності речовини: сума ступенів окис-
нення всіх атомів у сполуці дорівнює нулю.
2. Ступінь окиснення може бути позитивним і негативним. Він позначається арабською цифрою із
знаком «+» або «—» над символом атома.
3. Деяким атомам звичайно приписуються сталі ступені окиснення. Наприклад ступінь окиснення
Флуору у сполуках завжди дорівнює —1; Літію, Натрію, Калію, Рубідію, Цезію і Францію +1;
Магнію,. Кальцію, Стронцію, Барію і Цинку +2, Алюмінію +3.
4. Як правило, Оксиген виявляє ступінь окиснення —2. Лише в деяких сполуках йому приписують
ступінь окиснення -1 (Н2О2) або +2 (ОГ2).
5. Гідроген у більшості сполук має ступінь окиснення +1 і лише в сполуках з деякими металами він
дорівнює -1 (МаН, СаН2).
6. Атоми багатьох хімічних елементів виявляють різні ступені окиснення.
7. Максимальний позитивний ступінь окиснення елемента, як правило, дорівнює номеру групи в пе-
ріодичній системі, до якої належить елемент. \
8. Нижчий ступінь окиснення металічного елемента дорівнює нулю; нижчий негативний ступінь окис-
нення' неметалічного елемента дорівнює різниці між номером групи в періодичній системі, до якої
належить елемент, та цифрою вісім.
9. Ступінь окиснення атома, що утворює простий йон (складається з одного атома), дорівнює заря-
ду цього йона.
10. Ступені окиснення атомів у простих речовинах приймаються такими, що дорівнюють нулю.
Стехіометричні коефіцієнти у рівняннях окисно-відновних реакцій добирають методом електрон-
ного балансу.
Електронний баланс — це запис, що складається з символів хімічних елементів, ступені окиснен-
ня яких змінились; позначення над кожним з елементів ступенів окиснення, а також запис кількості
відданих і приєднаних електронів.
Коефіцієнти обчислюють на підставі того, що кількість електронів, відданих відновником, повинна
дорівнювати кількості електронів, приєднаних окисником.
Хімічна кінетика — розділ хімії, який вивчає швидкість та механізм хімічних перетворень.
Швидкість хімічної реакції — це кількість елементарних актів реакції, які відбуваються за оди-
ницю часу в одиниці об’єму (для гомогенної реакції) або на одиниці поверхні поділу фаз (для гете-
рогенної реакції). Для того щоб обчислити швидкість реакції, необхідно зміну концентрації речовин
поділити на час, протягом якого відбулася ця зміна: '
, Де
V = ±---,
Дт
.... ._ моль
де і» — швидкість хімічної реакції, ----;
. ' . ... , л • с
Де — зміна концентрації, моль/л;
Дт — зміна часу, с.
Чинники, ще впливають .ла. шви, > кіст хімічної реіікції
> Температура Залежність швидкості реакції від температури виражають правилом Вант-Гоффа (1884): з під- вищенням температури на кожні 10 °С швидкість гомогенної реакції збільшується в 2-4 рази. ' ‘г-'і Математичний вираз: п,2 = ц, у 10 , де і — швидкості хімічної реакції за температу- ри. і2 і ї,; у — температурний коефіцієнт (коефіцієнт Вант-Гоффа), який показує, у скільки разів збіль- шується швидкість хімічної реакції з підвищенням температури на 10 °С.
> Концентрація реагентів Залежність швидкості реакції від концентрації виражають законом діючих мас (К. Гульдберг і П. Вааге, 1867): швидкість хімічної реакції прямо пропорційна добутку концентрацій реа- гентів у Степені стехіометричних коефіцієнтів у рівнянні реакції. аА + ЬВ = сС + ЙЛ і> = к-СА -Сд, де СА і Св — концентрації речовин А і В, моль/л; к — константа швидкості (стала величина для кожної реакції при сталій температурі). Величина к дорівнює швидкості реакції, якщо концентрації реагентів або їх добуток дорівнюють одиниці.
Природа реагентів Усі реакції йонного обміну відбуваються майже миттєво; дуже значні швидкості реакцій за участю радикалів. Такі молекулярні реакції, як окиснення сульфур(ІУ) оксиду до сульфур(УІ) оксиду, синтез амоніаку з азоту та водню, за кімнатної температури відбувається з гранич- но малою швидкістю.
Площа поверхні стикання реагентів Швидкість реакцій між твердими речовинами тим вища, чим більша площа поверхні стикан- ня реагентів.
> Наявність каталізаторів — речовин, які збільшують швидкість реакції, але самі внаслідок реакції залишаються незмінними. Речовини, які уповільнюють хімічну взаємодію, називають інгібіторами.
► Освітлення У випадку деяких хімічних реакцій на швидкість взаємодії впливає інтенсивність освітлен- ня реакційної суміші. Наприклад взаємодія водню з хлором у темряві відбувається повільно, проте* під дією прямого сонячного світла реакція відбувається дуже швидко.
ОСНОВНІ КЛАСИ НЕОРГАНІЧНИХ СПОЛУК
Амфотерні
Таблиця 15
Порівняльна характеристика металів і неметалів
Ознаки порівняний - ^^ЙЙіннІі.;ЄДй^йеМ^ . '•'5 ‘--х'.. '•А _
Особливості будови атомів 1. На зовнішньому енергетичному рівні містять 1-3 електрони (біль- ше трьох електронів містять ато- ми металічних елементів побічних підгруп, а також атоми Стануму, Плюмбуму, Вісмуту. 2. Мають значні радіуси атомів. 3. Відносна електронегативність менше 2 1. На зовнішньому енергетич- ному рівні містять 4 та більше електронів (3 електрони містять- ся на зовнішньому енергетично- му рівні атома Бору). 2. Мають незначні радіуси ато- мів. 3. Відносна електронегативність більше 2
Тип хімічного зв’язку Металічний Ковалентний
Тип кристалічної ґратки Металічна Атомна та молекулярна
Фізичні властивості простих речовин Тверді (крім ртуті, яка є рідкою); ковкі; пластичні; мають металічний блиск; характеризуються високою тепло- та електропровідністю Тверді (сірка, йод та ін.); рідкі (бром), газоподібні (хлор, азот, водень, кисень та ін.); крихкі; більшість не мають металічно- го блиску; не проводять елек- тричний струм або є напівпро- відниками
Хімічні властивості простих речовин Виявляють тільки відновні власти- вості, що визначаються положен- ням в електрохімічному ряді на- пруг; йони металів виявляють окис- ні властивості, що використовують в металотермії) Залежно від положення елемента в ряді відносної електронегатив- ності виявляють як окисні, так і відновні властивості
Хімічний характер оксидів та гідроксидів елементів: Сполуки більшості елементів вияв- ляють основний характер (основ- ні оксиди, яким відповідають осно- ви). Оксиди та гідроксиди деяких мета- лічних елементів (2п,А1,Ве) є ам- фотерними. Елементи зі змінним ступенем окис- нення (Мп.Сг) здатні утворювати декілька оксидів та гідроксидів, се- ред яких є, поряд з основними, кис- лотні та амфотерні Виявляють кислотний характер (кислотні оксиди, яким відпові- дають кислоти)
Таблиця 16
Електрохімічний ряд напруг металів
-Є Ід К Ва 8г Са Ка А1 Мп 2п Сг Ге Сгі Со № 8п РЬ (Н2) Єн Н§ А§ Рі Ап
Зменшення відновних властивостей
+е Ід4 К4 Ва4 8г24 Са21 №+ А131 Мп24 Еп24 Сг34- Ге24 № Со21 №24 8п24 РЬ24 (21Р) Си24 А^4 РР1 Аїр4
Підсилення окисних властивостей
Оксиди
Сполуки, які складаються з двох елементів, одним з яких є Оксиген у ступені окиснення -2. Крім
оксидів, Оксиген здатний утворювати пероксиди. В пероксидах Оксиген має ступінь окиснення -1;
атоми Оксигену зв’язані один з одним.
Наприклад: гідроген пероксид Н2О2 (Н-О-О-Н), натрій пероксид Ма2О2 (Иа-О-О-Ма).
Таблиця 17
Способи добування оксидів
, ' Спосіб ’
Взаємодія простих речовин із киснем (горіння); безпосередньо з киснем не реагуїрть благородні гази: (Не, Ке, Аг, Кг, Хе, Кп), галогени (Г2, С12,_ Вг2, І2), золото, платина 8 + О2 =8О2Т; 2Са + 02 = 2СаО
Взаємодія складних речовин із кис- нем (горіння) 2Н28 + ЗО2 = 28О2Т +2Н2О; СН4+202 =СО2Т+2Н2О
Розклад при нагріванні складних оксигеновмісних сполук • солей (карбонатів, нітратів); • основ; • кислот СаСО3 > СаО + СО2Т; 2АеКО3 —> 2Ае + 2КО2Т +02Т; 2Ге (0Н)3 —*—> Ге2О3 + ЗН2О; 4НЬЮ3 —>4МО2Т +02Т +2Н2О
Фізичні властивості оксидів дуже різноманітні. За звичайних умов вони можуть бути газоподіб-
ними (С02, 8О2, ЬЮ2 та ін.), рідкими (С12О7, Мп2О7 та ін.) та твердими (СаО, А12О3 та ін.). Газо-
подібні оксиди, як правило, безбарвні (N0, СО та ін.), тверді оксиди найчастіше мають білий колір
(К20, 2пО, 8іО2). Деякі оксиди мають забарвлення, наприклад: Л02 — буре; Мп2О7 — зеленувато-
буре; СгО — чорне.
Таблиця 18
: г'ч-=
-’Д- Є< 01 ЇЛ Л й і- ч і І й и і 5 И ї 'І
Взаємодія з водою
Утворюються розчинні у воді основи (луги): К2О + Н2О = 2КОН Утворюються кислоти них оксидів): 803 + Н (з водою реагує більшість кислот- 20 = Н28О4
Взаємодія з кислотними оксидами
Утворюються солі: СаО + 803 = Са804 —
Взаємодія з кислотами
Утворюються сіль та вода: МеО + 2НСІ = МеС12 + Н20 —
Взаємодія з основними оксидами
— Утворюються солі: СаО + СО2=СаСО3
Взаємодія з основами
— - Утворюються сіль та вода: 802 + 2КаОН = Ка28О3 + Н20
Продовження таблиці 18
' Хімічні властивості амфотерних оксидів
як основних ' ~ ’ як кислотних .
Властивості основних оксидів виявля- ються при взаємодії з кислотами: А12О3 + ЗН2804 = А12 (8О4 )з + ЗН2О; 2пО + 2НС1 = 2пС12 + Н2О Властивості кислотних оксидів виявляються при взає- модії з основами: А12О3 + 2МаОН ——> 2МаА1О2 + Н2О (у розчині: А12О3 + ЄМаОН + ЗН2О = Ма3 [АГ(ОН)6]); 2п + 2ИаОН —> Ма22пО2 + Н2О (у розчині: 2пО + 2МаОН + Н2О = Ма2 [2п (ОН)4 ])
Кислоти
Сполуки, які складаються з атомів Гідрогену, здатних заміщуватись на атоми металічного елемен-
та, та кислотного залишку. З погляду теорії електролітичної дисоціації кислоти являють собою елек-
троліти, при дисоціації яких утворюється лише один вид катіонів — катіони Гідрогену Н+.
Основність кислоти визначається кількістю йонів Н+, здатних заміщуватись на йони металічно-
го елемента.
Таблиця 19
Найважливіші неорганічні кислоти
Формула кислоти Назва кислоті за систематичню номенклатурою (традиційна назва) Аніони КИСЛОТ- НОГО залишку Назва аніона
НР фторидна (фтороводнева, плавикова) р- фторид
неї хлоридна (хлороводнева, соляна) сг хлорид
НВг бромідна (бромоводнева) Вг" бромід
НІ йодидна (йодоводнева) І йодид
Н28 - сульфідна (сірководнева) 82~ Н8~ сульфід гідрогенсульфід
Н28О3 сульфітна (сірчиста) 8О3 Н8О“ сульфіт гідрогенсульфіт
ч Н28О4 сульфатна (сірчана) 8О4“ нбо; сульфат гідрогенсульфат
НМО3 нітратна (азотна) N0“ нітрат
НМО2 нітритна (азотиста) N0" нітрит
Н3РО4 ортофосфатна (ортофосфорна) ро2- НРО2 н2ро; ортофосфат гідрогенортофосфат дигідрогенортофосфат
НРО3 метафосфатна (метафосфорна) РО3 метафосфат
Н2СО3 карбонатна (вугільна) С0|“ НСО3 карбонат- гідрогенкарбонат
Н28іО3 силікатна (кремнієва) 8і0|“ силікат
Таблиця 20
• Ч? ' • ' ' . ' .. • •' ' • - ’ Способи добування гислот
оксигеновмісних безоксигенових
Взаємодія оксиду неметалічного елемента з водою
Р2О5 +ЗН2О—>2Н3РО4 —
Взаємодія неметалу з воднем з подальшим розчиненням продукту реакції у воді
— Н2 + С12 = 2НС1
Взаємодія кислот із солями
На28іО3 + Н2804 = №),8О4 + Н28іО3Х Л О А Тс ЛЧ л О КаС1(крист.) + Н2804 (конц.) = КаН8О4 + НС1Т
Фізичні властивості кислот. Багато які з кислот є безбарвними рідинами (НЬЮа, НС1, Н28О4); ві-
домі також тверді кислоти (Н3РО4, НРО8). Майже усі кислоти розчинні у воді, прикладом нерозчин-
.. ної у воді кислоти є Н28іО3.
• Таблиця 21
Хімічні властивості кислот
/їй ж 1 ‘"«ЯГ1'"!'1 І "> ПрйкладирівпяпЬреакцій ;йв.... ..йК -
Дія на індикатори ч Індикатори (речовини, -які змінюють своє забарвлення під дією кислот або лугів) указують наявність у роз- чині йонів Н+. Метиловий оранжевий та лакмус на- бувають у кислому середовищі червоного забарвлення; фенолфталеїн — не матиме забарвлення. неї Г* н+ + сг.
Взаємодія з металами Кислоти-неокисники вза- ємодіють тільки із метала- ми, розташованими в елек- трохімічному ряді напруг зліва від водню Н2 Сіль і водень 2п+2НС1 = 2пС12+Н2Т
Кислоти-окисники (Н28О4 (конц.), НМО3) вза- ємодіють із металами, роз- ташованими як зліва, так і справа від водню Н2.' Сіль і продукт відновлен- ня кислотного залишку Си + 2Н28О4 (конц.) = Си8О4 + 8О2Т +2Н2О; ЗА£ + 4НЬІО3 (розв.) = 3 А£ЬГО3 + N0? +2НгО
Взаємодія з основними та амфотерними оксидами Сіль і вода СаО + 2НКО3 = Са(НО3)2 + Н20; А12О3 + 6НС1 = 2А1С13 + ЗН2'О
Взаємодія з основами та амфотерними гідроксидами Сіль і вода 2ИаОН + Н2804 = Иа2804 + 2Н2О; 2п (0Н)2 + 2НВг = 2пВг2 + 2Н2О
Взаємодія з солями Сіль та летка кислота; сіль і нерозчинна кис- лота Ре8 + 2НС1 = РеС12 + Н2ЗТ; Ма,8іО3 + Н,804 = Н„8іО,Х +Ка,804 4 0 л 4 4 0 л 4
Деякі кислоти розклада- ються при нагріванні Кислотний оксид і вода Н28іО3 —8ІО2 + Н20
Основи
Сполуки, які складаються з йонів металу та гідроксогруп. З погляду теорії електролітичної дисо-
ціації основи являють собою електроліти, при дисоціації яких утворюється лише один вид аніонів —
гідроксид-аніони ОН". Кислотність основи визначається кількістю йонів ОН".
Таблиця 22
Способи добування основ - - . 5 •'* .
розчинних у воді (лугів) нерозчинних у ВОДІ '
Взаємодія лужних і лужноземельних металів із водою: 2Ма + 2НаО = 2№ЮН + Н2?; Ва + 2Н2О = Ва(ОН)2 + Н2? Взаємодія лугів з розчинами солей металіч- них елементів, здатних утворювати нерозчинну основу: СиС12 + 2ИаОН = Си(ОН)2Х +2№С1
Взаємодія оксидів лужних і лужноземельних металічних елементів з водою: К2О + Н2О = 2К0Н; СаО + Н2О = Са(ОН)2
Фізичні властивості основ. Тверді речовини з різною розчинністю у воді, найчастіше основи ма-
ють білий колір. Деякі з основ забарвлені в інші кольори, наприклад: Ее(ОН)3 має бурий колір,
Си(ОН)2 — блакитний, Иі(ОН)2 — світло-зелений.
Таблиця 23
Хімічні властивості основ
- розчинних у воді 'лугів) неразчййних у воДі
Дія на індикатори
Індикатори вказують наявність у розчині йонів ОН“. Метиловий оранжевий набуває в лужному середовищі жовтого забарвлення; лакмус — си- нього; фенолфталеїн — малинового. МаОН <=± Ма+ + ОН" —•'
Продовження таблиці 23
3 /і* .ї£! 3 4*. «аіі 0| 1: "і \ . =;Ц • гиврсті обЯбВ:? 5
\ їй * * Т і-- - ; ‘
- Зл > *><-/ -уз ~ - 'і • X -х. же.. - ' хй:.’* *5 йл. . .. . -г 1 .. ’ - .нерозчинних у воді
Взаємодія з кислотами
Реакція між кислотою та основою, внаслідок якої утворюється сіль та вода, називається реакцією
нейтралізації:
КОН + НС1 = КС1 + Н2О Си(ОН)2 + Н28О4 = Си8О4 + 2Н2О
Взаємодія з кислотними оксидами
Утворюються сіль та вода:
2ИаОН + 8О3 = Иа28О4 + Н2О
Взаємодія з розчинами солей
Якщо до складу солі входить металічний еле-
мент, якому відповідає нерозчинна основа,
утворюються нова сіль та нерозчинна основа:
ЗКОН + А1С13 = А1(0Н)3і +ЗКС1
Розклад при нагріванні
Утворюються відповідний оксид і вода:
- 2Сг (ОН)3 —Сг2О3 + ЗН2О
.Л . : ’Хімічнгвластивостіа мфотерних гідроксидів
. ,:./ї <' ’ ।
Властивості основ виявляються при взаємодії Властивості кислот виявляються при взаємодії
з кислотами: з лугами:
А1(ОН)з + ЗНМО3 = А1(ЬЮ3)з + ЗН2О; А1 (ОН)3 + ИаОН —НаА102 + 2Н,0
2п(ОН)2 + 2НВг = 2пВг2 + 2Н2О (у розчині: А1 (ОН)3 + ЗНаОН=На3 [аі (ОН)в ]);
гп(ОН)2 + 2КтаОН—1—>На2гпО2 + 2Н2О (у роз-
чині: ( 2п(0Н)2 + 2ИаОН = Иа2 [2п(ОН)4])
Солі
Сполуки, які розглядають як продукти повного або часткового заміщення атомів Гідрогену у кис-
лотах атомами металічних елементів (чи групами атомів) або як продукти повного або часткового за-
міщення гідроксильних груп в основах на кислотні залишки. З погляду теорії електролітичної дис-
оціації солі — це електроліти, при дисоціації яких утворюються катіони, відмінні від йону Гідрогену
Н+, та аніони, відмінні від гідроксид-йонів ОН".
— — ; .... солг\; - -
Середні (нормальні) 'Продукти повного заміщення атомів Гідрогену в молекулі кислоти на йони металічного еле- мента. Приклади: Ма^О,, (натрій сульфат); СаС12 (кальцій хлорид) та ін.
-
Кислі Продукти неповного заміщення атомів Гідрогену в молекулі кислоти на йони металічного елемента. Приклади: МаН8О4 (натрій гідрогенсульфат); КН2РО4 (калій дигідрогенортофос- фат) та ін.
Основні Продукти неповного заміщення гідроксильних груп у молекулі основи на кислотні залиш- ки. Приклади: СаОНСІ (кальцій гідроксохлорид); (СиОН)28О4 (кугірум(П) гідроксосульфат) та ін.
Комплексні Сполуки, в яких принаймні один зв’язок утворений за донорно-акцепторним механіз- мом. Приклади: К3[Ее(СЬі)в] (калій гексаціаноферат(ІІІ), або червона кров’яна сіль); К4[Ге(СМ)6] (калій гексаціаноферат(ІІ), або жовта кров’яна сіль) та ін.
Подвійні Сполуки, що містять один вид аніона та декілька видів катіонів. Приклади: КА1(8О4)2 (калій-алюміній сульфат); КСІЬІаСІ (калій-натрій хлорид, або сильвініт) та ін.
Змішані Солі, в яких гідроксид-йони багатокислотних основ заміщені на різні кислотні залишки. Приклади: СаОС12 (кальцій хлорид-гіпохлорит, або хлорне вапно) та ін.
Таблиця 24
Формули солей
Назва солі \ _ , Формула і; заряд І ‘.кислотного залишкуй ЛІ: " Фррмулк солігугйоррної катіоном^ " :
-?=>.' їй* КіЖЬ.1
Фторид Г- МеГ МеГ2 МеЕ3
Хлорид сг МеСІ МеС12 МеСІ,
Бромід Вг" МеВг МеВг2 МеВг. О
йодид Г МеІ МеІ2 МеІ3
Сульфід З2’ Ме28 Ме8 Ме283
Гідрогенсульфід Н8" МеН8 Ме(Н8)2 Ме(Н8)3
Сульфіт 8О|- Ме28О3 Ме8О3 Ме2(8О3)3
Продовження таблиці 24
Назва солі Фор.л; ла і ряд кислотного залишку Формула солі, утвореної катіоном
; - Ме* Ме2+ -
Гідрогенсульфіт Н803 МеН803 Ме(Н8О3)2 - Ме(Н8О3)3
Сульфат БО*’ Ме28О4 Мє804 ' Ме2(8О4)3.
Гідрогенсульфат нво; МєН804 Мє(Н8О4)2 Мє(Н8О4)3
Нітрит N0- МеЬЮ2 Ме(КО2)2 Ме(ПО2)3
Нітрат N0" . МеЬЮ3 Ме(ЬЮ3)2 Ме(їЮ3)3
Ортофосфат Р0*~ 4 Ме3РО4 Ме3(РО4)2 МеРО4
Гідрогенортофосфат ПРО* Ме2НРО4 МеНРО4 Ме2(НРО4)3
Дигідроген- ортофосфат н2ро; МеН2РО4 Ме(Н2РО4)2 Ме(Н2РО4)3
Карбонат С0|“ Ме2СО3 МеСО3 Ме2(СО3)3
Гідрогенкарбонат нсо- МеНСО3 Ме(НСО3)2 Ме(НСО3)3
Силікат 8іО|" Ме28іО3 Ме8іО3 Ме2(8іО3)3
Таблиця 25
Способи добування середніх (нормальних) солей
Способи Приклади рівнянь реакцій
Взаємодія кислот з основами (реакція нейтралізації)" НаОН + НН03 = НаН03 + Н20
Взаємодія кислот з основними та амфотерними оксидами СаО + 2НС1 = СаС12 + Н2О; А12О3 + ЗН28О4 = А12 (8О')3 + ЗН2О
Взаємодія кислот із солями -СО2Т На.,СО.. + 2НС1 = 2ИаС1 + Н2СОЯ<
Взаємодія кислот із металами М£ + 2НВг = МеВг2 + Н2?
Взаємодія кислотних оксидів з лугами 8О2 + 2НаОН = На28О3 + Н20
Взаємодія кислотних оксидів з основними Р2О, + ЗИа,О = 2Па..Р0.
Взаємодія солей із солями* ВаСІ, + Иа,80л = ВаВО.І +2НаС1 2 2 4 4
Взаємодія солей із металами (більш активні метали витис- кують менш активні із розчинів їх солей (див. табл. 16)) Си804 + Ге = Ге8О4 + Си .
Взаємодія солей із лугами* А1С13 + ЗИаОН = А1 (ОН)34- -+ЗНаС1
Взаємодія неметалу з металом Са + 8 = Са8
* Реакції обміну відбуваються за умови, якщо один із продуктів реакції: а) виділяється у вигляді газу; б) ви-
падає в осад; в) є малодисоційованою речовиною (слабким електролітом), наприклад водою.
Фізичні властивості солей. За звичайних умов всі солі є твердими речовинами, багато які з них
безбарвні, проте деякі йони металу або кислотного залишку надають солям характерне забарвлення,
наприклад:
• йони Купруму Си2+ — блакитне;
• перманганат-іони МпО~ — червоно-фіолетове;
• дихромат-іони Сг2О2“ — оранжево-червоне.
Розчинність солей різноманітна: майже всі нітрати добре розчинні у воді; серед сульфідів і орто-
фосфатів розчинні лише ті, що утворені лужними металічними елементами.
Таблиця 26
Хімічні властивості середніх (нормальних) солей
Умови перебігу реакції'р ’• і йіййШдШійнйн^раадй:- і
Взаємодія з металами: • більш активні метали витискують менш активні із розчинів їх солей (див. табл. 16); • лужні (Еі, На, К, КЬ, Са) та луж- ноземельні метали (Са, 8г, Ва) спо- чатку реагують із водою, яка при- сутня у розчині Менш активний метал і сіль більш активного металу; Луг і водень; нерозчинна основа і сіль 2п + Си8О4 = Си + 2п804 2К + 2Н2О = 2К0Н + Н2? 2К0Н + 2п8О4 = 2п (ОН)2Х + К28О4
Взаємодія із кислотами Сіль і нерозчин- на кислота; сіль і летка кислота Ка28іО3 + 2НС1 = 2МаС) + Н28іО3Х СО2? СаСО3 + 2НС1 = СаС12 + Н2СО3<^ Н2О
Взаємодія із лугами Сіль і нерозчин- на основа СгС13 + ЗКаОН = Сг(ОН)3і +3№С1
Взаємодія із солями Нерозчинна сіль і розчинна сіль АйКО3 + ИаСІ = АйСІІ +МаКО3
Солі летких кислот розкладаються при нагріванні Газоподібні та тверді речовини 2ИаКО3 —^->2МаКО2 + О2?
Генетичний зв’язок між класами неорганічних сполук
Генетичний зв’язок між речовинами полягає в тому, що хімічні речовини являють собою різні
форми існування хімічних елементів та зв’язані між собою взаємоперетвореннями.
Генетичний ряд складається з речовин, утворених одним хімічним елементом, які належать до
різних класів. Усі речовини цього ряду пов’язані між собою взаємоперетвореннями.
Таблиця 27
Генетичний зв’язок між класами неорганічних речовин
* ®Йтазі «- Й -^А А ; у ' "Основини ОКСИД
Неметал Утворюються різні бінарні продукти: 1) солі безоксигенових кислот: Са + С12 = СаС12; 2) оксиди: 22п + О2 = 22пО ; 3) нітриди: бід + К2 = 2Ід3М ; 4) карбіди: Са + 2С = СаС2 та ін. Деякі неметали (Н2, С, 8і) відновлюють метали з їх окси- дів СиО+Н2 —£—> Си+Н2О
Кислотний оксид Взаємодіють лише в окремих випадках: СО2 +2Мр —> С+2МеО Утворюється сіль ВаО + 8О3 =Ва8О4
Кислота Утворюються сіль і продукт відновлення кислоти: 1) кислоти-неокисника Ме + 2НС1 = МеС12 + Н2 Т 2) кислоти-окисника Си + 2Н,8О.(конц.) = Си8О. + 8О2Т + 2Н2О ЗРЬ + 8НКО3(конц.) = ЗРЬ(МО3)2 + 2ИО Т +4Н2О 4Са + 10НІ\Ю3(дуже розв.) = 4Са(ЬГО3)2 + ЬГН4МО3 + ЗН2О Утворюються сіль і вода 2НС1 + СаО = СаС12 + Н2О
Сіль Утворюється нова сіль того металу, який є актив- нішим за метал, що входить до складу солі Си8О4 + Ге = Ге8О4 + Си —'
Вода Лужні та лужноземельні метали утворюють луги 2Иа + 2Н2О = 2ИаОН + Н2Т Оксиди лужних та 'лужноземе- льних металів утворюють луги ВаО + Н2О = Ва(ОН)2
Продовження таблиці 27
Основа л у’гн’">< І 11 і, 1 а & ї ш иі 1 “ з
Деякі неметали (С12, Вг2, І2, Р, 8) диспропорціонують в розчинах лугів 38+6МаОН » 2Ма28+Ма28О3 + ЗН2О Хлор здатний витісняти менш активні галогени (Вг2 та І2) з їх солей С12 + 2МаІ = 2МаС1 + І2 Галогени (С12, Вг2 та І2) зво- ротньо реагують з водою С12+Н2О <=» НС1+НС1О
Утворюються сіль і вода 2МаОН + СО2 = Ма2СО3 + Н2О Нелеткі оксиди витісняють лет- кі з їх солей Ма2СО3+8іО2 —-—> СО2 Т+Ма28іО3 Утворюється кислота (виняток 8іО2) М2О5 + Н2О = 2ІШО,
Утворюються сіль і вода (реакція нейтралізації) Н28О4 + 2КОН = Утворюються нова сіль і нова кислота* Ма28іО3 + 2НС1 = 2ИаС1 + Н28іО3 1 —
Утворюються нова .сіль і нова основа (обидві вихідні речовини повинні бути розчинними)*: 2пС12+2КОН = 2п(ОН)2І + 2КС1 Утворюються дві нові солі (обидві вихідні солі повинні бути розчинними)* ВаС12+Ма28О4 = Ва8О41+2МаС1 Відбувається процес гідролізу: 1) СиС12+Н2О = СиОНСІ + НСІ 2) К2СО3+Н2О = КНСО3 + КОН 3) СН3СО(ЖН4 + Н2О = СН3СООН + МН3Н2О 4) МаСІ, КМО3, Ма28О4 не гідролізуються
— Відбувається процес гідролізу —
* Реакції обміну можливі у тому випадку, коли один с продуктів реакції: а) виділяється у вигляді газу;
б) випадає в осад; в) є малодисоційованою речовиною (слабким електролітом), наприклад водою.
ГІДРОГЕН
Характеристика хімічного елемента Гідроген
Гідроген — це єдиний елемент періодичної системи Д. І. Менделєєва, хімічний символ якого запи-
саний двічі: в головній підгрупі І групи і в головній підгрупі VII групи, що пояснюється наявністю
у Гідрогену ряду властивостей, які поєднують його як з лужними металічними елементами, так і з
галогенами. Подібно лужним металічним елементам атом Гідрогену на зовнішньому (єдиному для Гідро-
гену) енергетичному рівні містить один електрон і належить до в-елементів. Подібно галогенам атому
Гідрогену не вистачає до завершення зовнішнього (єдиного для Гідрогену) рівня одного електрона.
Електронна будова атома:
Т
ХН ІЗ* 18
+1 +1 -1
Для Гідрогену характерна стала валентність І; ступені окиснення +1 (НС1, Н2О) та -1 (ИаН,
СаН2).
Поширення в природі. Гідроген трапляється у вигляді трьох ізотопів: Протій }Н; Дейтерій ,Н (С)
та Трітій іН (Т) (перші два є стабільними, третій — радіоактивний). Гідроген належить до
найпоширеніших хімічних елементів; масова частка Гідрогену в земній корі становить 0,15 %. На
Землі головними джерелами Гідрогену є вода, органічні сполуки (нафта, природний газ). У Всесвіті
Гідроген є найпоширенішим елементом; він становить більш ніж половину маси Сонця та інших
зірок.
Проста речовина водень Н2
Таблиця 28
Г„ ™ Конверсія водяної , пари з розжареним коксом: С + Н20 —> СОТ +Н2?; С0 + Н20 —£—> СО2Т + Н2Т гіДіТг — л-. .. > х . - Взаємодія металів. (магнію, цинку, залі- за) з хлоридною або розбавленою сульфатною кислотами: > гп + 2НС1 = 2пС12 + Н2Т
Конверсія метану з водяною парою: СН4 + 2Н:0 —О.!”-....>СО2Т + 4Н2Т Взаємодія алюмінію з розчинами лугів 2А1 + 6КаОН + 6Н20 = 2На3 [А! (ОН)6] + ЗН2Т
Електроліз води: 2Н2О __.я.етроль >2Нд + Електролізом називають окисно-відновні реак- ції, що відбуваються на електродах при про- пусканні електричного струму крізь розчин або розплав електролізу.
Фізичні властивості водню. Є найлегшим з відомих газом, без запаху, кольору та смаку. Темпера-
тура плавлення дорівнює 259°С, температура кипіння 253°С; у воді практично не розчиняється.
Таблиця 29
'Л- влдсуцвоцїі водню С"'*-* • ••• -- - . і.
Зв’язок у молекулі водню — ковалентний неполярний, утворений за допомогою однієї спільної електронної пари (Н-Н). Достатня міцність зв’язку зумовлює малу хімічну активність водню, внаслідок чого більшість реакцій за його участю відбувається' тільки при нагріванні.
Умови перебігу реакції . .. .. Продукт реакції , Приклади рівнянь реакі
Взаємодія водню з простими речовинами
Виявляє відновні властивості при взаємодії з неметалами Гідроген флуорид 0 • +1 Н2 +Е2 = 2 НЕ (з вибухом);
Гідроген хлорид Н2+ С12 —>2 неї
Гідроген сульфід Н2+8—>Н28
Амоніак 3 Н2+ И2, ‘'р,кп: ' 2И Н,
Виявляє окисні властивості при взаємодії з металами Гідриди металічних елементів 0 ' -1 . 2Иа + Н2 —» 2Иа Н; 0 - Са + Н2———>СаН2
Взаємодія Водню зі складними речовинами
Виявляє відновні властивості при взаємодії з оксидами ме- талів. Ця властивість водню використовується для добуван- ня металів у промисловості та лабораторії Метал і вода 0 +1 СпО + Н2 —Си + Н2О; 0 +1 \УО3+ЗН2—^->ЛУ + ЗН2О; 0 +1 ЕеО + Н2 —>Ее + Н2 0.
Застосування. Водень широко застосовується: 1 '
— для синтезу амоніаку та гідроген хлориду у промисловості;
— для синтезу багатьох органічних сполук (метанолу);
— для гідрування рідких жирів;
— для зварювання та різання металів;
— для наповнення аеростатів; ....
— як складова частина промислових газових сумішей (коксового, водяного газів).
Вода (гідроген оксид) Н2О
Будова молекули
Молекула води є диполем та має кутову форму:
У природі вода є найважливішою і найпоширенішою сполукою; поверхня земної кори на 3/4 вкри-
та водою. Вода утворює 65-70 % маси тіла людини та входить до складу всіх живих організмів,
де вона є середовищем перебігу біохімічних реакцій.
Фізичні властивості води. За звичайних умов чиста вода є прозорою рідиною без запаху, кольору
та смаку; вона замерзає за температури 0°С, а закипає за температури 100 °С (за нормального тис-
ку). Полярні молекули води за звичайних умов утворюють міжмолекулярні водневі зв’язки:
Наявністю водневих зв’язків пояснюються певні аномальні властивості води, а саме:
— температури кипіння та плавлення води значно вищі, ніж у її хімічних аналогів (Н28 та ін.);
— лід легший за рідку воду;
— найбільшу густину вода має не за 0°С, а за 4°С.
Таблиця ЗО
Хімікні - -.Й,- ІГ, .... >.
Для хімічних цілей природну воду, яка містить певну кількість неорганічних та органічних до- мішок, очищують перегонкою (дистиляцією).
“ -Приклад рівняння реакції
Взаємодіє з металами:
— з лужними та лужноземель- ними металами — за звичай- них умов; Луг і водень +1 <) 2К + Н2О = 2К0Н + Н2?; Са + 2Н20 = Са(ОН)2 + Н2 Т
— з менш активними метала- ми (2п, Ге) — вода при на- гріванні Оксид металічного елемен- та і водень +1 0 ЗГе+4 Н2 0 —-—» Ге3О4 + 4 Н2 ?
Взаємодіє з оксидами:
— кислотними; Кислоти 8О3 + Н2О = Н28О4;
— основними Основи Ма2О + Н2О = 2КаОН
Взаємодіє з гідридами металіч- них елементів Основи і водень -1 +1 { +1\ 0 Са Н2+ 2 Н2 0 = Са ІО Н )2 + 2 Н2?
Взаємодіє з солями, основами та кислотами" Гідрати та кристалогідра- ти; Н2804 + Н2О -> Н28О4 • Н20 Сп8О4 + 5Н2О -» Си804 • 5Н2О
• Продукти реакцій гідролі- зу солей (див. табл 27) 2пС12 + Н2О = 2пОНС1 + НС1; Ка28О3 + Н2О = МаН8О3 + ИаОН; НН4СП + Н2О = МН3 Н20 + НСИ
Застосування. Вода широко застосовується:
— для добування ряду сполук у хімічній промисловості (водню, основ, кислот);
— як розчинник у різних галузях господарства;
— в побуті.
ХЛОР
Характеристика хімічних елементів VII групи головної підгрупи (галогенів)
До галогенів (в перекладі з грецької — «ті, що народжують солі») належать елементи VII гру-
пи головної підгрупи: Флуор Г, Хлор СІ, Бром Вг, Йод І та Астат Аі, який не має стабільних
ізотопів.
Електронна конфігурація валентного шару: лз2пр5. Від Р до І радіуси атомів зростають; енергія
йонізації та електронегативності зменшуються, неметалічні властивості послаблюються.
Електронна будова атомів Флуору та Хлору:
Для Хлору характерні валентності І, III, V, VII; ступені окиснення -1 (н Сі); +1 (нею); +3
(нС1О2); +5 (нС103) та +7 (нС1О4).
Поширення в природі. Найпоширенішими із галогенів є Хлор (ігв темнМ кор1 = 0,045%) та Флуор
(її) .. = 0,027%).
V в земній корі ’ '
Бром та Йод у природі в основному містяться в морській воді у вигляді натрієвих та калієвих со-
лей; сполуки Йоду виявлено також у бурових водах, що супроводжують нафту.
Проста речовина хлор СІ2
Таблиця 31
Способи добування хлору
в промисловості в лабораторії
Електроліз розплаву натрій хлориду ИаСІ <=> Ка+ + СГ 0 катод (-): Ка+ + 1е -> На 0 анод (+): 2СГ - 2е -> С12 1 2 2 2 1 Дія окисників на хлоридну кислоту: МпО2 + 4НС1 —МпС12 + С12? +2Н2О; 2КМнО4 + 16НС1 = 2МпС12+2КС1 + +5С1/Г +8Н2О; К2Сг2О7 + 14НС1— 2СгС13 + ЗС12? + 2КС1 + 7Н2О
0 ° ж 2Иа+ + 2СГ —електрол13 > 2№+С12? розплаву 0 0 2КаС1 —-> 2 Ка+ С12Т розплаву
Електроліз розчину натрій хлориду:
ИаСІ <=> Иа+ + СГ
катод (-): 0 2Н2 О+ 2е - -4 Н2+ 20Н- 2 2 1
анод (+): 2СГ - 2е - сі2 2 1
о
2Н„ 0+ 2СГ —"етаоліз
л розчину
А 0 0
Н2Т +2Иа+С12?
2КаС1 + 2Н,О —^ета°яіз
£ розчину
0 0
Н2? + С12Т + 2МаОН
Таблиця 32
Фізичні властивості елементів VII групи
Властивість Л ” - ' • * Галоген
Ч’тор Р2 Хлор С12 Бром Вґ2 Йод
Агрегатний стан за звичайних умов газ газ рідина кристалічна речовина
Колір світло-жовтий жовто-зелений червоно-бурий чорно-фіолетовий
Температура кипін- ня, °С -187,5 -34,1 +58,8 +185,2
Галогени є отруйними речовинами, вдихання їхньої пари спричиняє подразнення органів дихання;
тому при роботі з галогенами слід дотримуватись правил техніки безпеки.
Таблиця 33
Хімічні властивості хлору
Умови ге ігу кціі , ' - і, .П
Взаємодія хлору з простими речовинами
Безпосередньо сполучається з усіма металами, окиснює їх до найвищого ступеня окиснення Хлорид металічного елемента 2Ее + ЗС°12 = 2Еє(5І3
Окиснює неметали:
— водень при освітленні; Гідроген хлорид; 0 -1 Н2 + С12—>2НС1
— фосфор при нагріванні; фосфор(ІІІ) хлорид; 0 -1 2Р + ЗС12—>2РС13
— сірку при нагріванні сульфур(ІІ) хлорид 8 + С12—>8С12
Взаємодія хлору зі складними речовинами
Оскільки в ряді Е2 - С12 - Вг2 -12 окисна активність галогенів зменшува- тиметься, Хлор може заміщувати Бром та Йод у їхніх сполуках із металами Хлорид металічного елемента та проста ре- човина бром або йод 0 -1 2КВг + С12 = 2КС1+ Вг2 2КІ + С°12 = 2КС1+і2
Взаємодіє з водою та розчинами лугів як окисник і відновник водночас (ре- акції диспропорціонування) Хлоридна та гіпохло- питна кислоти, хло- рид, гіпохлорит і вода С°2+ Н2О ?=> Н сі + Н СІ О; С°12 + 2К0Н = К СІ + К СІ О + Н2О;
Хлорид, хлорат і вода ЗС°12+6КОН—> 5КСІ+КС1О3+ЗН2О
Застосування. Хлор широко застосовується:
— для синтезу хлорорганічних сполук (вінілхлориду та його полімеру, дихлоретену, хлорбензену)
та неорганічних хлоридів;
— як дезінфікуючий засіб для питної води, води плавальних басейнів;
— для виготовлення відбілювальних засобів.
Гідроген хлорид та хлоридна кислота, НСІ
Таблиця 34
£ ; ї ї ж І і
•- ' V? * < А- в промисловості >. або а Г'С . " 1
Прямий синтез шля- хом спалювання вод- ню в хлорі: Н2+С12 = 2НС1 Взаємодія натрій хлориду з • при слабкому нагріванні: НаС1(крист.) + Н28О4 (конц.) • при значному нагріванні: концентрованою сульфатною кислотою: —*—> ИаН804 + НСІ?;
2КаС1(крист.) + Н28О4 (конц.)—> Иа28О4 + 2НС1?
V
56 Неорганічна хімія
Фізичні властивості гідроген хлориду. Газ із різким запахом, безбарвний, дуже добре .розчинний
у воді; на повітрі «димить», оскільки взаємодіє з парою води та утворює краплі хлоридної кислоти.
Розчин гідроген хлориду у воді називають хлоридною кислотою. Хлоридна кислота — рідина без ко-
льору, димить на повітрі; у продаж надходить із масовою часткою НС1 приблизно 38%.
Хімічні властивості гідроген хлориду. Виявляє всі характерні властивості кислот, а саме:'взаємодіє
з металами, розташованими в електрохімічному ряді напруг до водню; з основними та амфотерними
оксидами; основами та амфотерними гідроксидами; солями у разі утворення осаду, газу чи слабкого
електроліту (див. табл. 21).
Якісною реакцією на хлоридну кислоту та її солі хлориди є реакція з розчином аргентум(І) нітра-
ту, яка супроводжується утворенням білого сирнистого осаду аргентум(І) хлориду:
А£ЬЮ3 + НС1 = А§С1І +НЬЮ3.
Застосування. Хлоридна кислота широко застосовується:
— для добування солей;
— для виробництва фарб і пластмас;
— для виготовлення ліків;
— для травлення металів.
Оксигеновмісні кислоти Хлору та їх солі
Таблиця 35
. Кислоти . .
Формула Назва Формула Назва
нею гіпохлоритна (хлорнуватиста) МеСЮ гіпохлорит
НС1О2 .хлоритна (хлориста) МеС102 хлорит
НС1О3 хлоратна (хлорнувата) МеС1О3 хлорат (для КСЮ3 застосовують назву «бертолетова сіль*»)
НС1О4 перхлоратна (хлорна) МеС104 перхлорат
ОКСИГЕН
Характеристика хімічних елементів головної підгрупи VI групи (халькогенів)
До халькогенів (в перекладі з грецької — «ті, що народжують руди») належать елементи VI А
групи: Оксиген О, Сульфур 8, Селен 8е, Телур Те та радіоактивний металічний елемент Полоній
Ро. Електронна конфігурація валентного шару: пз2прі. Від О до Те радіуси атомів зростають; енер-
гія йонізації та електронегативності зменшуються, неметалічні властивості послаблюються.
Електронна будова атома Оксигену:
8О 1за2зг2р4; [Не] 2за2р4
Для Оксигену характерна стала валентність II; ступені окиснення —2 ^Н2О^; -1 (Н2О2;Ка2О2) та
+2 (0Е2).
Поширення в природі. Оксиген є найпоширенішим з усіх хімічних елементів на Землі. Масова
частка Оксигену в земній корі становить 47,2 %, в повітрі масова частка газоподібного кисню 02
дорівнює 23,1% (об’ємна частка — 20,9 %). Оксиген входить до складу простих речовин: кисню О2
та озону О3; багатьох природних сполук: води, оксидів, гідроксидів, солей; відомо близько 1400 міне-
ралів, які містять зв’язаний Оксиген. Частка Оксигену в масі тіла рослин і тварин складає близько
85%; він входить до складу білків, жирів і вуглеводів, які утворюють живі організми. Природний
Оксиген є сумішшю трьох ізотопів: 3®О, 37О та 38О.
В атмосфері Землі озоновий шар (на висоті 20—30 км) захищає все живе від дії космічного уль-
трафіолетового випромінювання.
Проста речовина кисень О2
Таблиця 36
• - і., -...х • . ... ... —о--" - . . . = і Способі дои’чі аня кисню
Х.в одомислорості в лабораторії
Фракційна перегонка рідкого повітря Термічне або каталітичне розкладання оксиге- новмісних сполук: 2КМпО4 —>К2МпО4 + МпО2 + О2?; калій перманганат 2КС1О3 —»2КС1 + ЗО2? калій хлорат (бертолетова) ' сіль 7 2Н£О—^->2Н£ + О2Т; 2Н2О2 —‘••кат > 2Н2О + О2?
Електроліз води: 2Н2О—ел,1,трояіа >2Н2Т +О2?
Фізичні властивості Оксигену. Для Оксигену характерне явище алотропії — він утворює дві ало-
тропні модифікації: кисень О2 та озон О3.
Кисень перетворюється на озон під дією електричного розряду або УФ-променів:
ЗО2 <=> 2О3.
Таблиця 37
Фізичні властивості алотропних модифікацій Оксигену
< ‘ і Властивість; ’ у- ..... . . Кисень О2 Озон 63
Агрегатний стан за звичайних умов газ газ
Колір безбарвний синій
Запах без запаху з різким запахом
Розчинність у воді слабо розчинний: в 100 об’ємах води за 20 °С розчиняються три об’єми О2 майже в 10 разів краще роз- чиняється у воді, ніж О2
Температура кипін- ня, °С -182,9 -110
Таблиця 38
Хімічні властивості кисню
у ЙЕИм ЛЄр|бІ& -- «; реакіпї' ї' •_ «є.?. Взаємодія кисі а; 1 -1 8 - -їА по з простими речовинами
Вступає в реакції майже з усіма простими лів; золота; галогенів (виняток — фтор) речовинами, крім благородних газів; платинових мета-
Активність О2 в ре- акціях окиснення простих речовин під- вищується при нагрі- ванні Оксиди металіч- них елементів; натрій пероксид; оксиди неметалів ° -2 2М& + О2 —-—> 2М& О; 0 -2 4А1 + ЗО2——»2А12О3; ° -і 2Иа + О2 —-—> Иа2 О2; 0 -2 8 + О2—>8О2; 4Р + 5 02 —2Р2 О6.
Виявляє відновні властивості тільки в реакції зі фтором: Оксиген флуорид 0 +2 21? І О аб° електричний розряд 2 О ї*
Взаємодія кисню зі складними речовинами
Виявляє окисні влас- тивості Оксиди; 0 .. -2 ж СН4 + 2 О2 —і—> С О2? + 2Н2О; 2СО + О2—>2СО2; 0 „ -2 ж 2И0 + О2 ——> 2И О2?;
інші продукти окиснення -2 0 0 -2 2Н2 8 + О2 (недостача) —-—> 2 8І + 2Н2 О; -2 0 +4 -2 2Н2 8 + 3 О2 (надлишок)—-—> 2 8 О2? + 2Н2 О.
Озон є більш сильним окисником, ніж кисень, окиснює навіть срібло, золото та платину:
8Ае + 2О3 = 4Ае2ОЮ2;
2ИО + О3 = К2О5.
Таблиця 39
й#.. ллж «л.. їєйяж^:,... ®кей вдозмін-уксі ігепу
кисню О2 озону О3
— як реагент у хімічній технології (синтез оксидів, спалювання сульфідних руд); — в металургії (виробництво сталі та чавуну)'; — для зварювання та різання металів; — рідкий кисень — як окисник ракетного па- лива — для знезараження води та повітря; — для відбілювання тканин; — як реагент у неорганічному та органічному синтезі
СУЛЬФУР
Електронна будова атома Сульфуру:
168 1з22з22р63з23р4; [Ме] 3з23р4
незбуджений стан атома
Збуджені стани атома
Для Сульфуру характерні валентності II, IV, VI; ступені окиснення -2 (н2в); +4(н28О3)
та +6 (н28О4).
Поширення в природі. Сульфур є досить поширеним елементом (масова частка в земній корі ста-
новить 0,05%) і трапляється як у вигляді простої речовини, та і у складі багатьох мінералів.
Проста речовина сірка 5
Способи добування. У промисловості сірку добувають виплавлянням її із самородних родовищ з на-
ступним очищенням і перегонкою.
Фізичні властивості сірки. Сульфур утворює ряд алотропних модифікацій: ромбічна сірка 88 (стій-
ка за кімнатної температури) при нагріванні до 94,5 °С перетворюється на моноклінну сірку 88. Ато-
ми Сульфуру в молекулі 88 зв’язані між собою зиґзаґоподібно ковалентними зв’язками:
При виливанні розплаву сірки в холодну воду утворюється пластична маса — пластична сірка,
яка не має кристалічної будови, утворена лінійними ланцюгами 8п; при зберіганні стає крихкою, змі-
нює забарвлення та переходить у ромбічну сірку.
За звичайних умов сірка є твердою кристалічною речовиною жовтого кольору; крихка; погано роз-
чинна у воді, добре розчинна в бензені та сірковуглеці.
Хімічні властивості сірки. Виявляє окисно-відновну двоїстість, оскільки атом Сульфуру у проміж-
ному ступені окиснення (0).
Таблиця 40
< - чда - ' Приклади рівнянь реакцій
. умовили- ікЦіі іггг-Я реакції- , і
Взаємодія з простими речовинами
Виявляє окисні властивос- ті у реакціях із металами, а також із неметалами, що утворені менш електронега- тивними, ніж Сульфур, еле- ментами: Гідрогеном, Фосфо- ром і Карбоном Сульфіди металічних елементів; гідроген сульфід; карбон(ІІ) сульфід; фосфор(ІП) сульфід 0 -2 2Ка + 8—>Па28 0 -2 Н2+8—>Н28 0 -2 С + 28—^">С82 0 -2 2Р + 38—>Р283
Виявляє відновні властивості у реакціях із неметалами, що утворені більш електронегатив- ними, ніж Сульфур, елемента- ми: Оксигеном і галогенами, крім Йоду Сульфур(ГУ) оксид; сульфур(П) оксид; сульфур(УІ) флуорид 0 +4 8 + О2 >8О2 0 +2 8+С12 —»8С12 8 + ЗЕ, ->8Р6
Взаємодія зі складними речовинами
Має відновні властивості у реакціях з окисниками Сульфур(ІУ) оксид; сульфур(УІ) оксид; 8+ 2Н28О4 = 3 8 О2Т +2Н2О 0 +6 8+ 6ІШО3 = 3 8 О3? +6КО2Т +2Н2О
Застосування. Сірку широко застосовують:
— для виробництва сульфатної кислоти, сірковуглецю, інсектицидів;
— в реакції вулканізації каучуку;
— у виробництві барвників, вибухових речовин, сірників;
— у косметичній промисловості.
Гідроген сульфід та сульфідна кислота Н25
Будова молекули. Молекула гідроген сульфіду має кутову будову:
Н
90'
Н
У природі гідроген сульфід міститься у вулканічних газах та постійно утворюється на дні Чорно-
го моря; утворюється при гнитті білка, тому тухлі яйця пахнуть гідроген сульфідом; міститься у де-
яких мінеральних водах.
Способи добування. Гідроген сульфід добувають у лабораторних умовах дією кислот-неокисників
(хлоридною, розбавленою сульфатною) на ферум(П) сульфід або цинк сульфід:
Ке8 + 2НС1 = КеС12 + Н2бТ.
Кислоти-окисники (концентрована сульфатна, нітратна) для цієї мети не використовуються, оскіль-
ки окиснюють гідроген сульфід:
Н,8 + ЗН,8О, (конц.) = 480,? +4Н,0.
Фізичні властивості гідроген сульфіду. За звичайних умов гідроген сульфід є безбарвним газом,
трохи важчим за повітря, з неприємним запахом тухлих яєць, дуже токсичний. За 20 °С в одному
об’ємі води розчиняється 2,5 об’єму Н28.
Таблиця 41
Хімічні властивості гідроген сульфіду
Умови перебігу реакції Продукти- реакції-. г; 4 П^ш&^^їрівнярь^реакїзй й
Відновні властивості
Сильний відновник, оскільки атом Сульфуру перебуває у найнижчому ступені окиснення (-2)
Взаємодіє з окисниками Продукт окиснення гідроген сульфіду та продукт віднов- лення окисника -2 +4 2Н2 8 + ЗО2 = 2 8 02Т +2Н2О; -2 0 2Н2 8 + О2 = 2 8 4/+ 2Н2О
Кислотні властивості
Розчин гідроген сульфіду у воді — сульфідна кислота. Слабка двохосновна кислота, дисоціює ступінчасто І ступінь: Н28 ?=> Н+ + Н8 II ступінь: Н8" Н* + 82" Н28?3 2Н++8г-
Взаємодія з лугами Середні солі (сульфіди); кислі солі (гідрогенсульфіди) Н28 + 2КаОН = Ка28 + 2Н2О Н28 + ИаОН = КаН8 + Н20
Взаємодіє з солями у водних розчинах, якщо в результаті реакції утворюється важкорозчинний сульфід металічного елемента, наприклад: Ма28 + 2п(ЬТ03)2 = 2п84- + 2НаЬГО3
Якісна реакція на гідроген сульфід та його солі (сульфід-йон)
Взаємодіє з плюмбум(ІІ) нітратом у розчині Чорний осад плюмбум(ІІ) суль- фіду Н28 + РЬ(ЬЮ3)2 = РЬ8? + 2НЬЮ3
Застосування. Гідроген сульфід застосовується:
— у виробництві сірки;
— у виробництві неорганічних та органічних сполук, які містять Сульфур;
— як аналітичний реагент.
Оксиди Сульфуру
.і Таблиця 42
:,1Д’ сірчлстийгаг Сульфур(УІ) оксид 8О3
У2,.. .. є
Способи добування
У промисловості добувають спалюванням сірки або гідроген сульфіду: 8 + 02 = 8О2Т; випалюванням сульфідів металів;: 4Ее8, +1102 = 2Ре„О, + 880/Г У промисловості добувають каталітичним окис- ненням сульфур(ІУ) оксиду при нагріванні: 28О2 + О2 2803
У лабораторії добувають дією концентрованої сульфатної кислоти на мідь під час нагрівання: Си + 2Н2804 (конц.) = Си804 + 8О2Т +2Нг0 дією на сульфіти металічних елементів: Ка28О3(крист.) + 2Н28О4 (конц.) = = 2МаН8О4 + 802Т. +Н20 .
Будова молекули
Має кутову будову; на атомі Сульфуру містить- ся неподілена пара електронів: •• 8^ 120° Має форму рівнобічного трикутника: 120° ^8^ О
Фізичні властивості оксидів Сульфуру
За звичайних умов — безбарвний газ із запа- хом палених кісток; добре розчинний у воді (в одному об’ємі води за кімнатної температури розчиняється 36 об’ємів 8Ог); у 2,2 раза важ- чий за повітря За звичайних умов — безбарвна рідина з тем- пературою кипіння 44,7 °С; отруйна
Хімічні властивості оксидів Сульфуру
Виявляють властивості кислотних оксидів
Взаємодія з водою
Утворює гідрати: 8О2 + пН2О ?=>-8О2 • пН20, склад яких виражають формулою сульфітної кислоти: 8О„+Н2О Н,8О,. Це двохосновна кислота середньої сили, яка іс- нує лише в розчині; дисоціює ступінчасто: І ступінь: Н28О3 <=> Н+ + Н8О3 II ступінь: Н8О3 Н+ + 80|~ Н28О3 ?=±2Н++8О|- Утворює сульфатну кислоту: 8О3 + Н2О = Н28О4
Продовження таблиці 42
Ь Сульфур(іУ) рксцді. або а - Сул^®й,й.и 80, : .. 1
Взаємодія з основними оксидами
Утворює середні солі (сульфіти): 8О2 + Ка2О - Ма28О3 Утворює середні солі (сульфати): 803 + СаО = Са8О4
Взаємодія з лугами
Утворює як середні, так і кислі солі: 8О2 + 2КаОН = Ма2803 + Н2О; середня сіль (натрій сульфіт) 8О2 + КаОН = ИаН8О3 кисла сіль (натрій гідропшсульфіт) Утворює як середні, так і кислі солі: 8О3 + 2ИаОН = 2Ка28О4 + Н20; середня сіль (натрій сульфат) 8О3 + №0Н = ИаН8О4 кисла сіль (натрій гідрогенсульфіт)
Окисно-відновні властивості
Оскільки атоми Сульфуру у складі сульфур(ІУ) оксиду перебувають у проміжному ступені окиснення (+4), для сульфур(ГУ) оксиду харак- терна окисно-відновна двоїстість: +4 0 • виступає окисником: 8 О2 + 21І28 = 38 + 2Н2О; +4 +6 • виступає відновником: 2 8О2 + О2 2 8 О3 Оскільки атоми Сульфуру у складі сульфур(УІ) оксиду перебувають у найвищому ступені окис- нення (+6), він є сильним окисником: 8О3 + 2КІ = І2 +К2 803.
Застосування
— У виробництві сульфатної кислоти, сульфур(УІ) оксиду, сульфітів; — для відбілювання вовни, шовку; — як антиоксидант та консервант; — для знезараження нежитлових приміщень (погребів) — Як проміжний продукт у виробництві суль- фатної кислоти; — для зневодження нітратної кислоти
Сульфатна кислота Н25О4
Будова молекули. Графічна формула:
н—°х /.О
Н—
Таблиця 43
Основні стадії промислового виробництва сульфатної кислоти
' Назвастадїї ХЖ.вОШУШ ' >::І’«нда^вууІорі^^реакц^^:^і^
1. Випалювання піриту (за температури близь- ко 800 °С) 4Ге82 + 11О2 = 2Ре2О8 + 88О2Т
2. Каталітичне окиснення сульфур(ГУ) оксиду (за температури близько 450 °С у присутності каталізатора ванадій(У) оксиду У2О6) 28О2+О2 ?=і28О3
Продовження таблй^і 43
3. Поглинання сульфур(¥1) оксиду водою 8О3+Н2О = Н28О4
У промисловості для поглинання 8О3 використовують концентровану сульфатну кислоту (ні в якому разі не воду); При цьому утворюється олеум Н28О4 • 8О3, при розведенні якого знову отримують концентровану сульфатну кислоту
Фізичні властивості сульфатної кислоти. Хімічно чиста сульфатна кислота — важка безбарвна мас-
ляниста рідина. Для приготування її розчину Н28О4 слід обережно лити тонким струменем у воду
(не навпаки!) та інтенсивно перемішувати розчин, що утворюється.
Таблиця 44
Хімічні властивості сульфатної кислоти
ї Умови лаерсбії^феакіїїі; € І*"*?!?. Ї ' фриклади рівнянь реакцій
Окисні властивості
Метали, розташовані в електрохімічному ряді напруг до Н2 (див. табл. 16), взаємо- діють з розбавленими розчинами Н2804 Водень і сульфат металу 0+1 / ч +2 0 * М£+ Н2 804 (розб.) = Ме804 + Н2 Т
Концентрована Н28О4 — сильний окисник, оскільки атом Сульф^у перебуває у найвищому сту- пені окиснення (+6)
Метали, в тому числі де- які з тих, ЩО' розташова- ні в ряді напруг після Н2 (див. табл. 16), взаємодіють з концентрованою Н28О4 Сульфат металу, продукт від- новлення Н,8О. (Н,8, 8, 80,) та вода 0 +б Си+ 2Н2 8 О4 (конц.) = Си804 + 8О2Т+2Н2О
Концентрована Н28О4 окиснює деякі неметали Продукт відновлення Н28О4 та продукт окиснення неметалу С + 2Н28О4 = СО2Т +28О2Т +2Н2О
Кислотні властивості
Сильний електроліт, у водних розчинах практично повністю дисоціює на йони, дисоціація відбувається ступінчасто І ступінь: Н28О4 Н+ + Н8О4 II ступінь: Н8О4 Н+ +80®' Н2804 ?3 2Н+ +80®'
Виявляє всі характерні властивості кислот, а саме: взаємодіє з основними та амфотерними окси- дами; основами та амфотерними гідроксидами; солями у разі утворення осаду, газу чи слабкого електроліту (див. табл. 24)
Якісна реакція на сульфатну кислоту та її солі (сульфат-іон)
Продовження таблиці 44
Умови перебігу реакції Продукти реакції ~ Приклади рівпянь реакцій .
Взаємодія з барій хлори- дом у розчині Білий кристалічний осад барій сульфату ВаС12 + Н28О4 = Ва8О4Х +2НСІ
Важлива хімічна особливість: здатність концентрованої Н28О4 (видалення води) з багатьма органічними речовинами вступати в реакції дегідратації
Таблиця 45
Взаємодія сульфатної кислоти (Н^С^) з металами
іі Концентрація кислоти Метали (в електрохімічному ряді напруг) Продукти взаємодії
Розбавлена зліва від Гідрогену Ме2(8О4)х+Н2Т
справа від Гідрогену не взаємодіє
Концентрована Ке, Сг, А1, Рі, Аи не взаємодіє
зліва від Гідрогену Ме2(8О4 )х + Н28 Т (8, 8О2 ? )+Н2О
справа від Гідрогену Ме2(8О4)І +8О2 Т +Н2О
Застосування. Сульфатна кислота широко застосовується:
— для виробництва мінеральних добрив, інших кислот і солей;
— для виробництва барвників, пластмас, лікарських препаратів, вибухових речовин;
— для очищення нафтопродуктів;
— в гідрометалургії та як електроліт в акумуляторах.
НІТРОГЕН
Характеристика хімічного елемента Нітроген
Нітроген належить до елементів головної підгрупи
Електронна будова атома Нітрогену:
V групи періодичної системи елементів.
N І822.?2р3; [Не] 2з22р3
Т т ?
р
2 п
8
Оскільки на другому енергетичному рівні немає гі-підрівня, Нітроген не здатний переходити
у збуджений стан, тобто не може бути п’ятивалентним; максимальна валентність Нітрогену в спо-
луках — IV. Нітроген виявляє ступені окиснення від —3 до +5.
Приклади речовин з різними ступенями окиснення Нітрогену
Таблиця 46
Студінь окиснення Нітрогену , Прикла іди речовин ..
-3 -3 -3 МН3 (амоніак); Са3ЬІ2 -2 (кальцій нітрид)
-2 -2 И2Н4 (гідразин)
Продовження таблиці 46
-1 -1 ИН2ОН (гідроксиламін)
0 0 М2 (азот)
+1 М2О (нітроген(І) оксид)
+2 +2 N0 (нітроген(П) оксид)
+3 +3 М2О3 (нітроген(Ш) оксид); 43 КМ02 (калій нітрит)
+4 +4 ЬТО2 (нітроген(ІУ) оксид);
+5 +5 +5 ЬТ2О5 (нітроген(У) оксид); МаЬТО3 (натрій нітрат)
Поширення в природі. Частка зв’язаного Нітрогену в літосфері складає лише 0,01%. Основна час-
тина Нітрогену міститься в атмосфері у вигляді вільного азоту ІЧ2 (78,09% за об’ємом, або 65,6% за
масою).
Проста речовина азот М2
Таблиця 47
кії: ....... я., ».«»... <**<»*&•!••...
яка»,’ Т" " ГТ в' лабораторії
Фракційна перегонка рідкого повітря Термічний розклад амоній нітриту: НН4ИО2 —£—> N. Т +2Н2О
Фізичні властивості азоту. Азот є безбарвним газом без запаху та смаку; внаслідок неполярності
молекули характеризується дуже низькими температурами плавлення (-210 °С) та кипіння (-196 °С);
дуже погано розчинний у воді: в 100 г води за 20 °С розчиняється лише 15,4 мл азоту.
Хімічні властивості азоту. Потрійний зв’язок у молекулі зумовлює її малу реакційну здатність. Азот
вступає у хімічну взаємодію, як правило, за високих температур. Не підтримує горіння, являє собою
продукт згоряння амоніаку та багатьох органічних сполук. З кислотами і лугами не реагує. Виявляє
окисно-відновну двоїстість, оскільки містить атоми Нітрогену у проміжному ступені окиснення (0).
Таблиця 48
Умови пре бігу реакції - Пре- яг реакції ™ - Приклади; і'шянь >еаь ій
Виявляє окисні властивості у реакціях із воднем та мета- лами; з літієм — за кімнатної температури, з іншими — при нагріванні Амоніак н2+ ЗН2 -< 'р' >2ИН3
літій нітрид; 0 -3 6Ьі + М2 = 2Ьі3 N
магній нітрид та ін. 0 -3 . ЗМ£ + N2 —-—> М£3К2
Виявляє відновні властивості у реакціях із киснем та фто- ром Нітроген(П) оксид; 0 +2 М2+О2 ?3 2Н0
нітроген(ІП) флуорид 0 +з ЬГ2+ЗЕ2 =2№3
Застосування. Азот широко застосовується:
— для виробництва амоніаку, нітратної кислоти, добрива ціанаміду СаСМ2 та інших нітрогено-
вмісних продуктів;
— як інертне середовище проведення хімічних і металургійних процесів;
— для зберігання та перевезення чутливих до повітря та вологи вогненебезпечних продуктів.
Амоніак І\ІН3
Будова молекули. Має тетраедричну форму, зумовлену зр3-гібридизацією орбіталей атома Нітро-
гену.
Таблиця 49
Способи добування , " ' '
в промисловості в лабораторії"
Синтез із азоту та водню: И2 +ЗН2 < ‘°;г;кат- >2ИН3 Взаємодія солей амонію з лугами при нагріванні: 2КН4С1 + Са(ОН)2 = 2КН3 Т + СаС12 + 2Н2О
Фізичні властивості амоніаку. За звичайних умов є безбарвним газом з характерним різким запа-
хом, легшим за повітря, дуже добре розчинний у воді: в одному об’ємі води за 20 °С розчиняється
700 об’ємів амоніаку. Розбавлений розчин амоніаку (те = 3 -10%) називають нашатирним спиртом-,
концентрований розчин (те = 18-25%) — амоніачною водою.
Таблиця 50
Хімічні властивості амоніаку
М- реакції Продукти реакції ж,- ' ' • ' Приклади рівнянь реакцій
Основні властивості
Водний розчин амоніаку має лужне середовище завдяки утворенню йонів ОН" та змінює забарвлення індикатора КН, + Н,0 ИНо Н,0 & №Г ЮН о £. ’ О О ’ Ч гідрат амоніаку
Взаємодіє з кис- лотами Кислі та середні солі амонію, напри* клад: амоній хлорид; ИН3 +НС1=НН4С1; амоній хлорид
амоній гідрогенСульфат; №і8 + Н28О4=МН4Н8О4 амоній гідро- генсульф»
амоній сульфат 2КН„ + Н28О4 = (КН4)я804 амоній сульфат
Відновні властивості
Сильний відновник, оскільки атом Нітрогену • перебуває у найнижчому ступені окиснення (-3)
Взаємодія з кис- нем при нагрі- ванні: Азот і вода; нітроген(ІІ) оксид і вода -3 0 4 N Н3 + ЗО2 ——> 2 N2 Т + 6Н2О 4МН3 +5О2——»4И0 Т +6Н2О
Взаємодія з окси- дами металів Метал і продукт відновлення амоніаку -3 0 ЗСпО + 2 N Н3=ЗСи + N Т +ЗН2О » 2 2
Застосування. Амоніак широко застосовують:
— для виробництва нітратної кислоти та її похідних, у тому числі добрив, вибухових речовин,
барвників, солей амонію;
— як хладагент у холодильних машинах;
— рідкий амоніак — промисловий неводний розчин;
— нашатирний спирт застосовують у медицини.
Солі амонію
Складні речовини, утворені катіоном амонію та аніонами кислотних залишків. Йон амонію, як
і амоніак, має тетраедричну форму.
Добувають солі амонію взаємодією амоніаку з кислотами.
Фізичні властивості солей амонію. Тверді кристалічні речовини, добре розчинні у воді.
Таблиця 51
Хімічні властивості солей амонію
” ^іиови ‘перебігуреакції ? Продукти цсак цй ” [рикледи рівнянь реакції!
Розкладаються при на- гріванні Різноманітні КН4С1— МН4ЬЮ2— КН4ИО3 — (МН4)2Сг2О7 -»ГШ3Т +НС1?; ^->М2?+ 2Н2О; —^М2О?+2Н2О; —N,1+ Сг2О3+4Н2О
Вступають в реакції йонного обміну, якщо виконуються умови їх перебігу
Продовження таблиці 51
Умови перебігу реакції 7 —'Х4/ -у? в 1 о и 1
Взаємодія із кислотами Нова сіль амонію і летка кислота (МН4)2СО3+Н28О4 = (МН4)28О4+СО2Т +Н2О
Взаємодія із солями Нова сіль амонію і нерозчинна сіль (МН4)28О4+ВаС12 = 2МН4С1+Ва8О4А
Якісна реакція на солі амонію (амоній-іон)
Взаємодіють із лугами при нагріванні Амоніак і сіль луж- ного металічного еле- мента КН4КО3 + КаОН —> КаНО3+КН3? +Н2О •
Амоніак визначають за запахом або за посинінням вологого червоного лакмусового папірця
Застосування
— Майже усі неорганічні солі амонію використовують як азотні добрива, наприклад цінним азот-
ним добривом є амоній нітрат;
— амоній хлорид (нашатир) — для виготовлення сухих гальванічних елементів;
— амоній гідрогенкарбонат — як хімічний розпушувач тіста.
Характеристика оксидів Нітрогену
Таблиця 52
Оксид Нітрогену: И2О нітроген(І) оксид Способи добування £ МН4ГЇО3 ——>и2о Т +2Н2О /*/ Безбарвний газ зі слабким специфічним запахом, має наркотичну дію («веселя- щий газ»). 7 ,ХІМІ ИВОСТ|і І Є несолетворним оксидом; з водою не взаємодіє; при нагріванні часто розпада- ється на азот і кисень: 2ЬТ2О ——> 2М2 Т + 02Т; є окисником металів і неметалів: +1 0 М2О + Си=К2?+СиО; +1 0 Л 2ЬЇ2О + 8=8О2+2М2Т
N0 нітроген(ІІ) оксид В промисловості: 4ЬШ3 + 5О2 = 4ЬЮТ + 6Н2О; в лабораторії: ЗСп + 8НМ03(розб.) = ЗСи(ЬЮ3)2 + 2К0Т+ 4Н2О Безбарвний, малорозчинний у воді газ Є несолетворним оксидом; з водою не взаємодіє; проявляє відновні властивос- ті в реакції безпосереднього окиснення киснем повітря: 2ЬЮ + 02 = 2КО2?; більш характерні окисні властивості: +2 0 2 N0 +2Ме - 2МеО+ N,1
н2о3 нітроген(Ш) оксид За низьких температур у реакціях: 4КО+О2 = 2К2О3; *Ю+І<Ю2 = И2О3 Темно-синя рідина Легко розкладається: М2О3 ЬЮ+ЬТО2; є типовим кислотним оксидом: при роз- чиненні у воді утворює нітритну кисло- ту. N,0. 4- Н?0 2НМ),; це кислота середньої сили, яка відома лише у водному розчині. Реагує з луга- ми з утворенням нітритів: ЬГ2О3 + 2МаОН = 2ИаКО2 + Н20
Продовження таблиці !>2 :
Оксид „ Нітрогену •’* Де.» -йі .. * І^діосьОГдоб^анта"' 1 ФІЗИЧНІ .. " властивості _ е " ,-я: Г Хімічні властивості 'Зі
КО2 нітроген(ІУ) оксид В промисловості: 2И0 + О2 = 2ЬЮ2; в лабораторії: Сп + 4НКО3(конц.) = Си(К03)2 + 2КО2Т + 2Н2О Бурий газ із специфіч- ним запахом; отруйний Є складним кислотним оксидом, який утворює дві кислоти: 7: ИО2 + Н20 = ІШО2 + ино3. Якщо розчинення КО2 проводити в присутності кисню та при нагрівай- ; ні — утворюється одна кислота: 4ИО2 +О2 +2Н2О——>4НИО3. Реагує з лугами: 4КО2+2Са(ОН)2 = Са(НО3)2+Са(КО2)2 +2Н2О. Є більш сильним окисником, ніж по- передньо розглянуті оксиди Нітрогену; багато речовин згоряють в ньому: 28+2М)2 = К2Т + 28О2Т; 8Р +10 N О2 = 5 К2Т + 4Р2О6
к2о5 нітроген(У) оксид 2ЬГО + О3 = И2О5; Р2О6+2НКО3 = К2О5 + 2НРО3 Безбарвна кристалічна речовина За температури 33,3 °С розкладається: 2№2О5 —4КО2Т + О2Т; є типовим кислотним оксидом, якому відповідає нітратна (азотна) кисло- та: К2О5 + Н2О = 2НМО3. Реагує з лугами, основними та ам- фотерними оксидами, виявляє сильні окисні властивості: 8 + 2К2О5 =8О2Т+4ИО2?
Нітратна кислота НІЧО3
Будова молекули. Нітратна кислота є. молекулярною речовиною; всі зв’язки в молекулі НЬЮ3 ко-
валентні полярні.
Графічна формула:
н—о—к:'
^'о
У нітратній кислоті ступінь окиснення Нітрогену дорівнює +5, а його валентність — IV.
Таблиця 53
- . •••• - : • Л • г. ;<• • \ л і 'і*-"- х.сл- * - «.» в"»*???’. " !!• •'* ~ :*• ?
В промисловості . X 7 3 Оі^йаботаторш"
Складається з трьох стадій: 1. Каталітичне окиснення амоніаку: 4КН3+502 —^коТ +6Н20; 2. Окиснення нітроген(ІІ) оксиду в нітроген(ІУ) оксид киснем повітря: 2Н0+О2 = 2КО2; 3. Поглинання нітроген(ГУ) оксиду водою в присутності надлишку кисню: 4НО2 + 2Н2О + О2 = 4НМО3 Дія концентрованої сульфатної кислоти на ні- трати при слабкому нагріванні: КаН03+Н2804 =ИаН804 + НКО3
Фізичні властивості нітратної кислоти. Безводна нітратна кислота є безбарвною рідииок, що жов-
тіє при зберіганні; температура кипіння 82,6 °С; температура замерзання (плавлення) — -41,6 °С;
змішується з водою у будь-яких співвідношеннях.
Хімічні властивості нітратної кислоти
Таблиця 54а
чи перебігу реакції ’ •
Окисні властивості
Дуже сильний окисник, оскільки атом Нітрогену перебуває у найвищому ступені окиснення (+5). Реагує з багатьма простими та складними речовинами, відновлюючись при цьому до ступенів окиснення від +4 до -3 залежно від умов реакції, концентрації кислоти та відновних властивос- тей реагентів.
Метали відновлюють НКО3 тим повніше, чим менше кон- центрація кислоти та чим сильніше виражені відновні властивості металу Сіль, проі НИО3 та Продукти ^укт ві; вода (; віднов +1е +3е г +4е щов [ИВ. пенн +4 ио2 +2 N0 лення табл. 54 б) я НН03: 0 +5 4Ге + ІОН К03 (дуже розб.) = = 4Ге(К03)2 + Йн4КО3 + ЗН2О; 0 +5 Си + 4НК О3(конц.) = = Си(КО3)2+2КО2 Т +2Н2О
+5 нью3 +1 К20
+5е +8е *
0 -3 кн -3 ,(НН4К03)
Неметали, які здатні виявляти відновні властивості, реагують з концентрованою НКО3 Продукт відновлення НКО3 та продукт окиснення неметалу 0 +5 3 Р +5Н N 0а + 2Н2О = +5 +4 1 2Н3РО4+5КОТ
Продовження таблиці 54 а
Продукти реакції Й* ; ......... ... ... . ,
Приклади: рівнянь реакцій
Суміш одного НКТО3 та трьох об’ємів НС1 («царська додка») розчиняє «царя металів» — золото Розчин аурум(ПІ) хлориду та продукт НК03 0 ±5 Аи+ ЗНС1 + НМО3 = АиС12+N0 Т+ 2Н2О
Кислотні властивості
Сильний електроліт, у водних розчинах практично повністю дисоціює на йони нко3 <=* Н++КЮ8
Виявляє всі характерні властивості кислот, а саме: взаємодіє з основними та амфотерними окси- дами; основами та амфотерними гідроксидами; солями у разі утворення осаду, газу чи слабкого електроліту (див. табл. 21).
Таблиця 546
Взаємодія нітратної кислоти (НКО3) з металами
** Концентрація ,сисло » Розведена 1е яли (^ електрохімічному рчд» напруг)-**' ‘ від Ід до Зп з дуже розбавленою НУГО, ~ Продукти взаємодії Ме(УГОа)х +КН<МО3+Н2О
від Ге до Н з дуже розбавленою НКГО3
справа від Гідрогену і»Іе(УГОа)х + УГО ? +Н2О
Концентрована Ге, Сг, А1, Рі, Аи, Оз, Іг, Та, V/ не взаємодіє
від Ьі до 2п Ме(УГО3 )х + УГ2О Т +Н2О
від Ге до Н Ме(УГОа )х + УГО ? +Н2О
справа від Гідрогену Ме(УГО3)х + N0, Т +Н3О
Застосування. Нітратна кислота широко застосовується:
— для виробництва азотних добрив, сульфатної та ортофосфатної кислот;
— для виробництва вибухових речовин, барвників, ліків;
— для виробництва штучних волокон і пластмас;
— як компонент нітрувальної суміші в реакціях нітрування органічних сполук.
Солі нітратної кислоти
Нітратна кислота є одноосновною кислотою та утворює один ряд солей — нітрати.
Добувають нітрати при взаємодії нітратної кислоти з металами, основними та амфотерними окси-
дами, основами та амфотерними гідроксидами.
Фізичні властивості. Всі нітрати добре розчинні у воді.
Хімічні властивості. Нітрати при нагріванні розкладаються тим повніше, чим правіше в електро-
хімічному ряді напруг розташований метал, що утворює сіль:
Ме(НО8)х
1° Ме лівіше М&
Ме від Ме до Си
Ме правіше Си
Ме(К02)х +02Т
Ме2Ох+КО2Т +02Т
Ме + КО2Т +О2Т
Застосування
— Нітрати Натрію, Калію, Кальцію та амонію (селітри) застосовують як азотні добрива;
— аргентум нітрат — для припікання ран, виразок у медицині.
ФОСФОР
Характеристика хімічного елемента Фосфор
Фосфор належить до елементів головної підгрупи V групи періодичної системи елементів.
Електронна будова атома Фосфору:
15Р І822з22р6Зв2Зр3; [Ие] 3з23ра
незбуджений
стан атома
збуджений
стан атома
На відміну від Нітрогену, на валентному рівні атома Фосфору є вакантні Зс/-орбіталі, тому Фос-
фор може бути п’ятивалентним. Для Фосфору також характерна валентність III. Характерні ступені
окиснення:
-з +1 +3 +5
-3(МЄзР2); +1(Н3Р02); +3(Р2О3); +5(Р2О5).
Поширення в природі. Фосфор, на відміну від багатьох інших хімічних елементів, трапляється у ви-
гляді єдиного нукліду 15 Р і лише у вигляді сполук. Масова частка в земній корі становить 0,04%.
Фосфор утворює майже 190 мінералів.
Проста речовина Фосфор Р
Способи добування. В промисловості Фосфор добувають із природних ортофосфатів при прожарю-
ванні їх із коксом і піском:
Са,(РО,), + 38іО, + 5С——>ЗСа8іО3 + 5СО + 2Р.
о* 2 о
Фізичні властивості Фосфору. Існує кілька алотропних модифікацій Фосфору, з яких найбільш ві-
домі білий, червоний та чорний фосфор.
Таблиця 55
Фізичні властивості алотропних видозмін Фосфору
'Ч '-> У^Вілци^яісфорй^х. Й^ВОТВДу^>Ос|фР7/;'е Чорний фосфор
Кристалічна ґратка; структура Молекулярна (Р4) Атомна; шарувата полімерна Атомна; шарувата графітоподібна
Колір Білий або світло- жовтий ; Від яскраво-червоного до темно-коричневого і фіолетового Чорно-сірий
Запах Часнику Немає Немає
Твердість Воскоподібний Твердий Відносно м’який
Температура плавлення, °С 44 585-610* -1000*
Температура займання, °С 34-50 240 -500
Розчинність Мала у воді, добра у сірковуглеці Нерозчинні
Реакційна здатність Висока Низька Середня
Особливості білого фосфору: світиться у темряві (зеленувате світіння внаслідок повільного окис-
нення до Р2О3); отруйний. Зберігають у темряві під шаром води.
Умови перетворення видозмін
Р(біл.) —» Р(чорн.) 200°С, 1,2 Гпа;
Р(біл.) —> Р(червон.) тривале нагрівання при 330 °С без доступу повітря.
Хімічні властивості Фосфору однакові у всіх модифікацій. Виявляє окисно-відновну двоїстість,
оскільки містить атом Фосфору у проміжному ступені окиснення (0)
Таблиця 56
т ч і $ ц 1 Приклади рівнянь реакцій
Взаємодія з простими речовинами
Виявляє окисні властивості у ре- акціях із металами Фосфіди металічних елементів, наприклад: натрій фосфід; магній фосфід та ін. 0 -3 ЗНа + Р = Ка3Р ЗМй + 2°Р = М$8Р2
Виявляє відновні властивос- ті у реакціях із неметалами, що утворені більш електронегативни- ми, ніж Фосфор, елементами: га- логенами, Оксигеном, Сульфуром Галогеніди, наприклад: фосфор(ІІІ) хлорид; фосфор(У) оксид; фосфор(ПІ) сульфід 2Р + ЗС12 = 2РС13 0 +5 4Р +5О2=2Р2О5 0 +3 2Р+38=2Р283
* Під тиском.
Продовження таблиці 56
Умови перебігу реакції . Продукти реакції ' Приклади рівцянь реакцій
Взаємодія зі складними речовинами
Виявляє відновні властивості у реакціях із окисниками Продукти окиснення фосфору 0 Р+5НМО3(конц.) = Н3РО4 +5КО2+Н2О
Вступає в реакції диспропорціо- нування Фосфін РН3 та продукт окиснен- ня Фосфору, наприклад, натрій гіпофосфіт 4Р+ ЗИаОН + ЗН2О = РН3 +МаН2РО2
Фосфін — газ із неприємним запахом тухлої риби; на відміну від амоніаку малорозчинний у воді і не взаємодіє з нею; отруйний
Застосування
— Білий фосфор — для одержання інших алотропних модифікацій, фосфатних кислот і фосфатів;
як бойова запальна речовина;
— червоний фосфор — для виробництва сірників та як наповнювач (пара) в лампах розжарю-
вання.
Оксиди Фосфору
Таблиця 57
Фосфор(ІІІ) оксид Р2О3(Р4Оа) Л': ПКС14ЛГ Р'бЇР-О
і ї! • і:*» ....... Л 2 - .4^10/<4 - £ '
Способи добування в промисловості — спалювання фосфору
при недостачі кисню: 4Р+ЗО2=2Р2О3 у надлишку кисню: 4Р+5О2=2Р2О5
Фізичні властивості
Воскоподібна кристалічна маса; отруй- ний Біла кристалічна речовина. Гігроскопічний. Дуже ефек- тивний дегідратуючий агент, що застосовується для осушення твердих речовин, рідин і газових сумішей
Хімічні властивості
Виявляють властивості кислотних оксидів (див. табл. 18)
Взаємодія з водою
Р2О3+ЗН2О=2Н3РО3 — фосфітна (фосфо- риста) кислота. Безбарвна, добре роз- чинна у воді кристалічна речовина. Р2О5+Н20—’?а1“>лод‘—> 2НРО3 — метафосфатна (мета- фосфорна) кислота; 2НРО3+Н2О=Н4Р2О7 — дифосфатна (пірофосфорна) кислота; Р2О3+ЗН2О—-—>2Н3Р04 — ортофосфатна (ортофос- форна) кислота
Взаємодія з основними оксидами
Р2О3 + ЗКа2О = 2Ка3РО3 Р2О.+ЗК,О=2К,РО4 2 О 2 3 4
Продовження таблиці 57
Взаємодія з лугами
Р,О.+6КОН=2КяРОа + ЗН,0 А О о о б Р2О5+6КаОН=2Ка3РО4 + ЗН2О
, Відновні властивості
На відміну від Р2О5 виявляє сильні від- +з о +б новні властивості: Р2О3+О2-—-—>Р2О5 . —
Ортофосфатна кислота Н3РО4
н—о
Будова молекули. Графічна формула: ц_о_р— р
и и Таблиця 58
Способи добування в промисловості
реакцій. . ' : •
Взаємодія кальцій ортофосфату з сульфатною кислотою при кип’ятінні Са3(РО4)2+ ЗН28О4 = ЗСа8О4і +2Н3РО4
Спалювання фосфору в кисні з подальшим роз- чиненням продукту у воді 4Р + 5О2 = 2Р,О.; Р.0«+ 311,0—' ->2Н,Р0, А Хл О £ И X 0 4
І
Фізичні властивості. Біла тверда речовина з температурою плавлення 42,4 °С; гігроскопічна; добре
юзчинна у воді.
Таблиця 59
Хімічні властивості
;ігії{Й*Ж- йЙ?-.’?ЙЙрйклади рівняпь реакції
Кислотні властивості
Трьохосновна кислота середньої сили, дисоціює ступін- часто І ступінь: Н3РО4 <=> Н+ + Н2РО4 II ступінь: Н2РО4 <=> Н4 + НРО4 III ступінь: НРО* <=> Н+ + РО^ Н3РО4 ?=>ЗН++РО^
Взаємодіє з основними оксидами 1 та лугами Середні та кислі солі К20 + 2Н3Р04 = 2КН2РО4+Н2О; К20 + Н3РО4 = К2НРО4+Н2О; ЗК2О + 2Н3РО4 = 2К3РО4+ЗН2О; ИаОН + Н3РО4 = КаН2РО4+Н2О; 2ИаОН + Н3РО4 = Ка2НРО4+2Н2О; ЗИаОН + Н3РО4 = №3РО4+ЗН2О.
Виявляє всі характерні властивості кислот, а саме: взаємодіє з основними та амфотерними окси- дами; основами та амфотерними гідроксидами; солями у разі утворення осаду, газу чи слабкого електроліту (див. табл. 21)
Продовження таблиці 59
Умови еребії ’"ЇКЦІЇ [ррг . П • : г? -- •*л-<; ’-і' _‘”>
Якісна реакція на ортофосфатну кислоту та ортофосфат-йон
Взаємодія з аргентум(І) нітратом у розчині Жовтий осад арген- тум(І) ортофосфату Иа3РО4 + ЗАдКО3 = Ае3РО4 і +ЗМаЛО3
Окисні властивості
Взаємодіє з металами. Реакцію уповільнює утворення нерозчин- них фосфатів деяких металів Водень та ортофос- фат металу Ме + Н3РО4 = МеНРО4і+ Н2Т
Специфічна хімічна властивість
При нагріванні втрачає воду Дифосфатна кислота, потім поліфосфатні кислоти 2НаРО4 —> Н4Р,О.+Н,О О Ч Я А 1 4
Застосування. Ортофосфорну кислоту широко застосовують:
— у виробництві мінеральних добрив;
— як каталізатор в органічному синтезі;
— як компонент антикорозійних покрить на металах;
— очищену (харчову) Н3РО4 — для освітлення цукру та надання безалкогольним напоям кисло-
го смаку.
КАРБОН І СИЛІЦІЙ
Характеристика хімічних елементів Карбон С і Силіцій 5і
Таблиця 60
Карбон - С-
Належать до елементів головної підгрупи IV групи періодичної системи елементів
Електронна будова атомів
1з22з22р2; [Не] 2з22р2
незбуджений
стан атома
збуджений
стан атома
незбуджений
стан атома
збуджений
стан атома
Продовження таблиці 60
,-л* ,іг -і? -V ДОДООМ д_г-.... -а—\ *
Можливі валентності
II в незбудженому стані, IV в збудженому стані
Можливі ступені окиснення та приклади сполук
/-4 А ( -3 \ ( -2 \ -4 СН4 ; -З С2Н6 ; -2 С2Н4 ; -1(саС2); Ор^; +1^С2Р2^; / +2 Л / +3 Л Л+4 А +2 СО ; +3 С2Р6 к +4 С02 ( -4 А ( 0 \ (4-2 \ (+4 \ -41 М£2 8і і; 0 8і ; +2 8і0 ; +4 8іО2 .
Поширення в природі
Посідає 13 місце серед усіх елементів: масо- Другий після Оксигену елемент за вмістом у лі-
ва частка в літосфері становить 0,087% тосфері: його масова частка складає 27,6%. На
відміну від Карбону трапляється в природі лише у вигляді сполук.
Прості речовини вуглець І СИЛІЦІЙ
Таблиця 61
і Вуглець І'* - % ; \ \ - V .. ' . Силіцій- . ... .. '
Способи добування
Штучні форми графіту (кокс і сажу) добувають піролізом (термічним розкладанням) кам’яного вугілля та вуглеводнів Відновлення силіцій(ІУ) оксиду вуглецем або магнієм: 8іО2 + 2С —8І+2СО; 8іО2 + 2М& —-—> 8І+2М&О.
Фізичні властивості
Карбон утворює кілька алотропних модифікацій: • Алмаз Найтвердіша речовина з усіх відомих у природі; прозора; досить крихка; оптично активна; дуже тугоплавка (їпл = 3500 °С), теплопровідна, але не електропровідна речовина. Має атомну кристалічну ґратку. Хімічно мало- активний; • графіт Темно-сіра, м’яка речовина з металічним блис- ком; дуже тугоплавка (іпл = 4000 °С). Кристаліч- на ґратка є перехідною між молекулярною та металічною; має шарувату структуру; • карбін Чорний порошок; існує у вигляді двох різнови- дів: поліїнового ланцюга типу ... —С=С—С^С— ... та полієнового ...=С=С=С=С=...; • фулерен Кристалічна речовина чорного кольору з мета- лічним блиском; кулеподібні порожнисті моле- кули складу С60; С70; С80 і т. д. Силіцій утворює дві алотропні модифікації: • алмазоподібна (кристалічний силіцій); • графітоподібна (нестійка за звичайних умов). Кристалічний силіцій — тверда, але досить крихка речовина сірого кольору.
Продовження таблиці 61
- .'-І : ‘ Вуглець . < СИЛІЦІЙ
Аморфне вугілля і аморфний силіцій не належать до алотропних модифікацій Карбону та Сили- цію. Вони являють собою відповідно графіт і алмазоподібний силіцій, що складаються з дрібних неупорядковано розташованих кристалів.
Різновиди аморфного вугілля: Кокс — продукт сухої перегонки кам’яного ву- гілля. Сажа — продукт термічного розкладу вуглевод- нів. Деревне вугілля — пористий продукт тривалого нагрівання деревини без доступу повітря. Аморфний силіцій — бурий реакційноздатний порошок.
Хімічні властивості
Оскільки атоми Карбону та Силіцію у простих речовинах перебувають у проміжному ступені окиснення (0), для них характерна окисно-відновна двоїстість. Силіцій є менш активним немета- лом, ніж вуглець.
Окисні властивості
Виявляє у реакціях із металами, а також із неметалами, що утворені менш електронегатив- ними, ніж Карбон, елементами: 0 —4 4А1 + ЗС—>А14 С3; алюміній карбід 0 -4 С + 8І—>8іС; С+2Н2——>СН4 метан Виявляє у реакціях із металами; з воднем не взаємодіє: 2М& + 8і —-—> М£2 8і магній силіцид
Відновні властивості
Виявляє у реакціях: - із неметалами, що утворені більш електроне- гативними, ніж Карбон, елементами: 0 +4 С+2Г2= СЕ4; 0 +4 С + О2=СЦ,; 0 +4 С + 28-С82 сірковуглець — з оксидами металів, що використовують у пірометалургії: 0 +2 СиО+ С (надл.) ———> Си+ СО — з водою: 0 +2 С + Н2О —> СО + Н2?; — з іншими окисниками: С + 2Н2804(конц.) = СО2? + 28О2Т +2Н2О Має найнижчу електронегативність серед неме- талічних елементів, тому є відновником у реак- ціях із більшістю неметалів: 0 +4 8і +О2 —> 8Ю2; 8і+2Г2 БІТ, тетрафлуорсилан добре розчинний у лугах: 0 +4 8і+2НаОН+Н2О = Иа28іО3 + 2Н2Т; з водними розчинами кислот не реагує, але аморфний силіцій розчиняється у плавиковій кислоті: 0 +4 8і + 6НГ = Н2 [8іГб] + 2Н2.
Продовження таблиці 61
, Вуглець..^.^:..;11';
Застосування
— алмаз — як матеріал для виготовлення юве- — технічний силіцій — для добування силіка-
лірних виробів (обробкою природних алмазів тів;
одержують діаманти); як цінний буровий та — особливо чистий силіцій — як матеріал
ріжучий інструмент; у напівпровідниковій техніці, мікроелектро-
— графіт — для виготовлення вогнетривких ніці, у виробництві сонячних батарей;
тиглів, електродів і контактів; для одержан- — сплав із залізом (феросиліцій) — як добавка
ня грифелів олівців; — кокс — в металургії; — сажа — для виробництва гуми, чорної фар- би, косметики; — деревне вугілля завдяки здатності до адсорб- ції — поглинання поверхнею газоподібних або розчинених речовини — як адсорбент, у медицині — активоване вугілля. для легування сталей.
Оксиди
Таблиця 62
Вуглець ОЗГлБЖВ:': ...
Утворює два оксиди: карбон(П) оксид СО та карбон(ІУ) оксид СО2 Утворює два оксиди: силіцій(ІІ) оксид 8і0 та силіцій(ІУ) оксид 8іО2
Карбон(II) оксид СО (чадний газ) Добування в промисловості: 2С + О2 (нестача) ———> 2СО ?; СО2+С—>2СО? Фізичні властивості: газ без кольору, запаху і сма- ку; погано розчинний у воді; Хімічні властивості: є несолетворним оксидом; ви- являє сильні відновні властивості: 2СО + О2- г->2СО2Т; Еє2О3 + 3 СО —> 2Ге + 3 002Т; разом з відновними виявляє і окисні властивості: СО +2Н2 <=>СН3ОН Застосування: як висококалорійне паливо, в орга- нічному синтезі для добування спиртів, альдегідів, карбонових кислот; в пірометалургії для добування металів з їх оксидів Силіцій(ІІ) оксид 8іО стійкий лише у га- зовій фазі в інертному середовищі за висо- ких температур (понад 1000 °С)
Карбон (IV) оксид СО2 (вуглекислий газ) Силіцій (IV) 8іО2
Продовження таблиці 62
8^1'/ .V. И.-ХЗйіцій' V “ • .
Добування
В промисловості: спалюванням вапняку: СаСО3—2СаО + СО2Т, в лабораторії: дією хлоридної кислоти на мармур: СаСО3 + 2НС1 = СаС12 + С02 ? +Н20 , Виділенням із природних сполук силіцій(ІУ) оксиду
Фізичні властивості
Газ без кольору, запаху і смаку; значно важчий (у 1,5 раза) за повітря, розчинний у воді Тверда кристалічна речовина полімерної будови; білий порошок (кварцовий пісок) та прозорі кристали
Хімічні властивості
Типовий кислотний оксид, тому реагує з основними оксидами, водою і лугами: СаО + СО2 = СаСО3; СО2 + Н2О Н2СО3; СО2 + Са(ОН)2 = СаСО3Х+Н2О — якісна реакція на вуглекислий газ, супроводжується помутнінням вап- няної води Са(ОН)2, яке при подальшому пропус- канні С02 зникає внаслідок переходу нерозчинного СаСО3 у розчинний Са(НСО3)2: СаСО3 + СО2 + Н2О = Са(НСО3)2; виявляє окисні властивості, оскільки Карбон у складі СО2 перебуває у максимальному ступені окиснення (+4): СО2+ С—»2СОТ; проте може бути і відновником: -2 0 2Ка„0„ + 2СО2 = 2Иа2СО, + О2Т; А А Л 4 & 4 * -2 0 4КО2 + 2СО2 = 2К2СО3 + ЗО2Т. Ці реакції використовують у космічних кораблях і підводних човнах для регенерації повітря Типовий кислотний оксид, який не розчи- няється у воді, реагує з основними оксида- ми та лугами: 8іО2+СаО ———> Са8іО3; 8іО2+2КаОН = Ка28іО3+Н2О; реагує з плавиковою кислотою: 8іО2 + 6НГ = Н2[8іГв] + 2Н,0; окисні властивості виявляє при взаємодії з дуже сильними відновниками: +4 0 8іО2+2С—>8і + 2СОТ; реагує з карбонатами лужних металічних елементів: 8іО2+Ма„СО, —>№28іОа + СО„? 4 4 О 4 о 4
Застосування
У виробництві цукру, соди, сечовини; для виготов- лення газованих напоїв; гасіння пожеж; сухий лід (тверда снігоподібна маса, яка утворюється з газо- подібного С02 при охолодженні під тиском — для охолодження продуктів, зокрема морозива) Промислова сировина у виробництві Си- ліцію; скла (склад віконного скла Ка2О • СаО • 68іО2); фарфору; кераміки; ад- сорбентів; компонент будівельних розчинів; різновиди кварцу — аметист, халцедон, онікс, гірський кришталь та ін. — коштов- не, напівкоштовне та виробне каміння
Кислоти та їх солі
Таблиця 63
Карбонатна кислота НгСО3 Силікатна кислота Н,8іО„ ......... *
Добування
Розчиненням вуглекислого газу у воді: СО2 + Н2О <=» Н2СО3 Дією кислот на розчини натрій або калій силікатів: Ма28і03 + 2НС1 = Н28іО3 X +2ИаС1
Властивості
Слабка двохосновна кислота, яка існує тільки у водному розчині; дисоціює, особливо за другим ступенем, незначною мірою: І ступінь: Н2СО3 <=> Н+ + НСО3; 11 ступінь: НСО3 <=> Н+ + СО3 Н2СО3 <=>2Н++СО3 Утворює два ряди солей: середні — карбонати та кислі — гідрогенкарбонати Силіцій(ІУ) оксиду відповідає цілий ряд кис- лот загальної формули п8іО2 тН2О. Метасилікатна кислота Н28іО3 є слабкою (слабкіша за карбонатну) кислотою; у воді розчиняється мало, дисоціює незначною мі- рою: Н28іО3 <=» Н+ + Н8іО3; утворює солі (силікати): Н„8іО, + 2К0Н = К,8Ю, + 2Н2О; при нагріванні розкладається: Н28іО3 —“> 8іО2 + Н2О :
- Карбонати ; й'Я та гідрогенкарбонати Ме(НСО3)х; . Силікати Ме2(8іО3)х
Добування
При взаємодії вуглекислого газу з основними оксидами або при пропусканні С02 крізь розчини солей або лугів: СО2(надлишок) + ИаОН — МаНСО3 СО2 + Са(ОН)2 -> СаСО3 + Н2О При взаємодії силіцій(ГУ) оксиду чи силікат- ної кислоти з основними оксидами або з лу- гами: 8іО2 + СаО —-—> Са8іО3; Н.8І0, + 2ПаОН = Ма,8іО3 + 2Н2О. А о А О А
Властивості
Карбонати є білими кристалічними речовинами; більшість з них малорозчинні у воді, за винятком карбонатів Натрію, Калію та амонію. Усі гідро- генкарбонати на відміну від карбонатів добре роз- чиняються у воді. При дії кислот на карбонати і гідрогенкарбонати виділяється СО2, що спричи- няє спінювання розчину: СаСО3 + 2НС1 = СаС12 + СО2?+Н2О; МаНСО3 + СН3СООН = СН3СООКа + СО2Т + Н2О Тверді речовини без кольору; у воді розчин- ні лише силікати лужних металічних еле- ментів (крім Ід). При розчиненні утворю- ють колоїдні розчини, які називають рідким склом. Взаємодіють з більш сильними кис- лотами: Ка28іО3 + 2НС1 = 2ПаС1 + Н28іО3і
Продовження таблиці 63
. Силікатна кислота Н28іО3
Здатність карбонатів і гідрогенкарбонатів виділяти С02 при дії кислот на кристалічну речовину або її розчин використовується для проведення якісної реакції на карбонат-йон. Карбон(ІУ) оксид, що ви- ділився, визначають пропусканням через вапняну воду Са(ОН)2 (див.якісна реакція на СО2). Реакція «гасіння соди» оцтовою кислотою засто- совується у побуті при виготовленні тіста для пи- рогів; оцтова кислота витискує із солі слабку та летку карбонатну кислоту, яка розкладається на вуглекислий газ і воду, вуглекислий газ «підні- має» тісто. Другою спільною властивістю, характерною як для карбонатів, так і для гідрогенкарбонатів, є їх термічний розклад; 2МаНСО3—>На2СО3 +СО2? +Н,0 Карбонати, і гідрогенкарбонати пов’язані взаємопе- ретвореннями : СаСО3 <_1°і;;НА_>Са(НСО3)2
Застосування
Кальцій карбонат СаСО3: вапняк — сировина для виготовлення будівельних матеріалів (цементу, га- шеного і негашеного вапна, скла); сам є будівель- ним матеріалом; крейда — у виробництві паперу, для побілки; мармур — як мінерал — у скульп- турі, архітектурі; магній карбонат М§СО3 — у виробництві скла, цементу, цегли; натрій карбонат Ка2СО3 (кальцинована тех- нічна, або пральна, сода) та кристалічна сода: Ка2СО3 10Н20 — у виробництві скла і мила; натрій гідрогенкарбонат МаНСО3 (питна, або хар- чова, сода) — у харчовій промисловості, побуті) Натрій силікат На28і03 — компонент ших- ти при виготовленні скла, спеціальних це- ментів і бетонів; входить до складу силікат- них.фарб і клею; при виготовленні паперу і картону; разом з кальцій силікатом вхо- дить до складу скла; каолін А12О3 • 28іО2 2Н2О — для виготов- лення фарфору; силікати та алюмосилікати — у виробництві кераміки, цементу, бетону та інших буді- вельних матеріалів
ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО МЕТАЛІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ
До металічних елементів належить більшість елементів періодичної системи (понад 75%).
' Для атомів металів характерні такі спільні ознаки:
— незначна кількість електронів (1-4) на зовнішньому енергетичному рівні;
— великі атомні радіуси;
— низька порівняно з неметалами електронегативність;
— в процесі утворення хімічних зв’язків з атомами неметалічних елементів характерна здатність
віддавати зовнішні (валентні) електрони з утворенням позитивно заряджених йонів.
Рудами називають природні мінеральні сполуки, з яких технологічно можливо й доцільно добу-
вати метал.
Способи добування. Виробництвом металів з руд займається металургія.
Карботермія
Відновлення сполук металів вуглецем або карбон(ІІ) оксидом:
Ее3О4 + 4С0 —*—»ЗЕе + 4СО2Т; СиО + С—Си + СО?
Металотермія
Відновлення сполук металів активними металами (А1, М§, Са, На):
Сг2О3 + 2А1——> А12О3 + 2Сг
Відновлення воднем
Спосіб добування молібдену, вольфраму, заліза та ін.:
МоО3 + ЗН2 —Мо + ЗН2О
Фізичні властивості металів. Металічний тип зв’язку в металах зумовлює такі характерні фізич-
ні властивості, як:
— металічний блиск;
— висока тепло- та електропровідність;
— ковкість та пластичність.
За звичайних умов метали є твердими речовинами (окрім ртуті), за твердістю значно відрізняють-
ся між собою (найтвердіший - хром; найм’якіший - цезій).
За густиною всі метали поділяють на легкі (густина менша за 6 г/см3) та важкі (густина більша
за 6 г/см3); найважчий метал — осмій (22,5 г/см3), найлегший —- літій (0,5 г/см3). За температурою
плавлення всі метали поділяють на тугоплавкі (4пд>1500 °С) і легкоплавкі (іпл<1000 °С); найбільш
тугоплавким металом є вольфрам (3390 °С), найменш тугоплавким — ртуть (-39 °С).
Хімічні властивості металічних елементів. Хімічна активність металів визначається здатністю їх
атомів віддавати валентні електрони з утворенням катіонів. Металічні властивості у періодичній сис-
темі підсилюються зі зростанням порядкового номера (зверху вниз) у підгрупах та зі зменшенням по-
рядкового номера (справа наліво) по рядах (періодах). Можна зробити висновок іцодо активності ме-
талу також на підставі його положення в ряді стандартних електродних потенціалів (див табл. 64),
або електрохімічному ряді напруг металів (див. табл. 16).
Таблиця 64
Ряд стандартних електродних потенціалів
Електрод і *. “* Е°,"В ' .Електрод . Йі-в'7
окиснена^ форма відновлена > форма окиснена Лформа відновлена форма
Ьі+ Ьі -3,05 Ре2+ Ге -0,44
к+ К -2,93 са2+ са —0,40
вь+ кь -2,93 Со2+ Со -0,28
Сз+ Сз -2,92 №2+ N1 -0,25
Ва2+ Ва -2,91 8п2+ 8п -0,14
Са2+ Са -2,87 РЬ2+ РЬ -0,13
Ка+ Иа -2,71 2Н+ Н2 0
ме2+ ме -2,36 Си2+ Си 0,34
А13+ А1 -1,66 неГ 2Н£ 0,79
Мп2+ Мп -1,18 Ая+ А£ 0,80
2п2+ 2п -0,76 Рі2+ Рі 1,20
Ст3+ Сг -0,74 Аи3+ Аи 1,50
Характерною ознакою металів є їх здатність виявляти відновні властивості та набувати позитив-
них ступенів окиснення у сполуках.
Таблиця 65
Спільні хімічні властивості
Умови перебігу реакції ’ . Ґ реакції “ „ ; Приклад:.: рійнянни^аакі^^.;
Взаємодія з неметалами: киснем, сіркою, галогенами
Для всіх металів Оксид 2Ме + О2 ——-> 2М&О
Сульфід 2№ + 8 = №28
Галогенід 2Ге + ЗС12 = 2ГеС13
Взаємодія з кислотами-окисниками (Н28О4(конц.), НЬІО.()
Для більшості металів Сіль і продукт відновлення кислотного залишку Си + 2Н28О4(конц.) = Си8О4 + 8О2Т +2Н2О
Взаємодія з кислотами-неокисниками
Для металів, розміщених у ряді напруг зліва від водню Сіль і водень 2п + 2НС1 = 2пС12 + Н2Т
Продовження таблиці 65
Реакції Продуктреакції • Приклад рівняння реакції
Взаємодія з лугами
Для амфотерних металів Сіль і водень 2А1 + 6КаОН + 6Н2О = 2Ка3[А1(ОН)6] + ЗН2?
Взаємодія з водою
Для лужних (Ьі, На, К, КЬ, Сз) і лужноземельних (Са, 8г, Ва) металів Луг і водень 2Иа + 2Н2О = 2ИаОН + Н2Т
Взаємодія з розчинами солей
Більш активні метали витис- кують менш активні (розташо- вані у ряді напруг правіше) (див. табл. 16) із розчинів їх солей Менш активний метал і сіль більш активного металу Ее + Си8О4 — Ге8О4 + Сн
Сплави
У промисловості широко застосовують не чисті метали, а металічні сплави. Це матеріали, що скла-
даються з двох або кількох металів; до складу сплаву також можуть входити неметали.
ЛУЖНІ МЕТАЛІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ
Загальна характеристика лужних металічних елементів
Лужні металічні елементи складають головну підгрупу І групи періодичної системи- елементів. До
них належать Літій Ід, Натрій На, Калій К, Рубідій КЬ, Цезій Сз та Францій Гг. Назва «лужні»
походить від властивостей їх гідроксидів — сильних, добре розчинних у воді основ, які називають
лугами. На зовнішньому енергетичному рівні містять один валентний пз1-електрон (належать до «-еле-
ментів); характеризуються найбільшими атомними радіусами у відповідних періодах; мають найбільш
сильно виражені металічні властивості, з легкістю віддають валентний електрон; виявляють ступінь
окиснення +1. Від Ід до Гг закономірно знижується потенціал йонізації зі зростанням атомного ра-
діуса. Оксиди та гідроксиди елементів виявляють основний характер, який зі зростанням порядко-
вого номера елементів посилюється.
Поширення в природі. Трапляються винятково у вигляді солей внаслідок надзвичайно високої хі-
мічної активності. Натрій та Калій — поширені елементи (вміст кожного з них становить по 2,5%);
Літій, Рубідій та Цезій — рідкісні елементи; Францій — радіоактивний елемент, що не має стабіль-
них ізотопів.
Натрій та Калій
Способи добування. Натрій добувають електролізом розплавів солей або легкоплавких сумішей типу
НаСІ + СаС12. Калій добувають обробкою розплавлених хлоридів парою натрію:
КС1 + N<1 = К + НаС1; з подальшим очищенням методом перегонки.
Фізичні властивості Натрію та Калію. Натрій та Калій є дуже м’якими (ріжуться ножем); легки-
ми та легкоплавкими металами; мають сріблястий колір; характеризуються високою електропровід-
ністю. Солі Натрію та Калію забарвлюють полум’я відповідно у жовтий та фіалковий кольори. Збе-
рігають у склянках під шаром гасу; склянки поміщають у металічну тару, простір між склянками
заповнюють азбестом.
Таблиця 66
Хімічні властивості Натрію та Калію
УмовЙ перебігу редакції Продукті реакції г: а Д икла/ рівняння реакції •
Виявляють властивості активних відновників: набувають ступеню окиснення +1
Взаємодія з простими речовинами
3 киснем повітря Натрій пероксид 2Ка + О2 = Ка2О2;
Калій надпероксид К + О2 =КО2
3 сіркою Сульфіди 2Ка + 8 = Ка28
3 галогенами Галогеніди, наприклад:
натрій хлорид 2Ка+ С12 = 2КаС1;
калій бромід та ін. 2К + Вг2 = 2КВг
3 азотом Нітриди 6Ка + К2 =2Ка3К
3 фосфором Фосфіди ЗК + Р = К3Р
3 воднем Гідриди 2Ка + Н2 = 2КаН
Взаємодія зі складними речовинами
3 водою Луг і водень 2Ка + 2Н2О = 2КаОН + Н2Т
3 кислотами-неокисниками Сіль і водень 2К + 2НС1 = 2КС1 + Н2Т
3 кислотами-окисниками (Н28О4(конц.), НКО3) Сіль і продукт відновлен- ня кислотного залишку (див. табл. 546): 8К + 5Н28О4(конц.) = = 4К28О4 + Н28 Т +4Н2О; 8Ка + ЮНКО3(розв.) = = 8КаМО3 + КН4КО3 + ЗН2О.
Застосування. Натрій широко застосовують:
— у виробництві металів і сплавів;
— для добування неорганічних і органічних сполук;
— як відновник органічних сполук;
— як наповнювач газорозрядних натрієвих ламп.
Калій застосовують:
— у сплаві з натрієм як теплоносій в ядерних джерелах енергії;
— для створення фотоелементів, які перетворюють світлову енергію в електричну.
Оксиди Натрію та Калію
Добувають відновленням пероксидів вільним металом:
Ка,О, + 2Ка = 2Ка,О; КО2 + К = 2К,О.
Лі Лі Л Лі Лі
Властивості. Білі тверді кристалічні речовини, добре розчинні у воді; процес розчинення супрово-
джується хімічною взаємодією з утворенням лугів:
Ка2О + Н2О = 2КаОН; К2О + Н2О = 2КОН.
Виявляють усі типові властивості основних оксидів: реагують з кислотними та амфотерними окси-
дами, кислотами та амфотерними гідроксидами (див. табл. 18).
Застосування.
— Натрій оксид — для синтезу солей Натрію;
— калій оксид — для синтезу інших сполук Калію;
— натрій пероксид Ка2О2 і калій надпероксид КО2 — для регенерації кисню в ізольованих ди-
хальних приладах.
Гідроксиди
Добувають електролізом водних розчинів хлоридів:
2КаС1 + 2Н2О<=“=^=>С12? +Н2Т + 2КаОН;
натрій гідроксид — обробкою соди (Ка2СО3) кальцій гідроксидом у водному розчині (каустифіка-
ція соди):
На2СО3 +Са(ОН)2 = СаСО3і +2ИаОН.
Властивості. Білі тверді кристалічні речовини йонного типу, добре розчинні у воді; процес розчи-
нення супроводжується виділенням достатньої кількості теплоти, а розчини, що утворюються, є од-
ними з найсильніших основ. їх називають їдкими лугами, оскільки вони здатні роз’їдати тканини,
папір і шкіру. Виявляють всі характерні властивості розчинних у воді основ (лугів): реагують з кис-
лотними та амфотерними оксидами, кислотами та амфотерними гідроксидами, солями. Характерною
властивістю є взаємодія з простими речовинами:
— амфотерними металами: 2п + 2НаОН + 2Н2О = Ка2 [Хп (ОН)4]+ Н2Т;
— неметалами: С12 + 2КОН = КСЮ + КС1 + Н2О.
Застосування.
— Натрій гідроксид — для очищення нафти, олії, у виробництві паперу, штучних волокон, син-
тетичних мийних засобів;
— калій гідроксид — для виготовлення рідкого мила та як електроліт в лужних акумуляторах.
ЛУЖНОЗЕМЕЛЬНІ МЕТАЛІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ ТА МАГНІЙ
Загальна характеристика
До головної підгрупи II групи періодичної системи належать: Берилій Ве, Магній М& та луж-
ноземельні елементи: Кальцій Са, Стронцій Єг та Радій Ка. Назва «лужноземельні» походить від
назви усіх малорозчинних у воді сполук («землі») та назви розчинних у воді основ («луги»). На зо-
внішньому енергетичному рівні містять два спарені пз2-електрони (належать до з-елементів), тому
у незбудженому стані виявляють нульову валентність. Валентність II та ступінь окиснення +2 вияв-
ляють у збудженому стані:
2з
У ряді від Ве до Ва закономірно зростають атомні радіуси, зменшується енергія йонізації, по-
силюються металічні властивості елементів та основні властивості оксидів і відповідних їм гідрокси-
дів. Оксид і гідроксид Берилію ВеО та Ве(ОН)2 виявляють яскраво виражені амфотерні властивості;
оксиди та гідроксиди інших елементів — основні.
Поширення в природі. Трапляються винятково у вигляді сполук внаслідок високої хімічної ак-
тивності. Серед них найбільш поширеними елементами є Магній та Кальцій. Радій — радіоактивний
елемент, що не має стабільних ізотопів.
Способи добування
— Найчастіше використовують електроліз розплавів хлоридів Ме, Са, 8г та Ва:
сасі, —еГ„^-">Са + сі2Т;
л розплаву л г
— Відновлення оксидів і флюоридів металічних елементів алюмінієм, вуглецем і силіцієм:
МеО + С —Ме + СО ?;
4ВаО + 2 А1 ———> ВаО • А12О3 + ЗВа.
Фізичні властивості. Сріблясто-білі; легкі метали; є значно твердішими за лужні метали. Зберіга-
ють під шаром гасу.
Таблиця 67
Хімічні властивості
г 5 ' Приклад .рівняння реакції
Виявляють властивості активних відновників: набувають ступеня окиснення +2
Взаємодія з простими речовинами
3 киснем повітря Оксиди 2Ме + О2 = 2МеО
3 сіркою при нагріванні Сульфіди Ва + 8 —-—> Ва8
Продовження таблиці 67
Умови перебігу реакції .. . ; } Продукти кції . ’ “ ї Прикладрівняиняреакцп -*??:
3 галогенами Галогеніди Са + СІ2 = СаС12
3 азотом при нагріванні Нітриди ЗВа + К2 —-—> Ва3К2
3 фосфором при нагріванні Фосфіди ЗСа + 2Р —£—» Са3Р2
3 воднем при нагріванні Гідриди Са + Н2 —-—> СаН^
Взаємодія зі складними речовинами
Магній повільно розчиняється у ки- плячій воді, лужноземельні металічні елементи енергійно реагують 3 водою Гідроксид і водень Ба + 2Н2О = Ва(ОН)2 + Н2?
з кислотами-неокисниками Сіль і водень Ме + 2НС1 = МеС12 + Н2Т
з кислотами-окисниками Сіль і продукт віднов- лення кислотного за- лишку (див. табл. 546) 4Са + 10НКО3(конц.) = = 4Са(КО3)2 + К2О ? + 5Н2О 4Ва + ЮНКО3(дужерозб.) = = 4Ва(КО3)2 + КН4ЬЮ3 + ЗН2О
Застосування
— Магній як легкий та корозійностійкий метал використовується в конструкційних сплавах у авіа-
та автомобілебудуванні;
— Кальцій — у виробництві скла; вапняних мінеральних добрив; для каустифікації соди; для ви-
готовлення вапняних будівельних розчинів;
— Барій — як газопоглинач в електронно-променевих трубках.
Оксиди Магнію та лужноземельних елементів
Добувають у техніці термічним розкладом відповідних природних карбонатів:
МеСО3 —> М^О + СО2?; СаСО3 —> СаО + СО2Т.
Властивості. Білі тугоплавкі речовини. Магній оксид з водою не реагує; оксиди лужноземельних
елементів енергійно реагують із водою:
ВаО + Н2О = Ва(ОН)2;
СаО + Н2О = Са(ОН)2 (ця реакція має назву «гашення» негашеного вапна)
негвшене гашене
вапно вапно
Виявляють характерні властивості основних оксидів: реагують з кислотами та кислотними окси-
дами з утворенням солей:
МеО + Н,8О, = М®8О. + Н„О; СаО + 80, = Са8О..
Застосування
— Магній оксид (палена магнезія) — у виробництві вогнетривких будівельних матеріалів;
— кальцій оксид (негашене вапно) — як флюс при одержанні чавуну та у виробництві будівель-
них матеріалів;
— барій оксид — у виробництві феритів.
Гідроксиди Магнію та лужноземельних елементів
Добування. Магній гідроксид добувають із розчинних солей Магнію дією розчинів лугів:
М&8О4 + 2КОН = Ме(ОН)2і +К28О4.
Гідроксиди лужноземельних металів добувають при взаємодії відповідних оксидів із водою:
8гО + Н2О = 8г(ОН)2.
Властивості. Магній гідроксид — погано розчинний у воді, основа середньої сили. Кальцій гідро-
ксид (гашене вапно) — малорозчинна у воді речовина. Насичений розчин Са(ОН)2 називають вапня-
ною водою. Стронцій гідроксид та барій гідроксид добре розчинні у воді.
Гідроксиди Магнію та лужноземельних елементів розкладаються при нагріванні:
Ва(ОН)2 —С—> ВаО + Н2О.
Інша спільна властивість цих гідроксидів — взаємодія у розчині з кислотами та кислотними окси-
дами з утворенням солей:
Ме(ОН)2 + 2НС1 = МеС12 + 2Н2О; Ва(ОН)2+ СО2 = ВаСО3 і +Н2О
баритова
вода
Внаслідок осадження ВаСО3 розчин баритової води мутнішає; ця' реакція використовується для
виявлення вуглекислого газу.
Застосування.
— Магній гідроксид разом з кальцій гідроксидом — для очищення цукрових розчинів; входить
до складу зубної пасти;
— кальцій гідроксид — один із найважливіших в’яжучих матеріалів у будівництві, компонент
шихти у виробництві скла;
— стронцій гідроксид. — для вилучення цукру з кормової патоки;
— барій гідроксид — як реагент на карбон(ГУ) оксид.
,и ЗОДИ
уЛ-рвдена ніявністк^ут з "родніі воді
розчинних солей .Кальцію лаяМа ні '
Тимчасова (карбонатна)
Са(НСО3)2, МЄ(НСО3)2
Пом’якшення води (усунення твердості):
— кип’ятіння:.
Са(НСО3)2 —>СаСО3 1 +СО2 Т + Н20;
— осадження содою:
Са(НСО3), +Ка..СО, = СаСО3 і +2КаНСО
— осадження гашеним вапном:
Са(НСО3)2 +Са(ОН)2 = 2СаСО3 і +2Н2О;
— йонний обмін:
Са(НСО3)2 + Ка2Н ?=» СаК + 2КаНСО3
катіоніт
(Ка2[А128і2О8]Н2О)
Постійна (некарбонатна)
СаС12, М£С12, Са8О4, М&8О4
Пом’якшення води (усунення твердості):
— осадження содою:
М&8О4 + Ка2СО3 = М&СО3 і +Ка28О4;
— осадження гашеним вапном:
МеС12 +Са(ОН)2 = Ме(ОН)2 і +СаС12;
— йонний обмін:
М£8О4 + ІЯа2К <=> М§К + Ка28О4
АЛЮМІНІЙ
Характеристика хімічного елемента Алюміній
Алюміній належить до III групи головної підгрупи періодичної системи елементів.
Електронна будова атома Алюмінію:
13А1 1и22822рв3&3р1; [ИеІЗвгЗр1
незбуджений
стан атома
збуджений
стан атома
Алюміній — р-елемент; у сполуках завжди є трьохвалентним; виявляє ступінь окиснення +3.
Оксид і гідроксид Алюмінію А12О3 та А1(0Н)3 виявляють яскраво виражені амфотерні властивості.
Поширення в природі. Займає третє місце за поширеністю серед хімічних елементів після Оксигену
та Силіцію. Вміст (за масою) у земній корі становить 8%. Внаслідок високої хімічної активності
трапляється винятково у вигляді сполук. Відомо понад 250 мінералів Алюмінію.
Проста речовина Алюміній
Способи добування. У промисловості алюміній добувають електролізом розчину А12О3 в розплавленому
кріоліті Ма3А1Ев за 950° С.
Фізичні властивості Алюмінію. Сріблясто-білий метал, легкий (густина 2,7 г/см3); має високу
електропровідність, пластичність, механічну міцність. На повітрі вкривається щільною оксидною
плівкою (товщиною приблизно 10~8см), яка надає поверхні алюмінію матового вигляду.
Хімічні властивості Алюмінію. Активний метал, розміщений в електрохімічному ряді напруг після
лужних і лужноземельних металів; стійкий на повітрі, оскільки міцна оксидна плівка запобігає його
окисненню. Виявляє властивості активного відновника: набуває ступеня окиснення +3.
Таблиця 68
Умоїш.перебіїуреайції.,;^' рйяі" ія реакції
Взаємодія з простими речовинами
Порошкоподібний алюміній взаємодіє з простими речовинами
3 киснем Алюміній оксид 4А1+ЗО2 = 2А12О3
3 галогенами (окрім йоду) - за звичайних умов; з йодом — за наявності води як каталі- затора Галогеніди, наприклад алюмі- ній хлорид 2А1 + ЗС12 = 2А1СІ3
3 сіркою при нагріванні Алюміній сульфід 2А1 + 38 —-—> А1283
3 азотом при нагріванні Алюміній нітрид 2А1 + И2—>2 АЖ
3 воднем не реагує
Взаємодія зі складними речовинами
3 водою — лише за умови ви- далення оксидної плівки* Алюміній гідроксид і водень 2А1 + 6Н2О = 2А1(ОН)3 + ЗН2Т
3 кислотами-неокисниками Сіль і водень 2А1 + 6НС1 = 2А1С13 + ЗН2Т
3 розбавленою нітратною кис- лотою Алюміній нітрат і продукт від- новлення кислотного залишку (див. табл. 546) 8А1 + ЗОВЖ03 = = 8А1(ИО3)3+31Я2О + 15Н2О
За кімнатної температури пасивується дуже розбавленою та концентрованою нітратною кислотою, а також концентрованою сульфатною кислотою
Як амфотерний метал взаємо- діє з розчинами лугів Розчинні гідроксоалюмінати, наприклад натрій гексагідрок- соалюмінат 2А1 + 6ИаОН + 6Н2О = = 2Ка3[А1(ОН)в]+ЗН2?
3 оксидами менш активних металів Метал і алюміній оксид 2А1 + Сг2О3 —-—» 2Сг + А12О3
Використовується для одержання ряду металів (алюмотермія)
Застосування. Алюміній головним чином використовують для виробництва сплавів, які завдяки
легкості, міцності, електричній провідності широко використовуються в різних галузях техніки та
у побуті;
— для одержання металів методом алюмотермії;
— порошкоподібний алюміній входить до складу піротехнічних засобів.
Алюміній оксид АІ2О3
Добування. Кристалічні форми А12О3 одержують переробкою природних сполук, що Містять алю-
міній оксид, аморфну форму (алюмогель) — розкладом алюміній гідроксиду:
2А1(ОН)3 —А12О3 + ЗН2О
* Оксидну плівку видаляють механічно (очищення поверхні наждачним папером) або хімічним способом (зану-
рення на декілька хвилин у розчин кислоти, лугу або в рідку ртуть).
Фізичні властивості алюміній оксиду. Тугоплавка тверда речовина білого кольору. У природі трап-
ляється у вигляді корунду, прозорі кристали якого можуть бути забарвлені домішками інших мета-
лів (коштовне каміння):
— сапфір забарвлений у синій колір домішками Титану та Феруму;
— рубін'^забарвлений у червоний колір домішками Хрому.
Хімічні властивості алюміній оксиду. Хімічно стійка сполука внаслідок високої міцності зв’язку
А1-О. За звичайних умов кристалічна форма А12О3 проявляє типові властивості амфотерних оксидів
(див. табл. 18):
Таблиця 69
Умови перебігу реакції Продукти реакції , Приклади рівнянь реакцій
Вияв основних властивостей
Взаємодія з кислотами при нагріванні Сіль Алюмінію і вода А12О3 + 6НС1 —2А1С13 + ЗН2О
Взаємодія з кислотними окси- дами Сіль Алюмінію А1,О, + ЗМ,О. ——>2А1(М0,)„ £. О £ О ' О ' «5
Вияв кислотних властивостей
Взаємодія з лугами у розчині Розчинні гідроксоалюмі- нати А12О3 + бМаОН + ЗН2О = 2Иа3 [А1(0Н)6]
Взаємодія ‘ з лугами при сплавленні Метаалюмінати і вода А12О3 + 2МаОН—^->2ИаАЮ2 + Н2О
Взаємодія з основними окси- дами при сплавленні Метаалюмінати А12О3 + К2О —> 2КА1О2
Застосування.
— Як сировина для виробництва алюмінію;
— для виготовлення вогнетривких, хімічно стійких матеріалів;
— для виготовлення рубінових лазерів і синтетичного коштовного каміння (рубіни, сапфіри).
Алюміній гідроксид АІ(ОН)3
Добування. Аморфний алюміній гідроксид можна добути обмінною реакцією між розчинною сіл-
лю Алюмінію та лугом:
А12(8О4)3 + 6ИаОН = 2А1(ОН)3 4. + ЗМа28О4.
Фізичні властивості алюміній гідроксиду. Речовина білого кольору, нерозчинна у воді: його крис-
талічні форми входять до складу природних бокситів.
Хімічні властивості алюміній гідроксиду. Термічно нестійка сполука. Виявляє типові властивості
амфотерних гідроксидів (див. табл. 23).
Таблиця 70
С ЇЙ п гіерГ г ' еакціЗ^ЛІ 9, ЛЗПродуй^ рПрикладйрівпянь реакцій ,
Вияв основних властивостей
Взаємодія з кислотами Сіль Алюмінію і вода А1(0Н)3 + ЗНМ)3 = А1(М)3)3 + ЗН2О
Вияв кислотних властивостей
Взаємодія з лугами у роз- чині Розчинні гідроксоалюмінати А1(0Н)3 + ЗИаОН = Ка3[А1(ОН)6]
Взаємодія з лугами при сплавленні Метаалюмінати і вода А1(ОН)3 + ИаОН —№АЮ2 + 2Н2О
Розкладання при нагріванні Алюміній оксид і вода 2А1(ОН)3 —» А12О3 + ЗН2О
Застосування
— Для синтезу інших сполук Алюмінію;
— для синтезу органічних барвників;
— як лікарський препарат при підвищеній кислотності шлункового соку.
ФЕРУМ
Характеристика хімічного елемента Ферум
Ферум належить до побічної підгрупи VIII групи періодичної системи елементів.
Електронна будова атома Феруму:
26Ге 1з22з22рв3523р®4з23гів; [Аг] 4з23гі®
Атом Феруму має два з-електрони на зовнішньому електронному рівні та шість гі-електронів на
+2 +2
передостанньому. Ферум є й-елементом; у сполуках виявляє ступені окиснення +2 (ЕеО; Ее(ОН)2) та
+3 +3
+3 (Герз; Ге(ОН)3). Утворює оксиди: ферум(П) оксид ЕеО, ферум(ІІІ) оксид Ге2О3 та диферум(ІІІ) —
п ПІ
ферум(ІІ) оксид (залізну окалину) Ее3О4 (ЕеО-Ее3О3, або (ЕеЕе^С^); їм відповідають гідроксиди Ге(ОН)2
та Ее(ОН)3. Зі- зростанням ступеня окиснення Феруму підсилюються кислотні властивості його сполук:
ферум(ІІ) оксид і ферум(ІІ) гідроксид виявляють основні властивості з ознаками амфотерності; ферум(ІІІ)
оксид і ферум(ІІІ) гідроксид — амфотерні властивості.
Поширення в природі. Займає друге місце за поширеністю серед металічних елементів після
Алюмінію; -серед усіх хімічних елементів — четверте місце (після О, 8і, А1). Вміст (за масою)
у земній корі становить 4,65%. У вільному стані інколи трапляється залізо метеоритного походження;
в основному Ферум у природі входить до складу сполук (мінералів). ‘Живі організми містять Ферум
у складі гемоглобіну — компоненту крові, який переносить кисень від легенів до тканин.
Проста речовина залізо
Способи добування. Добувають залізо з руд карботермічним відновленням оксидів Феруму. Якщо
для цієї мети застосовують сульфідну чи іншу руду, її попередньо піддають окисному випалюванню.
Залізо одержують у вигляді чавуну головним чином у доменних печах. Хімізм процесів:
2Ее2О3 + СО---—>2Ее3О4 + СО2Т;
Ге3О4 + СО —£-> ЗЕеО + СО2?;
ЕеО + СО —Ее + СО2?.
Залізо у процесі відновлення насичується вуглецем (2-6%), при цьому утворюється чавун. Для
одержання сталі використовують чавун, що містить близько 6% вуглецю.
Фізичні властивості заліза. Чисте залізо — сріблясто-білий метал, його густина 7,9 г/см3, температура
плавлення 1537°С, тобто залізо належить до важких і тугоплавких металів. Залізо має високу
пластичність, легко намагнічується та розмагнічується.
Хімічні властивості заліза. Досить активний метал; у електрохімічному ряді напруг розташова-
ний зліва від водню.
Таблиця 71
Умови перебігу реакції Продукти-реакції Приклад рівняння реакції
Взаємодія з простими речовинами
3 киснем при нагріванні Диферум(ІІІ) — ферум(П) оксид (залізна окалина) ЗГе + 2О2 ——>Ее3О4 ( +2 +3 \ 1 Ее 0 - Ге2 О3
3 галогенами при нагрі- ванні Галогеніди, наприклад ферум(ІІІ) хлорид, ферум(П) йодид 2 Ее + ЗС12 —2 Ее С13; 0 +2 Ее + І2 —-—> ЕаІ2
3 сіркою при нагріванні Ферум(П) сульфід 0 +2 Ее + 8—-—>Ее8
Продовження таблиці 71
г умови перебігу рсакци" ї "Продукти реакції Приклад рівняння реакції
3 азотом, фосфором і вуглецем Металоподібні сполуки нестехіо- метричного складу: фосфіди, ні- триди, карбіди Феруму ЗГе + С—-—> Ге3С цементит
Взаємодія зі складними речовинами
Повільно окиснюєть- ся у вологому повітрі за кімнатної температури Іржа, яка не має захисних влас- тивостей, оскільки дуже пухка, пориста і не запобігає проникнен- ню окисника до поверхні металу 4 Ге + 6Н2О + ЗО2 = 4 Ге (ОН)3
3 водяною парою за 700-900 °С Диферум(ПІ) — ферум(П) оксид і водень ЗГе + 4Н2О ——> Ге3О4 + 4Н2 ?
3 кислотами- неокисниками Сіль феруму(ІІ) і водень 0 +2 Ге + 2НС1 = Ге С12 + Н2Т
3 кислотами-окисниками при нагріванні (за кім- натної температури паси- вується концентрованими нітратною та сульфатною кислотами) Ферум(ПІ) сульфат, ферум(П) ні- трат і продукт відновлення кис- лотного залишку (див. табл. 45, 546) 0 +6 2Ге+6Н28О4——> Ге2 (8О.)3 + 3 8О2 Т +6Н2О 4 Ге + ЮНЙО3 (розв.) = = 4 Ге (Ж)3)2 + N Н4ЬЮ3 + ЗН2О.
Належить до небагатьох металів, оксиди яких майже не виявляють амфотерні властивості, тому є стійким до розчинів і розплавів лугів
Застосування
— Чисте залізо — у виробництві спеціальних сплавів; при виготовленні осердь електромагнітів
і трансформаторів;
— чавун — у виробництві литва та сталі;
— сталі — як конструкційний та інструментальний матеріали, в тому числі зносо-, жаро- та ко-
розійностійкі.
Сполуки Феруму
Таблиця 72
іі ; • » < І 1 ї ? ї & 1 і І 4
Ферум(ІІІ) оксид Ге2О3
Способи добування в промисловості
Відновленням ферум(Ш) оксиду: Спалюванням піриту;
Ре20д + СО ’— 2ГеО + СО2 4Ге82 +11О2 —-—> 2Ге2О3 + 88О2
Фізичні властивості
Чорний порошок; у подрібненому стані само- Червоно-бурий порошок; нерозчинний у воді.
займається (є пірофорним); погано розчинний Найстійкіша природна сполука Феруму
У воді
Продовження таблиці 72
Феру...Д) ОКг’.^ Е»1) ' іЗК ~ рум(Пі)*оі ц/ Ее/
Хімічні властивості
Виявляє властивості основного оксиду. Не взає- модіє з водою, але легко реагує з кислотами: ЕеО + 2НС1 = ЕеС12 + Н2О Виявляє властивості амфотерного оксиду з пе- ревагою основних властивостей. Легко розчиня- ється в кислотах: Ее2О3 + 6НС1 = 2ЕеС13 + ЗН2О; при сплавленні з лугами або карбонатами луж- них металів утворює солі — ферити: Ее2О3 + 2К0Н —> 2КЕеО2 + Н2О; Ее,О, + Ма,СО, —-—>2МаЕеО, + СО, & «5 £• о <5 Л
Виявляє відновні властивості, оскільки ступінь окиснення Феруму +2 не є максимальним: +2 е +3 4 ЕеО + О2 —-—> 2 Ее2О3 При значному нагріванні розкладається: 6Ге2Оа —>4Ее,О. + О,Т 2 <з із 4 2
Застосування
Як компонент кераміки та мінеральних фарб Як сировина при виплавлянні чавуну в домен- ному процесі; компоненти кераміки, кольоро- вих цементів і мінеральних фарб
Таблиця 73
V ' ’ :• .. •
- : ’х,- -> -і'. ' ' “ Фек и(ІІ Д „ їй,. Ее(ОН/ ; ік 4,- - л:м- -і 'х . Рі їг: & - ЯК ррШсЙД-.-Е .КОД ' _ ?:
Способи добування
Дія лугів на солі Феруму(ІІ) та Феруму(ІІІ):
Ее8О4 +2ИаОН = Ее(ОН)2 і + Иа2804 Ее(КО3)3 + ЗКОН = Ее(ОН)3 1 +ЗКИО3
Фізичні властивості
Речовина світло-зеленого кольору; погано роз- чинна у воді Речовина бурого кольору; погано розчинна У воді
Хімічні властивості
Основа середньої сили з ознаками амфотернос- ті. Розчиняється в кислотах: Ее(ОН)2 + Н28О4 = Ее8О4 + 2Н2О; при кип’ятінні з розчином ИаОН значної кон- центрації відбувається реакція: Ге(ОН)2 + 4№ОН—^->Ма4[Ее(ОН)6] — натрій гексагідроксоферат(П) Виявляє амфотерні властивості. Розчиняється в кислотах: 2Ее(ОН)3 +ЗН28О4 = Ее2(8О4)3 + 6Н2О; свіжоприготований Ее(ОН)3 розчиняється у концентрованих лугах: Ее(ОП)3 +ЗМаОП = Иа3[Ее(ОН)в] — натрій гексагідроксоферат(Ш) при сплавленні з лугами чи карбонатами луж- них металів утворюються ферити: 2Ее(ОН)3 + Иа2СО3 = = 2ИаГеО2 + СО2 + ЗН2О
Продовження таблиці 73
.Фей умГІТЇ <гі дпгії ссйіг- Ре(ОН).. Ферум(Ш) гідроксид Ее(ОН)3
Як і ферум(ІІ) оксид, ферум(П) гідроксид вияв- ляє відновні властивості: 4 Ге(ОН)2 + 02 + 2Н2О = 4 Ге(ОН)3 Під час нагрівання втрачає воду: 2Ге(ОН)3 —»Ге2О3 + ЗН2О
Застосування
При виготовленні активної маси залізонікеле- вих акумуляторів Як основа жовтих мінеральних фарб і емалей; поглинач відхідних газів; каталізатор в орга- нічному синтезі
Таблиця 74
Якісні реакції накатіопи Феруму
Ее2* Ее3’
Утворення, синього осаду при дії
Г +3 1 К3 Ге (СЬ?)6 — калій гексаціаноферату(Ш) (червоної кров’яної солі): Ге2+ +К+ +[Ге(СМ)в]3 = = КРе[Ге(СН)6]Х турнбулева синь Г 12 1 К4 Ге (СМ)6 — калій гексаціаноферату(ІІ) (жовтої кров’яної солі): Ге3+ +К+ +[Ге(СН)6]4“= = КГе[Ге(СМ)6] 1 берлінська лазур
• Утворення криваво-червоного розчину при дії К8СП (калій роданіду) або ЬТН48СП (амоній роданіду): Ге3+ + 38СЕГ = Ге(8СЬГ)3 ферум(ПІ) роданід
ОРГАНІЧНА ХІМІЯ
АЛКАНИ ЯК ПРЕДСТАВНИКИ НАСИЧЕНИХ ВУГЛЕВОДНІВ
Особливості органічних сполук
Органічна хімія — це хімія сполук Карбону, точніше, хімія вуглеводнів та їх похідних. Органіч-
ні сполуки утворені атомами Карбону та Гідрогену та можуть містити також атоми інших елементів'
органогенів: Оксигену, Нітрогену, галогенів, Сульфуру і Фосфору. Атом Карбону в усіх органічних
сполуках чотиривалентний.
Нині відомо понад 20 млн органічних сполук, здебільшого не природних, а добутих у хімічних
лабораторіях. Характер зв’язків у молекулах органічних сполук — ковалентний. Більшість органіч-
них сполук згоряє, при горінні спостерігається їх обвуглювання; погано розчинні у воді, мають ха-
рактерний запах.
У 1861 р. російський учений О. М. Бутлеров сформулював основні положення теорії хімічної бу-
дови органічних сполук:
1. У молекулах атоми з’єднані у певному порядку, згідно з їх валентністю. Послідовність зв’язків
атомів називають хімічною будовою (структурою).
2. Хімічні властивості речовини визначаються природою та кількістю атомів, що входять до її
складу, та її хімічною будовою.
3. Атоми в молекулах взаємно впливають один на одного, що визначає їх реакційну здатність.
4. За будовою речовини можна передбачити її властивості.
5. Хімічну будову речовин можна встановити хімічними методами.
Теорія О. М. Бутлерова пояснила причину існування ізомерів: вони мають однаковий склад, але
різну будову, тому й відрізняються за властивостями.
На сучасному етапі розвитку органічна хімія вивчає не тільки порядок сполучення атомів у мо-
лекулах, а й електронну та просторову будову речовин.
Способи зображення молекул органічних сполук
Молекулярна (брутто) формула показує, які атоми і в якій кількості входять до складу моле-
кули: •_
^4^10 ’ С6Н6
бутан бензен
На відміну від структурних формул, молекулярні формули не дають однозначного уявлення про бу-
дову речовини. Одній і тій самій молекулярній формулі можуть відповідати дві та більше речовин.
Наприклад, молекулярну формулу С4Н8О2 має бутанова кислота СН3 - СН2 _ СН2 - СООН та етило-
во
вий естер етанової кислоти СН3— — СН
Класифікація органічних сполук
• Найважливіші ознаки для класифікації органічних сполук — будова карбонового ланцюга та при-
рода функціональної групи (структурного фрагмента молекул, який визначає її хімічні властивості).
Класи органічних речовин
Таблиця 75
Назва класу Ої “.І » ' 2 _ . Представники класу,
. Структурна формула Назва
Вуглеводні ациклічні (аліфатич- ні) насичені (алкани) нас-сн3 етан
ненасичені алкени Н2С=СН2 етен (етилен)
алкіни нс=сн етин (ацетилен)
алкадієни н <.с^ ^сн, н,с с 2 2 н 1,3-бутадієн
циклічні аліциклічні СН2 Н^-СН, циклопропан
ароматичні н не СН II 1 НСх <сн с н бензен
Гідроксиль- ні похідні вуглеводнів спирти одноатомні я о д о о со я етанол
двохатомні н2 ,он но с н2 1,2-етандіол (етиленгліколь)
трьохатомні Н2 н2 ,С'Н,С^ но с он Ан 1,2,3-пропантріол (гліцерин)
Продовження таблиці 75
Назва класу Д, -- — • .•'•л- ч “ і. •. - - .--.ч " - -• • .. .4 Представники класу
Структурна формула Назва '^г-
Гідроксиль- ні похідні вуглеводнів феноли он і -С>. не СН II 1 НС^ -СИ с н фенол
Етери н2 н2 -С_ -Сч н3с 0 сн8 диетиловий етер
Альдегіди Н3С-С Н етаналь (оцтовий альдегід)
Карбонові кислоти одноосновні ,он нас-сх етанова (оцтова) кислота
двохосновні НО ОН \ / С-С, >1 0 0 етандіова (щавлева) кислота
Естери г С-О' н/ сн3 метилацетат (метиловий естер оцтової кислоти)
Жири О „ „ 0 II В2 Н2 ц _СХ -С..Н,СХ ,сх Н35С17Х ОСО с17н36 Ох ,0 с17н85 тристеарин
Вуглеводи моносахариди ^6^12^6 глюкоза
дисахариди ^12^22^11 сахароза
полісахариди (С6Н12О5)П крохмаль, целюлоза
. РОЗДІЛ і-
Продовженая таблиці 75
НЙГГ * Представники клас/ *
ЕЗ^руктурна формула Назва
Нітрогено- вмісні органічні сполуки алкіл- аміни первинні Н, .н N І сн8 метиламін
вторинні Н^^СН, І н диметиламін
третинні н^^сн, 1 сн3 триметиламін
ариламіни кна „с*. не сн II 1 нс\ *сн с' н феніламін (анілін)
амінокислоти он н2м-снгс' 0 амінооцтова кислота (гліцин)
Вуглеводні — органічні сполуки, молекули яких складаються тільки з атомів
Карбону та Гідро-
гену.
Алкани
Вуглеводні аліфатичного ряду, в молекулах яких атоми Карбону зв’язані між собою тільки про-
стими ковалентними зв’язками (8-зв’язками). Інша назва — насичені вуглеводні, або парафіни. За-
гальна формула алканів СпН2п+2.
Органічні сполуки, що мають спільні фізичні та хімічні властивості та схожу будову, але відріз-
няються один від одного за складом на групу -СН2 -, називаються гомологами.
Метиленова група -СН2 - називається гомологічною різницею.
Гомологи, розташовані в порядку зростання їх відносної молекулярної маси, утворюють гомоло-
гічний ряд.
Таблиця 76
Перші члени гомологічного ряду алканів (СлН2п+2)
? ’-’Й їазвгй улярйаГфор мула ' Структурна формула
Метан сн4 сн4
Етан С2Н6 сн3-сн3
Пропан с3н8 сн3 - сн2 - сн3
Продовження таблиці 76
Назва Молекулярна формула ! . - Структурна формула ,}•
Бутан с4н10 СН3 - СН2 - СН3 - СН3, або СН, - (СН,), - СН,
Пентан с5н12 СН, - (СН,), - сн3
Гексан с6н14 СН, - (СН-). - єн, 6 V ^'4 а
Гептан С7НІ6 СН, - (СН,), - СН,
Октан с8н18 СН, - (СН-)- - СН,
Нонан С9Н20 СН, - (СН,)7 - СН,
Декан С10Н22 СН, - (СН-)„ - СН, о ' о о
Будова. Атоми Карбону в алканах перебувають у 8р3-гібридизованому стані, тому всі чотири зв’язки
напрямлені до вершин тетраедра. Валентні/кути дорівнюють 109°28'.
Рис. 5. Утворення яр3-гібридних орбіталей атома Карбону
В молекулах алканів можливе вільне обертання атомів або груп атомів навколо простого зв’язку
С — С, що призводить до утворення конформацій молекули, які відрізняються між собою лише роз-
ташуванням атомів у просторі відносно карбон-карбонових зв’язків.
Номенклатура. Назви алканів утворюють згідно з номенклатурою ІЮПАК за такими правилами:
1. Визначають вуглеводень, якому відповідає найдовший нерозгалужений карбоновий ланцюг (го-
ловний карбоновий ланцюг), інші фрагменти молекули розглядаються як замісники.
2. Атоми Карбону головного ланцюга нумерують з того кінця, ближче до якого розташований за-
місник.
3. Складають назву сполуки у такій послідовності:
— перелічують в алфавітному порядку назви замісників із зазначенням цифри, що відповідає по-
ложенню певного замісника в головному карбоновому ланцюгу. Кількість однакових замісників
позначають префіксами ди-(ді-), три-, тетра- та ін.;
— називають вуглеводень, якому відповідає головний карбоновий ланцюг у сполуці.
Наприклад:
СН3
4 3 3 1
сн3-сн-с-сн3
сн3 сн3
2, 2, 3-триметилбутан
Таблиця 77
Найважливіші алкільні радикали
Структурна формула * .7* '--X. . А “ >
сн3- метил
сн3 - сн2 - етил
сн3 - сн2 - сн2 - н-пропіл (префікс Н- означає нерозгалужений ланцюг атомів Карбону)
СН3 - СН - сн3 ізопропіл (префікс ізо- означає, що у кінці карбонового ланцюга роз- ташовані дві метильні групи)
сн3 - сн2 - сн2 - сн2 - н-бутил
сн3 - СН - сн2 - сн3 ізобутил
сн3-сн2-сн- СН3 втор-бутил (префікс втор- (вторинний) указує, що атом Карбону з вільною валентністю зв’язаний із двома атомами Карбону)
сн3 сн3-с- СН3 трет-бутил (префікс трет- (третинний) указує, що атом Карбону з вільною валентністю зв’язаний із трьома атомами Карбону)
Ізомерія. Для алканів характерна структурна ізомерія, зумовлена різною послідовністю зв’язування
атомів Карбону в молекулі (ізомерія карбонового ланцюга); існують ізомери бутану С4Н10 та наступ-
них членів гомологічного ряду алканів.
Ізомери складу С5Н12:
1 2 3 4 5
1) СН„-СН2-СН2-СН,-СН.. пентан;
12 3 4
2) С Н3 - С Н - С Н2 - С Н3 2-метилбутан;
СН3
СН3
1 2І З
3) СН3—С-СН3 2,2-диметилпропан.
сн3
Способи добування з природних джерел
Основними природними джерелами алканів є нафта і природний газ.
Нафта — складна суміш органічних сполук, основними компонентами якої є нерозгалужені та роз-
галужені алкани; для добування вуглеводнів з нафти її піддають фракційній перегонці:
бензин (суміш алканів Св - С1о)
гас (суміш алканів Сп, С12)
петролейний ефір (суміш алканів С5, С6)
дизельне паливо (суміш алканів С13-С17)
мазут (суміш алканів С18 і вище)
Природний газ складається з газоподібних алканів, головним чином метану (до 95%), етану, про-
пану, бутану; розділяють на складові компоненти шляхом зрідження з наступною фракційною пере-
гонкою.
Таблиця 78
Синтетичні методи добування
У промисловості ’5 ••••'• У лабораторії - '
Каталітичне гідрування вуглецю: С + 2Н2—^2—>СН4 Взаємодія галогеналканів з металічним натрієм (реакція Вюрца): СН3-С1 + 2Иа + С1-СН3 -» 2КаС1 + СН3 - СН3
Каталітичне гідрування ненасичених вуглеводнів: СН2=СН2 +Н2 —‘*іМ> > СН3 - СН3 Сплавлення солей карбонових кислот з лугами: СН3-СООКа + МаОН -» СН4 + Ма2СО3
Каталітичне гідрування карбон(ІІ) оксиду: СО + зн2 —,О; г^)--> сн4 + Н2О Дія води на алюміній карбід: А14С3 + 12Н2О -> ЗСН4 + 4А1(ОН)3
Фізичні властивості алканів. За звичайних умов перші чотири члени гомологічного ряду є газа-
ми; з С5Н2 до С17Н38 — рідини; С18Н8В і наступні — тверді речовини. Зі зростанням молекулярної
маси алканів підвищується їх температура кипіння та плавлення; для алканів з розгалуженою будо-
вою характерні нижчі температури кипіння порівняно з нормальними ізомерами. Не розчиняються
у воді; розчиняються у бензені, тетрахлорметані.
Хімічні властивості алканів. Мають низьку реакційну здатність, пов’язану з високою міцністю
зв’язків С-С та С —Н, тому стійкі до дії водних розчинів кислот, лугів, окисників. Характерні
реакції заміщення атомів Гідрогену на інші атоми чи групи атомів або реакції, що супроводжують-
ся розривом зв’язку С —С.
Таблиця 79
•Умови перебігу реакції V Продукти реакції т:;-- Приклади рівнянь реакцій
Реакції галогенування (хлорування та брому- вання відбуваються при УФ-опромінюванні або нагріванні (300°) за ланцюговим вільноради- кальиим механізмом. Галогенопохідні ал- канів (суміш про- дуктів); наприклад хлорметан СН3С1 піддається подаль- шому хлоруванню утворенням СН2С12; СНС13, СС14 СН4 + С12 —СН3С1 + неї; хлорметан СН, - СН - СН2 - СН.. + Вг, — \сн><\ первинний третинним вториннии атом С атом С атом С Вг СН3-С-СН2-СН3 + НВг сн3
При галогенуванні алканів із більш складною будовою в першу чергу заміщуються атоми Гідрогену при найменш гідрогенізованому ато- мі Карбону, тобто у послідовності: при третин- ному атомі С — при вторинному атомі С — при первинному атомі С
Взаємодіють із розбав- леною нітратною кис- лотою за підвищеної температури та тиску (нітрування, реакція Коновалова) Нітропохідні алканів сн3 - СН2 - СН3 + НО - ЬЮ2 — розведена -3? > СН3-СН-СН3 + Н2О N02 2-нітропропан
Піроліз — нагрівання до високих температур (понад 1000 °С) без до- ступу повітря Вуглець і водень сн4 —1О0?.У—> С + 2Н2 Т
При нагріванні до 470 - 550 °С без досту- пу повітря відбуваєть- ся неповний розклад — термічний крекінг Суміш алканів і ал- кенів із більш ко- ротким, ніж у ви- хідних речовин, карбоновим ланцю- гом; ацетилен і во- день — продукти термічного крекінгу метану С10Н22 > С5Н12+ С,НІ(), декан пентан пентен 2СН —1500 “с >сн = СН+ ЗН„ ? 4 £. ацетилен
Каталітичний крекінг (у присутності каталізатора — природного алюмосилікату) призводить до утворення продуктів переважно із розгалуженим карбоновим ланцюгом
Ізомеризація — перетворення лінійних алканів на алкани з розгалуженим карбоновим ланцю- гом за підвищеної температури в присутності каталізатора А1С13 СН, - (СН,), - СН, —50-°-с-к°т- > Н-пентан 1 3 —> сн,-сн-сн,-сн, + сн3-с-сн, о । £• О о । о сн3 сн3 2-метилбутап 2,2-диметилпропан
Продовження таблиці 79
Умови перебігу реакції / Продуктиреакції л' ти 1 ! А і ладиріїшяньреакцій - „- Т.
Окиснення:
— горіння; Карбон(ІУ) оксид і вода; 2С2Н6 + 7О2 -> 4СО2 Т + 6Н2О;
— каталітичне окис- лення склад продуктів ре- акції залежить від каталізатора, темпе- ратури та тиску кат, сн4 + о2 — 4 2 *°;Р -> СН3-ОН (метанол); -> Н~С<„ (метаналь); ±1 ,0 і->- Н-С^он (метанова кислота).
Застосування
— Як вихідна сировина в хімічній промисловості;
— як моторне паливо (бензин, гас та ін.);
— суміш твердих і рідких алканів (вазелін) — у парфумерії, медицині;
— суміш твердих алканів (парафін) — у медицині; для виготовлення свічок і сірників.
АЛКЕНИ ЯК ПРЕДСТАВНИКИ НЕНАСИЧЕНИХ ВУГЛЕВОДНІВ
Вуглеводні аліфатичного ряду, що містять у молекулі один подвійний зв’язок. Інша назва — не-
насичені вуглеводні, або олефіни. Загальна формула алкенів С„Н2п. Утворюють гомологічний ряд ети-
лену СН2 = СН2, тому їх називають також етиленовими вуглеводнями.
Таблиця 80
Перші члени гомологічного ряду алкенів
Структурна формула- сполуки ...... ’ ’*”/Назва за моїиеиклатуроіо ПС
сн2 = сн2 етен
сн3-сн = сн2 пропен
4 3 2 1 сн3-сн2 -сн = сн2 1-бутен
4 3 2 1 сн3-сн = сн~сн3 2-бутен
Будова. В молекулі етилену атоми Карбону перебувають у зр2-гібридизованому стані та утворюють
подвійний зв’язок, який являє собою поєднання о- і л-зв’язків. л-зв’язок є менш міцним у порів-
Рис. 6. Утворення вр2-гібридних орбіталей атома Карбону
Рис. 7. Зв’язки в молекулі етилену
Центри ядер усіх шести атомів молекули етилену розташовані в одній площині, перпендикулярній
до площини л-зв’язку. Усі валентні кути близькі до 120°. Довжина подвійного зв’язку значно менша
за довжину одинарного зв’язку.
Номенклатура. Назви алкенів згідно з номенклатурою ІЮПАК утворюють від назв відповідних ал-
канів заміною суфікса -ан на -єн та зазначенням положення подвійного зв’язку в карбоновому лан-
цюзі. Назву алкену будують за такими правилами:
1. Визначають найдовший карбоновий ланцюг, що містить подвійний зв’язок.
2. Атоми Карбону головного ланцюга нумерують із кінця, ближче до якого розташований подвій-
ний зв’язок.
3. Складають назву сполуки у такій послідовності:
— перелічують в алфавітному порядку вуглеводневі замісники і вказують їх положення в голов-
ному ланцюгу;
— називають вуглеводень, якому відповідає головний карбоновий ланцюг; перед назвою ставлять
цифру, що вказує положення подвійного зв’язку (менший із двох номерів атомів Карбону).
1 2 3 4 5
Наприклад: ,СН3 - СН = СН - СН - СН3
4-метил-2-пентен АТт
Таблиця 81
Приклади радикалів, утворених з алкенів
Структурна формула. Назва
Н2С = СН - етеніл (вініл)
3 2 1 Н3С-СН = СН- 1-пропеніл
3 2 1 Н2С = СН - сн2 - 2-пропеніл (аліл)
Ізомерія. Для алкенів характерна структурна ізомерія, зумовлена різною послідовністю зв’язування
атомів Карбону в молекулі (ізомерія ланцюга) та різним положенням подвійного зв’язку (ізомерія по-
ложення); існують ізомери бутену С4Н8 та наступних членів гомологічного ряду.
Ізомери складу С4Н8:
1 2 3 4
1) СН2 = СН-СН2-СН-3 1-бутен;
2) СН3-СН = СН-СН3 2-бутен;
З 2'1
3) СН3 - С = СН2 2-метилпропен.
СН3
Оскільки вільне обертання навколо подвійного зв’язку в молекулі неможливо, для алкенів харак-
терний один із видів стереоізомерії — геометрична, або цис-транс-ізомерія.
Якщо однакові замісники розташовані по один бік від подвійного зв’язку — це цпс-ізомер, якщо
по різні — це трппс-ізомер. Наприклад:
Н,С. ^СН3
цие-2-бутен
Н,С^ „
н>є=с
-сн3
тран<?-2-бутен
Способи добування з природних джерел. На відміну від алканів, алкени в природі майже не тра-
пляються. Містяться в невеликих кількостях у деяких родовищах нафти і природного газу, звідки
можуть бути виділені.
Таблиця 82
Синтетичні методи добування
У промисловості •'У лабораторії
Ґрунтуються на перетво- ренні в алкени алканів із природних джерел вугле- воднів (нафти та природ- ного газу) Ґрунтуються на реакціях елімінування (відщеплення) атомів або груп атомів від молекул алкенів, галогеналканів, спиртів
Крекінг алканів: СН3-СН3 —600-800 °с > СН2 =СН2+Н2? Дегідратація спиртів: Н2С-СН2 —н^-180 °С .) Н2С=СН2+Н2О (Н'ОН> СН3-СН-СН-СН3 —н^і‘° > СН3-СН=СН-СН3 ІОН“н"- Відщеплення води від несиметричного спирту відбувається за прави- лом Зайцева-, атом Гідрогену відщеплюється від найменш гідрогені- зованого атома Карбону'
Дегідрування алкенів: СН3-СН2-СН3 —Сг2°з;,° > СН2 =СН-СН3 + Н2Т В останній реакції у ви- падку несиметричного га- логенопохідного Дегідрогалогенування моногалогеналканів: Н2С-СН2 + КОН (спирт.) СН2 =СН2+КВг + Н2О •Н”Вг'> СН3-СН-СН-СН3 + КОН (спирт.) СН3-СН=СН-СН3+КВг + НОН ГВг" НІ Відщеплення галогеноводню від несиметричного галогенопохідного та- кож відбувається за правилом Зайцева
Л Дегалогенування дигалогеналканів: Н2С-СН2 + 2п (спирт) СН2=СН2 + 2пВг2 Вг Вг
Фізичні властивості алкенів. За звичайних умов алкени С2Н4-С4Н8 — газоподібні речовини без
запаху та кольору, С5Н10-С15Н30 — безбарвні рідини і наступні СІ6Н32 — тверді речовини. Алкени
нерозчинні у воді, проте розчиняються в органічних розчинниках. У порівнянні з алкенами з тією
самою кількістю атомів Карбону алкени мають більш низькі температури плавлення та кипіння.
Таблиця 83
Застосування
— В органічному синтезі;
— у виробництві пластмас; г
— у виробництві штучного моторного палива;
— оксид етилену — для добування епоксидних смол; синтетичних мийних засобів; лаків; пласт-
мас; синтетичних каучуків і волокон.
АЛКІНИ ЯК ПРЕДСТАВНИКИ НЕНАСИЧЕНИХ ВУГЛЕВОДНІВ
Вуглеводні аліфатичного ряду, що містять у молекулі один потрійний зв’язок. Загальна формула
алкінів СпН2в_2. Утворюють гомологічний ряд ацетилену СН = СН, тому інша їх назва — ацетилено-
ві вуглеводні.
Таблиця 84
Перші члени гомологічного ряду алкінів
Структурна формула сполуки ' Назва за номенклатурою ПОПЛК
СН = СН етин
СН3 С - СН пропін
4 3 2 1 сн3-сн2-с = сн 1-бутин
4 3 2 1 сн3-с = с-сн3 2-бутин
Будова. Атоми Карбону, що утворюють потрійний зв’язок, перебувають в стані зр-гібридизації.
Потрійний зв’язок являє собою поєднання одного о-зв’язку і двох л-зв’язків, розташованих у взаєм-
но перпендикулярних площинах.
Рис. 8. Утворення зр-гібридних орбіталей атома Карбону
Рис. 9. Зв’язки в молекулі ацетилену
Молекула ацетилену має лінійну будову; два атоми Карбону та два атоми Гідрогену розташован:
на одній прямій; валентні кути дорівнюють 180°. Довжина зв’язку менша, ніж в алканах, і дорів-
нює 0,120 цм.
Номенклатура. Назви алкінів згідно з номенклатурою ІЮПАК утворюють від назв відповідних ал-
канів заміною суфікса -ан на -ин(-ін) із зазначенням положення потрійного зв’язку їв карбоновому
ланцюгу. Назву алкіну будують за тими самими правилами, що й назви алкенів.
1 2 3 4 5 в
Наприклад: СН3 -С я С-СН-СН-СН3
сн3 сн3
4,5-диметил-2-гекеин
Таблиця 85
Приклади радикалів, утворених з алкінів
і чй Аи ЙЙІ Структурна.формула. .5 •— -• — 4 _ "Я* Назва ; „д
НС я С - етйніл
! 2 2 1 СН3-С5С“ 1-пропініл
3 2 1 НС г с-сн2- 2-пропініл (пропаргіл)
Ізомерія. Для алкінів характерна структурна ізомерія, зумовлена різною послідовністю зв’язування
атомів Карбону в молекулі (ізомерія ланцюга) та різним положенням потрійного зв’язку (ізомерія по-
ложення); існують ізомери бутину С4Нв та наступних членів гомологічного ряду.
Ізомери складу СеН8:
1 2 3 4 б
1) НС я С-СН2 - СН2 - СН8 1-пентин;
1 2 3 4 - б
2) СН3 - С я С-СН2 - СН3 2-пентин;
12 3 4
3) Н С е С- С Н - С Н3 З-метил-1 -бутин.
СН3
Таблиця 86
Способи добування
в.ГІн . ’ц. -4-даХ йй? . —. •ні--' : і, чмЧЖа ^^^*^^^ЇТ^цШдї^івнадвя::,реакції
Промисловий спосіб синтезу ацетилену — тер- мічний крекінг (неповний піроліз) метану 2СН4 •=» СНаСН + ЗН2
Карбідний спосіб (використовують як в промис- ловості, так і лабораторній практиці) СаС2 + 2Н2О -> СН я СН + Са(ОН)2
Дегідрогенгалогенування дигалогеналканів (при Взаємодії зі спиртовим розчином лугу) Н Вг СН8- С - С - СН3 + 2К0Н — І І спирт Вг Н —СН8-Ся С-СН8 + 2КВг + 2Н2О Відщеплення гідроген галогеніду відбувається за правилом Зайцева
Взаємодія солей ацетиленових вуглеводнів (аце- тиленідів) з галогеналканами (використовують у лабораторних умовах для одержання гомоло- гів ацетилену) СН3-С = С-Иа + Вг-СН3 -> -> СН3- С я С-СН3 + НаВг
Фізичні властивості алкінів. За звичайних умов перші три представники гомологічного ряду ал-
кінів — гази, алкени С6 - С16 — рідини, С18НЗО і наступні — тверді речовини. Розчинність у воді
нижчих алкінів дуже мала, проте вони добре розчинні в деяких органічних розчинниках. Зміни тем-
ператур плавлення та кипіння в гомологічному ряді алкінів підпорядковуються основним закономір-
ностям, характерним для алканів і алкінів.
Хімічні властивості алкінів. У порівнянні з алкенами менш реакційноздатні. Реакції приєднання
за місцем розриву л-зв’язків, як правило, відбуваються у дві стадії. Характерні реакції заміщення
атомів Гідрогену при зр-гібридизованому атомі Карбону (вияв кислотних властивостей).
Таблиця 87
Умови перебігу.реакції . Пррдукпііреакіщ 1 іиклади рівнянь реакцій
Реакції приєднання
Взаємодія з воднем в при- сутності каталізаторів (Рі, Рй,№) — гідрування (гід- рогенізація ) На першій стадії — алке- ни, на другій — алкани НС г СН + Н2 -> сн2=сн2—+Н*;,';М > сн3-сн3 етен етан
Взаємодія з бромною во- дою або розчином брому в СС14 — галогенування На першій стадії — дига- логенопохідні алкенів, на другій — тетрагалогенопо- хідні алканів 12 п НС =СН + Вг2 сн=сн —> Вг Вг 1,2-диброметен Вг Вг ,Вг 11 2І —-> сн-сн 1 1 Вг Вг 1,1,2,2-тетраброметан
Знебарвлення бромної води - - якісна реакція на сполуку потрійним зв’язком, як І 3 подвійним
Взаємодія з гідроген гало- генідами — гідрогенгалоге- нування На першій стадії — галоге- нопохідні алкенів, на дру- гій — дигалогенопохідні алканів СН = С-СН3 + НВг—> 123 с н3= с - с н3 — > Вг 2-бромпропен Вг
Приєднання гідроген галогенідів відбувається за прави- лом Марковникова СН3-С-СН3 Вг 2,2-дибромпропан
Взаємодія з водою в при- сутності солей Меркурію(П) як каталізатора — гідра- тація (реакція Кучерова) Ацетилен утворює вініло- вий спирт, що перегру- повується у більш ста- більний ізомер — ета- наль (перегрупування Ельтекова-Єрленмейєра ). Етаналь відноситься до альдегідів. Гомологи ацети- лену у цій реакції утворю- ють кетони НС е СН + нон —Нк2‘ > ,0 [СН2=СН] -»СН3- С<Н * тт альдегід ОН (етаналь) вініловий спирт СН3-С = СН НОН; нг* > ОН 0 Н0Н; > [СН3-С=СН2]-> СН8-С-СН3 кетон (пропанон, ацетон)
Реакції заміщення
Взаємодія « основами: — з амоніачним розчином аргентум(І) оксиду; — з натрій ^амідом » Ацетиленіди металічних елементів: аргентум(І) аце- тиленід (жовтий осад); на- трій ацетиленід СН=СН + 2[АЄ(НН3)2]ОН -» -> А£-С^С-А£І+4НН3Т + 2Н2О аргентум(І) ацетиленід СН = СН +2ЬтаМН2 -> На-С = С-На + 2НН3Т натрій ацетиленід
Продовження таблиці 87
Умови перебігу реакції Продукти реакції * Приклади рівнянь реакцій
Реакції окиснення
Взаємодія з водним розчи- ном калій перманганату Карбонові кислоти (резуль- тат розриву потрійного зв’язку) сн3-с=с-сн2-сн3 ——> > СН3-СООН + НООС-СН2-СН3 етанова * пропанова кислота кислота
Знебарвлення розчину КМпО4 — якісна реакція на сполуки з потрійним зв’язком, як і з по- двійним
Реакції полімеризації: на відміну від алкенів, алкінам не властиве утворення довгих карбонових ланцюгів
Димеризація ацетилену в присутності каталізатора Вінілацетилен (сировина для добування хлоропрено- вого каучуку) НС Е СН + не = СН———> нс=с-сн=сн2 вінілацетилен
Тримеризація ацетилену в присутності активованого вугілля Бензен ЗНС^СН с (акт) * > бензен
Застосування. Ацетилен широко застосовують в органічному синтезі як одну з вихідних речовин
у виробництві синтетичних каучуків та інших полімерів; з ацетилену одержують оцтову кислоту та
оцтовий альдегід; використовують в техніці для зварювання та різання металів.
АРОМАТИЧНІ ВУГЛЕВОДНІ
Ароматичні вуглеводні (арени) — це вуглеводні, у молекулах яких міститься одне чи більше бен-
зенових ядер. Таку історичну назву арени одержали через те, що перши відомі ароматичні сполуки
було виділено з природних запашних речовин або вони самі мали приємний запах. Загальна форму-
ла аренів СпН2п_6.
Будова. Найпростіший представник аренів — бензен С6Н6. У 1825 р. М. Фарадей вперше виділив
бензен із конденсату світильного газу, описав його фізичні властивості і встановив склад.
У 1865 р. А. Кекуле запропонував структурну формулу бензену, яка Являла собою шестичленний
карбоновий цикл з чергуванням простих і подвійних зв’язків:
Н
І
Н.
с с
І II
с. с
І
н
Формула Кекуле не пояснювала ряд специфічних властивостей бензену, які вдалося обґрунтува-
ти тільки після розробки сучасної теорії хімічних зв’язків. Всі шість атомів Карбону в бензені пере-
бувають у стані зр2-гібридизації; кожний атом Карбону утворює с-зв’язки з двома сусідніми атома-
ми Карбону та с-зв’язок з атомом Гідрогену за допомогою третьої зр2-гібридної орбіталі; у кожного
з шести атомів Карбону в циклі залишається по одній негібридизованій р -орбіталі, осі цих орбіталей
паралельні, кожна з них перекривається з двома сусідніми, при цьому утворюються єдині електронні
хмари над і під площиною кільця. Таким чином, твердження про чергування простих і подвійних
зв’язків у циклі неправильне, оскільки л-електронні хмари делокалізовані по всьому кільці та за-
безпечують рівноцінність усіх зв’язків С —С; вони мають ароматичний характер. Формулу бензену
прийнято зображати у вигляді правильного шестикутника з вписаним колом, яке символізує делока-
лізацію електронної густини:
Центри ядер усіх шести атомів Гідрогену лежать в одній площині; довжина зв’язків С - С складає
0,140 нм, зв’язків С —Н — 0,108 нм; усі валентні кути дорівнюють 120°. Разом із сучасною форму-
лою бензену часто користуються також формулою Кекуле, маючи на увазі рівноцінність л-зв’язків.
Номенклатура. Згідно з номенклатурою ІЮПАК арени розглядають як продукти заміщення бензену.
Положення замісників у ядрі вказують цифрами. Нумерацію атомів Карбону проводять таким чином,
щоб замісники мали якомога менші номери. Для дизаміщених бензенів застосовують такі префікси:
орто- (о-) для положення 1, 2; мета- (л«-) для положення 1, 3; пара- (п-) для положення 1, 4. Для
деяких аренів збереглися також тривіальні назви.
Таблиця 88
Представники гомологічного ряду аренів
Структурна формула ' Назва іа номенкл; „-ро>о .ПОПАК X. Назва; за тривіальною х.-. .х- номенклатурою
метилбензен толуен
/СН3 0-сн ^СНз ізопропілбензен кумен
5(ГТСНз 1,2-диметилбензен о-ксилен
5іґТСНз 4 2 сн3 1,3-диметилбензен лі-ксилен
Х1/СН3 н3с<4?г 1,4-диметилбензен п-ксилен
Н,С\ X 5/СН., хХ сн, 1,3,5-триметилбензен мезитилен
- Таблиця 89
Приклади радикалів, утворених з аренів
КТУІ> най^ормулаХІ;^. Й. Назва
і 1 феніл -
х-СН2— бензил
^СН3 о-толіл
ЛІ-ТОЛІЛ
\^СН3 п-толіл
Ізомерія. Для аренів характерна структурна ізомерія, зумовлена різною структурою, різною кіль-
кістю і неоднаковим положенням замісників у бензеновому кільці.
Ізомери складу С9Н12:
Способи добування з природних джерел
Основні природні джерела аренів — нафта і кам’яне вугілля.
Алкани, добуті з нафти, водночас циклізуються та дегідруються над каталізаторами (Сг2О3, А12О3,
500°) з утворенням аренів:
бензен
Кам’яне вугілля піддають нагріванню без доступу повітря, при цьому утворюються кокс, коксовий
газ (містить бензен і толуен) і кам’яновугільна смола (складна суміш органічних сполук). Індивіду-
альні речовини виділяють із кам’яновугільної смоли фракційною перегонкою.
Синтетичні методи добування
Таблиця 90
Назва методу Приклад рівнянняреакції _ . . ‘
Тримеризація ацетилену ЗНС=СН —600 С{: > [^2^ бензен
Алкілування бензену К)] + СН3С1—> [(")] + неї толуен
Піроліз солей ароматичних кислот СГН.СООК + КОН —£—» свн6 ? + к,со8 Ь О о О £ о
Фізичні властивості ароматичних вуглеводнів. За звичайних умов бензен і нижчі члени гомологічного
ряду — рідини з сильним специфічним запахом; практично нерозчинні у воді і добре розчинні в орга-
нічних розчинниках, самі є розчинниками для інших органічних речовин; горить кіптявим полум’ям.
Бензен дуже отруйний, тривале вдихання його парів спричиняє захворювання на лейкемію.
Хімічна властивість ароматичних вуглеводнів. Для бензену та його гомологів найбільш характерні
реакції заміщення; відомі також реакції в бічному ланцюгу та реакції приєднання.
Таблиця 91
Умови перебігу реакції Продукти реакції-
Реакції заміщення
Взаємодія з галогена- ми в присутності ка- талізаторів — галоге- нування Галогенопохідні, наприклад бром- бензен [()] + В1І РеВга або АІВгд ) ГЛЛТ + НВг бромбензен
Взаємодія з сумішшю концентрованих ні- тратної та сульфатної кислот («цітруюча су- міш») — нітрування Нітропохідні, на- приклад нітробен- зен; вибухова ре- човина 2,4,6-три- нітротолуол (тол або тротил) + но-ио2—^°1 > Іґ V + н2о нітробензен N0 А ^СН3 _^х^СН3 [( /І + ЗНО-МО2 + ЗН2° 4 N0, 3 N0, 2,4,6-тринітротолуол
Продовження таблиці 91
У мі) и перебігу закції Пр -дукти реакції ' *" ' * При.м.. рівна іпь реакцій
Реакції приєднання
Реакції приєднання відбуваються за жорстких умов:
Хлорування при УФ-випромінюванні Гексахлорцикло- гексан (гексахло- ран, використову- ється як інсекти- цид для боротьби зі шкідниками у сільському гос- подарстві) 1^^ СІ С1 Л С1 ] + зсі2— СІ СІ СІ гексахлоран клогексан
Гідрування бензену — в присутності каталі- затора за підвищених температурі та тиску Циклогексан ] + ЗН2— циклогексан
Реакції окиснення
Бензен стійкий до дії окисників; проте го- мологи бензену лег- ко окиснюються роз- чином калій перман- ганату Бензенова кислота (будь-який алкіль- ний радикал, не- залежно від дов- жини карбонового ланцюга, окисню- ється у карбок- сильну групу) ^СН3 ^-х^СООН км"°<;10] > +Н2О Бензенова кислота /С2НГ) ^/СООН КМп0<;101 > кЛҐ +со2Т+н2о
Застосування
— Бензен — поширений розчинник та вихідна сполука в синтезі полімерів, синтетичних каучу-
ків, барвників, лікарських засобів, вибухових речовин;
— толуен — для добування вибухових речовин і бензенової кислоти;
— ізопропілбензол — сировина для синтезу фенолу та ацетону.
НАСИЧЕНІ СПИРТИ
Спирти •— це похідні вуглеводнів, у яких один або кілька атомів Гідрогену заміщені гідроксиль-
ною групою —ОН. Насичені спирти — похідні насичених вуглеводнів (алканів). Залежно від кілько-
сті гідроксильних груп розрізняють одноатомні спирти та багатоатомні (двохатомні (гліколі), трьох-
атомні і т.д.). Загальна формула одноатомних насичених спиртів СпН2п+1ОН.
Насичені одноатомні спирти
Будова. У спиртах атом Карбону перебуває в стані яр3-гібридизації; за допомогою двох неспаре-
них електронів на яр3-орбіталях атом Оксигену утворює два ковалентні полярні зв’язки з атомами
Гідрогену та Карбону:
метанол
Атом Оксигену завдяки значній електронегативності набуває часткового негативного заряду; атоми
Карбону та Гідрогену мають частковий позитивний заряд. Отже, спирти є полярними сполуками.
Номенклатура. Назви спиртів згідно з замісниковою номенклатурою ІЮПАК утворюють
від назви вуглеводню, що відповідає головному карбоновому ланцюгу, до якого додають суфікс
-ол та вказують положення гідроксильної групи в ланцюгу атомів Карбону. Головний карбоновий
ланцюг нумерують з того кінця, ближче до якого розташована гідроксильна група. За радикало-
функціональною номенклатурою ІЮПАК назви спиртів утворюють від назви карбонового радикала,
до якої додають суфікс -овий та слово «спирт».
Таблиця 92
Структурна формула спирту Назва за номенклатурою ПОПАК
' замісниковою радикало-функціональною
сн3-он метанол метиловий спирт
сн3-сн2-он етанол етиловий спирт
сн3-сн2-сн2-он 1-пропанол н-пропіловий спирт
3 2 сщ-сн-он 8 11 сн3 2-пропанол ізопропіловий спирт
4 3 2 1 сн3 -сн2-сн2-сн2-он 1-бутанол н-бутиловий спирт
сн3 -сн2-сн-он 11 сн3 2-бутанол етор-бутиловий спирт
3 2 1 сн3-сн-сн2-он . ? °Нз 2-мети л- 1-пропанол ізобутиловий спирт
. сн,-с-он 8 ЗІ сн3 2 -метил- 2-пропанол тпретп-бутиловий спирт
Для деяких спиртів збереглися тривіальні назви. Наприклад: деревний спирт (СН^-ОН); винний
спирт (СН3—СН2-ОН). • 1
Ізомерія. Для насичених одноатомних спиртів характерна структурна ізомерія, яка зумовлена різ-
ною послідовністю зв’язування атомів Карбону в молекулі (ізомерія ланцюга) та різним положенням
гідроксильної групи в карбоновому ланцюгу; існують ізомери пропанолу С3Н7ОН та наступних чле-
нів гомологічного ряду.
Ізомери складу С4Н9ОН наведено у попередній таблиці (останні чотири речовини)..
Таблиця 93
Способи добування
” ... Назваспособу- _► ;^7;... Приклі^^^іі ся пня’реакції - ч”
Загальні способи
Гідроліз галогеналканів СН3-СН2- Вг + НаОН -» СН3- СН2- ОН + ИаВг (водний розчин)
Гідратація алкенів СН2=СН-СН3 + НОН —» СН3- СН-СН, а О о । О он Відбувається за правилом Марковникова.
Відновлення карбонільних сполук: — альдегідів; — кетонів СН3-С*° + Н2—2—» СН3-СН2-ОН; первинний спирт СН3-С- СН3 + Н2 —> СН3- СН - сн3 0 он вторинний спирт
Специфічні способи
Метанол в промисловості добува- ють із синтез-газу СО + 2Н2 —> СН3ОН (каталізатор — цинк оксид або хром(ПІ) оксид)
Етанол добувають бродінням вугле- водів С6Н12Ов —ферме’,тя >2С2Н5ОН + 2СО2Т глюкоза
Фізичні властивості одноатомних спиртів. У гомологічному ряді насичених одноатомних спиртів
відсутні газоподібні речовини. Це пояснюється тим, що молекули спиртів зв’язані одна з одною вод-
невими зв’язками:
8— 8+ 8— 8+ Б- 8+
...О-Н...О-Н...О-Н...
І І І
в в в
Наявністю водневих зв’язків пояснюються більш високі у порівнянні з відповідними алканами
температури кипіння та плавлення. Спирти з кількістю атомів Карбону до 12 — рідини, вищі спир-
ти — тверді речовини.
Спирти СН3ОН, С2НБОН і С3Н7ОН змішуються з водою у будь-яких співвідношеннях, але зі збіль-
шенням відносної молекулярної маси розчинність спиртів зменшується. Метанол — дуже сильна отру-
та: малі кількості спричиняють сліпоту, смертельна доза при вживанні — 25 г.
Таблиця 94
Хімічні властивості одноатомних спиртів
Умови' перебігу реакції Продукти реакції,' " ,1-” Приклади' рівнянь .^акцій -
Кислотні властивості
Дуже слабкі кисло- ти, реагують тільки з активними метала- ми (лужними, лужнозе- мельними) Водень і алкоголят, наприклад натрій етилат 2СН3-СН2-ОН + 2На -> 2СН3-СН2-ОНа + Н2Т натрій етилат
Реакції естерифікацїї
Взаємодія з міне- ральними кислотами (Н28О4,НМ)3 та ін.) та органічними кислотами в присутності Н28О4 як каталізатора Складні ефіри (есте- ри), наприклад етил- нітрат; метилацетат СН3-СН2-ОЇН + НОІ-МО2 <=> СН3-СН2-О-НО2+Н2О етилнітрат О СН3-О[Н_+ .Нф-С-СН, ‘±21— О II СН3-О-С-СН3 + Н2О метилацетат
Реакції дегідратації
Реакції дегідратації — взаємодія з водовід’ємними речовинами (Н28О4) при нагріванні:
і > 140 °С — внутріш- ньомолекулярна дегід- ратація; і < 140 °С — міжмоле- кулярна дегідратація Вода і алкен, напри- клад етилен. Вода і простий ефір (естер), наприклад діетиловий ефір СНЯ- СН,- ОН —сн2=сн2 + Н2О етилен СН3-СН2-[О.Н +_Н]О-СН2-СН3——> —п-У---> сн3- СН2 - 0 - СН2- СН3 + Н2О діетиловий ефір (етер)
Реакції заміщення гідроксильної групи
Взаємодія з гідроген галогенідами або їх концентрованими вод- ними розчинами Галогенопохідні алканів, наприклад рометан СН3-СН2-ОН + НВг <=> СН3-СН2-Вг +КОН брометан
Реакції окиснення
Взаємодія з окисни- ками (СиО, КМпО4, К2Сг2О7) Первинні спирти утворюють альдегі- ди, при подальшому окисненні кислоти. Вторинні спирти утворюють кетони СН3-СН2-0Н + СиО СН3-С<н+Си + Н2О етаналь сн,-сн-сня —101;— -> СН,-С-СН3 + Н2О ОН 0 пропанон (ацетон)
Горіння в повітрі Карбон(ІУ) оксид і вода СН8-СН2-ОН + ЗО2 2СО2Т + ЗН2О
Застосування
— Багато зі спиртів використовують для одержання складних ефірів, які застосовують у харчовій
промисловості як ароматизатори;
— метанол — основа для виробництва формальдегіду, деяких лікарських препаратів; розчинник
лаків і, фарб;
— найбільш широко застосовується етанол: у виробництві синтетичного каучуку^ як розчинник
і вихідна речовина для виробництва лаків, духмяних речовин; як дезінфікуючий засіб і роз-
чинник для багатьох лікарських форм; у харчовій промисловості.
Багатоатомні насичені спирти
Багатоатомні спирти (поЛіоли) — органічні сполуки, в молекулах’ яких кілька атомів Гідрогену
заміщені гідроксильними групами.
Ізомерія. Для насичених багатоатомних спиртів характерна структурна ізомерія, яка зумовлена
різною послідовністю зв’язування атомів Карбону в молекулі (ізомерія ланцюга) та різним положен-
ням гідроксильної групи в карбоновому ланцюгу. Ізомери складу С3Н8О2:
1)СН2-СН-СН3 1,2-пропандіол;
ОН ОН
12 3
2) СН2-СН2-СН2
ОН ОН
ОН .
1 2І З
3) сн3-с-сн3
он
1,3-пропандіол;
2,2-пропандіол;
4) СН3-СН-СН-ОН
ОН
1,1 -пропандіол.
'ліс. і добування.
Загальні методи добуван-
ня одно- та багатоатомних
спиртів (див. табл. 93).
Наприклад:
1 2
СН2-СН2+ 2НаОН
{ | водний розчин
Вг Вг
1,2-диброметан
СН2-СН2 +2НаВг
ОН ОН .
етиленгліколь
Специфічні:
— етиленгліколю:
ЗСН,=СН9+ 2КМпО. + 4Н2О -> ЗСН2-СН2 + 2КОН + 2МпО21
а £. 4 Л . л . л л
етилен
он он
Етиленгліколь
— гліцерину:
сн2=сн-сн3^
пропен
сн2=сн-сн2 МаОН (в°даий юзчин)> сн2=сн-сн2-^>
2 . | 2 - МаСІ 2 | 2
-> СН2-СН-СН2т
СІ он он
З-хлор-1,2-пропяндіол
СІ
3-хл ор- 1-пропен
ИаОН (водний розчин)
-ЙаСІ
сн2-сн-сн2
он он он
гліцерин
он
2-пропен-І-ол
Фізичні властивості багатоатомних спиртів. Двохатомні спирти з невеликою кількістю атомів
Карбону — в’язкі рідини, вищі — кристалічні речовини; добре розчинні у воді; мають більш висо-
кі температури плавлення та кипіння, ніж одноатомні спирти. Трьохатомні спирти — в’язкі рідини
або тверді речовини; добре розчинні у воді, мають більш високі температури плавлення та кипіння,
ніж двохатомні спирти.
Хімічні властивості багатоатомних спиртів. Двох- і трьохатомні спирти вступають у ті самі реак-
ції, що й одноатомні (див. табл. 94), але в цих реакціях можуть брати участь одна, дві чи три гід-
роксильні групи. Наприклад:
— взаємодія з металічним натрієм:
СН2-СН2 + 2Ка -> СН2-СН2 + Н2?
ОН ОН ОИа ОКа
етиленгліколь натрій етиленгліколят
2СН2-СН-СН2 + 2Ка -4 2СН2-СН-СН2 + Н2?
ОН ОН ОН ОН ОКаОН
натрій моноглщерат
— взаємодія з нітратною кислотою:
СН2-СН2 + НО-КО2 .------------»СН2—СН2 —Н0нк°* > сн2—сн2
он он он оио2 око2 око2
етиленгліколь етиленгліколь етиленгліколь
мононітрат диштрат
СН2-СН-СН2 + ЗНО-КО2 —> СН2—СН2—СН + ЗН2О
он он он око2 оью2 око2
гліцерин тринітрат
(нітрогліцерин)
Нітрогліцерин використовується як вибухова речовина та лікарський засіб.
Якісна реакція на багатоатомні спирти — взаємодія з лужним розчином купрум(ІІ) гідроксиду, що
супроводжується утворенням комплексу яскраво-синього кольору:
СН2-ОН
2 СН-ОН
СН2-ОН
гліцерин
н СН2-ОН
сн,-о. 2>о-сн
1 >гСик 1
+ Си(ОН)2 -> СН-ОС \О-СН2 + 2Н2О
1 ХН
сн2-он
купрум(П) гліцерат
Реакція з участю етиленгліколю відбувається аналогічно.
Етиленгліколь дуже токсичний.
Застосування'
— Етиленгліколь та гліцерин застосовують як домішки, які здатні знижувати температуру замер-
зання води; для виготовлення антифризів;
— етиленгліколь — для виготовлення синтетичного волокна лавсан;
— гліцерин — для добування синтетичних смол, вибухових речовин (динаміт); для пом’якшення
шкіри та тканин; у косметичній промисловості; основа для мазей та паст, добавка до мил; одер-
жання нітрогліцерину.
ФЕНОЛИ
Сполуки, у яких гідроксильні групи безпосередньо з’єднані з атомами Карбону бензеновбго ядра.
Свою назву вони одержали від найпростішого представника — фенолу:
ОН
(С6Н5-ОН).
Назва цієї сполуки за замісниковою номенклатурою ІЮПАК — гідроксибензен; 'фенол відомий та-
кож під назвою «карболова кислота». Залежно від кількості гідроксильних груп розрізняють одно-
атомні та багатоатомні феноли. Загальна формула одноатомних фенолів СпН2п_7ОН.
Будова. У молекулі фенолу відбувається взаємодія бензенового кільця з неподіленою електронною
парою атома Оксигену гідроксильної групи, внаслідок чого бензенове кільце відтягує електронну гус-
тину на себе:
4
Ця взаємодія призводить до збільшення електронної густини на бензеновому ядрі, особливо в по-
ложеннях 2, 4 та 6, що підвищує активність фенолу в реакціях заміщення у порівнянні з бензеном.
Крім того, зміщення електронної густини від атома Оксигену сприяє ще більшій поляризації зв’язку
0-Н та підвищенню рухливості атома Гідрогену. Внаслідок цього кислотні властивості фенолу більш
сильно виражені, ніж кислотні властивості спиртів.
Номенклатура. Назви фенолів згідно з номенклатурою ІЮПАК утворюються від назв відповідних
аренів з додаванням префікса гідрокси-. Для багатьох фенолів використовують тривіальні назви.
Таблиця 95
Структ> - "-'і. фо| іул?. 'РЙа. _ іу ; \ ' г : Назва за номенклатурою
~ ~ замісітковою. П0ПАК: - С тривіальною
6 й 3 .ОН -сн3 1-гідрокси-2-метилбензен о-крезол
6 .он
3[ 1 -гідрокси-3-метилбензен ж-крезол
сн3 -
6 НзС'^її" і/ОН 1] 2 1 -гідрокси-4-метилбензен п-крезол
Н3С\А^. Хд , з .он /СН3 СН ^сн3 1-гідрокси-2-ізопропіл-5- метилбензен тимол
Ізомерія. Для одноатомних фенолів характерна структурна ізомерія, яка зумовлена ізомерією по-
ложення замісників або ізомерією структури замісників.
Представники ізомерів складу СдН12О:
51 1) 4 || 1-гідрокси-2-н-пропілбензен; СН2-СН2- СН3
5, 2) 4 1 -гідрокси-З-н-пропілбензен; У 2 сн2 сн2-сн3
3)
4)
5)
6)
1-гідрокси-4-н-пропілбензен;
1-гідрокси-2-ізопропілбензен;
1-гідрокси-2-етил-4-метилбензен;
1 -гідрокси-2,4,6-триметилбензен.
Способи добування з природних джерел
Фенол виділяють із продуктів переробки кам’яного вугілля (приблизно 10%).
Таблиця 96
Фізичні властивості фенолу. Безбарвна кристалічна речовина з характерним запахом, малорозчин-
на у воді за кімнатної температури. У результаті окиснення на повітрі набуває рожевого забарвлен-
ня. Отруйна речовина.
Таблиця 97
д “її-? ' - - ---- ГАГ* ч. .' • Хімічні »ла С' ГИВОС' ті фенолу-" - * ,
ЬУмови.гіеребіїуреаішіИ^ Продукти, реакції'. і Приклади.; рівнях ь реакцій
Кислотні властивості «Карбонова кислота» перевершує за силою спирти (реагує не тільки з металами, але й з лугами), але поступається карбонатній кислоті.
Взаємодія з лужними ме- талами Водень і фено- лят, наприклад натрій фенолят 21 Vх011 г^\Х01чїа ІЇ + 2Иа -> 2^ |] + Н2 ? натрій фенолят
Взаємодія з лугами Фенолят і вода у /ОН + ИаОН -> 1 \ 1 /ОИа \ + Н2°
Карбонатна кислота витискує фенол із розчи- нів фенолятів /ОИа + СО2+Н2О || +КаНСО3 фенол
Реакції за участю ароматичного кільця Гідроксильна група активує бензенове ядро в положеннях 2, 4 та 6, що щення порівняно з бензеном полегшує реакції замі-
Продовження таблиці 97
Умови перебігу реакції .Продукти, реакції'- Приклади рівнянь V ій
Взаємодія з бромною во- дою — галогенування 2,4,6-три- бромфенол (безбарвний осад) Вг /°Н 011 + ЗВг2 -> у |Г 4- 4-ЗНВг бромна вода - і Ьч ' Вг^ Вг 2,4,6-трибромфенол (безбарвний осад)
Взаємодія з розбавле- ною нітратною кислотою в присутності сульфатної кислоти — нітрування 2,4,6-три- нітрофенол (пікринова кис- лота) сполука яскраво- жовтого кольору, має гіркий смак; сильна кислота н2бо /ОН +зно-ко2 Нг8О< > ио2 -> 111 + ЗН2° МО2 2,4,6-тринітрофенол (пікринова кислота)
Реакція поліконденсації відбувається при нагріванні фенолу з формальдегідом (метаналем) у при- сутності кислотних або основних каталізаторів. Утворюється високомолекулярна сполука з роз- галуженою структурою — фенолоформальдегідна смола. Реакція супроводжується відщепленням низькомолекулярного продукту — води (див. табл. 100)
Якісна реакція на феноли: при взаємодії з розчином феруМ(ІІІ) хлориду утворюються інтенсивно забарвлені комплексні сполуки. Для незаміщеного фенолу спостерігається фіолетове забарвлення, комплексні сполуки його гомологів мають забарвлення від червоного до зеленого
Застосування
— Фенол — для одержання фенолоформальдегідних смол, синтетичних волокон, барвників, лікар-
ських препаратів;
— фенолоформальдегідні смоли — для виробництва фанери, електричних приладів;
— пікринова кислота — для добування вибухових речовин;
— крезоли (метилфеноли) — як дезінфікуючі засоби.
АЛЬДЕГІДИ
Залежно від природи вуглеводневого радикалу розрізняють насичені, ненасичені та ароматичні кар-
бонільні сполуки. В молекулі кетону вуглеводневі радикали можуть бути як однаковим^,. так і різ-
ними.
Будова карбонільної групи. Атом Карбону в карбонільній групі перебуває в стані вр2-гібридиза-
ції. В молекулі альдегіду він утворює три О-зв’язки з трьома сусідніми атомами: Оксигену,. Карбону
і Гідрогену; в молекулі кетону — три а-зв’язки з двома атомами Карбону і атомом Оксигену. Завдя-
ки перекриванню негібридизованої р-орбіталі атома Карбону та р-орбіталі атома Оксигену між цими
атомами утворюється л-зв’язок. Електронна густина л-зв’язку С=О зміщена від атома Карбону до
більш електронегативного атома Оксигену. Полярність карбонільної групи у значній мірі впливає на
фізичні та хімічні властивості альдегідів і кетонів.
Електронна будова карбонільної групи:
к—о^н
альдегід
кетон
Насичені альдегіди
Номенклатура. Назви альдегідів згідно з номенклатурою ІЮПАК утворюють від назв відповідних
вуглеводнів із такою самою кількістю атомів Карбону в головному ланцюгу додаванням суфікса -аль.
Атоми Карбону головного ланцюга нумерують з атома Карбону альдегідної групи. Тривіальні назви
альдегідів походять від назв кислот, у які вони перетворюються при окисненні. Загальна формула
насичених альдегідів СпН2п+1СОН.
Таблиця 98
І йя 4^
и Цй о и адп \\/ і метаналь •ЛТРИ?!?,Л%Н-С --Л.'4 . - .. мурашиний альдегід; формальдегід
3 н етаналь оцтовий альдегід; ацетальдегід
сн3-сн,-с^° 8 2 н пропаналь пропіоновий альдегід
Ю СН3-СН2-СН2-С^Н бутаналь масляний альдегід; бутиральдегід
3 2 1 сн3- сн-с^„ сн3 2-метилпропаналь ізомасляний альдегід
СНз- сн2- сн2-сн2-с^° пентаналь валеріановий альдегід
сн3- сн2- сн2- сн2-сн2-с^2 гексаналь капроновий альдегід
Ізомерія. Для насичених альдегідів характерна структурна ізомерія, зумовлена різною структурою
вуглеводневого радикалу, сполученого з альдегідною групою.
Ізомери складу С4Н8О:
4 3 2 1 Л>
1) СН3-СН2-СН2-С^д бутаналь;
з 2 1 Л)
2) СН3—СН—2-метилпропаналь.
СН3
Таблиця 99
Способи добування
Назва способу . / 3. , г Приклад рівняння реакції
Окиснення спиртів:
— в промисловості — киснем повітря в присутності каталізаторів; 2СН,-СН2-ОН + О2 —Си/Си0 > 2СН3-С* +2Н2О; О А А О XI А * етанол етаналь 0
— в лабораторних умовах — хром(УІ) оксидом або купрум(ІІ) оксидом при нагріванні СН3-СН2-ОН + СиО —С—> СН3- С + Си + Н2О
Гідратація ацетилену (реакція Кучерова) Оскільки приєднання води відбувається за правилом Марковникова, із ацетиле- ну можна одержати оцтовий альдегід, із гомологів ацетилену — тільки кетони НС - СН + Н2О—>Гсн2=сн -> сн3-с^£ *иетвле“ 1 ег.нмь П он.
Окиснення вуглеводнів: — в промисловості метаналь добувають СН.+О2 —А<:5І1О°С > СН3-С^° + Н2О;
окисненням метану; — сучасний метод одержання етаналю в промисловості — окиснення етену 2СН2=СН2+О2 —р<1СІ»!С1іСІ‘ > 2СН3-С^Н етен етанель
Фізичні властивості насичених альдегідів. За звичайних умов метаналь — безбарвний газ, з різ-
ким запахом, добре розчинний у воді. Його водний розчин з масовою часткою 40% відомий під на-
звою формалін. Наступні члени гомологічного ряду — рідини; вищі альдегіди — тверді речовини.
Розчинність альдегідів у воді зі збільшенням молекулярної маси зменшується. Молекули альдегідів
не утворюють водневих зв’язків, тому їх температури плавлення та кипіння нижчі, ніж у відповід-
них спиртів.
Хімічні властивості насичених альдегідів. Характерні реакції приєднання та окиснення за карбо-
нільною групою.
Таблиця 100
Умови перебігу реакції—; Продукти реакції. *
1 Реакції відновлення (приєднання водню)
Взаємодія з воднем в присутності каталізато- рів (Рі, РсІ,„Ьіі) — гідру- вання (гідрогенізація) Первинні спирти сн3-сн2-с^° + н2 ^-4 пропаналь —ЇХЇЙ—> СН3-СН2-СН2-ОН 1-пропакол
Продовження таблиці 100
Умови" пбревч реакіцї . ; ^Продуктиреакції- £• і Прі лі м рівнянь реакцій "
Реакції окиснення — якісні реакції на альдегіди
Взаємодія з амоніач- ним розчином аргентум(І) оксиду (реактивом Тол- ленса)* — реакція «сріб- ного дзеркала» Відповідна карбоно- ва кислота та мета- лічне срібло (тон- кий шар на стінках пробірки у вигляді дзеркала) ^0 Г Ь СН3-(амоніачний р-н) * етаналь СН3-С^°Н + 2АЄ 4- етанова кислота
Взаємодія з комплексною сполукою Купруму(ІІ) си- нього кольору — реакти- вом Фелінга** Жовтий купрум(І) гідроксид, а по- тім — червоний осад купрум(І) оксиду СН3-С^° + 2Си(ОН)2 СН3-С*° + Си,ОІ + 2Н2О 3 ^ОН 2 2
Реакція поліконденсації відбувається при нагріванні суміші формальдегіду з фенолом у присутності кислотних або основних каталізаторів
Перша стадія — утворення проміжного продук- ту, що є одночасно і фенолом, і спиртом; друга стадія — взаємодія проміжного продукту по групі —СН2ОН з іншою молекулою фенолу, при цьому виділяється молекула води; утворена органічна сполука взаємодіє з фор- мальдегідом подібно до фенолу на першій стадії, продукт цієї взаємодії — з фенолом подібно до другої стадії і т. д. Кінцевий продукт полікон- денсації — фенолоформальдегідна смола. ґ +н с-н > ІТ формальдегід ^СН2ОН фенол он он он
Застосування.
Найбільше застосування мають метаналь та етаналь:
— метаналь — для виробництва пластмас (фенопластів); вибухових речовин, лаків, фарб, ліків,
— у вигляді формаліну — для зберігання біологічних препаратів, дезінфекції насіння;
— етаналь — важливий напівпродукт при синтезі оцтової кислоти та бутадієну (у виробництві
синтетичного каучуку).
* Реактив Толленса [А£(МН3)2]ОН спрощено позначаються — А£2О (амоніачний розчин).
* * Реактив Фелінга — комплекс, що утворюється при додаванні розчину купрум(П) сульфату до лужного роз-
чину калій-натрій тартрату (сегнетової солі):
СООИа ИаООС
І /Н |
СН-ОС /О-СН
। /СиС 1
СН-СК ^о-сн
І Нх І
соок коос
спрощено позначають як Си(ОН)2.
КАРБОНОВІ КИСЛОТИ
Похідні вуглеводнів, що містять у своєму складі карбоксильну групу -СООН.
Будова карбоксильної групи. Атом Карбону в карбоксильній групі перебуває в стані ^-гібридиза-
ції та утворює три о-зв’язки: два зв’язки з атомами Оксигену та третій з атомом Гідрогену (в мета-
новій кислоті) або атомом Карбону (в усіх інших кислотах). Завдяки перекриванню негібридизованої
р-орбіталі атома Карбону та р-орбіталі одного з атомів Оксигену між ними утворюється л-зв’язок.
Карбонільна група ^С=О карбонових кислот вже не вступає в реакції приєднання, властиві альдегі-
дам, проте завдяки зростанню полярності зв’язку О—Н гідроксильного фрагмента атом Гідрогену на-
буває більшої рухливості та кислотні властивості карбонових кислот значно підсилюються у порів-
нянні зі спиртами.
Електронна будова карбоксильної групи: К—С. •• *
*—±1
••
Номенклатура. Назви карбонових кислот згідно з номенклатурою ІЮПАК утворюють від назв від-
повідних вуглеводнів з тією самою кількістю атомів Карбону в головному ланцюгу додаванням су-
фікса -ов та слова «кислота». Атоми Карбону головного ланцюга нумерують з атома Карбону карбок-
сильної групи. У назвах карбонових кислот дуже широко використовують тривіальну номенклатуру.
Загальна формула насичених монокарбонових кислот СлН2л+ІСООН.
Таблиця 101
Деякі найпоширеніші монокарбонові кислоти та їх кислотні залишки
~ “ч ' і '< ґ ” Структурна : формула кислоти ' •і ? ’ ' зашомспклатуроіо- л. Я Назва-кислоти ••'і. а К-СОО— за но огозалипіку мЙ^8Лй»;..
; попак. попак. 4 і тривіальною«і;: -.-.Ліві'»»
нс-§н метанова мурашина метаноат форміат
.0 СН3-С^0Н етанова оцтова етаноат ацетат
^0 сн3-сн2-с<он пропанова пропіонова пропаноат пропіонат
^0 СН3- СН2- СН2- С <он бутанова масляна бутаноат бутират
СН3-(СН2)3-С <он пентанова валеріанова пентаноат валерат
Продовження таблиці 101
Структурна : формула КИСЛОТИ Назва кислоти за номенклатурою Назва кисло1 юі"' залишку К—СОО— за юменклг урою
тривіальною ІІОПАК ; тривіальною
„о сн3-(сн2)4-с^он гексанова капронова гексаноат . * капрат
СН3-(СН2)14-С гексадеканова пальмітинова гексадеканоат пальмітат
СН3-(СН2)16-С^Н октадеканова стеаринова октадеканоат стеарат
.о СН3-(СН2)7 -СН= СН-(СН2)7 - С <он 9-октадеценова олеїнова 9-октадеценоат олеат
о /\\ о о бензенова бензенова бензеноат бензоат
Найпростіший представник насичених дикарбонових кислот — етандіова (щавлева) кислота.
*С-С^
НО^ ^ОН
СК А)
Кислотний залишок цієї кислоти С-Сф- має назву етандіоат (оксалат).
Насичені монокарбонові кислоти
Ізомерія. Для насичених монокарбонових кислот характерна структурна ізомерія, яка зумовлена
різною структурою вуглеводневого радикалу, сполученого з карбоксильною групою. Крім того, для
карбонових кислот характерна міжкласова ізомерія: вони ізомерні естерам.
Ізомери складу С4Н8О2:
4 3 2 1 ^0
1) сн3-сн2-сн2-с*он бутанова кислота;
3 2 1 '0
2) СН3-СН-С<0 1 2-метилпропанова кислота;
сн3
3) сн,-сн,-се°_сн> метилпропаноат;
4> ^“С^о-СЩ-СН, етилетаноат; *
^.0
5) Н с^0_СН2_СН2_СНз н-пропі лметаноат;
ТТ 6) н с^0_-еН_СНз ізопропі лметаноат.
СН3
Таблиця 102
Способи добування
Спосіб і’л - і: -’’ ' < ' 5 -Приклад рівняння реакції.
Найчастіше для добування карбоно-
вих кислот використовують реакції
окиснення органічних сполук:
— окиснення альдегідів (наприклад, СН3-С^° СН3-С*° + 2А£І;
реакція «срібного дзеркала»); етаналь етанова кислота 0
— окиснення первинних спиртів СЩ-СН2-СН,- ОН—[01;^°^ > СН,-СН2 С^„„ + Н2О; 6 а г н аг ОН. 4
сильними окисниками (калій 1-пропанол пропанова кислота
перманганат у кислому середо-
вищі) дозволяє минути стадію
утворення альдегіду; о
— каталітичне окиснення алканів 2СН,+30..—> 2НС^,,„ + 2Н,0
киснем повітря — промисловий метан мурашина кислота
спосіб добування нижчих та ви-
щих карбонових кислот;
— окиснення алкенів розчином ка- СН3-СН=СН-СН2-СН3 СН^С^н +
лій перманганату в кислому се- 2-пентан етанова кислота
редовищі призводить до розщеп- + СНд—СН2~Сх~ТТ 4 * он
лення молекул алкенів за по- пропанова кислота
двійним зв’язком з утворенням
відповідних карбонових кислот
Специфічні способи добування: СО - Н-С*° - —> н-с^° карбоніл) ^ОИа ОН
• мурашиної кислоти; оксид натрій форміат мурашина кислота
• оцтової кислоти. СН3ОН со;і5о-с;соіа у СН3-С^°
Фізичні властивості насичених монокарбонових кислот. Насичені монокарбонові кислоти С1 — С9 за
кімнатної температури — рідини з неприємним подразнюючим запахом; вищі карбонові кислоти (С1о
і наступні), — тверді речовини без запаху. Полярні молекули карбонових кислот утворюють водневі
зв’язки між собою або з молекулами води:
К-С
...
''О-Н
Н-О
... о
Наявність водневих зв’язків зумовлює навіть більш високі, ніж у спиртів, температури кипін-
ня карбонових кислот, необмежену розчинність у воді перших чотирьох представників гомологічного
ряду. Зі збільшенням відносної молекулярної маси розчинність зменшується; вищі кислоти практич-
но нерозчинні у воді.
Хімічні властивості насичених монокарбонових кислот. Характерні реакції за участю карбоксиль-
ної групи,’в. тому числі вияв кислотних властивостей, та реакції за участю вуглеводневого радикала:
заміщення атомів Гідрогену біля а -карбонового атома.
Таблиця 103
.'1 У мови? перебігу реакції їв "Продукти реакції Приклади рівнянь реакцій ЧНт” ' -
Реакції за участю карбоксильної групи
Кислотні властивості: розчинні кислоти — слабкі електроліти, в гомологічному ряді сила змен- шується зі збільшенням вуглеводневого радикала, отже, найсильніша карбонова кислота — мура- шина.
Дисоціюють у водних розчинах з утворенням каті- она Гідрогену та аніона кислотного залишку. Змі- нюють забарвлення індикаторів к"с?он <=* «-с?о- + н*
Властивості, спільні для органічних і неорганічних кислот:
Взаємодія з металами, розташованими зліва від водню в електрохімічному ряді напруг металів Сіль і водень 2СН3 СООН+ Ме -> (СН3СОО)2Ме + Н2Т оцтова кислота магній ацетат (етанова) («агнійетаноат)
Взаємодія з основними та амфотерними оксидами Сіль і вода 2СН3-СООН + К2О -> 2СН3-СООК + Н2О оцтова кислота калій ацетат (етанова)
Взаємодія з основами та амфотерними гідроксидами Сіль і вода СН3-СООН + КаОН -> СН3-СООКа + Н2О натрій ацетат
Взаємодія з солями Сіль і летка (або більш слабка кислота) СН3-СООН + КаНСО3 -> —»СН3-СО(Жа + СО2 Т +Н2О
Властивості, характерні тільки для органічних кислот
Утворення естерів (склад- них ефірів). Взаємодіють зі спиртами у присутності неорганічних кислот (від- бувається оборотна реакція естерифікації ) Естер і вода. Гідрок- сильна група відще- плюється від кисло- ти, а атом Гідроге- ну — від спирту сн3-с^[ + гі,о-сн2-сн3 <_ оцтова кислота ^^н2о + сн3-с-§_СН2_СНз етилацетат
Утворення ангідридів. При нагріванні у присут- ності водовід’ємних речовин дві молекули кис- лоти відщеплюють воду з утворенням ангідриду кислоти 2СН3-СООН—*• > (СН3-СО)2О + Н2О • оцтовий ангідрид
Реакції заміщення Гідрогену при а-карбоновому атомі
Взаємодія з галогена- ми (хлором або бромом) у присутності червоного фосфору а -галогенкарбонові кислоти за будь-якої довжини вуглеводне- вого радикала Т Г- а С Н3- С Н2- С Н2- СООН + С12 —> 4 3 2 1 —> СН3-СН2-СН-СООН + НС1 СІ 2-хлорбутанова кислота (а-хлормасляна кислота)
Продовження таблиці 103
Умови перебігу реакції > Л Продуктиреакції . й а
Специфічні властивості мурашиної кислоти
Вступає в реакцію «срібно- го дзеркала» по альдегід- ній групі Вугільна кислота та металічне срібло ^0 Н-С?’тт + Ае.О (амоніачний розчин) —> 11 6 мурашина кислота -> 2А§ 1 + СО2Т + Н2О;
Розкладається при нагрі- ванні Карбон(ІУ) оксид і водень н~с^2„ ——»со2Т + н2Т ОН 2 2
Розкладається при нагрі- ванні з концентрованою сульфатною кислотою Карбон(П) оксид і вода Н-С^° —'°;Н,50< >СО Т + Н2° VII
Застосування
— Мурашина кислота — протрава при фарбуванні вовни; для консервації фруктових соків; відбі-
лювач; "дезінфекційний препарат.
— Оцтова кислота — сировина в промисловому синтезі барвників, медикаментів, органічного скла;
розчин оцтової кислоти (3—8%) — у харчовій промисловості та у побуті як смаковий та кон-
сервувальний засіб (столовий оцет).
ЕСТЕРИ. ЖИРИ. МИЛА
Естери (складні ефіри)
Похідні карбонових кислот, у яких атом Гідрогену карбоксильної групи заміщений вуглеводневим
радикалом. Загальна формула естерів насичених монокарбонових кислот СпН2п+1СООК, де К — вуг-
леводневий радикал. Естери можуть бути утворені спиртами та неорганічними кислотами (нітратною,
сульфатною та ін.).
Будова. Подібна до будови молекул карбонових кислот:
К-С^о-н та К-С''О-К'
карбонова кислота естер
Різниця у будові полягає у відсутності в молекулі естеру активного атома Гідрогену та наявності
вуглеводневого залишку.
Номенклатура. Назви естерів згідно з номенклатурою ІЮПАК утворюють від назви вуглеводнево-
го радикалу спирту (або фенолу) та назви кислоти, в якій суфікс -ов і слово «кЙЙЙбТа» замінюють
суфіксом -оат.
. - Таблиця 104
.Структурна, ,1^ формула естеру
Ц іюпдк : , ' й&к• •' тривіальною : _
н-с4н,. метилметаноат метилформіат, метиловий ефір мураши- ної кислоти
сн^с-§сан5> етилетаноат етилацетат, етиловий ефір оцтової кис- лоти
Продовженні таблиці 104
-• й®р^0р:наа.. -; ’ « іададмі—ік. ітурою-- »'*'
йзЄЖОЖві / •тривіальною
3 2 1 ^0 сн3-сн-с*ОСНз сн3 метил-2-метил- пропаноат метилізобутират, метиловий ефір ізомас- ляної кислоти
с-° ^•^^ОС2Н6 етилбензеноат етилбензоат, етиловий ефір бензенової кислоти
,р \\/ о 1 Я фенілметаноат фенілформіат, феніловий ефір мурашиної кислоти
Ізомерія. Для естерів насичених монокарбонових кислот характерна структурна ізомерія, яка зу-
мовлена різною структурою вуглеводневих радикалів кислоти та спирту. Крім того, для естерів ха-
рактерна міжкласова ізомерія: вони ізомерні карбоновим кислотам.
Деякі представники ізомерів складу С4Н8О2:
1) Н3С-СН2-СН2-О-С-Н
О
2) Н3С-СН-О-С-Н
3 І II
СН3 О
3) Н3С-СН2-О-С-СН3
< о л || а
О
п-пропіловий естер мурашиної кислоти;
ізопропіловий естер мурашиної кислоти;
етиловий естер оцтової кислоти.
Способи добування.
Один з основних способів добування естерів — реакція естерифікації:
0 н* О
С'моН + Н;О-В <—2 К-+ Н2О
карбонова кислота”~~”~^:пиІ)Т естер вод.
Реакція естерифікації є оборотною; зсунути рівновагу у бік утворення продуктів реакції можна
відгонкою естеру або зв’язуванням води, що виділяється, сульфатною кислотою.
Фізичні властивості естерів. Естери нижчих карбонових кислот — леткі рідини, багато з них ма-
ють приємний фруктовий або квітковий запах (С3Н7СООСН3 має запах яблук; С3Н7СООС2Н5 — запах
ананасів; СН3СООСН2СН(СН3)2 — запах бананів). Оскільки в молекулах естерів відсутні міжмолеку-
лярні водневі зв’язки, вони практично нерозчинні у воді та мають більш низькі температури кипін-
ня, ніж ізомерні їм карбонові кислоти.
Таблиця 105
V і1..'1'іЛіаСТЙПЕЮСТІ-^-ЄСТЄр1Й»
Наявність у молекулі естеру групи -СООК призводить до достатньої стійкості до дії різних реа-
гентів; легко відбуваються реакції гідролізу та горіння
Реакції гідролізу
Кислотний гідроліз — оборотний процес, зворотній до реакції естерифікації:
СН^С^сн, + н2° е^г80< > СНз-С^он + СНз-ОН
метанол
метилетаноат станова кислота
Продовження таблиці 105
' ? . ^гіїлГ-лХімічнїіві; іастивостіесте
Лужний гідроліз (омилення) — необоротний процес завдяки утворенню солі, яка не вступає в ре-
акцію зі спиртом:
СН3— с<сн + КаОН(Н2О)-> СН3-С<ОКа + СН3-ОН
_ метанол
* метнлетаноат натрій ацетат
Реакції горіння
Рідкі естери легко займаються та згоряють з утворенням вуглекислого газу та води:
СН,-СООС,Н, + 50, -> 4С0, Т + 4Н,О
О О 4 л «С
Застосування
— Як розчинники для лаків, фарб і нітратів целюлози;
— як носії фруктових ароматів у харчовій промисловості;
— як полімерні матеріали (лавсан);
— у медицині.
Жири
Являють собою естери гліцерину та вищих карбонових кислот. Загальна назва жирів - тригліце-
риди.
Будова. Загальна формула жирів:
СН2-О-С^
сно-сїГд.
СН2-О-С^-
де КСО-, Н'СО-, К"СО- переважно залишки пальмітинової ( С,6Н31-СООН), стеаринової (С17Н35-СООН)
або олеїнової (С17Н33-СООН) кислот.
Молекули природних жирів, як правило, утворені кількома вищими карбоновими кислотами, тоб-
то являють собою змішані естери.
Номенклатура. За номенклатурою ІЮПАК вихідною структурою в молекулі жиру, вважають глі-
церин. Залишки вищих карбонових кислот перелічують на початку назви. Якщо необхідно, вжива-
ють множинні префікси ди- (ді-) та три-. За тривіальною номенклатурою назви жирів утворюють від
назв відповідних кислот заміною частини назви кислоти -инова (-їнова) і слова «кислота» на суфікс
-ин (-їй).
Таблиця 106
Структури ' - «• : ,ЦаЗВа За НОІ иенклатур&ю - »
формула жг ФУ ....." тривіальною
СН2-О-СО-С17Н33
СН-О-СО-С17Н33 триолеоїлгліцерин триолеїн
СН2-О-СО-С17Н33
СН2-О-СО-С15Н31 СН-О-СО-С17Н35 СН2-О-СО-С17Н33 І-пальмітоїл-2-стеароїл-З- олеоїлгліцерин 1 -пал ьміто-2 -стеароолеїн
Ізомерія. Для жирів характерна структурна ізомерія, зумовлена різним взаємним розміщенням
ацильних залишків карбонових кислот у структурі триацилгліцерину. Наприклад: ізомери складу
СН2-О-СО-С17Н35
। сі її до
СН-О-СО-С17Н33
СН,-О-СО-СІ5На,
1-стеароїл-2-олеоїлЗ-пальмітоїлгліцерин
сн2-о-со-с15на.
। л ю оі
СН-О-СО-С17Н33
СН2-О-СО-С17Н35
1 -пальмітоїл-2-олеоїл-З-стеароїлгліцерин
Способи добування з природних джерел: жири виділяють з тваринної або рослинної сировини.
Синтетичні способи добування (реакція естерифікації) не мають промислового значення внаслідок
доступності різноманітної природної сировини.
Реакцію естерифікації вперше здійснив М. Бертло в 1854 р.:
сн2-он + но:-с' 4 С-17Н35 -О
сн-он + но:-с? 1 ‘ ^17^35 _ П
СН2-ОН + НО!-С^с н гліцерин стеаринова кислота
СН2—О—С^р тт
І 2 С17Н35
<—1— и* СН—О—тт + ЗН2О
| Ч?М35 2
СН2-О-С^г тт
Сі7гі.35
трнстеарин
Фізичні властивості жирів. Рослинні жири, які побудовані переважно із залишків ненасичених
кислот, — рідини; жири тваринного походження, що містять залишки насичених кислот', — тверді.
Жири нерозчинні у воді, але добре розчинні в неполярних органічних розчинниках — бензені, те-
трахлорметані, гексані. Жири відіграють важливу роль у природі: при їх окисненні та розщепленні
в організмі виділяється енергія.
Таблиця 107
. Хімічні властивості жирів
Для всіх жирів, як і для інших естерів, характерні реакції гідролізу. Крім того, залишки нена-
сичених кислот в рідких жирах зберігають властивості алкенів.
Продовження таблиці 107
' Хімічні властивості жирів .'і.-' »>.. -
Реакція гідролізу
Кислотний гідроліз може відбуватися при неправильному або дуже тривалому зберіганні жиру:
під дією вологи, світла та тепла він прогоркає — набуває неприємного запаху та смаку, що зу-
мовлені-утворенням кислот:
СН2-ОССс тт сн2-он
1 ^о15 31 н І
СН-О-С<р тт + ЗН,0 СН-ОН + ЗС.ЛІ,.-С^„„
| С15Н31 2 | 15 31 ОН
_,тт „ _^-0 /“лтт пальмітинова кислота
2 С15Н31 2
трипальмітин гліцерин
Лужний гідроліз (омилення) призводить до утворення гліцерину та солей вищих карбонових кис-
лот, які називають милами*,
СН,-О-С^р тт сн,-он
І 2 Чтпзз І
СН-ОС*^ + ЗНаОН(Н2О) —СН-ОН + ЗС17Н33-С^°Ка.
СН2-О-С*с тт СН2-ОН
2 ^С17Н33 2
трислеїн гліцерин
Реакції приєднання
Реакції приєднання характерні для рослинних жирів, що містять залишки ненасичених кислот
Знебарвлення бромної води:
СН2-О-СО-(СН2)7-СН=СН-(СН2)7-СН3 СН2-О-СО-(СН2)7-СН(Вг)- СН(Вг)-(СН2)7-СН3
СН-О-СО-(СН2)7-СН=СН-(СН2)7-СН3 31ІГ; СН-О-СО-(СН2)7-СН(Вг)- СН(Вг)-(СН2)7-СН3
СН2-О-СО-(СН2)7-СН=СН-(СН2)7-СН2 СН2-О-СО-(СН2)7-СН(Вг)- СН(Вг)-(СН2)7-СН3
трнолеїи гексабромтристеарин
Приєднання водню — гідрування (гідрогенізація)-.
СН2-О-СО-С17Н3, СН2-О-СО-С17Н35
2 XI ММ 11 ОМ
СН-О-СО-С17Н33 + ЗН2 > СН-О-СО-С17Н35
І І
СН2-О-СО-С17Н33 СН2-О-СО-СІ7Н35
трнолеїн тристеарин
Процес гідрування має важливе промислове значення. Гідруванням рослинних жирів одержують
твердий продукт — сало мас, який застосовують для виготовлення маргарину та інших продуктів
харчування. _
Застосування
— Широкі застосовуються для виготовлення мила, косметичних засобів, жирних кислот, свічок,
гліцерину;
— використовуються у харчовій, фармацевтичній, косметичній промисловості.
Мила
* *
Являють собою натрієві та калієві солі вищих карбонових кислот. Добувають мила гол'овним чи-
ном лужним гідролізом (омиленням) жиру:
сн,-о-со-к сн2-он ,
1 г 1
СН-О-СО-К + ЗКОН(Н2О) —і—> СН-ОН + К-СООК + К'-СООК +К" СООК
І І
СН2-О-СО-К" сн2-он
’к“р глЩернв
При виготовленні мила в нього додають духмяні речовини, гліцерин, барвники, антисептики.
Мийна дія мила — досить складний процес; вона пояснюється наявністю в молекулах мила поляр-
ної йонної частини (-СОО~Ка+ або -СОО К+), та неполярного вуглеводневого радикала, який містить
12-18 атомів Карбону. Молекули мила оточують частинки бруду чи жиру, при цьому полярна час-
тина молекули взаємодіє з водою, а неполярна — з брудом. В розчинах утворюються міцели, завдя-
ки чому бруд або жир переходять у розчин. У жорсткій воді, яка містить йони Са2+ та М§2+, мило
втрачає свою мийну здатність внаслідок утворення замість піни осаду нерозчинних у воді кальцієвих
і натрієвих солей вищих карбонових кислот.
2С17Н,,СООКа + Са2+ -» (С.7Нч,СОО),Са 4- + 2Ка+
*« оо х и оо г £.
натрій олеат кальцій олеат
Кальцієві та магнієві солі вищих сульфокислот або алкілбензенсульфокислот добре розчинні у воді,
тому натрієві солі таких сульфокислот широко використовуються як синтетичні мийні засоби і є осно-
вою пральних порошків. Приклад солей: С12Н25О8О3Па (натрій н-лаурілсульфат) та С16Н33С6Н48О3Ка
(натрій н-цетилбензенсульфонат).
ВУГЛЕВОДИ
Органічні сполуки, що мають схожу будову та властивості, і склад яких у більшості випадків
може бути виражений формулою Сп(Н2О)т. Ця молекулярна формула і пояснює назву «вуглеводи»,
оскільки перші відомі представники цього класу формально складалися з Карбону (вуглецю) і води.
Вуглеводи широко розповсюджені у природі та відіграють важливу роль у біологічних процесах жи-
вих організмів.
іМсжагахари^кї^-
полі^нкцібнвльнї. сполуки
- Альдози
(альдегідоспирти)
містять спиртові групи -ОН
та альдегідну групу -С<^
Найважливіший представник — глюкоза
(виноградний цукор):
Кетози
(кетоспирти)
Містять спиртові групи -ОН
О
II
та кетонну групу — С-
Найважливіший представник — фруктоза
(фруктовий цукор):
с-2
н-с-он
І
но-с-н
н-с-он
Н-С-ОН
СН2-ОН
СН2-ОН
С=О
НО-С-Н
І
Н-С-ОН
н-с-он
СН2-ОН
Глюкоза і фруктоза — структурні ізомери, їх молекулярна формула С0Н12О6
Глюкоза
Найважливіший і найпоширеніший моносахарид; міститься у соку винограду, інших ягід і фрук-
тів, у крові людини (близько 0,1%); структурна ланка сахарози, крохмалю та целюлози.
Будова. Молекулярна формула — С6НІ2О6; альдегідоспирт, який містить одну альдегідну та п’ять
гідроксильних груп. Молекула глюкози може існувати в трьох ізомерних формах:
С^°
н——он
но——н
Н-—он
Н-—он
СН2ОН
Р -глюкоза (циклічна форма)
глюкоза (відкрита (альдегідна) форма)
У розчині встановлюється рівновага між трьома формами; відкрита форма міститься у найменшій
кількості. Циклічні форми глюкози не містять альдегідну групу та відрізняються між собою тільки
просторовим розташуванням атому Н та групи ОН у першого атому Карбону Сх.
у природі
синтезується в результаті реакції фотосинтезу:
6СО,+ 6Н,О—> СвН.,О.+ 6О, Т
л £ О О а
фотосинтез глюкоза
у промисловості
виробляють гідролізом крохмалю
в присутності сульфатної кислоти:
(СвН1оО5)„ +„ пН2О -^?^-> пС6Н12О6
Цей процес забезпечує перетворення світлової енер-
гії в хімічну, яка потім в живих організмах здатна
перетворюватись в інші види енергії
Фізичні властивості глюкози. Безбарвна тверда речовина, солодка на смак, добре розчинна
У воді.
Хімічні властивості глюкози. Виявляє характерні властивості альдегідів та багатоатомних спиртів,
а також має певні специфічні властивості.
Таблиця 108
1 5 пеакпії " -Л ЙШ •5_‘‘ і' й Ж' 5 '' Приклади рівнянь реакцій
Реакції за участю альдегідної групи
Відновлення в при- • сутності каталізатора гідрування Шестиатомний спирт — сорбіт НОСН2-(СНОН)4-С —ЖІ-№ > —> НОСН2-(СНОН)4-СН2ОН
Окиснення амоні- ачним розчином аргентум(І) оксиду (реактивом Толлен- са) — реакція «сріб- ного дзеркала» Глюконова кис- лота та металічне срібло НОСН2 (СНОН)4~С л +А£2О (амоніачний розчин) —> -> НОСН2-(СНОН)4-С*°Н +2А§ X
Вуглеводи, які вступають в реакцію «сріб- ного дзеркала», називають відновлюючими
Окиснення купрум(П) гідроксидом при на- гріванні Глюконова кис- лота та купрум(І) оксид (червоний осад) ,О НОСН2-(СНОН)4-С^Н+2Си(ОН)2 ——> е > НОСН2-(СНОН)4-С^°Н + Си2О X +2Н2О
Продовження таблиці 108
Умови перебігу реакції Продукти-реакції г Шрїїклади^рівн&ь реакцій л * .. * -
Реакції за участю гідроксильних груп
Вступає в якісну реакцію на багатоатомні спирти:
Взаємодіє з купрум(ІІ) гідрокси- дом Комплексна спо- лука яскраво- синього кольо- ру — сахарат (загальна назва подібних сполук вуглеводів) Нх ^О Нч ,0 с с н—он н—он но—н . но—н + Си(ОН)2 + -> н ОН н он н он н он СН2ОН СН2ОН Нч ^о н^ ^о с с н он но н НО-—Н Н ‘ОН н—он но—н + 2Н2° Н О< Л—н СН2-О^ ^о-сн2
Специфічні властивості
Здатність до розщеплення під дією ферментів — бродіння. Залежно від складу продуктів розріз- няють:
спиртове бродіння; етанол і карбон(ІУ) оксид с н,,Ов —фер^и > 2С2Н.ОН + 2С0„ Т О 12 б 2 0 2
молочнокисле бродіння; молочна кислота С.Н.,0. —2СН„-СН-С00Н V 12 6 о । он
маслянокисле бродіння масляна кислота, карбон(ІУ) оксид і водень СН,,О6—> сн..сн,-сн,-соон + б 12 V о 2 2 + 2СО2 Т+2Н2 Т
Окиснення в організмі С6НІ2О6 + 6О2 -> 6СО2 Т при цьому виділяється киснем повітря: + 6Н2О ’ велика кількість енергії, необхідної клітинам
Застосування
— У харчовій: промисловості, в медицині;
— сировина для виробництва глюконової та аскорбінової кислот;
— для виробництва етанолу (спиртовим бродінням).
Сахароза
Сахароза (звичайний цукор) С12Н22О1] належить до дисахаридів; продукт сполучення залишків
глюкози і фруктози з відщепленням води. Міститься в соку цукрової тростини (14-16%); цукрового
буряку (16—21%) та в деяких інших рослинах.
Будова. Складається із залишків молекули глюкози в а-формі та фруктози в Реформі:
Сахароза
Сахароза не може існувати у відкритій формі.
Способи добування. Утворюється в клітинах рослин під дією ферментів шляхом відщеплення мо-
лекули води від а-глюкози та Р-фруктози:
Фізичні властивості сахарози. Безбарвна кристалічна речовина, добре розчинна у воді, солодка на
смак.
Хімічні властивості сахарози. Сахароза, на відміну від глюкози, не містить вільну альдегідну
групу, тому не виявляє відновлюючих властивостей (належить до невідновлюючих дисахаридів). Не
вступає в реакцію «срібного дзеркала» з амоніачним розчином аргентум(І) оксиду та не відновлює
купрум(ІІ) гідроксид.
Виявляє властивості багатоатомних спиртів: з лужним розчином купрум(ІІ) гідроксиду вона утво-
рює купрум(ІІ) сахарат яскраво-синього кольору, подібно до глюкози; з кальцій гідроксидом — каль-
цій сахарат, який використовують для очищення цукру на цукрових заводах.
При гідролізі в присутності сильних кислот сахароза утворює суміш моносахаридів (інвертний цу-
кор, що міститься в меді):
С,2Н22Ои + Н2О —-—> С-Н12О6 + С.Н. 20в
сахароза глюкоза фруктоза
При 200° С сахароза втрачає воду та перетворюється в буру масу — карамель.
Застосування
— Цінний харчовий продукт, що легко розщеплюється в організмі людини під дією ферментів та
надає необхідну енергію;
— у виробництві етанолу;
— інвертний цукор — для виробництва карамелі, штучного меду, підсолодження харчових про-
дуктів.
Крохмаль
Разом з целюлозою належить до найважливіших представників полісахаридів. Крохмаль і целюло-
за мають однакову молекулярну формулу (СвН12Ое)в, де п в молекулах крохмалю може дорівнювати
кільком тисячам; у молекулах целюлози — десяткам і. сотням тисяч.
Будова. Макромолекули побудовані з молекул а-глюкози:
Таким чином утворюються довгі нерозгалужені ланцюги; якщо з’єднання відбувається за участю
-ОН групи при атомі С6 — утворюються макромолекули розгалуженої будови.
Способи добування. Крохмаль виділяють із природних джерел (сировини): зернових культур (рису,
кукурудзи) та картоплі.
Фізичні властивості крохмалю. Безбарвна тверда речовина; зустрічається у вигляді зерен; не роз-
чиняється у холодній воді, а у гарячій — набрякає з утворенням в’язкого розчину — крохмального
клейстеру.
Хімічні властивості крохмалю. Крохмаль, як і сахароза, не вступає в реакцію «срібного дзерка-
ла» з амоніачним розчином аргентум(І) оксиду та не відновлює купрум(ІІ) гідроксид, тобто належить
до невідновлюючих вуглеводів.
При нагріванні з водою в присутності сульфатної кислоти або під дією ферментів, як і у випадку
сахарози, відбувається гідроліз крохмалю з утворенням спочатку ланцюгів з меншою молекулярною
масою (декстринів), потім дисахариду (мальтози) і нарешті — глюкози:
(СвН10О8)„+ пН2О—фермій _^сбн12о6
крохмаль глюкоза
Взаємодія зі спиртовим розчином йоду з утворенням комплексної сполуки інтенсивно синього ко-
льору — якісна реакція як на йод, так і на крохмаль.
Застосування
— Головна складова частина харчових продуктів (круп, картоплі, хліба);
— у харчовій, текстильній промисловості, медицині;
— у виробництві фарб та клеїв.
Целюлоза
Широко розповсюджена у природі, як і крохмаль. Складова частина оболонки клітин рослин (кліт-
ковина).
Будова. Макромолекули побудовані із молекул Р-глюкози, на відміну від крохмалю, який склада-
ється з залишків глюкози в а-формі:
< ” ... . • _
До скл'аду макромолекул целюлози входить значно більша кількість залишків глюкози, ніж до ма-
кромолекул крохмалю. Вони мають лише лінійну будову та зв’язані між собою водневими зв’язками
з утворенням волокон.
Способи добування. Утворюється в рослинах, як і інші вуглеводи, у процесі фотосинтезу. 50% це-
люлози виділяють із деревини; майже у чистому вигляді вона міститься у бавовш. .
Фізичні властивості целюлози. Волокниста речовина білого кольору; не розчиняється у воді, але
добре розчиняється в концентрованому розчині цинк хлориду та амоніачному розчині купрум(ІІ)-
гідроксиду.
Хімічні властивості целюлози. Целюлоза, як і крохмаль, не вступає в реакцію «срібного дзерка-
ла» з амоніачним розчином аргентум(І) оксиду та не відновлює купрум(ІІ) гідроксид, тобто належить
до невідновлюючих вуглеводів.
Целюлоза, як і крохмаль, гідролізується під дією сульфатної кислоти з утворенням глюкози:
(СвН10О5)„+ пН2О—Ь§2и_»СвНмО..
целюлоза глюкоза
Целюлоза згоряє в повітрі:
(С.Н1ПО.)„ + 6пО, -» 6лСО2 Т+ 5пН,О.
' б IV О 'П л а л
Оскільки кожна структурна ланка целюлози має три гідроксильні групи, для целюлози характерна
реакція естерифікації, що відбувається, як і у випадку спиртів, при взаємодії з кислотами:
[СвН7О2(ОН)3]п
целюлоза
Зпісн.со), у ГсбН7О2(ОСОСН3)31 + ЗпСН3СООН
оцтовий ангідрид
триацетат целюлози
ЗпНО-КОа(На8О4)
нітратна кислота
[СвН,О2(ОКО2)3]п+ ЗпН2О
тринітрат целюлози
Целюлоза при нагріванні без доступу повітря розкладається:
(СЙН,ПО,)„—1—> С(тв.) + Н2О + СН3ОН + СН3СООН + СН3-С-СН3
О
Застосування
— Широко застосовується у народному господарстві та побуті: виготовлення штучних волокон, по-
лімерних плівок, пластмас, лаків;
— тринітрат целюлози — для виготовлення бездимного пороху та вибухових речовин; -
— триацетат — представник штучних волокон.
НІТРОГЕНОВМІСНІ ОРГАНІЧНІ СПОЛУКИ
Атом Нітрогену може входити до складу органічних сполук у складі таких функціональних
груп:
— нітрогрупи -КО2;
— аміногрупи ~ЬШ2;
— амідогрупи (пептидної групи) -С-КН-.
О
В усіх групах атом Нітрогену безпосередньо зв’язаний з атомом Карбону.
Аміни
Органічні похідні амоніаку ЬШ3, в якому один, два або всі три атоми Гідрогену заміщені на вуг-
леводневі радикали.
Загальна формула насичених аліфатичних амінів (алкіламінів) СлН2л13ЬІ; для первинного алкіламі-
ну — С„Н2л+1КН2; для первинного ариламіну — СпН2п 7МН2.
Будова. В амінах атом Нітрогену перебуває в стані зр3-гібридизації та має тетраедричну орієнта-
цію орбіталей: -
0
Рис. 10. зр2-гібридизація атома Нітрогену в амінах
Із чотирьох гібридних орбіталей три орбіталі беруть участь в утворенні зв’язків С—N або Т4-Н.
На відміну від атома Карбону в алканах на четвертій зр3-орбіталі містяться два спарені електрони,
які здатні утворювати хімічний зв’язок тільки за донорно-акцепторним механізмом. Наявність непо-
діленої електронної пари, до якої, як і у випадку молекули амоніаку, може приєднуватись катіон
Гідрогену, зумовлює основні властивості амінів.
Номенклатура. Назви первинних амінів згідно з замісниковою номенклатурою ІЮПАК утворюють
додаванням до назви вуглеводню суфікса -амін та позначенням положення -НН2 групи в карбоновому
ланцюгу. Вторинні та третинні аміни розглядають як похідні первинного аміну, за який приймають
найскладніший радикал при атомі Нітрогену. Інші замісники вказують в алфавітному порядку із за-
значенням локанту Ьї—. За радикало-функціональною номенклатурою ІЮПАК назви амінів утворюють
від назв вуглеводневих радикалів, які вказують в алфавітному порядку, з додаванням суфікса -амін.
Таблиця 109
Структурна формула'' амін Назва за номенклатурою ІЮПАК „
замісниковою . радикало-фуі пальною
сп3-йн2 метанамін метиламін
сн3-сн2-сн-сн3 N4, 2-бутанамін ешор-бутиламін
сн3-м-йн-сн3 3 1 11 3 Н, сн3 N -метил-2-пропанамін ізопропілметиламін
Продовження таблиці 109
^.^труктурна ,... . ' . ї- с Назва за номенк замїсншфвою латурою ІЮПАК » / радикало-функціональною
СН. 2І 3 сн3-к-с-сн3 сн3Ьн3 N -етил- N -метил-2-метил- 2-пропанамін шрет-бутйлетилметиламін
бензенамін феніламін
Ізомерія. Для амінів характерна структурна ізомерія, яка зумовлена різною структурою вуглевод-
них радикалів, різним положенням аміногрупи та метамерією (первинні, вторинні та третинні аміни
ізомерні один одному).
Ізомери складу С,НПЬІ:
4 3 2 1
1) СН3-СН2-СН2-СН2-КН2
2) СН3-СН-СН2-КН2
сн3
3) сн3- сн2- с н - ин2
11
СН3
сн3
і з!
4) СН3-С-КН2
ЗІ
сн3
5) СН3-СН2-СН2-К-СН3
І .3 Н
6) сн3-сн-к-сн3
сн3 н
7) СН3-СН2-К-СН3
сн3
1-бутанаі^ін (н-бутиламін);
2-метил-1-пропанамін (ізобутиламін);
2-бутанамін (втор-бутиламін);
2-метил-2-пропанамін (трепг-бутиламін);
N -метил-1-пропанамін (метил-н-пропіламін);
N -метил-2-пропанамін (ізопропілметиламін);
-диметилетанамін (диметилетиламін).
Способи добування
Таблиця 110
С " .’* Приклад рівняння реакції
Взаємодія амоніаку або амінів з галогенопохід- ними алканів — основний спосіб добування ал- кіламінів. Для добування вільного аміну потрі- бен надлишок амоніаку СН,-С1 + N11, -> ГСН,-МН„Т сг >> о |_ о о 1 метилхлорид метидамоній хлорид СН,-С1 + 2МН3 -» СН3-КН2 + КН.С1 О о 0 А 9 метиламін
Відновлення нітропохідних аліфатичних або ароматичних вуглеводнів — основний спосіб добування аніліну та інших ариламінів. Впер- ше реакцію відновлення нітробензену здійснив М. М. Зінін у 1842 р. з використанням амоній сульфіду. (ЬШ4)28 відновника; нині відновлення здійснюють, як правило, воднем у присутності каталізатора М02 МНг та.-»- > ґ у +2Н2О нітробензен анілін
Фізичні властивості амінів. Метиламін, диметиламін, триметиламін і етиламін — газоподібні ре-
човини; діетиламін і наступні члени гомологічного ряду — рідини; вищі аміни — тверді речови-
ни. Газоподібні та рідкі аміни мають специфічний запах, що нагадує запах амоніаку; тверді аміни
запаху не мають. Нижчі аміни добре розчинні у воді, зі збільшенням молекулярної маси їх розчин-
ність знижується; вищі аміни нерозчинні у воді. Первинні та вторинні аміни здатні утворювати вод-
неві зв’язки, значно слабкіші у порівнянні з водневими зв’язками спиртів із тією самою кількістю
атомів Карбону:
В
В
Третинні аміни, що не здатні утворювати водневі зв’язки, мають значно нижчі температури ки-
піння, ніж первинні та вторинні аміни.
Таблиця 111
Продовження таблиці 111
" - • 7 “ " " '‘•'7 7 .. Хімічні властивості” амінів*,*' . ‘ -ІХ , ' ""
Умови перебігу -реакцій /'= Продукти ре: кції " 1 щклад> рівнянь реакцій — 5
Реакції окиснення: газоподібні алкіламі- Продукти згорян- ня: карбон(ІУ) 4СН3-КН„ + 90, -> 2ЬГ, ? + 4СО, ? + ЮН.б метиламін ,
ни згоряють, інші оксид і вода; про- / ИН2 / N0,
аміни окиснюються дукти окиснення У' її 3і°і > і'' іТ + н о
-г п2и
при нагріванні анілін нітробензен
Реакції заміщення в бензеновому ядрі ариламінів
Аміногрупа підвищує активність бензенового ядра в реакціях заміщення в положеннях 2, 4 і 6
(орто- та параположеннях) у порівнянні з бензеном
Взаємодія аніліну 2,4,6-трибром- Вг
з бромною водою анілін (білий осад) ґ Г + ЗВг2——> ГГ + ЗНВг
• Вг/4 У ЧВг >1 я пі ПІП >
2,4,6-триброманілін (білий осад)
Застосування
— У виробництві розчинників для полімерів, лікарських препаратів, кормових добавок, добрив,
барвників;
— триметиламін (СН3)3К — у синтезі бактерицидних препаратів;
— анілін С6Н6КН2 — у виробництві барвників (азобарвників, індиго, фуксину, анілінового чор-
ного), лікарських препаратів.
Амінокислоти
Органічні сполуки, що містять у своєму складі дві функціональні групи: карбоксильну (кислотну)
^''ОН та аміногРУпУ (основну) -Ші2; гетерофункціональні органічні сполуки.
Загальна формула насичених аліфатичних амінокислот СпН2п+1(ЬШ2)-СООН. Найбільше значення
мають а-амінокислоти як вихідні речовини для синтезу білків у живих організмах.
Будова. Молекули амінокислот містять дві функціональні групи з протилежними властивостями:
;<------- карбоксильна група
, ''ОН! (виявляє кислотні властивості)
--------аміногрупа (виявляє основні властивості)
Між функціональними групами відбувається взаємодія, яка приводить до утворення внутрішньої
солі:
к-сн-еСоїнЧ в-сн-<о-
:^н2 +ин3
Такі солі називаються цвіттер-йонами (біполярними йонами), або бетаїнами. У вигляді цвіттер-йонів
амінокислоти існують як у нейтральних розчинах, так і у кристалічному стані.
Номенклатура. Назви амінокислот згідно з номенклатурою ІЮПАК утворюють додаванням до наз-
ви відповідної кислоти префікса аміно- та позначенням положення —ИН2 групи в карбоновому лан-
цюгу цифровими .локантами. За тривіальною номенклатурою положення —ИН2 групи позначають бук-
вами грецького алфавіту: а, Р, у, і т. д. Ароматичні амінокислоти розглядають як похідні бензено-
вої кислоти.
Таблиця 112
Структурна . ... . г^^^Цзра/за ноі
иенклатурою ".,, . , : *
Алйкс юрм} № і» ІШ ' 1 І: Л Й
сн2-соон ин2 аміноетанова кислота амінооцтова кислота, гліцин
3 2(а) 1 сн3-сн-соон ьтн2 2-амінопропанова кислота а -амінопропіонова кислота, а -аланін
5 4(7) 3 2 1 сн3-сн- сн2- сн2-соон мн2 4-амінопентанова кислота у -аміновалеріанова кислота
^^,/СООН 11 2-амінобензенова кислота (орто-) антранілова кислота
Аліфатичні (насичені) амінокислоти
Ізомерія. Для амінокислот характерна структурна ізомерія, зумовлена різною структурою вугле-
•водневого радикала, сполученого з карбоксильною групою, та різним положенням аміногрупи у кар-
боновому ланцюгу.
| Деякі представники ізомерів складу С5Н11О2К:
5 4 3 2(а) 1
1) СН3-СН2-СН2-СН-СООН 2-амінопентанова кислота (а-аміновалеріанова кислота);
ИН2
5 д ад) г і
2) СН3-СН2-СН-СН2-СООН 3-амінопентанова кислота (Р-аміновалеріанова кислота);
ИН2
♦
5 4(7) 3 2 1
3) СН3-СН-СН2-СН2-СООН
ин2
6(3) 4 3 2 1
4) СН2-СН2-СН2-СН2-СООН
' І * “ “ “
ьгн2
4 3 2 1
5) сн8-сн-сн-соон
сна ин2
сн3
З 2І 1
6) сн2-с-соон
ин2 сн3
4-амінопентанова кислота (у-аміновалеріанова Кислота).;
Є *
5-амінопентанова кислота (8-аміновалеріанова кислота);
2-аміно-З-метилбутанова кислота (а-аміно-Р-метилмасляна кис-
лота);
3-аміно-2,2-диметилпропанова кислота (Р-аміно-а, а-диметилпро-
піонова кислота).
Таблиця 113
Способи добування
рівниць реакцій.
Взаємодія амоніаку з галоген- карбоновими кислотами в основ- ному використовується для добу- вання а-амінокислот. СН8-СН-СООН + 2ИН СІ а-хлорпропіонова кислота -»сн3-сн-соон+неї кн2 а-аміиопропіокова кислота
Основний промисловий спосіб добування амінокислот — кислотний або ферментативний гідро- ліз природних білків чи поліпептидів з наступним розділенням утвореної суміші на індивідуальні амінокислоти
Фізичні властивості амінокислот. Безбарвні кристалічні речовини, добре розчинні у воді та пога-
но — в органічних розчинниках; деякі амінокислоти мають солодкий смак.
Хімічні властивості амінокислот. Амфотерні сполуки завдяки наявності в молекулі двох функці-
ональних груп: карбоксильна група надає властивості карбонових кислот, аміногрупа — амінів, для
яких характерні основні властивості
Таблиця 114
Г.'а
в
Основні властивості
Взаємодія з кисло- тами Солі амонію СН2-СООН + ІН^СГ > СН-СООН СГ 1 амінооцтоіа Г 1 ;КН2 «««ота / ИН3 гідроген хлорид амікооцтової кислоти
Взаємодія з лугами Солі лужних металічних елементів .О , ^о СН2-С^_-„+ + На ОН" > СН2-С^„-КТ + + Н2О 1 2 ХО Н । 2 ХО Ка 2 ЬГН2 КН2 аміиооцтовж натрієва сіль ' і кислота амінооцтової кислоти
Взаємодія зі спирта- ми — реакція есте- рифікації Естери н* /О сн3-сн-с^0н+ Но-снз СН3-СН-С^О_ н + Н2О ин2 ин2 2-амінопроданова кислота метил-2-амінспропаяоат
Продовження таблиці 114
- Умови перебігу , реакції 7% Продукти ' ^^реащіщЕдаК: .х ч V? .-«Ч-Л.л. ---уV . - 2?,;їшиклада: дав няньі-:;реакцш -іяі -ч гІУ—К* 4-х /меч .Л'аймвї 4І
Реакція поліконденсації (утворення пептидів)
При взаємодії двох а-амінокислот однакової чи різної будови утворюються дипептид та відщеп-
люється вода; сполучення ще з однією молекулою а-амінокислоти приводить до утворення три-
пептиду і т. д. Молекулярна маса поліпептидів може сягати близько 10000
„О „О А ___ Л
К-СН-СҐ!"'*+ її-М-СН-СЛ'тт ' В-СН-!С-М|-СН-С^Л„ + Н2О
І ^ОН ] । । \ ''ОН н«° । II | | ^ОН 2
НН2 Н К __ НН2-0 н!к
Застосування
— Гліцин — основа клеїв і майже всіх білкових речовин; за допомогою гліцину побудована ланка
аденозинтрифосфорної кислоти (АТФ), — джерела енергії багатьох хімічних реакцій, що від-
буваються в живих організмах;
— а-аланін— основа всіх білків; р -аланін входить до складу пантотенової кислоти (віта-
міну В3).
Білки
Природні полімери, які складаються із значного числа залишків а-амінокислот, сполучених між
собою пептидними зв’язками -С-Л-. На відміну від поліпептидів, білки мають значно більшу моле-
О Н
кулярну масу. До складу білків обов’язково входять атоми Карбону, Гідрогену, Оксигену та Нітроге-
ну, майже завжди Сульфуру, часто Фосфору та ін. Разом З нуклеїновими кислотами білки відіграють
важливу роль у живій природі.
Будова. Розрізняють чотири рівні морфологічної організації білків — чотири
структури.
Наприклад, молекула гемоглобіну складається з поліпептидних ланцюгів (первинна структура), за-
кручених у спіралі (вторинна структура), які, у свою чергу, згорнуті у клубок (третинна структура)
та об’єднані по чотири (четвертинна структура).
Номенклатура пептидів. Назви пептидів утворюють таким чином: послідовно перелічують усі амі-
нокислоти, починаючи з
фікс -ил (-іл). Скорочені
Наприклад:
N -кінцевої амінокислоти; назви всіх амінокислот, крім останньої, мають су-
позначення пишуть у такій самій послідовності.
0 С-кіяець
Н2Н-СННС-КНСН"™™ду
Н-кіжець І ;ІІ І; І ^ОН
п«п,«у СНз -0 Н- СН2-8Н
дипептид
аланінцистеїн, Ала-Цис
Синтез білків. Білки в
рення^ пептидів)) або пептидів під дією ферментів;
живих організмах утворюються з окремих амінокислот (див. табл. 114 (утво-
в живій клітині синтез білкової молекули здійсню-
ється за кілька секунд. При біологічному синтезі білка в поліпептидний ланцюг включаються залиш-
ки 20 амінокислот (порядок задає генетичний код організму); серед них є такі, які не синтезуються
самим організмом взагалі (або синтезуються у недостатній кількості), вони називаються незамінними
амінокислотами та надходять до організму лише разом з їжею.
Фізичні властивості білків залежать від форми білкових молекул:
— фібрилярні білки (основний будівельний матеріал сухожиль, м’язових і покривних тканин) не-
розчинні у воді;
— глобулярні білки розчинні у воді або в розчинах кислот чи лугів; внаслідок значних розмірів
молекул утворюють колоїдні розчини.
Хімічні властивості білків
Біологічне значення білків важко переоцінити; не випадково їх називають «носіями життя». Біл-
ки — основний матеріал, із якого побудований живий організм; виконують в організмах численні
життєво важливі функції: транспортну, структурну, захисну, сигнальну та ферментативну. (Фермен-
ти — біологічні каталізатори, в організмі людини знайдено більше 2000 ферментів). Білкову приро-
ду має також частина гормонів. Завдяки гідролізу білків, що надходять із їжею, ж організм людини
одержує необхідні йому амінокислоти, в тому числі незамінні.
Нуклеїнові кислоти:
склад, будова і біологічне значення
Природні високомолекулярні органічні сполуки, мономерними одиницями яких є нуклеотиди, тому
їх можна назвати полінуклеотидами.
Молекулярна маса нуклеїнових кислот може змінюватись від 100000 до 100 млн. Будову нуклеїно-
вих кислот можна встановити аналізом продуктів їх повного гідролізу: суміш нітрогеновмісних основ
(піримідинових або пуринових), моносахарид (р -рибоза або Р-дезоксирибоза) та ортофосфатна кислота.
Отже, нуклеїнові кислоти побудовані із залишків цих речовин. Загальна формула нуклеотидів (моно-
мерних одиниць нуклеїнових кислот):
ОН X
де Х=-0Н (для рибонуклеотидів, побудованих на основі рибози) та Х=—Н (для дезоксирибонуклео-
тидів, побудованих на основі дезоксирибози).
Нуклеїнові кислоти — білі або світло-жовті тверді речовини, малорозчинні у воді; $ле розчинні
у водних розчинах лугів внаслідок солеутворення.
Нуклеїнові кислоти відіграють величезну біологічну роль; вони містяться у всіх клітинах як у віль-
ному, так і в зв’язаному з білками стані; більшість вірусів майже повністю складаються з нуклеоти-
дів. Саме нуклеїнові кислоти керують біосинтезом протеїнів із амінокислот. ДНК — носії та джере-
ло генетичної інформації (генетичного коду), здатні до точного копіювання (відновлення) самих себе.
В ДНК закладена свого роду програма для синтезу різноманітних РНК, які, у свою чергу, являють
собою матриці для синтезу білків.
Поняття про синтетичні волокна на прикладі капрону
Волокнистим матеріалом називають гнучкі тіла природного та синтетичного походження, які пе-
реробляються у текстильну пряжу або вироби.
Капрон належить до синтетичних (поліамідних) волокон; виробництво складається зі стадій одер-
жання капролактаму, його полімеризації та формування волокна й ниток.
Капролактам одержують внутрішньомолекулярною дегідратацією 6-аміногексанової ( Е-амінокапро-
нової) кислоти:
3 2 1
сн2-сн2-с^6-2й..
4 б б(е) Т
сн2-сн2-сн2-к-н
Е-амінокапроножа кислота
сн2-сн2-сн2«.
----> | ^С=О + Н2О
5 З X
сн2-сн2-кн
капролактам
Перетворення капролактаму в полімер, із якого виготовляють капронове волокно, відбувається та-
ким чином: капролактам при дії води перетворюється на Е-амінокапронову кислоту, молекули якої
вступають між собою у реакцію поліконденсації.
ад 2-6 1 „О
Н2К-СН2-(СН2)4-С^ОН
ад г-5 і
+ Н-К-СН2-(СН2)4-С^ОН
н
----» Н2К-(СН2)5-С-К-(СН2)5-С- ... + пН2О
о н о
Капронове волокно — термопластичний полімер; характеризується легкістю, високою міцністю, ви-
тримує значне розтягання, стискання або вигинання; стійке до дії лугів, але розчиняється в кислотах;
не витримує високих температур, тому тканини з капрону не можна прасувати гарячою праскою.
Із капрону $ виробляють кордну тканину, яка слугує каркасом для авто- та авіапокришок та за-
стосовується при виготовленні шин. Із капронової смоли одержують пластмаси, з яких виготовляють
різні деталі машин, вкладиші підшипників та ін.
. Таблиця 115
Деякі властивості природних, штучних і синтетичних волокон , і
/Волокно Основа волокна,елементарна..данка- - £ 5» і? *. > ? ... * принагріванні Поведінка' ; при спалюванні
Бавовна Целюлоза (Свн10о5)п Не плавиться Горить швидко «із запахом паленого паперу. Після спа- лювання залишається сірий попіл.
Вовна, нату- ральний шовк Білок Запікається при значному нагріванні Горить повільно із запахом паленого пір’я. Після спалю- вання утворюється крихка чорна кулька, яка розтира- ється в порошок
Аце- татне волокно Триацетат целюлози 0 II 0—С—сн3 / 0 / Н (С6Н7О2) - о-с-сн3 \ 0 \ II о—С—сн3 п Плавиться з утворен- ням малень- кої блискучої кульки Горить швидко з утворенням некрихкої спеченої темно- бурої кульки. Поза полум’ям горіння поступово припиня- ється
Капрон 1 ! 1 Д-ЙГ х о Я м ел 1 0=0 1 1 1 3 Плавиться з утворенням твердої тем- ної блискучої кульки Горить повільно з утворенням неприємного запаху
Лавсан —( 1 ( 0=0 х о я N ЬЗ О 1 1 п Плавиться з утворенням твердої смоли Горить кіптявим полум’ям з утворенням твердої темної блискучої кульки
Нітрон — СН2— СН — с=к л Плавиться з утворен- ням темної неблискучої драглистої кульки Горить кіптявим полум’ям з неприємним запахом
Нейлон —С —(СН2).—С — КН—(СН2)6—кн— || Л»** || * 0 0 п Плавиться, при цьому скручується Горить блакитнуватим полум’ям із запахом прілих горіхів
Таблиця 116
Деякі властивості природних, штучних і синтетичних волокон
ВОЛОКНО ; Визначення ч іуі .ів / " розкладу . .Діякислоті лугів, при 18-г20 °С
г концентррванийПі Ьікондеіатрованийй : ДО-відСдтковйй І розчинІ ур
Бавовна Забарвлює лакмусовий папір у червоний колір Розчиняється з утворенням без- барвного розчину Розчиняється Набрякає, не розчиняючись
Вовна, натураль- ний шовк Забарвлює лакмусовий папір у синій колір Набрякає, забарв- люючись при цьому в жовтий колір Руйнується Розчиняється
Ацетатне волокно Забарвлює лакмусовий папір у червоний колір Розчиняється з утворенням без- барвного розчину Розчиняється Омиляється, набуваючи від- тінку, і розчи- няється
Капрон Забарвлює лакмусовий папір у синій колір Розчиняється з утворенням без- барвного розчину Розчиняється 3 утворенням без- барвного розчину Не розчиня- ється
Лавсан Лакмусовий папір не змі- нює свого кольору. На стінках пробірки утворю- ється жовте кільце Не розчиняєть- ся (розчиняєть- ся в димлячій НТЮ3) Обвуглюється Не розчиня- ється
Нітрон Забарвлює лакмусовий папір у синій колір Не розчиняєть- ся (розчиняється в димлячій НЬЮ3) Не розчиняється Розчиня- ється при кип’ятінні, волокно при цьому червоніє
Нейлон ' Лакмусовий папір не Змінює свого кольору Розчиняється Розчиняється Не розчиня- ється
ПРАКТИЧНИЙ
КУРС ХІМІЇ
Розділ II
загал ьнахімія
1. Основні поняття та закони хімії
Приклади
розв'язування
завдань
Приклад 1. Укажіть речення, в яких мова йде про хімічний елемент, а не
про просту речовину:
а) залізо входить до складу сталі;
б) Ферум входить до складу іржі;
в) Ферум входить до складу залізного купоросу;
г) залізо притягується магнітом.
Розв'язання: Речовина — це та матерія, з якої складаються фізичні тіла; вона має певні фізичні
та хімічні властивості. Хімічний елемент — це певний вид атомів з однаковим зарядом ядра; він
може перебувати у трьох формах: вільні атоми, прості речовини, складні речовини. Простими
називають речовини, які складаються з атомів одного хімічного елемента. Складними називають
речовини, які складаються з атомів різних елементів. Згідно з правилами сучасної української
номенклатури назви хімічних елементів та простих речовин є в багатьох випадках різними і за-
вжди по-різному пишуться. У тесті мова йде про хімічний елемент «Ферум» та просту речовину
«залізо». Українські назви хімічних елементів розглядаються як власні назви і пишуться з вели-
кої літери, тоді як назви простих речовин пишуться з маленької літери. Спираючись на все вище-
згадане, визначаємо правильні відповіді: б і в.
Приклад 2. Чистою речовиною є:
а) залізний дріт;
б) нафта;
в) азот;
г) скляна паличка.
Розв'язання: Чистими називаються речовини, які мають сталі фізичні властивості. Суміші скла-
даються з кількох речовин. У суміші речовини зберігають свої індивідуальні властивості і можуть
бути з неї виділені. У наведеному переліку нафта — це суміш вуглеводнів, різних за своїм скла-
дом, будовою та властивостями; залізний дріт і скляна паличка — тіла, які виготовлені з відповід-
них матеріалів; азот — чиста речовина. Спираючись на все вищезгадане, визначаємо правильну
відповідь: в.
Приклад 3. Хімічним природним явищем слід вважати:
а) висихання дощових калюж;
б) кипіння води;
в) плавлення скла;
г) горіння вугілля.
Розв'язання: Явища навколишнього світу поділяються на фізичні та хімічні. Фізичні явища не
супроводжуються утворенням нових речовин, вони виявляються в зміні форми тіла або агрегатно-
го стану речовини. Хімічні явища (хімічні реакції) полягають у перетворенні речовин, внаслідок
чого утворюються одна або декілька нових речовин. Хімічні явища супроводжуються певними
ознаками: зміна кольору, запаху, смаку, випадіння осаду, виділення газу, тепла, світла тощо. Спи-
раючись на все вищезгадане, визначаємо правильну відповідь: г.
Приклад 4. Визначте середню масу атома Хлору (у кілограмах), якщо відомо, що маса атома Кар-
бону-12 дорівнює 1,993'10"2в кг.
Дано: елемент Хлор СІ; т( 12С) = 1,993 • 10-26кг.
?п(С1)-?
Розв'язання: 1. Визначаємо масу (в кілограмах) атомної одиниці маси:
пг(а.о. м.) = ^лг(12С); лг(а.о.м)= 1,993 10”26кг = 1,660 10~27кґ.
2. Знаючи, що АГ(С1) = 35,5, обчислюємо масу атома Хлору за формулою:
пг(атома) = Д (атома) пг(а. о. м.); лг(С1) = Д(С1)лг(а. о. м.);
т(С1) = 35,5 1,660 10’27 кг = 5,893 • 10’26 кг.
Відповідь: середня маса атома Хлору дорівнює 5,893 Ю~26кг.
Приклад 5. Визначте відносну молекулярну масу силікатної кислоти Н28іО3 .
Дано: формула речовини Н28іО3.
МДН28ІО3) - ?
1. Користуючись періодичною системою Д. І. Менделєєва, знаходимо значення Д елементів, що
входять до складу силікатної кислоти: Д(Н) = 1; Д(8і) = 28; Д(О) = 16.
2. Визначаємо відносну молекулярну масу силікатної кислоти Н28іО3 за формулою:
(молекули) = 5ДГ(Х;), де і —кількість елементів у молекулі.
Мг (Н28іО3 ) = 2 Д (Н)+Аг (8і)+3 - Д (О);
Мг(Н28іО3) = 2 1+28+3 16 = 78.
Відповідь: відносна молекулярна маса силікатної кислоти дорівнює 78.
Прикладб. Визначте кількість речовини міді в зразку масою 3,2 г.
Дано: пг(Си) = 3,2 г.
у(Си) — ?
Розв'язання: 1. Відносна атомна маса Купруму дорівнює 64, отже, молярна маса міді дорівнює
64 г/моль, тобто М(Си) = 64 г/моль.
2. Визначаємо кількість речовини міді у зразку за формулою:
т(Х) „
У = М(Х)’ ДЄ X —речовина.
лі(Си) . 3,2 г _ _ _
V (Си) =----V (Си) =------------= 0,05 моль.
М(Си) 64 г/моль
Відповідь: кількість речовини міді дорівнює 0,05 моль.
Приклад 7. Визначте масу натрій хлориду МаСІ, якщо кількість речовини його дорівнює
0,3 моль.
Дано: V (КаСІ) = 0,3 моль.
иг(МаСІ) — ?
Розв'язання: 1. Визначаємо відносну молекулярну масу натрій хлориду:
Мг(МаС1) = Д(Ма)+Д(С1); МДИаСІ) = 23+35,5 = 58,5.
Молярна маса натрій хлориду АІ(КаСІ) = 58,5 г/моль.
2. Визначаємо масу натрій хлориду за формулою:
лп(Х)=у(Х)М(Х), де X —речовина.
т(КаСІ) =у (КаСІ)• М(КаС1); лг(КаСІ)=0,3 моль• 58,5 г/моль = 17,55 г.
Відповідь: Маса натрій хлориду дорівнює 17,55 г.
Прикладів. Визначте кількість молекул О2 в кисні масою 6,4 г.
Дано: /п(О2) = 6,4 г.
т) - ?
Розв'язання: 1. Враховуючи, що молярна маса кисню М(О2) = 32 г/моль, обчислюємо кількість
речовини О2 за формулою:
де X — речовина.
У(Х) = ^9_,
М(Х)
ч пг(О9) , 6,4 г „ „
V(О,) =----у(О,) =------------= 0,2 моль.
' 27 М(О2) ' 2 32 г/моль
2. Визначаємо кількість молекул у речовині за формулою:
#(Х)=г(Х)-#А,
де X — речовина.
Д'(О2)=>'(О2)-.'УЛ; МО2) = 0,2 моль-6,02-1023 молі/1 =1,204Ю23.
Відповідь: кількість молекул О2 дорівнює 1,204-1О23.
Приклад 8. Визначте масову частку калій хлориду в суміші, що містить калій хлорид масою
25 г і натрій хлорид масою 35 г.
Дано: ш(КСІ) = 25 г, /п(КаС1) = 35 г.
іа(КСІ) — ?
Розв'язання: 1. Маса всієї системи (суміші) дорівнює сумі мас калій хлориду та натрій хлориду:
т(суміші) = тп(КС1)+т(КаС1); /п(суміші) = 25 г+35 г = 60 г.
2. Визначаємо масову частку калій хлориду (в частках одиниці) за формулою:
ц;(Х) =----, де к>(Х) —масова частка компонента системи; т(Х) —маса цього компонента;
т
т — маса всієї системи; або у відсотках за формулою:
ш(ксі)г25г КЮ%=42%.
пі пг(суміші) 60 г
Відповідь: масова частка калій хлориду в суміші дорівнює 42%.
Приклад 9. Зразок мідної руди масою 150 г містить купрум(І) сульфід Си28 та домішки, масова
частка яких становить 15 %. Обчисліть масу Си28 у зразку.
Дано: т(руди) = 150 г, и>(домішок) = 15 % або 0,15.
тп(Си28) — ?
Розв'язання: 1. Знаходимо масу домішок у зразку руди за формулою:
/п(домішок) = гп(руди) о/(домішок);
пг(домішок) = 150г0,15 = 22,5 г.
2. Визначаємо масу купрум(І) сульфіду в зразку руди:
т(Си28) = т(руди)-т(доміпіок); иг(Си28) = 150г-22,5г =127,5г.
Відповідь: маса Сп28 у-зразку руди становить 127,5 г.
Приклад 10. Визначте масову частку Алюмінію в алюміній оксиді А12О3.
Дано: формула речовини А12О3.
и>(А1) — ?
Розв'язання: 1. Для розрахунку необхідно вибрати зразок речовини, що має певну масу або міс-
тить певну кількість речовини. Наприклад, візьмемо для розрахунку зразок алюміній оксиду,
кількість речовини А12О3 в якому дорівнює 1 моль, тобто у(А12О3) = 1 моль. Визначаємо масу алю-
міній оксиду:
т(А12О3)=у(А12О3) Л7(А12О3); т(А12О3) = 1 моль 102 г/моль = 102 г.
2. З формули алюміній оксиду А12О3 випливає:
V(А1) = 2 V (А12О3); V(А1) = 21 моль = 2 моль.
3. Визначаємо масу Алюмінію, що міститься в алюміній оксиді:
/п(А1) = V (А1) • М(А1); ?п(А1) = 2 моль • 2 7 г/моль=54 г.
4. Масова частка Алюмінію в алюміній оксиді становить:
н>(А1) = —(А1)—; ш(А1) = -^- = 0,53 , або 53% .
т(А12О3) 102 г
Відповідь: масова частка Алюмінію в алюміній оксиді А12О3 становить 53 %.
Приклад 11. Визначте масу хрому, яку можна добути з хром(ІП) оксиду Сг2О3 масою 608 г.
Дано: иі(Сґ2О3)=608 г.
лі(Сг) — ?
Розв'язання: 1. Визначаємо кількість речовини хром(ПІ) оксиду:
у(Сг2О3) =
^(Сг2О3) .
М(Сг2О3)’
у(Сг2О3) =
608 г
152 г/моль
= 4 моль.
2.3 формули сполуки Сг2О3 випливає, що з 1 моль Сг2О3 можна добути 2 моль Сг, або
V (Сг) = 2 V (Сг2О3); V (Сг) = 2-4 моль — 8 моль.
3. Визначаємо масу хрому, яку можна добути з вибраного зразка хром(ІІІ) оксиду:
/п(Сг)=¥(Сг) ЛГ(Сг); тп(Сг) = 8 моль-52 г/моль = 416 г.
Відповідь: з хром(Ш) оксиду Сг2О3 масою 608 г можна добути 416 г хрому.
Приклад 12. Визначте об’єм, що його матиме за нормальних умов гідроген фторид масою 40 г.
Дано: лі(НЕ) = 40 г.
Е(НЕ) — ?
Розв'язання: 1. Визначаємо молярну масу гідроген фториду:
М(НГ) = М(Н) + М(Г); М(НЕ) = 1 г/моль+19 г/моль = 20 г/моль.
2. Кількість речовини гідроген фториду дорівнює:
V (НЕ) = ; V (НЕ) = — = 2 моль.
М(НГ) 20 г/моль
3. Визначаємо об’єм, що його матиме гідроген фторид за нормальних умов, за формулою:
У(Х)=у(Х) Рт, де X —газ; Ут— молярний об’єм газу (22,4 л/моль).
У(ИР) =у (НЕ) Ут; У(НЕ) = 2 моль • 22,4 л/моль • 44,8 л.
Відповідь: гідроген фторид матиме об’єм 44,8 л.
Приклад ІЗ. Відносна густина газу за повітрям дорівнює 1,517. Визначте кількість речовини цього
газу, що міститься в його зразку масою 22 г.
Дано: £ПОВ(Х) = 1,517; т(Х)=22 г.
у(Х) - ?
Розв'язання: 1. Визначаємо молярну масу газу за формулою:
Г>¥(Х) = ^^,
¥ М(¥)
де Оу(Х) — відносна густина газу X за газом ¥;
М(Х) і Л1(¥) — молярні маси газів.
Ппо..(Х) = —
29 г/моль
М(Х) = 29 г/моль Впов (X); М(Х) = 29 г/моль 1,517 = 44 г/моль.
2. Визначаємо кількість речовини газу X:
пг(Х) 22 г _ _
у(Х)=——у(Х) =-------------=0,5 моль.
М(Х) 44 г/моль
Відповідь: кількість речовини газу дорівнює 0,5 моль.
Приклад 14. Посудина містить водень масою 0,48 г та кисень масою 8 г. Визначте об’ємну та мо-
лярну частку кисню в цій газовій суміші.
Дано: лг(Н2) = 0,48 г, ?п(О2) = 8 г.
ф(о2)-?;х(О2)-?
Розв'язання: 1. Кількість речовини кисню в посудині становить:
у(О2)= ; у(О2) =--—-----= 0,25 моль.
' 27 М(О2) ' 27 32 г/моль
2. Об’єм кисню дорівнює:
У(О2)=у(О2) Ут; И(О2) = 0,25 мольУт=0,25Ут л,
де Ут — молярний об’єм газу за даних умов.
3. Визначаємо кількість речовини водню:
,тт . т(Н2) 0,48 г
V(Н2) = V(Н2) = —-----------= 0,24моль.
М(И2) 2 г/моль
4. Визначаємо об’єм водню:
У(Н2)=у(Н2) Ки; У(Н2)=0,24моль Уи=0,24Уи л.
5. Об’єм газової суміші становить:
У(еуміші) = У(О2)+У(Н2);
У(суміші) = (0,25Етл+0,24Утл)=0,49Ет л.
6. Об’ємну частку кисню в газовій суміші визначаємо за формулою:
де У(Х) — об’єм даного компонента, V — об’єм суміші.
Ф(О2) = ^^; <р(О2) = ^||^ = 0,51,або 51%.
7. Молярну частку кисню в газовій суміші визначаємо за формулою:
Еу(Х)
де у(Х) — кількість речовини даного компонента, Еу(Х) — сума кількостей речовини усіх ком-
понентів системи.
ч у(О») ч 0,25 моль ~ п,
%(О,) =-----і—; %(О,) =------------------------= 0,51, або 51 %.
у(О2)+у(Н2) 0,25 моль+0,24 моль
Відповідь: об’ємна та молярна частка кисню в газовій суміші дорівнюють 51 % кожна.
Приклад 15. Сполука містить Натрій (масова частка 36,5 %), Сульфур (25,4 %) і Оксиген (38,1 %).
Визначте найпростішу формулу сполуки.
Дано: сполука Нах8вОх; ш(На) = 36,5 %, або 0,365; и>(8) = 25,4%, або 0,254; и>(О) = 38,1%,
або 0,381.
Нах8„Ог-?
Розв'язання: 1. Вибираємо для розрахунків зразок речовини Нах8вОг масою 100 г. Визначаємо
масу Натрію, Сульфуру та Оксигену в цьому зразку:
т(На) = т(Нах8вОг)и)(На);
пг(На)=100 г-0,365 = 36,5 г;
т(8) = пг(Нах8вО2)о>(8);
т(8)=100 г- 0,254 = 25,4 г;
пг(О) = иг(Нах8вОг) • ш(О);
т(О) = 100 г 0,381 = 38,1 г.
2. Визначаємо кількість речовини Натрію, Сульфуру та Оксигену в цьому зразку:
у(Иа) =
тп(На)
М(Иа)’
.кт . 36,5 г . _
V (На) =--------= 1,6 моль;
23 г/моль
т(8) 25,4 г . _
V = ¥ (8) = -----= °>8 моль?
М(8) 32 г/моль
ш(О) . 38,1 г
V (О) = —V (О) =----------= 2,4 моль.
М(О) 16 г/моль
3. Знаходимо співвідношення коефіцієнтів х, у та з:
х: у: г=у(Иа): у(8): у(О) = 1,6:0,8:2,4.
Поділивши праву частину рівності на найменше число (0,8), маємо: х:у:г = 2:1:3.
Отже, найпростіша формула сполуки На28О3.
Відповідь: найпростіша формула сполуки На28О3.
Завдання
для самостійного
розв'язування
1.1. Тестові завдання
1.1.1. Укажіть речення, у яких мова йде про просту речовину:
а) Фосфор входить до складу ортофосфатної кислоти;
б) Фосфор входить до складу нервових тканин;
в) фосфор, взаємодіючи з киснем, виступає відновником;
г) білий фосфор світиться у темряві.
1.1.2. Укажіть речення, у якому мова йде про хімічний елемент:
а) кисень розчиняється у воді;
б) Оксиген входить до складу води;
в) кисень пітримує горіння;
г) кисень важчий за повітря.
1.1.3. Укажіть речення, в якому мова йде про хімічний елемент:
а) азот є складовою частиною повітря;
б) вибухова речовина тротил містить Нітроген;
в) формула азоту М2;
г) рідкий азот іноді використовується для заморожування продуктів.
1.1.4. Укажіть речення, у яких мова йде про просту речовину:
а) випари ртуті отруйні;
б) природною сполукою Меркурію є кіновар;
в) ртуть — це рідкий метал;
г) ртуть міститься в медичних термометрах.
1.1.5. Укажіть речення, в якому мова йде про хімічний елемент:
а) Купрум входить до складу малахіту;
б) дріт зроблено з міді;
в) вміст азоту в повітрі складає 78 % (за об’ємом);
г) усі живі організми на Землі дихають киснем.
1.1.6. Чистою речовиною є:
а) морська вода;
б) солодкий чай;
в) кухонна сіль;
г) повітря.
1.1.7. Суміш кухонної солі та піску можна розділити за допомогою:
а) фільтрування;
б) перегонки;
в) послідовних операцій: обробка водою, фільтрування та упарювання розчину;
г) магніту.
1.1.8. До сумішей належить:
а) кров;
б) кисень;
в) дистильована вода;
г) натрій хлорид.
1.1.9. Фільтруванням можна розділити суміш:
а) бензину й води;
б) річного піску й води;
в) піску й тирси;
г) рослинної олії та води.
1.1.10. Суміш алюмінієвого та залізного ломів можна розділити за допомогою:
а) фільтрування;
6) перегонки;
в) послідовних операцій: обробка водою, фільтрування та упарювання розчину;
г) магніту.
1.1.11. Чистою речовиною є:
а) вуглекислий газ; в) повітря;
б) кров; г) молоко.
1.1.12. Для розділення суміші води з машинним мастилом може бути використана різниця ком-
понентів за:
а) кольором; б) густиною; в) магнітними властивостями; г) розміром молекул.
1.1.13. Суміш етилового спирту та води можна розділити за допомогою:
а) фільтрування;
б) перегонки;
в) послідовних операцій: обробка водою, фільтрування та упарювання розчину;
г) магніту.
1.1.14. У процесі затвердіння води виділяється теплота. Теплота також виділяється у процесі
горіння вугілля. Ці явища відповідно:
а) хімічне та фізичне; в) обидва хімічні;
б) фізичне та хімічне; г) обидва фізичні.
1.1.15. Фізичним природним явищем слід вважати:
а) утворення глюкози в зелених рослинах;
б) лісову пожежу;
в) висихання дощових калюж;
г) процес дихання рослин.
1.1.16. Хімічним природним явищем слід вважати:
а) вітер; б) морський приплив; в) висихання дощових калюж; г) фотосинтез.
1.1.17. Фізичним природним явищем слід вважати:
а) скисання молока; в) подрібнення крейди;
б) горіння водню; г) розклад води під дією електричного струму.
1.1.18. Хімічним явищем слід вважати:
а) заморожування води; в) горіння водню;
б) кипіння води; г) подрібнення крейди.
1.1.19. До фізичних явищ належить:
а) утворення льоду; в) морський прибій;
б) сонячне затемнення; г) горіння деревини.
1.1.20. До хімічних явищ належить:
а) горіння сірки; в) випадіння снігу;
б) плавлення скла; г) утворення крохмалю в зелених рослинах.
1.1.21. Світіння (горіння) електролампочки та горіння свічки є відповідно явищами:
а) хімічним та фізичним; б) фізичним та хімічним; в) хімічними; г) фізичними.
1.1.22. Які словополучення побудовані правильно?
а) молекула сульфатної кислоти; в) йон Хлору;
б) молекула повітря; г) атом малахіту.
1.1.23. Які словосполучення побудовані правильно? .
а) атом Гелію; в) атом Оксигену;
б) молекула Гелію; г) молекула кисню.
1.1.24. ’ Які словосполучення побудовані правильно?
а) молекула оцту; в) атом спирту;
б) йон Сульфуру; г) молекула розчину сульфатної кислоти.
1.1.25. Які словосполучення побудовані правильно?
а) молекула калію; ІЖ у в) атом Цинку;
б) йон Кальцію; г) молекула нітратної кислоти.
1.1.26. Які словосполучення побудовані правильно?
а) молекула сірки; в) атом вуглекислого газу;
б) йон Гелію; (гет г) молекула хлоридної кислоти.
1.1.27. Які словосполучення побудовані правильно?
а) атом оцтової кислоти;. в) атом амоніаку;
б) йон Барію; г) молекула фторидної кислоти.
1.1.28. Які словосполучення побудовані правильно?
а) молекула води; в) атом кисню;
б) йон Неону; г) молекула ортофосфатної кислоти.
1.1.29. Які словосполучення побудовані правильно?
а) молекула гідроген сульфіду; в) атом води;
б) йон Літію; г) молекула силікатної кислоти.
1.1.30. Знайдіть формулу, яка відповідає запису «Два вільні атоми Сульфуру»:
а) 288; в) 28;
б) 28О3; г) С82.
1.1.31. Знайдіть запис, який відповідає формулі 2О2:
а) два вільні атоми Оксигену; в) дві двохатомні молекули кисню;
б) одна двохатомна молекула кисню; г) дві одноатомні молекули кисню.
1.1.32. Знайдіть формулу, яка відповідає твердженню «Три двохатомні молекули водню»:
а) ЗН; в) ЗН2;
б) КН3; г) ЗН2О.
1.1.33. Знайдіть запис, який відповідає формулі 4Р:
а) чотири вільні атоми Фосфору;
б) один вільний атом Фосфору;
в) одна чотириатомна молекула фосфору;
г) чотири чотириатомні молекули фосфору.
1.1.34. Знайдіть формулу, яка відповідає твердженню «Дві двохатомні молекули азоту»:
а) 2ЬГ2; - в) 2И;
б) ИН3; ' г) 2НЬЮ2.
1.1.35. Знайдіть запис, який відповідає формулі 2На:
а) дві молекули натрію;
б) одна молекула, що складається з двох атомів Натрію;
в) дві молекули, що складаються з двох атомів Натрію;
г) два вільні ятоми Натрію.
1.1.36. Знайдіть формулу, яка відповідає запису «Три вільні атоми Оксигену»:
а) 2СО2; . в) О3;
б)НКО3; г) ЗО.
1.1.37. За 1 а. о. м. прийнято:
а) 1/12 маси атома нукліда 12С;
б) 1/12 маси природної суміші атомів нуклідів Карбону;
в) 1/16 маси атома нукліда 16 О;
г) 1/14 маси атома нукліда 14N.
1.1.38. Відносна атомна маса — це:
а) маса атома в грамах;
б) маса атома в будь-яких умовних одиницях;
в) відношення маси атома до маси 1/16 маси атома нукліда 16О;
г) відношення маси атома до маси 1/12 атома нукліда 12 С.
1.1.39. Відносна молекулярна маса — це:
а) відношення маси молекули до маси 1/12 атома нукліда 12 С;
б) маса молекули в будь-яких умовних одиницях;
в) маса молекули в грамах;
г) маса молекули в кисневих одиницях.
1.1.40. У яких одиницях може бути виражена абсолютна маса атома речовини?
а) у міліграмах;
б) у спеціальних умовних одиницях маси;
в) у грамах;
г) у кілограмах.
1.1.41. У яких одиницях може бути виражена абсолютна маса молекули речовини?
а) у міліграмах; в) у грамах;
б) у спеціальних умовних одиницях маси; г) у кілограмах.
1.1.42. Кількість речовини не вимірюється в:
а) а.о.м.; в) моль;
б) г; г) г/моль.
1.1.43. Про поняття «моль» не можна сказати, що це:
а) маса однієї молекули;
б) маса 6,02-Ю23 молекул;
в) кількість часток в 1 молі речовини;
г) кількість речовини, що містить 6,02 • 1023 частинок (атомів, молекул, йонів).
1.1.44.1 моль — це:
а) одиниця вимірювання кількості речовини;
б) кількість речовини, що містить 6,02 • 1023 структурних одиниць;
в) маса 22,4 л газу (н. у.);
г) відношення маси речовини до її кількості.
1.1.45. Молярна маса чисельно дорівнює масі:
а) однієї молекули речовини;
б) 6,02 • 1023 структурних одиниць речовини;
в) 22,4 л газу (н. у.);
г) 1 моль речовини.
1.1.46. Укажіть одиницю молярної маси:
а) г;
в) л/моль;
б) моль-1; г) г/моль.
1.1.47. Занормальних умов 22,4 л — це:
а) 1 л води у вигляді пари; в) молярний об’єм будь-якого газу;
б) об’єм 3,01 • 1023 молекул газу; г) об’єм 6,02 • Ю23 молекул газу.
1.1.48. Укажіть твердження, які справедливі для сталої Авогадро:
а) безрозмірна величина;
б) одиниця вимірювання — моль'1;
в) чисельно дорівнює числу атомів у 23 г натрію;
г) чисельно дорівнює кількості молекул в 1 моль речовини.
1.1.49. За однакової маси та однакових зовнішніх умов для різних газів кількість молекул біль-
ша в тому газі, для якого:
а) менше значення молярної маси; і/ б) більше значення молярної маси; в) більший об’єм, що його займає газ; г) менший об’єм, що його займає газ.
1.1.50. Укажіть речовини, для яких об’єм 1 моля за н. у. дорівнює 22,4 л:
а) вода; б) йод; в) кисень; г) азот.
1.1.51. Укажіть одиницю вимірювання молярного об’єму:
а) моль/л; в) л;
б) г/моль; г) л/моль.
1.1.52. Укажіть гази, які є легшими за повітря:
а) озон; і> в) метан;
б) амоніак; г) хлор.
1.1.53. Укажіть гази, які є важчими за повітря:
а) водень; в) азот;
б) вуглекислий газ; ' г) фтор.
1.1.54. Зразки міді добуті різними способами з таких речовин: червоного Си2О, чорного СиО,
білого Си8О4, синього Си8О4-5Н2О, темно-зеленого (СиОН)2СО3і темно-коричневого СиС12. Чи
відрізняються зразки міді один від одного за фізичними та хімічними властивостями? . ..
а)так;
б)ні; '
в) це залежить від способу добування міді;
г) серед наведених відповідей немає жодної правильної.
1.1.55. Внаслідок різних реакцій добуто воду:
1) ИаОН+НСІ —> КаСІ+Н2О;
2) Си8О4 5Н2О—^-»Си8О4+5Н2О;
3) С2Н5ОН-^-^С2Н4+Н2О;
4) 2Н„О2 —> О2+2Н2О.
Укажіть правильне твердження: $
а) після дистиляції вода має склад, однаковий в усіх випадках; У
б) після дистиляції вода має склад, різний в усіх випадках;
в) після дистиляції вода має склад, однаковий у першому та другому випадках;
г) після дистиляції вода має склад, однаковий у третьому та четвертому випадках.
1.2. Задачі
1.2.1. Визначте середню масу відповідних атома та молекули (в кілограмах), якщо відомо, що
маса атома Карбону-12 дорівнює 1,993-10 ~26 кг (таблиця 1.2.1).
Таблиця 1.2.1
Варіант Атом Молекула Варіант Атом _ Молекула
1 N Н28 9 0 * РНз
2 Ьі ИН3 10 N8 неї
3 Г КВг 11 8і СаС12
4 Ме Н2О 12 К СС14
5 Ве НІ 13 Сг нг
6 Р Ме8 14 В ВаС12
7 Са сн4 , 15 8 ЬіГ
8 Ге А1С13 16 А1 8іН. 4
Розрахунок середньої маси молекули треба проводити за формулою:
т(молекули) = Мг (молекули) • тп(а. о. м.):
1.2.2. Для кожної сполуки визначте (таблиця 1.2.2):
а) відносну молекулярну масу;
б) молярну масу;
в) масову частку хімічного елемента, позначеного в дужках.
Таблиця 1.2.2
Варіант Сполука
1 2 •
1 К2О5(М) Н2СО3(С) НаОН(Ка) Ка28О4(8)
2 А12О3(А1) НС1(Н) 8п(ОН)2(8п) МЄСО3(О)
3 . 8пО(О) НЬЮ2(Н) КОН(Н) Ма28О3(Иа)
4 СаО(Са) НС1О2(С1) Сг(ОН)3(О) ИН4С1(Н)
5 8О2(8) Н28іО3(О) Ва(ОН)2(Ва) Са(НСО3)2(С)
6 СО2(С) НЦН) Ме(ОН)2(Ме) ХаЬЮ2(О)
7 Ре2О3(О) НС1О3(С1) 8г(ОН)2(Н) Са3(РО4)2(Са)
8 С12О7(С1) нио3(О) Ге(ОН)2(Ге) Ка2НРО4(Н)
9 Иа2О(На) Н28О3(8) СзОН(О) Ва8(Ва)
10 Сг2О3(Сг) НВг(Н) А1(ОН)3(А1) К28іО3(О)
Закінчення таблиці 1.2.2
1 2
11 в2о3(О) НЕ(Г) ЬіОН(Н) КаСІ(На)
12 Мп2О7(Мп) Н2ВО4(О) Ге(ОН)я(Ге) КС1О3(С1)
13 ' РЬО(РЬ) НСЮДО) 2п(ОН)2(Н) КВг(Вг)
14 . СиО(Си) Н3РО4(Р) Са(ОН)2(Са) • Ха282О3(Ма)
15 Р2О6(Р) Н28(8) Си(ОН)2(О) Са(Н2РО4)2(О)
16 8іО2(О) НСЮ(Н) РЬ(ОН)2(РЬ) Си(МО3)2(ЬТ)
1.2.3. Розрахуйте всі невідомі величини, вказані у таблиці 1.2.3 (незаповнені графи), за відоми-
ми величинами (заповнені графи).
Таблиця 1.2.3
Варіант Речовина Кількість речовини V, МОЛЬ Маса газу т, г Об’єм газу (н. у.) V, л Кількість молекул газу
1 сі2 0,1 -
2 N2 5,6
3 °2 8
4 н2 1,5 • 1023
5 сн4 2
6 со2 22
7 8О2 - » 1,12
8 ИН3 1,5
9 °з 3,01 -1023
10 неї 7,3
11 ью2 2,8
12 со 0,2
13 Н2В 9,03 1023
14 РНз 3,4
15 г 1,4
16 N20 2,0
1.2.4. Визначте число атомів кожного з елементів, які містяться в 5 моль води.
1.2.5. Визначте.число атомів кожного з елементів, які містяться в 1,5 л вуглекислого газу (н. у.).
1.2.6. Визначте, в якій кількості речовини сульфур(ІУ) оксиду міститься таке число молекул,
скільки атомів в 10 г кальцію.
1.2.7. Визначте, в якій кількості речовини гідроген хлориду НСІ міститься таке число молекул,
скільки атомів в 15 г натрію.
1.2.8. Змішали порошкоподібні метали: цинк масою 25 г, мідь масою ЗО г і залізо масою 45 г.
Визначте масову частку міді в отриманій суміші.
1.2.9. Визначте число атомів Ніколу у зразку сплаву нікелю з міддю масою 150,г, якщо масова
частка нікелю в сплаві становить 20 %.
1.2.10. У зразку сплаву міді зі сріблом число атомів Купруму дорівнює кількості атомів Арген-
туму. Визначте масову частку міді в сплаві.
1.2.11. Визначте масові частки елементів у нітратній кислоті НЬЮ3.
1.2.12. Визначте масові частки елементів у калій силікаті К28іО3.
1.2.13. У якій сполуці масова частка Купруму більша: купрум(ІІ) оксиді СиО чи купрум(І) ок- -
сиді Си2О? Відповідь підтвердіть розрахунками.
1.2.14. У якій сполуці масова частка Оксигену більша: нітроген(ІІ) оксиді N0 чи нітроген(ІУ)
оксиді НО2? Відповідь підтвердіть розрахунками.
/ІЇ2.15. Кількість речовини калій оксиду К2О дорівнює 0,5 моль. Визначте масу кисню, необхід-
ного для добування цього зразка оксиду.
1.2.16. Кількість речовини натрій карбонату Ма2СО3 дорівнює 0,8 моль. Визначте масу натрію,
необхідного для добування цього зразка карбонату.
1.2.17. Визначте відносну густину амоніаку за киснем та Повітрям.
1.2.18. Визначте відносну густину вуглекислого газу за повітрям та воднем.
1.2.19. Визначте молярну масу газу, густина якого за воднем дорівнює 35,5.
І^ї.2.20. Визначте масу 1 л (н. у.) таких газів: а) азоту М2; б) метану СН4; в) кисню О2; г) чадного
газу СО.
1.2.21. Визначте об’ємну частку азоту в суміші, яка містить 32 л азоту, 48 л вуглекислого газу,
36 л гелію, 14 л водню (н. у.).
1.2.22. В суміші міститься 3,01-Ю23 молекул кисню і 1,505 • 1023 молекул азоту. Визначте об’ємні
(н. у.) та масові частки компонентів суміші.
1.2.23. Визначте формулу речовини, якщо відомі масові частки елементів, що складають цю
молекулу: ір(С1)=92,21 %, решту становить Карбон.
1.2.24. Визначте формулу речовини, масова частка Карбону в якій дорівнює 84 %, а Гідро-
гену 16 %.
1.2.25. Масові частки Феруму та Сульфуру в сполуці дорівнюють 46,67 % та 53,33 %. Визначте
формулу сполуки.
1.2.26. Масова частка Сульфуру в його оксиді в 1,5 раза менша за масову частку Оксигену. Ви-
значте формулу сполуки.
1.2.27. Масові частки Натрію, Фосфору та Оксигену в сполуці дорівнюють 34,59 %, 23,31 % та
42,15 %. Визначте формулу сполуки.
1.2.28. Нітроген утворює оксид, відносна густина якого за Гелієм дорівнює 19, а масова частка
Оксигену 63,16 %. Визначте формулу оксиду.
1.2.29. Масові частки Натрію, Силіцію та Оксигену в сполуці дорівнюють 37,71 %, 22,95 % та
39,34 %. Визначте формулу сполуки.
1.2.30. Масові частки Кальцію, Гідрогену, Фосфору та Оксигену в сполуці дорівнюють 29,40 %,
0,74 %, 22,80 % та 47,06 %. Визначте формулу сполуки.
2. Періодичний закон і періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва.
Будова атома
І Приклади '
розв'язування
завдань
Приклад 1. За допомогою періодичної системи хімічних елементів Д. І. Мен-
делєєва складіть електронні та електронно-графічні формули Калію та
Титану; визначте, до якого ряду елементів (8-, р-, &, /-) належать дані
елементи; визначте, скільки «валентних» електронів має кожний з даних елементів; визначте
кількість протонів та нейтронів в ядрах атомів даних елементів.
Розв'язання: Написати електронну формулу елемента — означає, виходячи з принципів Паулі
та мінімальної енергії, розподілити наявні в атомі електрони за рівнями та підрівнями. Таким
чином, електронна формула атома Калію, що містить 19 електронів, має вигляд:
19К 1822822рв3823р6481.
Електронна оболонка, що закінчується на пз2прв, дуже стійка. Її електрони не взаємодіють
з електронами інших атомів у процесі утворення хімічного зв’язку (такі оболонки нагадують елек-
тронні оболонки інертних газів). Тому в атомі Калію електрони І82 2в2 2р6 Зв23рв повторюють стійку
оболонку Аргону, найближчого інертного газу, що має менший порядковий номер, ніж Калій, і їх
можна позначити символом [Аг]. Тоді в скороченому вигляді електронна формула Калію має бути
і9К [Аг]4з1.
Скорочена електронна формула дає змогу виділити «валентні» електрони (вони не входять до
оболонки інертного газу). В атомі Калію один «валентний» електрон, що міститься на 4з-під-
рівні.
Електронно-графічна формула вказує на розміщення електронів по орбіталях, які позначають-
ся або квадратиками, або рисками. Доцільно складати електронно-графічну формулу тільки для
«валентних» електронів. Для атома Калію вона має вигляд:
4в 4р
Ознакою, за якою всі елементи діляться на чотири сімейства ( з-, р-, (і-, /-), є підрівень, що за-
повнюється електронами в атомі останнім. Таким чином, Калій належить до сімейства 8-елемен-
тів.
За аналогією електронна формула Титану має вигляд:
22Ті 1822822р6 3823р64823гі2,
або в скороченому вигляді:
22ТІ [Аг]4823гі2.
Кількість «валентних» електронів дорівнює чотирьом (4з23<ї2). Електронно-графічна формула:
48 4р
Титан належить до ряду гі-елементів.
Кількість протонів в ядрі атома чисельно дорівнює кількості електронів та, відповідно, по-
рядковому номеру елемента. Тому ядро атома Калію містить 19 протонів, а ядро атома Тита-
ну — 22 протони. Сумарна кількість протонів та нейтронів чисельно дорівнює відносній атом-
ній масі. Тому ядро атома Калію містить 39—19 = 20 нейтронів, а ядро атома Титану містить
48—22 = 26 нейтронів.
Приклад 2. За допомогою періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва визначте,
в якому періоді, групі та підгрупі періодичної системи елементів містяться елементи, що мають бу-
дову зовнішньої електронної оболонки атома 5р66зІ та 5а2 4(/5; наведіть назви хімічних елементів
та порядкові номери в періодичній системі елементів.
Розв'язання: На номер періоду, в якому міститься елемент, вказує найбільше значення головного
квантового числа, що кількісно збігається з номером періоду. Виходячи з цього, перший елемент
( 5р6бз1) міститься в 6-му періоді, а другий ( 5824(/5 ) — в 5-му періоді.
Номер групи визначається кількістю «валентних» електронів. «Валентними» електронами
у з-елементів є електрони з-підрівня зовнішнього рівня, у р-елементів — електрони 8- та р-підрів-
нів зовнішнього рівня, у (/-елементів — електрони 8-підрівня зовнішнього рівня та (/-підрівня пе-
редзовнішнього рівня. Виходячи з цього, перший елемент ( 5р6б81 ) міститься в І групі, а другий
( 5824й5 ) — в VII групі.
8- та р-елементи розміщено в головних підгрупах відповідно І, II та III—VIII груп; (/-елементи —
в побічних підгрупах усіх груп. Виходячи з цього, перший елемент як 8-елемент міститься в голов-
ній підгрупі, а другий елемент як (/-елемент міститься в побічній підгрупі.
Порядковий номер елемента чисельно дорівнює кількості електронів в атомі. Щоб визначити
кількість електронів в атомі, треба скласти повну електронну формулу елемента. Для першого
елемента електронна формула має вигляд І822в2 2р6382Зр6 4з2 3(/104р6 5824(/105р668і, кількість елек-
тронів — 55. Елемент з порядковим номером 55 — це Цезій.
Для другого елемента електронна формула має вигляд І822822р63823р64823(/іо4р6 5824(/5, кіль-
кість електронів — 43. Елемент із порядковим номером 43 — це Технецій.
Приклад 3. Дайте характеристику елемента на основі положення в періодичній системі та будови
атома.
Розв'язання: Таку характеристику хімічного елемента зручно давати за планом.
І. Символ хімічного елемента та його назва.
II. Положення хімічного елемента в періодичній системі елементів Д. І. Менделєєва:
1) порядковий номер;
2) номер періоду;
3) номер групи;
4) підгрупа (головна чи побічна).
ПІ. Будова атома хімічного елемента:
1) заряд ядра атома;
2) відносна атомна маса хімічного елемента;
3) кількість протонів;
4) кількість електронів;
5) кількість нейтронів;
6) кількість електронних рівнів в атомі.
IV. Електронна та електронно-графічна формули атома, його валентні електрони.
V. Тип хімічного елемента (металічний чи неметалічний елемент, 8-, р-, (/- або /-елемент).
VI. Максимальний та мінімальний ступінь окиснення атома.
VII. Формули вищого оксиду та гідроксиду хімічного елемента, характеристика їхніх власти-
востей (основні, кислотні чи амфотерні).
VIII. Порівняння металічних чи неметалічних властивостей хімічного елемента з властивостя-
ми елементів — сусідів за періодом та підгрупою.
Приклад 4. Відносна молекулярна маса оксиду елемента другої групи дорівнює-153. Визначте
елемент.
Розв'язання: Формула вищого оксиду елемента другої групи — КО.
М (ІЮ) = А(В)+А(О);
МДКО) = АГ(К)+16 = 153; АГ(К) = 137.
Відповідь: Барій.
Приклад 5. У природних сполуках Хлор міститься у вигляді нуклідів35СІ (75,5 масових %) та
37 СІ (24,5 масових %). Визначте середню атомну масу природного Хлору.
Розв'язання:
Аг (середня атомна маса) = Аг(1) ір(1)+Аг(2) • ш(2), де 1 та 2 — ізотопи.
Аг (СІ) = 35 -0,755 + 37 -0,245.
Відповідь: 35,5.
Приклад б. Бор має два нукліди, атомна маса яких 10 та 11. Середня атомна маса Бору 10,82.
Розрахуйте масові частки кожного з нуклідів Бору.
Розв'язання:
Аг = Аг (1) и>(1)+А,. (2) • ір(2); 10,82 = 10 • ір(1)+11 - (1 - ір(1));
и>(1) = 0,18 або 18%, и>(2) = 0,82, або 82%.
Відповідь: 18% та 82%.
2.1. Тестові завдання
2.1.1. Укажіть, чому чисельно дорівнює порядковий номер хімічного елемента:
а) заряду ядра атома; в) кількості нейтронів;
б) кількості електронів; г) відносній атомній масі.
2.1.2. Укажіть, з яких частинок складається ядро атома:
а) протонів та електронів; в) нейтронів та електронів;
б) нейтронів; г) протонів та нейтронів.
2.1.3. Укажіть, чим відрізняються ізотопи хімічного елемента:
а) кількістю протонів; в) кількістю електронів;
б) кількістю нейтронів; г) зарядом ядра.
2.1.4. Нуклони — це загальна назва:
а) електронів; в) протонів та нейтронів;
б) нейтронів та електронів; г) електронів та протонів.
2.1.5. Укажіть пропущену частину в рівнянні такої реакції: ^Ві + *Не = + ...
а)^е; *, в)®Ве;
б)оп; г)іН.
2.1.6. Укажіть електронну формулу атома Нітрогену:
а) 1з22$5; в) 1з21р5;
б) 1з22р5; г) 1з22з22р3.
2.1.7. Укажіть електронну формулу атома Оксигену:
а) 1з22з23з23р2; в) 1з22з22р4;
б) 1з21р6; . г) 1821р42з2.
2.1.8. Укажіть електронну формулу атома Сульфуру:
а) І82 2822р63823р23гі2;
б) 182 2822р6 3823гі4;
в) І82 2822р42а?3823р4; - .
г) 1822822р6 3823р4.
2.1.9. Укажіть атом, якому відповідає електронна формула зовнішнього енергетичного рівня
2822р4:
а) Літій;
б) Карбон;
в) Нітроген;
г) Оксиген.
2.1.10. Укажіть електронну формулу зовнішнього енергетичного рівня атома Флуору:
а) 3823р4; в) 2822р5;
б) 2822р4: г) 2822р6.
2.1.11. Укажіть атом, якому відповідає електронна формула зовнішнього енергетичного рівня
3823р5:
а) Хлор; в) Алюміній;
б) Натрій; г) Фосфор.
2.1.12. Укажіть електронну формулу зовнішнього енергетичного рівня атома Карбону:
а) 3823р4; в) 2822р5;
б) 2822р2; г) 2822р6.
2.1.13. Укажіть оксид, який утворює елемент із порядковим номером 11:
а) ВО; в) В2О;
б) В,О7; г) В„О„.
2.1.14. Укажіть оксид, який утворює елемент із порядковим номером 12:
а) В2О; в) ВО;
б) В2О3; г) В2О5.
2.1.15. Укажіть оксид, який утворює елемент із порядковим номером 13:
а) В2О3; в) В2О;
б) ВО; г) ВО2.
2.1.16. Укажіть елемент, який утворює летку сполуку з Гідрогеном типу ВН4:
а) Фосфор; в) Сульфур;
б) Силіцій; г) Хлор.
2.1.17. Укажіть загальну формулу броміду, утвореного хімічним елементом із порядковим номе-
ром 20:
а) ВВг; в) ВВг3;
б) ВВг2; г) ВВг4.
2.1.18. Укажіть загальну формулу хлориду, утвореного хімічним елементом із порядковим но-
мером 3:
а) ВСІ; в) ВС13;
б) ВС12; г) ВС14.
2.1.19. Однакову кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні мають атоми еле-
ментів із порядковими номерами:
а) 6 і 14; в) 29 і ЗО;
б) 6 і 7; г) 39 і 29.
2.1.20. Однакову кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні мають атоми еле-
ментів із порядковими номерами:
а) 9 і 35; в) 16 і 24;
б) 9 і 25; г) 16 і 34.
2.1.21. Укажіть порядковий номер елемента, атом якого має на зовнішньому рівні один
електрон:
а) 81; ' б) 37; в) 36; г)32.
2.1.22. Укажіть порядковий номер елемента, атом якого має на зовнішньому рівні 3 електрони:
а) 20; в) 31;
6)21; г)40.
2.1.23. Укажіть, що є спільного в будові атомів елементів із порядковими номерами 3 і 11:
а) заряд ядра;
б) кількість електронів; І
в) кількість електронних рівнів;
г) кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні.
2.1.24. Укажіть, що є спільного в будові атомів елементів із порядковими номерами 17 і 18:
а) кількість електронів;
б) кількість нейтронів;
в) кількість електронних рівнів;
г) кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні.
2.1.25. Укажіть хімічний елемент, атомний радіус якого найбільший:
а) В; 6) Ьі; в) Ве; г) Е.
2.1.26. Укажіть хімічний елемент, який є найбільш електронегативним:
а) О; б) 8; в) Сі; г) Е.
2.1.27. Укажіть хімічний елемент, атомний радіус якого найменший:
а) Ьі; в) К;
б) Сз; г) Ма.
2.1.28. Укажіть хімічний елемент, який є найменш електронегативним:
а) 8; б) А1; в) СІ; г) Р.
2.1.29. Укажіть елемент третього періоду, який виявляє найбільш яскраво виражені неметаліч-
ні властивості:
а) А1; в) СІ;
б) 8; г)Р.
2.1.30. Установіть відповідність між рівняннями ядерних реакцій та пропущеними в них час-
тинками:' Рівняння ядерних реакцій Пропущені частинки
а)*2С + ...= ; б) 9Ве + }Н = 9В+... ; в) |2С+>=> + ... ; г)249И =249 + .... 1. „п; 2. *Не; 3. }Н; 4. \е.
2.1.31. Установіть відповідність між електронними конфігураціями та формулами хімічних
частинок:
Електронна конфігурація а) І82 2822р6 3823р1; б) 182 2822р63823ре; в) І822з22р6; Формула частинки 1) Б2’; 2) Иа+; . . 3) А1;
Г) І82 2822р3. 4) N.
2.1.32. Установіть відповідність між електронними конфігураціями та формулами хімічних
частинок:
Електронна конфігурація а) І82 2822р63в2; б) І82 2822р6 3823р63гі5; в) 182 2822р6; Формула частинки 1) Ее8*; 2) М}<; 3) А18*;
г) 182 2822рв3823р4. 4) 8.
2.1.33. Установіть відповідність між електронними конфігураціями та формулами хімічних
частинок:
Електронна конфігурація а) 1822822р63в23р1; б) І822822р63з23р6; Формула частинки і) ьі+; 2) А1;
в) 182; г) І82 2822р6. 3) Ке; 4) СГ.
2.1.34. Установіть відповідність між електронними конфігураціями зовнішніх енергетичних
рівнів та символами хімічних елементів:
Електронна конфігурація а) 4823гі7; б) 3в23р1; в) 4з2; г) 2в22р5. Символ хімічного елемента 1) Са; 2) А1; 3) Со; 4) Е.
2.1.35. Установіть відповідність між електронними конфігураціями валентних електронів
хімічних елементів та формулами їхніх сполук із Гідрогеном:
Електронна конфігурація а) 3823р4; б) 2822р5; в) 4в24р3; г) 2в22р4. Формула сполуки з Гідрогеном 1) Н2О; 2) АзН3; 3) Н28; 4) НЕ.
(завдання 2.2. Задачі -
для самостійного 2.2.1. Відносна молекулярна маса гідроксиду елемента І групи дорівнює
розв'язування 192. Визначте елемент.
2.2.2. Відносна молекулярна маса вищого оксиду елемента V групи дорівнює 108. Визначте еле-
мент.
2.2.3. Відносна молекулярна маса оксиду елемента І групи дорівнює 62. Визначте елемент.
2.2.4. Відносна молекулярна маса сполуки з Гідрогеном елемента IV групи дорівнює 32. Визна-
чте елемент;
2.2.5. Відносна молекулярна маса сполуки з Гідрогеном елемента V групи дорівнює 34. Визнач-
те елемент.
2.2.6. Купрум має два нукліди, атомні маси яких 63 та 65. Середня атомна маса Купруму 63,54.
Визначте масові частки кожного з нуклідів Купруму.
2.2.7. Хлор має два нукліди, атомні маси яких 35 та 37. Середня атомна маса Хлору 35,453. Ви-
значте масові частки кожного з нуклідів Хлору.
2.2.8. В природних сполуках Купрум міститься у вигляді нуклідів 63Си (71,87 масових %) та
65Си (28,13 масових %). Визначте середню відносну атомну масу Купруму.
2.2.9. Природний Талій має два нукліди, атомні маси яких 203 та 205. Середня атомна маса
Талію 204,38. Визначте масові частки кожного з нуклідів Талію.
2.2.10. У природних сполуках Силіцій міститься у вигляді нуклідів 288і (92,28 масових %), 2®8і
(4,67 масових %) та 308і (3,05 масових %). Визначте середню відносну атомну масу Силіцію.
2.3. Вправи
2.3.1. За допомогою періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва:
1) складіть електронні та електронно-графічні формули даних елементів (таблиця 2.3.1);
2) визначте, до якого ряду елементів ( 8-, р-, Л-, /-) належать дані елементи;
3) визначте, скільки «валентних» електронів має кожний із даних елементів;
4) визначте кількість протонів та нейтронів у ядрах атомів даних елементів.
Таблиця 2.3/
Варіант Елементи Варіант Елементи Варіант Елементи
1 Ід, О 7 Р, Ве 13 ІД, Р
2 Ка, 2п 8 8с, К 14 8с, N
3 N1,8 9 С, Со 15 Ма, СІ
4 Са, Ті 10 В, Се 16 У,М£
5 М&, 8і 11 Аз, Мп
6 N. V 12 Г, А1
2.3.2. За допомогою періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва виконайте такі
завдання:
а) визначте, в якому періоді, групі та підгрупі періодичної системи елементів міститься елемент,
якщо відома будова зовнішньої електронної оболонки атома (таблиця 2.3.2);
б) наведіть назву хімічного елемента та порядковий номер у періодичній системі елементів.
Таблиця 2.3.2
Варіант Елементи Варіант Елементи Варіант Елементи
1 2р6382 7 4823й2 13 4823гі’
2 Зв2Зр3 8 2р638* 14 3з23р2
3 482ЗсҐ 9 І822з2 15 3в23р5
4 18228* 10 2з22р5 16 Зр648і
5 482ЗсҐ 11 3823р4
6 Зр64в2 12 4з23гі8
2.3.3. Дайте характеристику елемента на основі його розміщення в періодичній системі та будо-
ви атома (таблиця 2.3.3).
Таблиця 2.3.3
Варіант Порядковий номер елемента Варіант Порядковий номер елемента Варіант Порядковий номер елемента Варіант Порядковий но- мер елемента
1 3 5 17 9 19 із 7
2 13 6 11 10 35 14 5
3 12 7 15 11 20 15 16
4 6 8 4 12 33 16 34
2.3.4. Визначте, який інертний газ та йони яких елементів мають однакову електронну конфі-
гурацію з частинкою, що виникає в результаті видалення з атома Кальцію усіх валентних елект-.
ронів.
2.3.5. Атом елемента має на 6 електронів більше, ніж йон Магнію. Визначте елемент, складіть
електронну формулу його атома та йона.
2.3.6. Атом елемента має на 7 електронів більше, ніж йон Натрію. Визначте елемент, складіть
електронну формулу його атома та йона.
2.3.7. Атом елемента має на 3 електрони більше, ніж йон Літію. Визначте елемент, складіть
електронну формулу його атома та йона.
2.3.8. Атом елемента має на 7 електронів більше, ніж йон Магнію. Визначте елемент, складіть
електронну формулу його атома та йона.
2.3.9. Атом елемента має на 1 електрон менше, ніж йон Калію. Визначте елемент, складіть елек-
тронну формулу його атома та йона.
2.3.10. Атом елемента має на 2 електрони менше, ніж йон Кальцію. Визначте елемент, складіть
електронну формулу його атома та йона.
3. Хімічний зв'язок
•Приклади
розв'язування
завдань
Приклад 1. Визначити тип хімічного зв’язку (йонний, ковалентний поляр-
ний, коваленяжий неполярний, металічний) в сполуках: Н2, Е2, М2, НЕ,
ИаЕ. Скласти схеми утворення хімічного зв’язку в молекулах.
Розв'язання: Ковалентний хімічний зв’язок утворюється між атомами за допомогою спільних
електронних пар. Ковалентний зв’язок, утворений атомами хімічних елементів з однаковою елек-
тронегативністю (атомами одного хімічного елемента), називається неполярним. Такий хімічний
зв’язок здійснюється в простих речовинах-неметалах. Тому в молекулах Н2, Г2 та М2 — ковалент-
ний неполярний хімічний зв’язок. Схему утворення ковалентного зв’язку можна подати, позна-
чивши неспарений електрон зовнішнього енергетичного рівня атома однією крапкою, а спільну
електронну пару — двома крапками:
Н- + -Н —Н:Н
Н ----> Н ГТГ] Н (Н2)
Н Т + Т
8 8
:Г«+*Г: —► :Г:Е:абоЕ— Е
:М:::№ або №ЙЯ.
Ковалентний хімічний зв’язок, утворений атомами хімічних елементів з різною електронега-
тивністю, називається полярним. Як правило, такий зв’язок утворюється між атомами різних
неметалів. Тому в молекулі НГ — ковалентний полярний хімічний зв’язок. Схема утворення кова-
лентного зв’язку:
Н • + • Р : — Н : Г :
Йонний зв’язок утворюється між атомами різних хімічних елементів, що дуже відрізняються
за своєю електронегативністю. В більшості випадків йонний зв’язок утворюється між металом та
неметалом. Тому в сполуці МаГ йонний зв’язок. Схема утворення йонного зв’язку:
На- е —> Иа+
Г + е -> Р"
На + Г -> Ма+ + Р"
Приклад 2. Визначте валентності хімічних елементів у таких сполуках: А12О3, К2О, РеС13,
Си3(РО4)2, 2п(ОН)2. Складіть структурні формули речовин.
Розв'язання: Сполука А12О3 містить Алюміній, що належить до головної підгрупи III групи, та
Оксиген, що належить до головної підгрупи VI групи. Відомо, що елементи головних підгруп І-ІП
груп періодичної системи мають постійну валентність, що дорівнює номеру групи. Тому Алюміній
має валентність III. Валентність Оксигену постійна і дорівнює II.
Сполука ЬГ2О містить Нітроген, що належить до головної підгрупи V групи, та Оксиген, що на-
лежить до головної підгрупи VI групи. Валентність Оксигену постійна і дорівнює П. Валентність
Нітрогену змінна, її значення необхідно визначити по Оксигену за правилом: добуток валентності
хімічного елемента на його індекс у формулі речовини для кожного елемента, що входить до її
складу, має однакове значення. Тому валентність Нітрогену дорівнює І.
Сполука ГеС13 містить Ферум, що належить до побічної підгрупи VIII групи, та Хлор, що нале-
жить до головної підгрупи VII групи. Валентність кислотного залишку у формулі солі дорівнює
кількості атомів Гідрогену в кислоті, якою утворена сіль. Тому кислотний залишок СІ має вален-
тність І (кислота НСІ). Добуток валентності Феруму на його індекс дорівнює добутку індексу Хлору
на його валентність. Тому валентність Феруму дорівнює ПЇ.
Сполука Си3(РО4)2 містить Купрум, що належить до побічної підгрупи І групи, та кислотний
залишок РО4, який має валентність III (кислота Н3РО4). Добуток валентності Купруму на його
індекс дорівнює добутку індексу кислотного залишку РО4 на його валентність. Тому валентність
Купруму дорівнює П.
Сполука Ип(ОН)2 містить Цинк, що належить до побічної підгрупи II групи, та гідроксильні
групи ОН. Валентність групи ОН завжди дорівнює І. Добуток валентності Цинку на його індекс
у формулі основи дорівнює добутку кількості ОН груп на їхню валентність. Тому валентність
Цинку дорівнює П.
Завдання
для самостійного
розв'язування
3.1. Тестові завдання
3.1.1. Укажіть, енергія якого хімічного зв’язку найменша:
а) металічного;
б) йонного;
в)водневого;
г) ковалентного,.
3.1.2. Укажіть, енергія якого хімічного зв’язку найбільша:
а) металічного; в) водневого;
б) йонного; г) ковалентного.
3.1.3. Визначте порядок зв’язку в молекулі азоту:
а) потрійний; в) ординарний;
б) подвійний; г) кратний.
3.1.4. Визначте порядок зв’язку в молекулі кисню:
а) потрійний; в) ординарний;
б) подвійний; г) кратний.
3.1.5. Визначте порядок зв’язку в молекулі хлору:
а) потрійний; в) ординарний;
б) подвійний; г) кратний.
3.1.6. Укажіть, як змінюється полярність та міцність зв’язку в ряді молекул НГ-НСІ-НВг:
а) як полярність, так і міцність зв’язку зростають;
б) полярність зв’язку зростає, а міцність зменшується;
в) як полярність, так і міцність зв’язку зменшуються;
г) полярність зв’язку зменшується, а його міцність зростає.
3.1.7. Укажіть, як змінюється міцність зв’язку в ряді молекул Г2 -О2 -ЬГ2:
а) зростає; в) зменшується;
б) не змінюється; г) спочатку зменшується, а потім зростає.
3.1.8. Укажіть тип орбіталей атомів Гідрогену та Хлору відповідно, які перекриваються у про-
цесі утворення молекули НС1:
а) з і 8; в) р і р;
б) 8 і р; г) р і 8.
3.1.9. Укажіть тип орбіталей атомів Флуору, які перекриваються у процесі утворення моле-
кули Г2:
а) 8 і 8; в) р і р;
б) 8 і р; г) р і 8.
3.1.10. Укажіть тип орбіталей атомів Гідрогену, які перекриваються у процесі утворення моле-
кули Н2:
а) 8 і 8; в) р і р;
б) 8 і р; г) р і 8.
3.1.11. Укажіть формулу речовини з йонним типом зв’язку:
а) С12; в) Р4;
б) Н2О; г) КГ.
3.1.12. Укажіть формулу речовини з ковалентним неполярним типом зв’язку:
а) РН3; в) СаС12;
б) Н2; г) МаГ.
3.1.13. Укажіть формулу речовини з йонним типом зв’язку:
а) НВг; в) КС1;
б) С12; г) Н2О.
3.1.14. Укажіть формулу речовини з ковалентним полярним типом зв’язку:
а) г2; б) Н28; в) МаГ; г) КС1.
3.1.15. Укажіть формулу речовини з ковалентним неполярним типом зв’язку:
а) О2; в) МН3;
б) КВг; г) СН4.
3.1.16. Укажіть формулу речовини з ковалентним полярним типом зв’язку:
а) МаСІ; в) О2;
б) Н28; • г) ЬіЕ.
3.1.17. Тільки ковалентні неполярні зв’язки присутні в речовинах:
а) р4; В) М2;
б) МН3; г) Н2О.
3.1.18. Тільки ковалентні полярні зв’язки присутні в речовинах:
а) ЬГН3; в) Н2О;
б) Р4; г) Н2О2.
3.1.19. Укажіть формулу речовини з найбільшою кількістю ковалентних зв’язків:
а) НС1; в) СН4;
б) М2; г) Г2.
3.1.20. Укажіть формулу речовини з найбільшою кількістю ковалентних зв’язків:
а) Н28; в) О2;
б) РН3; г) Н2.
3.1.21. Укажіть речовину, в якій хімічний зв’язок найменш полярний:
а) НС1;
в) НЕ;
б) НІ; г) НВг.
3.1.22. Укажіть речовину, в якій хімічний зв’язок найбільш полярний:
а) гідроген сульфід; в) метан;
б) хлор; г) гідроген хлорид.
3.1.23. Укажіть характерну фізичну властивість речовини з металічним типом зв’язку:
а) прозорість; в) крихкість;
б) леткість; г) пластичність.
3.1.24. Установіть відповідність між речовинами та їхніми типами хімічних зв’язків:
' Речовина Тип зв’язку
а) вольфрам; 1) йонний;
б) алмаз; 2) ковалентний полярний;
в) амоніак; 3) ковалентний неполярний;
г) натрій хлорид. 4) металічний.
3.1.25. Установіть відповідність між речовинами та їхніми типами хімічних зв’язків:
Речовина ' Тип зв’язку
а) озон; , 1) йонний;
б) срібло; . 2) ковалентний полярний;
в) кальцій оксид; 3) ковалентний неполярний;
г) вода. 4) металічний.
3.1.26. Укажіть формулу речовини, що має йонну кристалічну ґратку в твердому стані:
а) Н2О; в) С (алмаз);
б) І2; г) МаСІ.
3.1.27. Укажіть формулу речовини, що має атомну кристалічну ґратку в твердому стані:
а) Н2О; в) С (алмаз);
б) І2; г) МаСІ.
3.1.28. Укажіть речовину, якій відповідає такий опис: складається з атомів двох неметалів,
зв’язок у її молекулі — ковалентний, за звичайних умов — газ.
а) натрій хлорид; в) купрум(ІІ) хлорид;
б) калій оксид; г) гідроген бромід.
3.1.29. Укажіть речовину, якій відповідає такий опис: складається з атомів металу та неметалу,
зв’язок у сполуці — йонний, за звичайних умов — тверда, добре розчинна у воді.
а) амоніак; в) купрум(ІІ) хлорид;
б) цинк оксид; г) кальцій карбонат.
3.1.30. Укажіть, у якому ряді наведено речовини з атомною, молекулярною та йонною крис-
талічними ґратками в твердому стані:
а) алмаз, натрій хлорид, графіт; в) силіцій(ІУ) оксид, мідь, азот;
б) білий фосфор, вода, водень; г) алмаз, фтор, калій фторид.
3.1.31. Схарактеризуйте властивість речовини з молекулярною кристалічною ґраткою:
а) легкоплавка; в) добре проводить електричний струм;
б) летка; г) тугоплавка.
3.1.32. Схарактеризуйте властивість речовини з атомною кристалічною ґраткою:
а) легкоплавка;
б) летка;
в) добре проводить електричний струм;
г) тугоплавка.
3.1.33. Установіть відповідність між речовинами та типами кристалічних ґраток:
Речовина Тип ґратки
а) силіцій(ІУ) оксид; 1) йонна;
б) нікель; 2) молекулярна;
в) калій бромід; 3) атомна;
г) фтор. 4) металічна.
3.1.34. Установіть відповідність між типами кристалічних ґраток та фізичними властивостями
речовин:
Тип ґратки
а) молекулярна;
б) йонна;
в) атомна;
г) металічна.
Властивість
1) крихкість та добра розчинність у воді;
2) леткість та низька теплопровідність;
3) пластичність та висока теплопровідність;
4) крихкість та висока твердість.
3.1.35. Установіть відповідність між фізичними властивостями речовин та типами крйсталіч-
них ґраток:
Властивість а) добра електропровідність розчину; / Тип ґратки 1) йонна;
б) леткість; 2) молекулярна;
в) висока твердість; г) ковкість. 3) атомна; 4) металічна.
3.2. Вправи
3.2.1. Визначте тип хімічного зв’язку в наведених речовинах (йонний, ковалентний полярний,
ковалентний неполярний) (таблиця 3.2.1). Складіть схеми утворення хімічного зв’язку в речови-
нах. Дайте назви речовинам.
Таблиця 3.2.1
Варіант Речовини Варіант Речовини
1 ВеС12, Н2О, СаН2, РЕ3 9 РС1,, О2, А1И, М£..М,
2 МаСІ, СН4, А12О3, С12 10 Ьі2О, КН, 8п8, С12
3 Ьі2О, 8пО, Н2, РН3 11 СЕ, Ге2О3, Вг2, НС1
4 К28, Е2, Ве8, Н28 12 РН,, СС1., В2О.,, І2
5 СаГ2, 8пС12, ЬіСІ, Н28 13 Иа2О, РС13, СиО, Н2
6 СаО, М2, РС13, МаН 14 ВеЕ2, Н28, СаС12, Г2
7 МН„, В„О„, СС1„, Вг2 15 Ьі28, і2, С82, Н28є
8 ЕеС13, О2, М^О, А1М 16 МаВг, СО2, С12, А12О3
3.2.2. Визначте валентності хімічних елементів у сполуках (таблиця 3.2.2). Складіть структурні
формули речовин.
Таблиця 3.2.2
Варіант Речовини Варіант Речовини
1 РС13, Ма28О4, А1(ОН)3, МЄзИ2 9 СаН2, Н2О, ВеС12, СаСО3
2 Ьі2О, кон, 8п8, К28іО3 10 МаСІ, Сг(ОН)3, СН4,СО2
3 МЄ(0Н)2, Ге2О3, Си(МО3)2, НС1 11 Ьі2О, 8п(ОН)2, РН3, Ма28іО3
4 РН3, Н2СО3, В2О3, К28О3 12 К28, МО2, Ве8, Н28О4
5 Ма2О, РС13, Си(ОН)2, 2пС12 13 Ва(ОН)2, 8пС12, ЬІІ, Н2О
6 СаС12, Н28, ВєЕ2,А12О3 14 СаО, ИаН, РС13, Ее(ОН)2
7 Ма3РО4, С82, Н28є, Ьі28 15 МН3, СС14, В2О3, Н3РО4
8 СО2, МаВг, Са(ОН)2, Сг2О3 16 ГеС13, МеО, РЬ(ОН)2, А1М
4. Розчини
Приклади
розв'язування
завдань
Приклад 1. Визначте масу натрій хлориду та води, необхідних для приготу-
вання 500 г розчину з масовою часткою солі 10 %.
При розв’язанні задач скористайтесь таблицею 1 (додаток)?
Дано: тп(розчину)=500 г; и»(МаС1) = 10%, або 0,1.
тп(речовини) — ? т(Н20) — ?
Розв'язання: Масова частка речовини в розчині розраховується за формулою:
тп(речовини)
и»(речовини)=—1----------- • 100 %.
тп(розчину)
1. Визначаємо масу натрій хлориду:
т(МаС1) - и?(МаСІ) т(розчину); тп(МаСІ)=0,1 • 500 г=50 г .
2. Визначаємо масу води:
тп(Н2О) - тп(розчину) - тп(МаСІ); тп(Н2О) = 500 г - 50 г = 450 г.
Відповідь: для приготування розчину необхідно взяти 50 г натрій хлориду та 450 г води.
Приклад 2. У воді об’ємом 250 мл (густина 1 г/мл) розчинили сіль масою 25 г. Визначте масову
частку солі в отриманому розчині.
Дано: т(солі)=25 г; У(Н20) = 250 мл; р(Н2О)=1 г/мл.
и>(солі) — ?
Розв'язання: 1. Знаходимо масу води, взятої для приготування розчину:
т(Н20) = У(Н2О) р(Н2О); т(Н2О) = 250 мл • 1 г/мл = 250 г.
2. Визначаємо масу розчину:
тп(розчину) = тп(Н2О)+т(солі);
тп(розчину) = 250 г+25 г=275 г.
3. Визначаємо масову частку солі в розчині:
т
о>(солі) =----100% = 9%.
275 г
Відповідь: масова частка солі в цьому розчині складає 9%.
Приклад 3. Визначте об’єм води, в якій слід розчинити 50 г мідного купоросу для отримання роз-
чину з масовою часткою купрум(ІІ) сульфату 2%.
Дано: тп(Си8О4 • 5Н2О)=50 г; и>(Си8О4 5Н2О)=2%, або 0,02.
У(Н2О)-?
Розв'язання: 1. Визначаємо масу безводної солі:
г(Си8О4-5Н2О)=у(Си8О4);
тп(Си8О4 5Н2О) тп(Си8О4) = т(Си804 5Н2°) • М(Си8О4) <
М(Си8О4 -5Н2О) М(Си8О4)’ 4)~ М(Си804-5Н2О)
М(Си804 )=160 г/моль; М(Си804 5Н2О)=250 г/моль;
аг. \ 50 Г І60 г/моль _о
тп(Си8О4)= ----=32 г.
250 г/моль
2. Визначаємо масу розчину:
а(Си8О4 ) = т(.С"99л.1.. юо%; т(розчину) = 7п(Си50.4 >. ЮО%;
т(розчину) и>(Си8О4)
т(розчину)= 100%=1600 г.
, 2%
3. Визначаємо масу води:
тп(Н2О) = 7п(розчину)-7п(Си8О4 -5Н2О); тп(Н20) = 1600 г-50 г =1550 г.
4. Визначаємо об’єм води:
У(Н = У(Н2О)=1550г = 1550мл.
р(Н2О) 1 г/мл
Відповідь: об’єм води становить 1550 мл, або 1,55 л.
Приклад 4. У воді масою 50 г розчинили карбон(ІУ) оксид об’ємом 0,448 л (н. у.). Визначте масову
частку СО2 в отриманому розчині.
Дано: т(Н2О) = 50 г; У(СО2) = 0,448 л (н. у.).
а(СО2)~?
Розв'язання: 1. Визначаємо кількість речовини карбон(ІУ) оксиду, розчиненого у воді:
у(СО2) = Г(С°2>; у(СО2) = —= 0,02 моль.
2 Ут 2 22,4л/моль
2. Визначаємо масу розчиненого карбон(ГУ) оксиду:
т(СО2)=у(СО2)-М(СО2); М(СО2) = 44 г/моль;
тп(С02) = 0,02 моль-44 г/моль = 0,88 г.
3. Визначаємо масу отриманого розчину:
тп(розчину) = тп(Н2О) + т(СО2 ); тп(розчину) = 50 г + 0,88 г=50,88 г.
4. Визначаємо масову частку карбон(ГУ) оксиду в отриманому розчині:
а’(СО2) = т(С°2)---100%; и>(СО2) = 0,88 100% = 1,7%, або 0,017.
2 т(розчину) 2 50,88 г
Відповідь: масова частка СО2 в отриманому розчині становить 1,7 %.
Приклад 5. У 100 мл хлоридної кислоти густиною 1,1 г/мл та масовою часткою гідроген хлориду
20 % розчинили 2,24 л (н. у.) гідроген хлориду. Визначте масову частку гідроген хлориду в отри-
маному розчині.
Дано: У(розчину НСІ) = 100 мл; ігДНСІ) = 20%, або 0,2;
р(розчину НСІ) = 1,1 г/мл; У (гідроген хлориду) = 2,24 л (н. у.).
и>2(НС1)~ ?
Розв'язання: 1. Визначаємо масу вихідного розчину НСІ:
т1 (розчину НСІ) = V(розчину НСІ) - р (розчину НСІ);
тДрозчину НС1) = 100 мл-1,1 г/мл = 110 г.
2. Визначаємо масу гідроген хлориду у вихідному розчині НСІ:
т1(НС1) = т1(розчинуНС1)-и.>1(НС1); т1(НС1)=110г 0,2 = 22 г.
3. Визначаємо кількість речовини гідроген хлориду, який розчинили у вихідному розчині НС1:
/ттпп ^(НСІ) 2,24 л
у(НС1) = —---; V (НС1) =----------= 0,1 моль.
Ут 22,4 л/моль
4. Визначаємо масу гідроген хлориду, який розчинили в розчині НС1:
тп(НС1)=у(НС1) М(НС1); М(НС1) = 36,5 г/моль;
тті2(НС1) = 0,1 моль 36,5 г/моль = 3,65 г.
5. Визначаємо загальну масу гідроген хлориду в отриманому розчині:
тп(НСІ) = т1(НС1)+т2(НС1); т(НС1) = 22 г+3,65 г = 25,65 г.
6. Визначаємо масу отриманого розчину НС1:
тп(розчину НС1) = (розчину НС1)+тп(НС1); тп(розчинуНСІ) = 110 г +3,65 г = 113,65 г.
7. Визначаємо масову частку гідроген хлориду в отриманому розчині:
и»2(НС1) =---т(НС1)-----100%; и>2(НС1) - 25,65 Г • 100 % = 22,6 %, або 0,226.
2 т(розчинуНСІ) 2 113,65 г
Відповідь: масова частка НС1 в отриманому розчині становить 22,6%.
Приклад 6. Визначте об’єм розчину калій гідроксиду (масова частка КОН 30%, густина 1,25 г/мл),
який потрібно розбавити водою, щоб приготувати розчин об’ємом 300 мл з масовою часткою 5 %
і густиною 1,08 г/мл.
Дано: и»1(КОН) = 30 % або 0,3; и»2(КОН)=5 %, або 0,05;
р! (розчину КОН) = 1,25 г/мл;
р2(розчину КОН)=1,08 г/мл;
(розчину КОН)=300 мл.
V; (розчину КОН) — ?
Розв'язання: 1. Визначаємо масу розчину, який потрібно приготувати:
т2 (розчину КОН) = У2 (розчину КОН) • р2(розчину КОН);
т2(розчину КОН) = 300 мл -1,08 г/мл=324 г.
2. Визначаємо масу калій гідроксиду, що міститься в цьому розчині:
7п(К0Н)=и’2(КОН) т2(розчину КОН); тп(КОН) = 0,05 -324 г =16,2 г.
3. Визначаємо масу розчину з масовою часткою калій гідроксиду 30 %, що містить 16,2 г КОН:
. ггпттч гп(КОН) 16,2 г
(розчину КОН) =—^ОН)> тДрозчину КОН) = —= 54 г.
4. Знаходимо об’єм розчину калій гідроксиду, який потрібно розбавити водою:
і/лт тДрозчинуКОН) 54г „
Рі(розчину КОН) = —-------------; V. (розчину КОН) =--------- = 43,2 мл.
р! (розчину КОН) 1,25 г/мл
Відповідь: об’єм розчину калій гідроксиду становить 43,2 мл.
Приклад 7. Маємо розчини натрій нітрату з масовими частками МаМО3 10 % і 18 %. Визначте
масу кожного розчину, яку потрібно взяти для приготування розчину масою 250 г з масовою част-
кою МаЬГО3 12%.
Дано: о>1(КаК03)=10%, або 0,1;
и>2(КаМ)3)=18%, або 0,18;
о>3(КаКО3) = 12%, або 0,12;
Юз (розчину КаЖ)3) = 250 г.
//^(.розчину КаМ03) — ?; т2(розчину КаМ)3) — ?
Розв'язання:
1-й спосіб
1. Визначаємо масу натрій нітрату в розчині з іаДКаКОд) = 10 %:
тп1(КаКО3) = іа1(КаКО3)- т1 (розчину КаМО3); т1(КаК03)=0,1т1(розчину КаКО3)г.
2. Так само для розчину з и>2(КаЖ)3) = 18%:
т2(КаМ)3) = о>2(КаМ)3)- т2(розчину КаМ)3); т2(КаКО3) = 0,18т2(розчину КаКГО3) г.
3. Знаходимо масу КаЖ)3 у рбзчині, який потрібно приготувати:
т3(КаЖ)3) = т1 (КаМ)3)+т2 (КаМО3);
. т3(КаЖ)3) = (0,1т1(розчину КаМ03)+0,18т2 (розчину КаКО3))г.
4. Враховуючи, що:
...(КаКО,^ ,
ліз (розчину КаКО3)
маємо:
(0,1т. (розчину КаК03)+0,18т2(розчину КаМ)3)) г
М»X-— - - ’ г "1 ’ •
250г
звідки випливає:
0,1т1(розчину МаМ)3)+0,18т2(розчину КаЬЮ3) = ЗОг. (а)
5. Визначаємо масу розчину, який потрібно приготувати:
лід (розчину КаЖ)3) = т1 (розчину КаМО3)+т2 (розчину КаЬЮ3),
або
/^(розчину КаЬГО3)+тд (розчину КаЖ)3)=250 г. (б)
Розв’язуючи систему рівнянь (а) та (б), знаходимо, що т1 (розчину КаЖ)3) = 187,5 г,
а т2 (розчину КаМО3) = 62,5 г.
2-й спосіб
Скористуємось для розв’язання задачі так званим правилом змішування.
1. Пишемо одну під одною масові частки вихідних розчинів, а посередині і праворуч від них —
масову частку розчину, який потрібно приготувати:
18
12
10
2. Від більшої масової частки віднімаємо задану і пишемо результат знизу праворуч; від заданої
масової частки віднімаємо меншу і пишемо результат зверху праворуч:
18 2
12
10 6
Числа 2 і 6 показують, в якому масовому співвідношенні потрібно брати розчини
з и>2(КаЬГО3) = 18 % і п>1(КаКО3)= 10% відповідно.
3. Визначаємо необхідну масу першого розчину:
6 6
/^(розчину МаЖ)3) =---лід (розчину КаМО3); /^(розчину КаМО3)=--250 г=187,5 г.
2+6 2+6
4. Визначаємо необхідну масу другого розчину:
2 2
т2 (розчину КаЬІО3) =---ттід(розчину МаКО3); т2(розчину КаЖ)3) =-----250 г=62,5 г.
2+6 2+6
Відповідь: для приготування розчину треба взяти 187,5 г 10-відсоткового та 62,5 г 18-відсоткового
розчинів.
Приклад 8. До розчину калій хлориду (масова частка КС1 - ЗО %) потрібно додати воду, щоб при-
готувати розчин масою 100 г з масовою часткою КС1 5 %. Обчисліть масу вихідного розчину КС1 і
масу води, які потрібні для цього.
Дано: (КС1) = 30%; и>2 (КС1) = 5%;
ліз (розчину КС1) = 100 г.
(розчину КС1) — ?; т(Н20) — ?
Розв'язання: 1. Скористаємось для розв’язку правилом змішування. До того ж вважаємо, що
вода — це розчин з масовою часткою КС1, що дорівнює нулю. Тоді маємо:
ЗО
5
5
0
25
2. Обчислюємо масу вихідного розчину калій хлориду, який потрібно взяти для розбавляння:
§
(розчину КС1) =-----т„ (розчину КС1) ;
5+25
5
^(розчину КС1) =----100 г=16,67 г.
5+25
3. Обчислюємо потрібну масу води:
лі(Н20) =—(розчину КС1); т(Н20) =———100г = 83,ЗЗг.
5+25 5+25
Відповідь: маса вихідного розчину КС1 складає 16,67 г; маса води складає 83,33 г.
(завдання 4.1. Тестові завдання
для самостійного 4.1.1. Укажіть правильне твердження, яке характеризує розчин:
розв язування а) речовина> щО мае рідкий агрегатний стан;
б) однорідна суміш речовин;
в) хімічна сполука;
г) гетерогенна система, що містить декілька речовин.
4.1.2. Укажіть правильне твердження, яке характеризує суспензію:
а) складається з двох рідких фаз;
б) складається з рідкої та газоподібної фаз;
в) складається з рідкої та твердої фаз;
г) складається з твердої та газоподібної фаз.
4.1.3. Укажіть правильне твердження, яке характеризує насичений розчин:
а) може бути розбавленим; в) завжди є концентрованим;
б) не може бути розбавленим; г) не завжди є концентрованим.
4.1.4. Укажіть, як можна ненасичений розчин зробити насиченим:
а) додати воду; в) розчинити додаткову кількість речовини;
б) упарити розчин; г) всі попередні відповіді неправильні.
4.1.5. Розчин, що містить досить малу масу розчиненої речовини порівняно з масою розчинни-
ка, називають:
а) розбавленим; в) насиченим;
б) концентрованим; г) ненасиченим.
4.1.6. Укажіть, на які види за агрегатним станом поділяються всі розчини:
а) рідкі; в) газоподібні;
б) тверді; г) правильні всі твердження.
4.1.7. Густина розчину є відношенням:
а) маси розчиненої речовини до об’єму розчину;
б) маси розчиненої речовини до маси розчину;
в) маси розчину до об’єму розчину;
г) маси розчинника до маси розчину.
4.1.8. З підвищенням температури розчинність твердих речовин у рідинах:
а) завжди знижується; в) змінюється неоднозначно;
б) завжди зростає; г) не змінюється.
4.1.9. Укажіть правильне твердження, яке визначає зміну розчинності газоподібних речовин
у рідинах з підвищенням тиску:
а) не змінюється;
б) збільшується незалежно від природи речовин;
в) зменшується незалежно від природи речовин;
г) змінюється неоднозначно, залежно від природи речовин.
4.1.10. Укажіть правильне твердження, яке характеризує зміну розчинності натрій хлориду
У воді:
а) зростає з підвищенням тиску;
б) зростає з підвищенням температури;
в) зростає зі зниженням тиску;
г) зростає зі зниженням температури.
4.1.11. Укажіть правильне означення, яке характеризує масову частку розчиненої речовини
в розчині:
а) відношення маси розчиненої речовини до об’єму розчину;
б) відношення маси розчиненої речовини до маси розчину;
в) відношення маси розчину до об’єму розчину;
г) відношення маси розчинника до маси розчину.
4.1.12. Одиницями вимірювання масової частки є:
а) моль/л; в) моль/кг;
б) відсотки; г) частки одиниці.
4.1.13. Основоположником хімічної теорії розчинів був:
а) Д. І. Менделєєв; в) Я. Г. Вант-Гофф;
б) М. В. Ломоносов; г) С. Арреніус.
4.1.14. Сукупність усіх процесів, які виникають внаслідок появи у воді розчиненої речовини,
називають:
а) розчиненням; в) сольватацією;
б) гідратацією; г) дисоціацією.
4.1.15. До кристалогідратів належать речовини:
а) Н28О4 6Н2О (рідина);
б) ВаС12 2Н2О (тверда речовина);
в) С2Н8ОН-ЗН2О (рідина);
г) Сп8О4 5Н2О (тверда речовина).
4.2. Задачі
4.2.1. У воді масою 150 г розчинили калій хлорид масою 10 г. Визначте масову частку солі в от-
риманому розчині.
* 4.2.2. Визначте масу солі, потрібної для приготування розчину масою 2 кг з масовою часткою
солі 15 %.
4.2.3. Визначте масу калій хлориду, якйй потрібно розчинити у воді масою 100 г, щоб добути
розчин з масовою часткою КС1 5 %.
* 4.2.4. Барій хлорид масою 6 г розчинили у воді об’ємом 250 мл (густина 1 г/мл). Визначте масову
частку солі в отриманому розчині.
4.2.5. У воді масою 1000 г розчинили калій сульфат, кількість речовини якого становила 2 моль.
Визначте масову частку солі у розчині.
*4.2.( >. Визначте кількість речовини натрій гідроксиду, потрібного для приготування розчину
масою 60 г з масовою часткою лугу 15 %.
4.2.7. Визначте масу солі і масу води, потрібних для приготування розчину об’ємом 120 мл (гус-
тина 1,1 г/мл) з масовою часткою солі 15 %.
7 4.2.8. У воді об’ємом 200 мл (густина 1 г/мл) розчинили кристалогідрат СаС12 -_6Н2О масою 25 г.
Визначте масову частку кальцій, хлориду в отриманому розчині.
4.2.9. Розчин купрум(ІІ) сульфату масою 400 г (масова частка Си8О4 — 15 %) випарили, добув-
ши кристалогідрат Си8О4 -5Н2О. Визначте масу добутого кристалогідрату.
' 4.2.10. Визначте, яка маса кристалогідрату Ка28О4 10Н2О і який об’єм води потрібні для при-
готування розчину натрій сульфату (р =1,091 г/мл) об’ємом 1,2 л, у якому його масова частка
складає 10 %.
4.2.11. Для приготування 5-відсоткового (за масою) розчину магній сульфату взято 400 г крис-
талогідрату М£8О4 -7Н2О. Визначте масу отриманого розчину.
4.2.12. Визначте, у якій масі води потрібно розчинити 25 г кристалогідрату Си8О4 -5Н2О, щоб
добути 8-відсотковий (за масою) розчин купрум(ІІ) сульфату.
4.2.13. Визначте, скільки грамів кристалогідрату Ка28О4 -10Н20 треба розчинити в 800 г води,
щоб добути 10-відсотковий (за масою) розчин натрій сульфату.
4.2.14. Визначте масу кристалогідрату Ге8О4 -7Н2О, потрібного для приготування розчину ма-
сою 50 г з масовою часткою ферум(ІІ) сульфату 8 %.
4.2.15. Гідроген хлорид об’ємом 5,6 л (н. у.) розчинили у воді масою 500 г. Визначте масову част-
ку НС1 в отриманому розчині.
4.2.16. Визначте, який об’єм сульфур(ІУ) оксиду, виміряний за нормальних умов, потрібний для
приготування розчину масою 200 г з масовою часткою 8О2 1,5 %.
4.2.17. Визначте об’єм гідроген хлориду, виміряний за нормальних умов, потрібний для приго-
тування розчину масою 500 г з масовою часткою НС1 8 %.
- 4.2.18. Гідроген бромід об’ємом 1,12 л (н. у.) розчинили у воді масою 150 г. Визначте масову час-
тку гідроген броміду в отриманому розчині.
4.2.19. Визначте об’єм розчину сульфатної кислоти (масова частка Н28О4 8 %, густина 1,05 г/мл),
який необхідно взята для приготування розчину з масовою часткою сульфатної кислоти 2 %
об’ємом 400 мл (густина— 1,01 г/мл).
4.2.20. Потрібно приготувати розчин натрій нітрату масою 300 г (масова частка КаІ\Ю3 5 %).
Визначте об’єм води та об’єм розчину з масовою часткою натрій нітрату 16 % (густина — 1,11 г/мл),
необхідних для цього.
4.2.21. До розчину сульфатної кислоти об’ємом 250 мл (масова частка Н28О4 12 %, густина —
1,08 г/мл) додали воду масою 120 г. Визначте масову частку сульфатної кислоти в отриманому
розчині.
4.2.22. До розчину солі масою 250 г (масова частка солі 10 %) додали воду об’ємом 150 мл (густи-
на — 1 г/мл). Визначте масову частку солі в отриманому розчині.
4.2.23. Визначте об’єм розчину калій гідроксиду (масова частка КОН 12 %, густина — 1,11 г/мл),
який потрібно додати до води об’ємом 500 мл, щоб добути розчин з масовою часткою калій гідрок-
сиду 5 %.
4.2.24. Визначте маси розчинів кальцій хлориду з масовими частками СаС12 2 % і 10 %, потріб-
них для приготування розчину масою 1 кг з масовою часткою кальцій хлориду 5 %.
4.2.25. Визначте маси води і розчину з масовою часткою магній хлориду 20 %, потрібних для
приготування розчин^ масою 300 г з масовою часткою М§С12 4 %.
5. Електролітична дисоціація
І Приклади
розв'язування
завдань
1. Кислота Н3РО4
Приклад 1. Складіть рівняння ступінчастої уа повної електролітичної дисо-
ціації таких сполук: Н3РО4, КНСО3.
Розв'язання:
є трьохосновною, тому її дисоціація відбуватиметься трьома ступенями:
перший ступінь Н3РО4 <; ^Н++Н2РО4
другий ступінь Н2РО4 е :>Н‘ +НРО4
третій ступінь НРО^ ±Н+ +РО^
сумарне рівняння Н3РО4 ? :>ЗН‘+РО4~
2. Кисла сіль КНСО3 дисоціює двома ступенями:
перший ступінь КНСО3. р^К++НСО3
другий ступінь НСО3<= ►Н++СО|-
сумарне рівняння КНСО3; р*К++Н++СО|“
Приклад 2. Складіть молекулярні, повні та скорочені йонні рівняння реакцій, які відповідають
такій схемі: КС1 + А£ЬГО3—>.
Розв'язання: 1. Складаємо рівняння реакції в молекулярній формі:
КС1 + А£ЬЮ3 -> АцСІ X +КЬГО3.
2. Речовини КС1, А§ЬЮ3 і КК03 •— розчинні у воді солі, які практично цілком дисоціюють на
йони, тому в йонному рівнянні ці речовини слід зобразити у вигляді йонів, на які вони дисоцію-
ють. Сіль А^СІ практично нерозчинна у воді, тому її формулу залишаємо без змін. Тоді маємо:
К++СГ + А£++ЬЮ’ -> А&С1 X +к++ьго’.
3. Виключаємо з правої та лівої частин однакові кількості однойменних йонів ( К-.і N0^ ) і отри-
муємо рівняння реакції в скороченій йонній формі:
А£++СҐ->А£С1І.
Приклад 3. Складіть молекулярні рівняння реакцій, які відповідають такому скороченому йон-
ному рівнянню: Си2+ + 20Н’ -> Си(ОН)2 X.
Розв'язання: 1. Запишемо під формулами йонів лівої частини рівняння такі йони протилежного
заряду, які б утворювали з вихідними йонами розчинні сильні електроліти (дописані йони мають
утворювати розчинний сильний електроліт також і між собою). Такі самі йони записуємо під фор-
мулами йонів правої частини рівняння:
Сп2++2ОН’ —»Си(0Н)21 11
Вг" + Ка+->Ка++Вг" |2
2. Підсумовуючи обидва рівняння, отримуємо рівняння в йонній формі:
Си2++ 2Вг’+2На++ 20Н’ -> Сп(0Н)21 +2На++2Вг".
3. Об’єднуючи йони, записуємо рівняння в молекулярній формі:
СиВг2+2КаОН Си(0Н)2 X +2МаВг.
Гзавдання 5.1. Тестові завдання
для самостійного 5.1.1. Укажіть правильне закінчення речення: «Речовини, що виявляють
розв язування у розчинах властивості сильних електролітів, складаються ...».
а) тільки з йонів; в) з йонів, а інколи з молекул;
б) тільки з молекул; г) з молекул, а інколи з йонів.
5.1.2. Укажіть, які речовини у розплавленому (рідкому) стані є сильними електролітами:
а) основи та кислоти; в) основи, кислоти та амфотерні гідроксиди;
б) луги та солі; г) кислоти та солі.
5.1.3. Речовини, що у процесі дисоціації утворюють аніони одного типу — гідроксид-йони, на-
зивають:
а) середніми (нормальними) солями; в) основами;
б) кислотами; г) основними солями.
5.1.4. Речовини, що у процесі дисоціації утворюють катіони одного типу — йони Гідрогену, на-
зивають:
а) солями; в) лугами;
б) кислотами; г) амфотерними гідроксидами.
5.1.5. Трьома стадіями проходить електролітична дисоціація:
а) алюміній хлориду; в) калій ортофосфату;
б) алюміній гідроксиду; г) ортофосфатної кислоти.
5.1.6. Двома стадіями проходить електролітична дисоціація:
а) кальцій хлориду; в) калій ортофосфату;
б) натрій гідроксиду; г) сульфатної кислоти.
5.1.7. Речовина, у процесі дисоціації якої утворюються катіони К+ та Н+, а також аніони
СО2“, є:
а) кислотою; в) середньої сіллю;
б) лугом; - г) кислою сіллю.
5.1.8. Укажіть формули речовин, які в водному розчині дисоціюють ступінчасто:
а) ЕеС13; в) КаНСО3;
б) КН2РО4; г) КОН.
5.1.9. З утворенням тільки катіонів металу в водному розчині дисоціюють:
а) середні солі; в) солі амонію;
б) кислі солі; г) амфотерні гідроксиди.
5.1.10. Речовина, у процесі дисоціації якої утворились катіони натрію та хлорид-йони, нале-
жить до:
а) середніх солей; в) кислих солей;
б) кислот; г) лугів.
5.1.11. Речовина, у процесі дисоціації якої утворились йони Ма+, Н+ та 8О2-, належить до:
а) середніх солей; в) кислих солей;
б) кислот; г) лугів.
5.1.12. Укажіть пари йонів, які не можуть разом перебувати у водному розчині н значних кіль-
костях:
а) Н+ та ОН”; в) Са2+ та РО2’;
б) А&+ та N0“; г) Ва2+ та СО3~.
5.1.13. Разом з якими аніонами у водному розчині в значних кількостях може перебувати катіон
Ва2+?
а) СГ; в) 8О2’;
б) N0- г) СО2.
5.1.14. Укажіть, у якій з наведених нижче йонних схем виділяється газ:
а) Н+ + ОН' -4; в) 2Н*+8О|’
б) 2Н+ + СО2- г) Са2++СО2- ->.
5.1.15. Скорочене йонне рівняння Си2++2ОН —>Си(ОН)21 відповідає взаємодії:
а) Си8О4 та ИаОН; в) Си8О4 та А1(0Н)3;
б) Си8 та МаОН; г) СиС12 та КаОН.
5.1.16. Скорочене йонне рівняння Ва2+ +8О2” —> Ва8О4 1 відповідає взаємодії:
а) ВаОта Н28О4; в) ВаС12 та РЬ8О4;
б) ВаС12 та Н2804; г) Ва(МО3)2 та На2804.
5.1.17. Укажіть пару електролітів, реакція між якими у водному розчині неможлива:
а) №і28 та НС1; в) ХаВг та КОН;
б) К2СО3 та Н28О4; г) Ре(НО3)2 та ИаОН.
5.1.18. Укажіть, взаємодії яких речовин відповідає скорочене йонне рівняння Н+ +0Н" —> Н20:
а) калій гідроксиду та силікатної кислоти;
б) натрій гідроксиду та сульфідної кислоти;
в) алюміній гідроксиду та хлоридної кислоти;
г) ферум(П) гідроксиду та карбонатної кислоти.
5.1.19. Установіть відповідність між реагентами та скороченими йонними рівняннями реакцій:
Реагенти а) Иа28 та НСІ; Рівняння 1) Си2++2ОН“ -> Си(ОН)2 1;
б) ВаС12 та Иа28О4; 2) 2Н+ +СС)2 СО2 Т +Н2О;
в) К2СО3 та Н28О4; г) Си8О4 та КтаОН. 3) 2Н++82 ->Н28?; 4) Ва2+ + 8О2- -> Ва8О41.
5.1.20. Установіть відповідність між реагентами та скороченими йонними рівняннями
реакцій: Реагенти а) Ва(ЬЮ3)2 та Н28О4; б) ВаС12 та Ка2СО3; Рівняння 1) Сн2++82“-» Си8і; 2) 2п(0Н)2 + 2Н+ -> 2п2++2Н2О;
в) 2п(ОН)2 та НСІ; г) Си8О4 та Ка28. 3) Ва2+ +СО2 -4 ВаСО3 1; 4) Ва2++8О2->Ва8О41.
5.2. Вправи ,
5.2.1. Складіть рівняння повної електролітичної дисоціації сполук (таблиця 5.2.1).
Таблиця 5.2.1
Варіант Сполуки Варіант Сполуки
1 Н28О4, НаОН, РЬ(ЬГО3)2 9 Н2СО3,КОН, Каг8О3
2 ЮГО3, Ва(ОН)2, ИаНСО3 10 НСІ, Ва(ОН)2, ИаН8
3 Н28О3, КОН, Сг2(8О4)3 11 Н28О4, Ва(ОН)2, ЕеС13 '
4 НСІ, ИаОН, НаН8О3 12 ННО2,КОН, Ка2НРО4
5 Н28, №аОН, Ка2СО3 13 Н2СО3, ИаОН, Си8О4
6 НВг, Ва(ОН)2, НаН8О3 14 Н28О3, Ва(ОН)2, А12(БО4)3
7 НЬЮ3, ИаОН, КНСО3 15 НВг, КОН, - КаН2РО4
8 Н28, КОН, Ге2(8О4)3 16 НМО2, Ва(ОН)2, К2НРО4
5.2.2. Складіть молекулярні, повні та скорочені йонні рівняння реакцій, які відповідають та-
ким схемам (таблиця 5.2.2).
Таблиця 5.2.2
Варіант Схеми Варіант Схеми
1 МаОН+Си8О4 1ШО:!+Са(С)Н)2 -> 9 КаОН+СиС12 Н28О4+2п(ОН)2 ->
2 КОН+М£С12 НВг+Си(ОН)2 -> 10 КОН+МіС12 НС1+Си(ОН)2 ->
3 ИаОН+НСІ ВаС12+Н28О4 -> 11 КОН+А12(8О4)3 НЬГО3+МаОН—>
4 КОН+АІСІз НВг+2п(ОН)2 -> 12 КОН+НС1—>; Ма28+РЬ(ЬЮ3)2 ->
5 КОН+НС1 ВаС12+А#ЬЮ3 -> 13 КОН+НЬГО3 НС1+Ка2СО, ->
6 КаОН+Н28О4 ВаС12+К28О4 -> 14 НаОН+ЕеС13 НВг+Мп(ОН)2 ->
7 КОН+ЕеС13 Н28О4+2п(ОН)2 -> 15 КОН+Н28О4 НС1+Ка28О3 ->
8 МаОН+8пС12 НС1+2п(ОН)2 -> 16 КОН+Н3РО4 МаС1+А£ЬІО3 ->
5.2.3. Складіть молекулярні рівняння реакцій, які відповідають таким скороченим йонним
рівнянням (таблиця 5.2.3).
Таблиця 5.2.3
Варіант Скорочені йонні рівняння Варіант Скорочені йонні рівняння
1 2 1 2
1 8іО|“ +2Н+ -> Н28іО3 і Ге2+ + 2ОН~->Ее(ОН)Д 9 Н++ОН' ->н2о Ва2++ 8іО2'Ва8іО3 4-
2 А^++ СГ —> А^СІ X Н++ОН~-»Н2О 10 2п2+ і 2ОН -> 2п(0Н)2 1 Ме2+ +СО|- м&со3 і
3 Мп2+ +2ОН- Мп(ОН)2 і Со2+ + 82’ -> Со8 X 11 Са2++СО2- ->СаСО.Д Сг3++ЗОН->Сг(ОН)31
4 Ва2+ +8О2' -ч. Ва8О4 і Кі2++ 2ОН“ —» М(0Н)21 12 N1Г + ОН" МН3 Т +Н2О Мп2+ +82“ -» Мп81
Закінчення таблиці 5.2.3
1 2 1 2
5 2Н++СО2"-»СО2 Т+Н2О 8п2+ +2ОН“ -> 8п(ОН)2 і 13 Ее2+ +2ОН- -> Ге(ОН)21 2Н++ 8О|”-» 8О2 ?+Н2О
6 Сп2+ +2ОН -> Си(ОН)2 1 А£+ + Вг А&Вг і 14 Ме2* і 20Н ->Ме(ОН)2 і Си2++82 ->Си8І
7 Ге3+ + ЗОН->Ге(ОН)3 1 А13++РО3--^А1РО41 15 Са2+ 4 20 Н -» Са(0Н)2 X Ва2++ 8О2--» Ва8О41
8 РЬ2+ + 82~->РЬ8і ІГ+ОН^Н„О 16 А13+ + ЗОН -> А1(ОН)3 і Ає* +Г АєІІ
6. Хімічні реакції
Приклади
розв'язування
завдань
Приклад 1. Термохімічне рівняння реакції має вигляд:
2А1(Т11)+ ^е2^з(тв) = А1г^з(тв)+ 2*4», + 848 кДж.
Визначте кількість теплоти (у кДж), яка виділиться, якщо маса ферум(ІІІ)
оксиду становить 80 г.
Розв'язання: Перебіг хімічних реакцій у більшості випадків супроводжується виділенням або
поглинанням енергії. Розділ хімії, який вивчає теплові ефекти хімічних реакцій, називають тер-
мохімією. Тепловим ефектом хімічної реакції називають кількість теплоти, яка виділяється або
поглинається системою внаслідок реакції. Тепловий ефект реакції позначають ДН і виражають
у джоулях (Дж) або кілоджоулях (кДж). Для екзотермічних реакцій, які перебігають з виділен-
ням теплоти (+0) , значення теплового ефекту від’ємне (ДН > 0). Рівняння реакції, в якому зазна-
чений її тепловий ефект, називають термохімічним. Величина теплового ефекту стосується того
числа молів речовини, яке визначене рівнянням реакції.
Оскільки перехід речовини з одного агрегатного стану в інший також супроводжується погли-
нанням або виділенням теплоти, у термохімічному рівнянні часто зазначають агрегатний стан
всіх учасників реакції, тому в термохімічних рівняннях часто можна зустріти дробові коефіцієн-
ти. З термохімічними рівняннями можна проводити всі операції, як з алгебраїчними: віднімати
і додавати одне до одного, множити або ділити члени рівняння на те саме число, змінювати знаки
та переводити члени з однієї частини рівняння в іншу.
1. Складемо термохімічне рівняння реакції:
2А1(тв) + Ге2О3(тв) = А12О3(тв) + 2Ее(тв) + 848 кДж.
2. Визначаємо кількість речовини ферум(ІІІ) оксиду, яка відповідає масі 80 г:
у = —;М(Ре203) = 160 і^моль; у(Ре2О3) =—С Єг^3^ • у(Ре2О3)=----—----= 0,5 моль.
М ' ' V 2 з/ м(рЄ2оз) V 2 з/ 160 г/моль
3. Визначаємо кількість теплоти, яка виділиться при взаємодії цієї кількості речовини Ре2О3
з А1:
1 моль Ге2О3 — 848 кДж;
0,5 моль Ге2О3 — х кДж.
207
0,5 моль 848 кДж , _ . _
х -------------------= 424 кДж.
Г моль
Відповідь: 424 кДж.
Приклад 2. Визначте масу сірки, яка згоряє в кисні, якщо при цьому виділилось 74,25 кДж теп-
лоти. При згорянні 1 моль сірки виділяється 297 кДж теплоти.
Розв'язання: 1. Складаємо термохімічне рівняння реакції: 8(тв) + О2(г) = 8О2(г) + 297 кДж.
2. Визначаємо кількість речовини сірки, при горінні якої виділилось 74,25 кДж теплоти:
1 моль 8 — 297 кДж;
х моль 8 — 74,25 кДж.
1 моль -74,25 кДж „
х =------------------=0,25 моль.
297 кДж
3. Визначаємо масу сірки, яка відповідає кількості речовини 0,25 моль:
т = У-М ; М(8) = 32 г/моль; /п(8) = 0,25 моль-32 г/моль = 8 г.
Відповідь: 8 г.
Приклад 3. Визначте, у скільки разів збільшиться швидкість реакції внаслідок підвищення тем-
ператури від 50 ° до 70 °С. Температурний коефіцієнт швидкості реакції дорівнює 3.
Розв'язання: Залежність швидкості реакції від температури виражають правилом Вант-Гоффа.
З підвищенням температури на кожні 10 °С швидкість гомогенної реакції збільшується
в 2-4 рази.
и(*1)
де о(1^ та о(і2) — швидкості реакцій відповідно при початковій та кінцевій і2 температурах;
у — температурний коефіцієнт швидкості реакції, що показує, у скільки разів зростає
швидкість даної реакції.
За формулою
о(іг)
обчислюємо, у скільки разів збільшиться швидкість реакції внаслідок підвищення температури
від 50° до 70 °С:
у(і ) 70~50
10 =9.
о(іі)
Відповідь: швидкість реакції збільшиться в 9 разів.
Приклад 4. У системі 2СО(с) + 02{г) «=* 2СО2(Г) встановилась хімічна рівновага. Визначте, як впли-
нуть на рівноважний стан: а) підвищення тиску; б) збільшення концентрації карбон(ІУ) оксиду.
Розв'язання; а) Перебіг прямої реакції супроводжується зменшенням у системі кількості газо-
подібних речовин (з 2 моль газу СО та 1 моль газу О2 утворюється 1 моль газу СО2 ). Відповідно
до принципу Ле Щательє, підвищення тиску веде до зміщення рівноваги у бік утворення меншої
кількості газоподібних речовин, тобто СО2 (рівновага зміститься вправо).
б) Збільшення концентрації СО2 (додаткове введення продукту реакції) веде до зміщення рівно-
ваги у бік розкладу СО2 (рівновага зміститься вліво).
Приклад 5. У системі 2М&(к) + О2(г) 2М^О(к); ЛН<0 встановилась рівновага. Визначте, як впли-
нуть на рівноважний стан: а) зниження температури; б) каталізатор.
Розв'язання: а) 3 наведеного термохімічного рівняння реакції випливає, що пряма реакція є ек-
зотермічною (оскільки АН<0), отже, зворотна реакція — ендотермічна. Відповідно до принципу
Ле Шательє, зниження температури сприятиме перебігу реакції, яка підвищує температуру сис-
теми, тобто екзотермічної реакції. Тому внаслідок зниження температури рівновага зміститься
у бік утворення речовини М^О.
б) Каталізатор не спричинить зміщення рівноваги в системі, оскільки однаковою мірою приско-
рює пряму та зворотну реакцію.
Приклад 6. Визначте, які з наведених хімічних частинок можуть мати властивості безумовних
окисників; безумовних відновників; як окисників, так і відновників: Ка3РО4, Аі, 8, 82-.
Розв'язання: Окисно-відновні властивості хімічних частинок залежать від ступеня окиснення
електронно-активного атома (в наведених частинках відповідно Р, А1, 8).
Ступінь окиснення Фосфору в сполуці Ка3РО4 дорівнює +5. Це означає, що Фосфор віддав усі
свої «валентні» електрони, внаслідок чого виник «вищий» ступінь окиснення. Будова електронної
оболонки атома Фосфору, що залишилась, збігається з будовою дуже стійкої електронної оболонки
атома інертного газу Неону. Тому атом Фосфору зі ступенем окиснення +5 може лише приймати
електрони, тобто бути безумовним окисником.
В сульфід-йоні 82’ негативний заряд свідчить про два надлишкові електрони (найнижчий
ступінь окиснення). Будова електронної оболонки атома Сульфуру збігається з будовою стійкої
електронної оболонки атома інертного газу Неону. Тому сульфід-йон може лише віддавати елек-
трони і бути безумовним відновником.
Нейтральні атоми Алюмінію та Сульфуру мають різні окисно-відновні властивості: нейтраль-
ний атом Алюмінію, як і всіх інших металів, може лише віддавати електрони (нульовий ступінь
окиснення для них є найнижчим) і бути безумовним відновником; нейтральний атом Сульфуру,
як і інших неметалів (крім Флуору), може мати і окисні, і відновні властивості в залежності від
властивостей речовини, з якою він взаємодіє, тобто бути і окисником, і відновником.
Приклад 7. У рівнянні окисно-відновної реакції, яка перебігає за наведеною схемою, підберіть
коефіцієнти методом електронного балансу, вкажіть процес окиснення та відновлення, окисник та
відновник: Ь1Н3 + О2 —> М2 + Н2О.
Розв'язання: Метод електронного балансу базується на врахуванні зміни ступенів окиснення
елементів вихідних речовин і продуктів реакцій. Розглянемо на наведеному прикладі порядок
складання електронного балансу.
1. У наведеному рівнянні реакції визначаємо ступені окиснення всіх елементів.
2. Визначаємо, які елементи в ході хімічної реакції змінили ступені окиснення.
3. Визначаємо окисник і відновник.
Окисник — речовина, яка містить елемент, що приєднує електрони. Ступінь окиснення окис-
ника при цьому зменшується. Відновник — речовина, яка містить елемент, що віддає електрони.
Ступінь окиснення відновника при цьому збільшується.
4. Записуємо окремо процеси окиснення і відновлення із зазначенням кількості електронів, що
беруть участь у кожному з процесів.
Окиснення — процес віддачі електронів відновником. Відновлення — процес приєднання елек-
тронів окисником.
5. Визначаємо коефіцієнти, на які необхідно помножити рівняння окиснення та відновлення,
щоб кількість електронів, відданих відновником, дорівнювала кількості електронів, прийнятих
окисником.
6. Просумувати рівняння процесів окиснення та відновлення з урахуванням одержаних ко-
ефіцієнтів.'
7. Розставити відповідні коефіцієнти у вихідному рівнянні. Для перевірки знайдених коефіцієн-
тів досить обчислити число атомів Оксигену у лівій та правій частинах рівняння.
Оформлення окисно-відновних реакцій з електронним балансом має виглядати таким чином:
-3+1 0 0 +1 -2
МНз+Ог^Мг + НгО
-3-0
2М-6е—>КгНСК х2 окиснення відновник
X відновлення окисник
02+4е->20 12
4КГН3 + ЗО2 —» 2М2 + 6Н2О
Завдання ' 6.1. Тестові завдання
для самостійного 6.1.1. Укажіть тип хімічної реакції, якій відповідає таке рівняння:
розв'язування 2Ма + 2Н2О = 2МаОН + Н2Т
а) обміну; б) сполучення; в) розкладу; г) заміщення.
6.1.2. Укажіть рівняння хімічної реакції, яка належить до реакцій обміну:
а) ЬГ2+О2=2ЬЮТ; б) СаСО3ЛСаО+СО2?; в) СпО+2НС1 = СпС12 + Н2О ; г) М£ + 2НВг = М£Вг2 + Н2?.
6.1.3. Швидкість будь-якої хімічної реакції залежить від:
а) тиску; в) площі стикання речовин;
б) температури; г) усіх перелічених вище факторів.
6.1.4. Укажіть, який закон виражає залежність швидкості реакції від концентрації реагуючих
речовин:
а) правило Вант-Гоффа; б) закон діючих мас; в) закон сталості складу речовин; г) закон кратних відношень.
6.1.5. Розчинення цинку в хлоридній кислоті сповільнюватиметься за умови:
а) збільшення концентрації кислоти; б) подрібнення цинку; в) підвищення температури; г) розведення кислоти.
6.1.6. Установіть послідовність ступенів подрібненості металічного магнію відповідно до зрос-
тання швидкості його розчинення у хлоридній кислоті:
а) дрібні ошурки; б) пластинки; в) гранули; г) стружки.
6.1.7. Укажіть рівняння хімічної реакції, яка є оборотною та екзотермічною:
а) Ге0(са) + С0Щ Ге(о4) + СО2(4) + ї
б) СО(а) + Н2О(а) СОад + Н2(а); ДН < 0 .
в) СаСО3(6а) -> СаО(ба) + СО2(а) Сі ;
г) СН4(а) + Н2О(г)^СО2(а)+ЗН2(а); ДН>0.
6.1.8. Укажіть тип хімічної реакції, якій відповідає таке рівняння:
а) оборотна та ендотермічна;
б) оборотна та екзотермічна;
СаС03(6.) -» СаО(й4) + С02(а) (2
в) необоротна та ендотермічна;
г) необоротна та екзотермічна.
6.1.9. Установіть відповідність між рівняннями реакцій та характеристиками реакцій:
Рівняння реакцій
а) К2(г) + ЗН2(г)^±±2КН3(г) + О;
б) СиО(тв) + 2НС1^ —> СиС12(р) + Н2О^ + (?;
в) реО<та) + СО(Г) Ге(та) + СО2(Г) + &
г) СаСО3(тв) —> СаО(тв) + СО2(г)
Характеристика реакції
1) гомогенна, оборотна, каталітична;
2) гомогенна, необоротна, ендотермічна;
3) розкладу, необоротна, ендотермічна;
4) гетерогенна, необоротна, екзотермічна;
5) гетерогенна, оборотна, екзотермічна.
6.1.10. Установіть відповідність між рівняннями реакцій та характеристиками реакцій:
Рівняння реакцій
й) 4Р(ТВ) + 5О2(г) 2РО5(т.) +
6) К2(г)+О2(г)^2КО(г)-«;
в)28О2(г) + О2(г)^==^28О3(г)+Є;
г) мєсо3(тв) > МЄО(тв) +СО2(г) -©.
Характеристика реакції
1) необоротна, некаталітична, ендотермічна;
2) необоротна, сполучення, екзотермічна;
3) гомогенна, оборотна, каталітична;
4) гетерогенна, необоротна, ендотермічна;
5) гомогенна, оборотна, ендотермічна.
6.1.11. Укажіть, який фактор не може вплинути на положення рівноваги в оборотній реакції:
а) зміна температури; в) зміна концентрації реагуючих речовин;
б) зміна тиску; г) внесення каталізатора.
6.1.12. У реагуючій системі, рівняння якої
2КО(Г)+С12(Г)<=>2КОС1(Г)
рівновага зміститься вправо:
а) внаслідок підвищення тиску; в) внаслідок зниження температури;
б) внаслідок використання каталізатора; г) внаслідок підвищення концентрації N001.
6.1.13. У реагуючій системі, рівняння якої
СН4(Г) + 48(р) & С82(г) + 2Н28(г)/Ш+4 О
рівновага зміститься вліво:
а) внаслідок зниження тиску; в) внаслідок додаткового введення сірки;
б) внаслідок зниження температури; г) внаслідок підвищення концентрації Н28.
6.1.14. Зміна тиску не зміщує хімічну рівновагу процесу:
а) 28Оад +02(г) ?=> 28О3(г); ' в) СаСО3(к) <=>СаО(к) +С02(г);
б) К2(г) + 02(г) 2МО(г); г) К2(г) + ЗН2(Г) 2КН3(Г).
6.1.15. Установіть відповідність між рівняннями реакцій та умовами зміщення рівноваги в них
у бік продуктів реакції:
Рівняння
а)Кад+ЗН2(г)^2МН3(г)+О;
6)28О2(г)+О2(г) 28О3(г) —(?;
в)С02(г) +С(К) 2С0{г) + (?;
г)2КН3(г) ^К2(г) +ЗН2(Г)-(?.
Умови (температура Т, тискР)
1) підвищення Т і зниження Р;
2) зниження Т і підвищення Р;
3) підвищення Т і підвищення Р;
4) зниження Т і зниження Р.
6.1.16. Сульфур виявляє ступінь окиснення «+4» в сполуці:
а) 8; - в) Н28О3;
б) Н28;
г) Н28О4.
6.1.17. Фосфор виявляє ступінь окиснення «+3» в сполуці:
а) РН3; в) Н3РО4;
б) Н3РО3; г) Р4.
6.1.18. Нітроген виявляє ступінь окиснення «—З» в сполуці:
а) И2; ' в) НМО3;
б) КМО2; г) ЬГН3.
6.1.19. Манган виявляє ступінь окиснення «+7» у сполуці:
а) КМпО4; в) МпО2;
б) К2МпО4; г) Мп.
6.1.20. Хлор виявляє ступінь окиснення «+3» у сполуці:
а) КС1; в) КС1О2;
б) Сі2; г) КСЮ4.
6.1.21. Установіть послідовність зростання максимального ступеня окиснення атома хімічного
елемента в сполуках з Оксигеном:
а) СІ; в)К;
б)А1; . г)8.
6.1.22. Установіть послідовність зменшення максимального ступеня окиснення атома хімічного
елемента в сполуках з Оксигеном:
а) 8; в) Ва;
б) Р; г) С.
6.1.23. Установіть відповідність між елементом X у сполуці та ступенем його окиснення:
Сполука Ступінь окиснення
а)Ма2ХО4; 1)+7;
б) КН4ХО3; 2)+6;
в) Ха.([Х(ОН)6 ]; 3)15;
г) КХ04. 4> +3-
6.1.24. Укажіть, як змінюється ступінь окиснення елемента у процесі відновлення:
а) знижується; в) може як підвищуватися, так і знижуватись;
б) залишається незмінним; г) підвищується.
6.1.25. Процес окиснення відбувається, коли:
а) нейтральні атоми перетворюються в аніони;
б) нейтральні атоми перетворюються в катіони;
в) позитивний заряд простого йона підвищується;
г) ступінь окиснення атома підвищується.
6.1.26. Укажіть реагенти, які взаємодіють між собою за окисно-відновним механізмом: >
а) кислота та луг; в) кислота та амфотерний оксид;
б) кислота та основний оксид; г) кислота та метал.
6.1.27. Укажіть, які властивості в окисно-відновній реакції виявляє йодид-йон:
а) тільки окисника; в) тільки відновника;
б) ні окисйика, ні відновника; г) і окисника, й відновника.
6.1.28. Укажіть, які властивості в окисно-відновній реакції виявляє сульфат-йон:
а) тільки окисника;
б) ні окисника, ні відновника;
в) тільки відновника;
г) і окисника, й відновника.
6.1.29. Укажіть, які властивості в окисно-відновній реакції виявляє нітрит-йон:
а) тільки окисника; в) тільки відновника;
б) ні окисника, ні відновника; г) і окисника, й відновника.
6.1.30. Укажіть, які властивості в окисно-відновній реакції виявляє сульфіт-йон:
а) тільки окисника; в) тільки відновника;
б) ні окисника, ні відновника; г) й окисника, й відновника.
6.1.31. Укажіть, які властивості в окисно-відновній реакції виявляє сульфід-йон:
а) тільки окисника; в) тільки відновника;
б) ні окисника, ні відновника; г) і окисника, й відновника.
6.1.32. Двоїсті окисно-відновні властивості в окисно-відновній реакції характерні для:
а) нітроген(ПІ) оксиду; в) фосфору;
б) сульфітної кислоти; г) сульфур(УІ) оксиду.
6.1.33. Двоїсті окисно-відновні властивості в окисно-відновній реакції характерні для:
а) силіцій(ІУ) оксиду; в) азоту;
б) сульфідної кислоти; г) нітроген(І) оксиду.
6.1.34. Двоїсті окисно-відновні властивості в окисно-відновній реакції характерні для:
а) карбон(ІУ) оксиду; в) кисню;
б) сульфідної кислоти; г) фосфор(У) оксиду.
6.1.35. Двоїсті окисно-відновні властивості в окисно-відновній реакції характерні для:
а) сульфур(ІУ) оксиду; в) сірки;
б) нітритної кислоти; г) калій нітрату.
6.1.36. Укажіть схему процесу, в якому окисник приймає два електрони:
а) КаКО2 -> №N0,;
б) МпО2—>МпЯО4;
в) Ка28О3 -»На28О4;
г)Р—>Н3РО;.
6.1.37. Укажіть коефіцієнт перед формулою окисника в рівнянні реакції, схема якої
КН3+О2-»КО+Н2О.
а) 1; в) 3;
б) 2; г) 5.
Для підтвердження відповіді підберіть коефіцієнти в схемі реакції методом електронного ба-
лансу.
6.1.38. Укажіть коефіцієнт перед формулою відновника в рівнянні реакції, схема якої
Н.,8 + О2 —> 8О2 "І" ^2^*
а) 1; в) 5;
б) 2; г) 6.
Для підтвердження відповіді підберіть коефіцієнти в схемі реакції методом електронного ба-
лансу.
6.1.39. Укажіть коефіцієнт перед формулою окисника в рівнянні реакції, схема якої.
А1+О2 А12О3.
а) 6; в) 4;
б) 5; г) 3.
Для підтвердження відповіді підберіть коефіцієнти в схемі реакції методом електронного ба-
лансу.
6.1.40. Укажіть коефіцієнт перед формулою відновника в рівнянні реакції, схема якої
РЬО2 + НСІ -» С12 + РЬС12 +Н2О.
а) 8; в) 4;
6)6; . г)2.
Для підтвердження відповіді підберіть коефіцієнти в схемі реакції методом електронного ба-
лансу.
6.2.3адачі
6.2.1. Термохімічне рівняння реакції має вигляд: С( , + О.(|) = СО-^-У-394 нДдк. Визначте кіль-
кість теплоти (у кілоджоулях), яка виділиться при спалюванні 18 г вуглецю.
6.2.2. При горінні 13 г цинку з утворенням цинк оксиду виділилось 69,8 кДж теплоти. Визначте
тепловий ефект (у кілоджоулях) реакції та складіть термохімічне рівняння.
>^2.3. При взаємодії міді з хлором з утворенням купрум(П) хлориду масою 17,6 г виділилась
теплота в кількості 26,8 кДж. Визначте тепловий ефект (у кілоджоулях) реакції та складіть тер-
мохімічне рівняння.
4^6.2.4. Термохімічне рівняння реакції має вигляд: 2Са(тв) + О2(г) = 2СаО(тв); ЛН = -1271,1 кДж.
Визначте масу кальцій оксиду, який утворюється за цією реакцією, якщо при цьому виділиться
476,7 кДж теплоти.
6.2.5. Термохімічне рівняння реакції має вигляд: 4Р(тв)+5О2(г) =2Р2О5(тв); АН = —3010 кДж.
Визначте масу фосфору, який згорів, якщо при цьому виділилось 602 кДж теплоти.
6.2.6. Визначте, у скільки разів збільшиться швидкість реакції внаслідок підвищення темпера-
тури від 35 до 75 °С. Температурний коефіцієнт швидкості реакції дорівнює 2.
' 6.2.7. Визначте, у скільки разів зросте швидкість реакції внаслідок підвищення температури
від 300 до 350 °С. Температурний коефіцієнт швидкості реакції дорівнює 3.
6.2.8. Визначте, у скільки разів сповільниться швидкість реакції внаслідок зниження темпера-
тури від 180 до 150 °С. Температурний коефіцієнт швидкості реакції дорівнює 2.
, 6.2.9. Визначте, на скільки градусів треба підвищити температуру, щоб швидкість реакції зрос-
ла у 27 разів. Температурний коефіцієнт швидкості реакції дорівнює 3.
, 6.2.10. Визначте, на скільки градусів треба підвищити температуру, щоб швидкість реакції
зросла у 16 разів. Температурний коефіцієнт швидкості реакції дорівнює 2.
6.3. Вправи
6.3.1. Визначте, як треба змінити параметри стану системи (температуру, тиск, концентрації
вихідних речовин та продуктів реакції), щоб змістити хімічну рівновагу в бік утворення продук-
тів хімічної реакції (таблиця 6.3.1).
Таблиця 6.3.1
Варіант Рівняння хімічних реакцій
1 • 2
1 ' - н^+сіад^гнсі^дя^
2 2МО(г)^К2(г)+О2(г);ДН<0
3 + ®г2(г> 2НВг(г); ЛН>0
4 СН4(г)+202(г) ^СОад+2Н2О(р); ДЯ<0
Закінчення таблиці 6.3.1
1 2
5 2Н2(Г)+О2(Г) 2Н2О(р); ДН < 0
6 +-^2(г) С2Н6(г); ДН < 0 - •
7 2ЦК) +ЗН2(г) С^Н^; ДН < 0 •
8 СН4(Р)+ 2Н2О<г) СО2(г) + 4Н2{г); ДН < 0
9 РЦк) + ^2®(г) + ^2(г)> < 0
10 +Н2(г) С4Н10(г); ДН < 0
11 С(К) + ®2(г) СО2(г); ДН < 0
12 2Н2О(г) +2С12(г) 4НС1(г) +О2(Г); АН>0 -
13 СО(Г) +С12(Г) <=±СОС12(Г); ДН<0
14 . СаО(к) + ЗС(К) СаС2(к) + СО2(Г); ДН > 0
15 28О2(г)+О2(г) <=±28О3(г); ДН <0
16 Н2О(Г, +СО(Г) СО2(Г) +Н2(г); ДН < 0
6.3.2. Визначте, які з наведених хімічних частинок (таблиця 6.3.2) можуть мати властивості без-
умовних окисників; безумовних відновників; як окисників, так і відновників.
Таблиця 6.3.2
Варіант Хімічні частинки Варіант Хімічні частинки
1 КМпО4, МпО2, У2О5, КІ 9 8, 82 , [8О4]2~, К
2 РЬО2, НМО3, МН3, Н28 10 Мп, Ге3+, РЬ2+, РЬО2
3 На28О,, Ве, N0, К2Сг2О7 11 Со, Ге2+, На2СгО4, С02
4 В, Ві, Н2О2, [РО4]3 12 [КН4]+, НаИО2, КІ, Н2
5 [С1О4]’, С12, А13+, А1 13 А^+, И20, НаЖ)3, ИаСІ
6 [МпО4]2’, Г2, МЄ2+, Ая 14 [МО3р, N0,, 2п, С12
7 Ге, Ге2+, 8і, [804]2" 15 ИН3, №, СгО3, И2
8 Сг3+, [Сг2О7]2 , 02, РЬ 16 НВгО3, Г2, Вг’, Ве2+
6.3.3. Визначте, у якому випадку відбувається процес окиснення, а в якому — відновлення (таб-
лиця 6.3.3).
Таблиця 6.3.3
Варіант Схеми Варіант Схеми
1 2 3 4
1 802—>Н28О4, Вг2 ->НВг 9 І2->НІ, НаИО2^КаМО3
7
Закінчення таблиці 6.3.2
1 2 3 4
2 Н2803 -> Н28О4, НС103->НС1 10 КаІ—>І2, МпО2 -> Мп8О4
3 НЬЮ3->М02, Р->Н3РО4 11 Сг(ОН)3->К2СгО4, Вг2 -> КВг
4 ГеС13 —> ГеС12, І2 -> НІО3 12 РЬО2—>РЬ8О4, КСЮ3->02
5 Ге8О4 ^Гє2(8О4)3, Р206 -> Р 13 Мп80. —>КМпО4, С12 —>КтаС1
6 С->СО2, К2Сг2О7 -> Сг2(8О4), 14 С12—>КаС1О, КаМО3—>N0
7 Си—> Си(МО3)2, РЬО2 -> РЬС12 15 НС1О3->С12, Н28—>8
8 НС1->С12, КМпО4 -> Мп804 4 4 16 І2—>КаІО3, Мп804 НМпО4
6.3.4. У схемах окисно-відновних реакцій (таблиця 6.3.4) підберіть коефіцієнти методом елект-
ронного балансу, вкажіть процес окиснення та відновлення, окисник та відновник.
Таблиця 6.3.4
Варіант Рівняння окисно-відновних реакцій
1 КМпО4 +Ма„8О„+Н„8О4 ->На28О4+Мп8О4 +К28О4 +Н2О 4 4 О 4 Ч 4 1 Ч 4 Ч 4
2 МпО2 + НС1 -> МпС12 + С12 ? +Н20
3 Си + Н28О4 (концентрована) —> Си804 + 8О2 ? +Н20
4 С12 +ИаОН МаС1О+КаС1+Н2О
5 А1+НЬЮ3(розведена) А1(НО3)3+К2О ? +Н2О
6 \КМпО4 +Н28+Н28О4 —> 8 і+Мп8О4 +К28О4 +Н20'’
7 КМпО4 +На280„+К0Н На28О4+К2МпО.+Н2О
8 К2Сг207 +На,80..+Н2804 ->Ка'804+Сг2(804)3 +К28О4 +Н20
9 КМпО4 + неї МпС12 + С12 ? +КС1 + Н2О
10 2п+Н28О4 (концентрована) —> 2п804+Н28 ? +Н20
11 - КМпО4 +На2803+Н20 Иай804 1 МпО21+КОН
12 М&+НЬЮ3(розведена) М£(ЬЮ3)2+ЬЕН4ЬЮ3 +Н20
13 КМпО4+ИаНО, + КОН -> К2МпО4 +НаХО3 +Н20 4 & 4 4 «5 4
14 КМпО4 +Н2О2+Н28О4 ->02 ? +Мп804 +К28О4 +Н20
15 К,Сг,О7 + НС1 СгСЕ + С12 ? +КС1 + Н20
16 КМпО4 + КИС)„ +Н20 МпО, X +КМО, + КОН Ч іі 6 £, О
Відповіді
Основні поняття та закони хімії
1.1.1. В, Г. 1.1.2. Б. 1.1.3. Б. 1.1.4. А. 1.1.5. А, В, Г. 1.1.6. В. 1.1.7. В. 1.1.8. А. 1.1,9. Б. 1.1.10. Г.
1.1.11. А. 1.1.12. Б. 1.1.13. Б. 1.1.14. Б. 1.1.15. В. 1.1.16. Г. 1.1.17. В. 1.1.18. В. 1.1.19. А, Б, В.
1.1.20. А, Г. 1.1.21. Б. 1.1.22. А, В. 1.1.23. А, В, Г. 1.1.24. Б, В. 1.1.25. Б, В, Г. 1.1.26. А, Г. 1.1.27. Б, Г.
1.1.28. А, Г. 1.1.29. А, Б, Г. 1.1.30. В. 1.1.31. В. 1.1.32. В. 1.1.33. А. 1.1.34. А. 1'1.35. Г. 1.1.36. Г.
1.1.37. А. 1.1.38. Г. 1.1.39. А. 1.1.40. А, В, Г. 1.1.41. А, В, Г. 1.1.42. А, Б, Г. 1.1.43. А, Б, В.
1.1.44. А, Б. 1.1.45. Б, В, Г. 1.1.46. Г. 1.1.47. В, Г. 1.1.48. Б, В, Г. 1.1.49. А, В. 1.1.50. В, Г. 1.1.51. Г.
1.1.52. Б, В. 1.1.53. Б, Г. 1.1.54. Б. 1.1.55. А.
1.2.4. 6,02-1023 атомів О; 12,04-1023 атомів Н. 1.2.5. 0,4-Ю23 атомів С; 0,8-1023 атомів О.
1.2.6. 0,25 моль. 1.2.7. 0,65 моль. 1.2.8. 30%. 1.2.9. 3,06-Ю23 атомів. 1.2.10. 37,2%. 1.2.11. 1,6% Н;
22,2% М; 76,2% О. 1.2.12. 50,6% К; 18,2% 8і; 31,2% О. 1.2.13. 80% Си(СиО); 89% Си(Си2О).
1.2.14. 53% О(ЬЮ); 70% О(ЬЮ2). 1.2.15. 8 г. 1.2.16. 36,8 г. 1.2.17. 0,53; 0,59. 1.2.18. 1,52; 22.
1.2.19. 71 г/моль. 1.2.20. а) 1,25 г; б) 0,71 г; в) 1,43 г; г) 1,25 г. 1.2.21. 24,6%. 1.2.22. 66,7% О2
та 33,3% К2 (за об’ємом); 69,6% О2 та 30,4% М2 (за масою). 1.2.23. СС14. 1.2.24. С7Н16. 1.2.25. Ге82.
1.2.26.80,. 1.2.27. Ма Р О . 1.2.28. N.0,. 1.2.29. Ма 8і0,. 1.2.30. СаНРО..
Періодичний закон і періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва.
Будова атома
2.1.1. А, Б. 2.1.2. Г. 2.1.3. Б. 2.1.4. В. 2.1.5. Б. 2.1.6. Г. 2.1.7. В. 2.1.8. Г. 2.1.9. Г. 2.1.10. В. 2.1.11. А.
2.1.12. Б. 2.1.13. В. 2.1.14. В. 2.1.15. А. 2.1.16. Б. 2.1.17. Б. 2.1.18. А. 2.1.19. А. 2.1.20. А, Б. 2.1.21. Б.
2.1.22. Б, В. 2.1.23. Г. 2.1.24. АЗ, Б1, В2, Г4. 2.1.25. Б. 2.1.26. Г. 2.1.27. А. 2.1.28. Б. 2.1.29. В.
2.1.30. АЗ, Б1, В2, Г4. 2.1.31. АЗ, Б1, В2, Г4.2.1.32. А2, Б1, ВЗ, Г4.2.1.33. А2, Б4, В1, ГЗ. 2.1.34. АЗ,
Б2, В1, Г4. 2.1.35. АЗ, Б4, В2, Г1.
2.2.1. КЬ. 2.2.2. N. 2.2.3. Ма. 2.2.4.8і. 2.2.5. Р. 2.2.6. 73% 63Си 27% 65Си. 2.2.7. 77% 35С1; 23% 37С1.
2.2.8.63,56. 2.2.9. 31% 203Т1; 69% 205Т1. 2.2.10. 28,11.
Хімічний зв’язок
3.1.1. В. 3.1.2. Г. 3.1.3. А, Г. 3.1.4. Б, Г. 3.1.5. В. 3.1.6. В. 3.1.7. В. 3.1.8. Б. 3.1.9. В. 3.1.10. А.
3.1.11. Г. 3.1.12. Б. 3.1.13. В. 3.1.14. Б. 3.1.15. А. 3.1.16. Б. 3.1.17. А, В. 3.1.18. Б, В, Г. 3.1.19. В.
3.1.20. Б. 3.1.21. Б. 3.1.22. Г. 3.1.23. Г. 3.1.24. А4, БЗ, В2, Г1. 3.1.25. АЗ, Б4, В1, Г2. 3.1.26. Г.
3.1.27. В. 3.1.28. Г. 3.1.29. В. 3.1.30. Г. 3.1.31. Б. 3.1.32. Г. 3.1.33. АЗ, Б4, В1, Г2.3.1.34. А2, Б1, В4, ГЗ.
3.1.35. А1, Б2, ВЗ, Г4.
Розчини
4.1.1. Б. 4.1.2. В. 4.1.3. А, Г. 4.1.4. Б, В. 4.1.5. А. 4.1.6. Г. 4.1.7. В. 4.1.8. Б. 4.1.9. Б. 4.1.10. Б.
4.1.11. Б. 4.1.12. Б, Г. 4.1.13. А. 4.1.14. Б. 4.1.15. Б, Г.
4.2.1.6,25%. 4.2.2. 0,3 кг. 4.2.3. 5,26 г. 4.2.4. 2%. 4.2.5. 26%. 4.2.6. 0,225 моль. 4.2.7.19,8 г солі;
112,2 г води. 4.2.8. 5,6%. 4.2.9. 93,75 г. 4.2.10. 296,9 г; 1,012 л. 4.2.11. 3900 г. 4.2.12. 175 г.
4.2.13. 235,5, г. 4.2.14. 7,32 г. 4.2.15 1,8%. 4.2.16.1,05 г. 4.2.17. 24,5 л. 4.2.18. 2,6%. 4.2.19. 96,3 мл.
4.2.20. 206,25 мл; 84,46 мл. 4.2.21. 8%. 4.2.22. 6,25%. 4.2.23. 321,7 мл. 4.2.24. 0,625 кг; 0,375 кг.
4.2.25. 240 г; 60 г.
Електролітична дисоціація
5.1.1. А. 5.1.2. Б. 5.1.3. В. 5.1.4. Б. 5.1.5. Г. 5.1.6. Г. 5.1.7. Г. 5.1.8. Б, В. 5.1.9. А. 5.1.16. А. 5.1.11. В.
5.1.12. А, В, Г. 5.1.13. А, Б. 5.1.14. Б, В. 5.1.15. А, Г. 5.1.16. Б, Г. 5.1.17. В. 5.1.18. Б. 5.1.19. АЗ, Б4, В2, Г1.
5.1.20. А4, БЗ, В2, П.
Хімічні реакцїі
6.1.1. Г. 6.1.2. В. 6.1.3. Б, В. 6.1.4. Б. 6.1.5. Г. 6.1.6. Б В Г А. 6.1.7. Б. 6.1.8. В. 6.1.9. А1, Б4, В5, ГЗ.
6.1.10. А2, Б5, ВЗ, Г4.6.1.11. Г. 6.1.12. А. 6.1.13. Г. 6.1.14. Б. 6.1.15. А2, БЗ, В4, Г1.6.1.16. В. 6.1.17. Б.
6.1.18. Г. 6.1.19. А. 6.1.20. В. 6.1.21. В Б Г А. 6.1.22. А Б Г В. 6.1.23. А2, БЗ, В4, П. 6.1.24. А.
6.1.25. Б, В, Г. 6.1.26. Г. 6.1.27. В. 6.1.28. А. 6.1.29. Г. 6.1.30. Г. 6.1.31. В. 6.1.32. А, Б, В. 6.1.33. В, Г.
6.1.34. В. 6.1.35. А, Б, В. 6.1.36. Б. 6.1.37. Г. 6.1.38. Б. 6.1.39. Г. 6.1.40. В.
6.2.1. 591 кДж. 6.2.2. 349 кДж. 6.2.3. 218. 2 кДж. 6.2.4. 42 г. 6.2.5. 24,8 г. 6.2.6. У 16 разів.
6.2.7. У 243 рази. 6.2.8. У 8 разів. 6.2.9. 30°. 6.2.10.40°.
НЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ
["приклади
розв'язування
задач
1. Основні класи неорганічних сполук
Приклад 1. До розчину, що містить аргентум нітрат масою 74,8 г, додали
розчин натрій хлориду (взятий у надлишку). Визначте масу осаду, що
може утворитися внаслідок цього.
Дано: тп(А£ІХГО3) = 74,8 г.
т(осаду) — ?
Розв'язання: 1. Визначаємо кількість речовини аргентум нітрату, що міститься в розчині:
у(АеКО3) = -^^^^; М(А£І\Ю3) = 170 г/моль;
V (АеКО„) = —74,8 г— _ о Моль.
3 170г/моль
2. Складаємо рівняння реакції між натрій хлоридом та аргентум нітратом:
А£І\Ю3 + КаСІ -> МаЬЮ3 + А&С1 .
В осад випадає аргентум хлорид. З рівняння реакції видно, що
у(АбС1) =1= 1
у(А^О3) 1 ’
отже,
V (А&С1) = V (А£ЬЮ3) = 0,44 моль.
3. Визначаємо масу осаду (аргентум хлориду):
т(А£С1)=у(А£СІ) М(А£С1); М(А&С1)=143,5 г/моль;
тп(АеСІ) = 0,44 моль • 143,5 г/моль = 63,14 г.
Відповідь: маса осаду дорівнює 63,14 г.
Приклад 2. До розчину, що містить купрум(П) хлорид масою 5,80 г, додали розчин калій гідрок-
сиду (взятий у надлишку). Внаслідок цього утворився осад масою 3,08 г. Визначте масову частку
виходу купрум(ІІ) гідроксиду.
Дано: т(СиС12) = 5,80 г; тпр(Си(ОН)2) = 3,08 г .
Т](Си(ОН)2)— ?
Розв'язання: 1. Визначаємо кількість речовини купрум(ІІ) хлориду, що міститься у вихідному
розчині:
у(СиС12)= т^и^г). д^(СиС12) = 135 г/моль; у(СиС12) = —— = 0,04моль.
М(СиС12) 135 г/моль
2. Складаємо рівняння реакції між купрум(П) хлоридом та калій гідроксидом:
СиС12+2КОН -> Си(ОН)2 1+2КС1.
З цього рівняння випливає, що
V(СиС12) = V(Си(ОН)2); у(СиС12) = 0,04 моль.
3. Визначаємо масу купрум(ІІ) гідроксиду, що міг би утворитися внаслідок кількісного виходу
цього продукту реакції:
т(Си(ОН)2)=у(Си(ОН)2)-М(Си(ОН)2); М(Си(ОН)2) = 98 г/моль;
/п(Си(ОН)2) = 0,04 моль 98 г/моль = 3,92 г.
4. Визначаємо масову частку виходу купрум(ІІ) гідроксиду, застосовуючи формулу:
т(Х)-100%
П(Х) = -^--------,
т(Х)
де Т](Х) — масова частка виходу (вихід продукту); /пр(Х) — маса реально добутого продукту;
т(Х) — маса продукту, розрахована теоретично.
тп(Си(ОН)2)-ЮО % 3,08 г 100 %
Т|(Си(ОН)2) = " -----5 Т](Си(ОН)2)=-^— ------ = 78,6%.
/п(Си(ОН)2) 3,92 г
Відповідь: масова частка виходу купрум(П) гідроксиду дорівнює 78,6 %.
Приклад 3. До розчину, що містить плюмбум(П) нітрат масою 49,6 г, додали розчин, що містить
натрій сульфід масою 7,8 г. Обчисліть масу осаду, що утворився.
Дано: т(РЬ(ЬЮ3)2) = 49,6 г; т(Ка28) = 7,8 г.
т(осаду)— ?
Розв'язання: 1. Визначаємо кількість речовини плюмбум(ІІ) нітрату, взятого для реакції:
у(РЬ(КО3)2) = т(РЬ(КО3)2) М(РЬ(К0 ) ) = 331 г/моль; у(РЬ(КО3)2) = —49,6-г- =0,15 моль.
3 2/ ЛДРЬ(МО3)2) 32 3 2 331 г/моль
2. Кількість речовини натрій сульфіду становить:
у(Ка28)=-^^^; М(Ка28) = 78г/моль; у(Иа28)= 7’8г— = 0,1 моль.
М(Ка28) 78 г/моль
3. Складаємо рівняння реакції між плюмбум(ІІ) нітратом та натрій сульфідом:
РЬ(КО3)2+ Иа28 -> 2НаИО3+РЬ81.
З цього рівняння видно, що для реакції з 1 мольКа28 потрібен 1 моль РЬ(КО3)2. Тоді для реак-
ції з 0,1 моль Ка28 потрібно 0,1 моль РЬ(КО3)2. Отже, частина плюмбум(П) нітрату, що міститься
"в розчині, не прореагує, тобто РЬ(КО3)2 взято у надлишку (натрій сульфід - в недостатній кіль-
кості). Для розрахунку маси продукту реакції необхідно використовувати дані про речовину, взя-
ту в недостатній кількості, тобто натрій сульфід.
4. Із рівняння реакції випливає:
у(РЬ8)=у(Ма28) = 0,1 моль.
5. Визначаємо масу плюмбум(П) сульфіду, що випав у осад:
т(РЬ8)=у(РЬ8) М(РЬ8); М(РЬ8) = 239 г/моль;
/п(РЬ8) = 0,1 моль- 239 г/моль = 23,9 г.
Відповідь: маса осаду дорівнює 23,9 г.
Приклад 4. Визначте об’єм розчину натрій гідроксиду (масова частка КаОН 5 %, густина
1,04 г/мл), потрібного для повної нейтралізації хлоридної кислоти об’ємом 80 мл (масова частка
НС1 8 %, густина 1,03 г/мл).
Дано: м(КаОН) = 5% або 0,05;
р(розчинуКаОН) = 1,04 г/мл;
и>(НС1) = 8% або 0,08;
р(розчину НСІ) = 1,03 г/мл;
^(розчину НСІ) = 80 мл.
^(розчину КаОН) — ?
Розв'язання: 1. Визначаємо масу хлоридної кислоти, взятої для нейтралізації:
/п(роЗчину НСІ) = У(розчину НСІ) - р(розчину НСІ);
/п(розчину НСІ) = 80 мл • 1,03 г/мл = 82,4 г.
2. Маса гідроген хлориду в розчині становить:
/п(НСІ) = и>(НС1) • лі(розчину НСІ);
т(НС1) = 0,08 82,4 г = 6,59 г.
3. Кількість речовини гідроген хлориду дорівнює:
V (НСІ) = т(НС1) ; М(НС1) = 36,5 г/моль; V (НСІ) = —---= 0,18 моль.
АІ(НСІ) 36,5 г/моль
4. Складаємо рівняння реакції нейтралізації хлоридної кислоти натрій гідроксидом:
НС1+ КаОН -> КаС1+Н2О.
З цього рівняння випливає:
V (КаОН) =у (НСІ) = 0,18 моль.
5. Визначаємо масу натрій гідроксиду:
т(КаОН) =у (КаОН) • М(КаОН); М(КаОН) = 40 г/моль;
/п(КаОН) = 0,18 моль-40 г/моль = 7,2 г.
6. Визначаємо масу потрібного розчину натрій гідроксиду:
, кт пг(КаОН) 7,2 г
/п(розчину ІМаОН) =-----т(розчину КаОН) =----------= 144 г. -
м(КаОН) 0,05
7. Визначаємо об’єм розчину натрій гідроксиду:
^(розчину КаОН) = ?™ну ^аОН). уфозчину КаОН) = —Г—=138,46 мл.
р(розчину НаОН) 1,04 г/мл
Відповідь: об’єм розчину натрій гідроксиду становить 138,46 мл.
Гзавдання для самостійного розв'язування 1.1. Тестові завдання 1.1.1. Укажіть ряд, у якому вказано формули лише кислотних оксидів: а) СО2, К2О, 8О3; в) СО, С12О7, СиО; б) Р2О6,Мп2О7,8іО2; г) СгО3, Р2О3, ВаО. . '
1.1.2. Укажіть ряд, у якому вказано формули лише лугів:
а) КаОН, Са(ОН)2, Ме(ОН)2; в) КаОН, КОН, Ва(ОН)2;
б) КОН, КН4ОН, Си(ОН)а; г) ЬіОН, КОН, Ре(ОН)2.
1.1.3. Укажіть ряд, у якому вказано формули лише сильних кислот:
а) НСІ, Н3РО4, Н28О4; в) НИО3, НСІ, Н28О4;
б) Н28О4, На8О3, НЬЮ3; г) НИО2, НИО3, Н28О4.
1.1.4. Укажіть ряд, у якому вказано формули лише середніх (нормальних) солей:
а) №С1,К3РО4, ИаН8О4; в) Си(КО3)2, ЬіСІ,СаОНСІ;
б) Ме8О4, КН8О3, Си(ЬЮ3 )2; г) КаИО2, ЬіСІ, Ьі28О4.
1.1.5. Укажіть ряд, у якому вказано формули лише кислих солей:
а) К2НРО4, К3РО4, КаН8О4; в) КаТГО3, КС1, Ва(НСО3 )2;
б) №Н2РО4, КН8О3, Са(НСО3 )2; г) КаИО2, КИО3, КН8О4.
1.1.6. У ряді оксидів 8іО2-Р2О5-8О3 їхні кислотні властивості:
а) послідовно зростають; в) не змінюються;
б) послідовно слабшають; г) змінюються непослідовно.
1.1.7. Укажіть, як змінюється сила кислот у ряді Н3ВО3 -Н2СО3 -НЬЮ3;
а) зростає;
б) не змінюється;
в) слабшає;
г) найсильніша кислота — нітратна, найслабкіша — карбонатна.
1.1.8. У ряді оксидів А12О3-М§О-К2О їхні основні властивості:
а) зменшуються; в) не змінюються;
б) зростають; г) спочатку зростають, потім зменшуються.
1.1.9. У ряді гідроксидів Ва(ОН)2 -Ме(ОІІ)2 -КОН сила основ:
а) зростає; в) спочатку зростає, потім зменшується;
б) зменшується; г) найслабкішою основою є М^(ОН)2.
1.1.10. У якому ряді оксидів їхні кислотні властивості послідовно зменшуються?
а) 8О3, Р2О5, С12О7; в) С12О7,803, РгО3;
б) С12О7, Р2О5,8О3; г) Р2О5,8О3, С12О7.
1.1.11. Укажіть речовину, з якою реагує К2О, але не реагує 8О3 :
а) ВаО; в) Н28О4;
б) Н2О; г) КаОН.
1.1.12. Укажіть речовини, з якими не реагує розбавлена сульфатна кислота:
а) мідь; в) купрум(ІІ) оксид;
б) купрум(ІІ) гідроксид; г) купрум(ІІ) хлорид.
1.1.13. Укажіть оксид, який, реагуючи з лугами, не може утворювати кислу сіль:
-а)8О2; в) СО2;
б) 8О3; г) К2О8.
1.1.14. Укажіть ряд, у якому наведено формули основного, амфотерного та кислотного оксидів:
а) СаО, А12О3, СО2; в) СаО, К2О, А12О3;
б) Ре2О3, 8О3, Р2О5; г) СО2, 8О3, 2пО.
1.1.15. Укажіть формули речовин, із якими реагує як А12О3, такі СО2:
а) Н2О; ; в) Н28О4;
б) КОН; г) Ка2О.
1.1.16. Фосфор(¥) оксид і алюміній оксид є відповідно:
а) кислотним та основним; в) кислотним та амфотерним;
б) основним та кислотним; г) основним та амфотерним.
1.1.17. Взаємодіючи як з кислотами, так і з лугами, сіль утворюють:
а) натрій оксид; в) цинк оксид;
б) алюміній оксид; г) фосфор(У) оксид.
1.1.18. Укажіть, у яких випадках утворюються оксиди:
а) СаСО3 ——>; - в) СО+О2 —
б) Ее+НСІ -»; г) Ме+Н2БО4 -».
1.1.19. У яких парах сполуки не реагують між собою?
а) НИО3 та Ва(ОН)2; в)КаОНтаКС1;
б) НаОН та 2п(ОН)2; г) Са(ОН)2 та На2О.
1.1.20. Купрум(ІІ) гідроксид можнадобути внаслідок взаємодії:
а) купрум(ІІ) оксиду з водою;
б) міді з водою;
в) водних розчинів купрум(ІІ) хлориду та натрій гідроксиду;
г) міді та водного розчину натрій гідроксиду.
1.1.21. Нагріваючись, відносно легко розкладаються:
а) калій гідроксид; в) натрій гідроксид;
б) купрум(ІІ) гідроксид; г) алюміній гідроксид.
1.1.22. Укажіть, у якому випадку сполуки не реагують між собою:
а) Н28О4 та К2СО3; . в) Си та НС1;
б) А£КО3 та Н..РО- г) НМО, та А1,ОЧ.
1.1.23. Укажіть, у яких випадках утворюються кислоти:
а) 8О3+Н2О—»; в) ВаС12+Н28О4 (розбавлена)
б) 8іО2 +Н,0 -»; г) Ка28іО., +НМО, -».
1.1.24. Безпосереднім розчиненням відповідних оксидів у воді можна добути кислоти:
а) сульфатну; в) хлоридну;
б) нітратну; г) силікатну.
1.1.25. Укажіть речовини, з якими за певних умов реагує натрій карбонат:
а) 8іО2; в) Н3РО4;
б) ВаС12; ' г) КОН.
1.1.26. Укажіть речовини, які, реагуючи з розчином барій хлориду, утворюють сіль:
а) НИО3; в) Ка28О4;
б) Н28О4; г) К2СО3.
1.1.27. Укажіть солі, з якими реагує водний розчин натрій гідроксиду:
а) К28іО3; в) СиС12;
б) КаНСО3; г) Ге2(8О4)3.
1.1.28. Укажіть схеми тих реакцій, що відбуваються:
а) СиО+Н2О—»; в) А12О3+КаОН(сплавлення)—>;
б) 8іО2+СаО—^-»; г) ГеО+Н28О4 (розчин)-».
1.1.29. Укажіть схеми тих реакцій, що відбуваються:
а) Н3РО4+Ка28О4 (розчин)-»; в) КаН2РО4(розчин)+НаОН(розчин)—>;
б) Са(Н2РО4)2+Н3РО4 —»; г) Са3(РО4)2+Н28О4(концентрована)—£->;
1.1.30. Укажіть схеми тих реакцій, що відбуваються:
а) КС1 (розчин)+Н28О4(розчин)-»; в) КНСО3+НМО3 -»;
б) А£КО3+НС1-»; г) К28О4+ННО3-».
1.1.31. Укажіть схему тієї реакції, що відбувається:
а) 2п(ОН)2+Си8О4 -»; в) КИО3 +КаОН -»;
б) Са3(РО4)2+КаС1 -»; г) ГеС12 +КОН -».
1.1.32. Укажіть схеми тих реакцій, що відбуваються:
а) МаОН+СпС12 б) К2СО3+Н28О4 в) ККО3+Ва8О4 г) НС1+2п(ОН)2 4.
1.1.33. Установіть відповідність між формулами речовин та класами неорганічних сполук,
до яких вони належать:
Формула речовини а) (МН4)28О4; б) Н3ВО3; в) А1(ОН)3; г) 8іО2. Клас сполук 1) кислоти; 2) основи; 3) солі; 4) оксиди.
1.1.34. Установіть відповідність між формулами речовин та класами неорганічних сполук,
до яких вони належать:
Формула речовини а)8О2; Клас сполук 1)основні оксиди;
б) А12О3; в) N,0; г) СаО. 2) кислотні оксиди; 3) амфотерні оксиди; 4) несолетворні оксиди.
1.1.35. Установіть відповідність між формулами речовин та класами неорганічних сполук,
до яких вони належать:
Формула речовини Клас сполук
а) Иа3[А1(ОН)6]; б) НМпО4; в) Ге(ОН)3; г) 8О3. 1) кислотні оксиди; 2) амфотерні гідроксиди; 3) кислоти; 4) солі.
1.1.36. Установіть відповідність між формулами солей та класами, до яких вони належать:
Формула а) Ма2НРО4; Клас солей 1) середні;
б) (КН4)2804; 2) основні;
в) (СиОН)2СО3; ' г)КА1(8О4)2. 3) кислі; 4) подвійні.
1.1.37. Узгодьте формули кислот та оксидів, що їм відповідають:
Кислота а) НРО3; Оксид 1) С120;
б) НСЮ; в) ЬШ02; г) Н28О4. 2) 8О3; 3) Р2О6; 4) ВД.
1.1.38. Узгодьте формули кислот та оксидів, що їм відповідають:
Кислота а) 1№03; б) Н28О4; Оксид 1) 8О2; 2) 8О3;
в) НЬІО2; 3) ВД.;
г) Н28О3. 4) ВД.
1.1.39. Установіть відповідність між речовинами та реагентами для їх добування:
Речовина
а) сульфатна кислота;
б) кальцій гідроксид;
в) кальцій карбонат;
г) гідрогенхлорид.
Реагенти
1) СаОтаСО2;
2) 8О3 та Н20;
3) КаСІ(кристалічний) та Н28О4 (концентрована);
4) СаО та Н2О.
1.1.40. Установіть відповідність між неорганічними речовинами та їхніми властивостями:
Речовина а) хлоридна кислота; б) купрум(ІІ) гідроксид; в) натрій карбонат; Властивість 1) взаємодія з цинком з виділенням водню; 2) взаємодія з водою з утворенням основи; 3) розклад під час нагрівання з утворенням води;
г) кальцій оксид. 4) взаємодія з кислотою з виділенням газу.
1.2. Задачі
1.2.1. Визначте об’єм водню (н. у.), який виділиться внаслідок взаємодії хлоридної кислоти
з алюмінієм масою 5,4 г.
1.2.2. Визначте масу солі, яка утворюється після повної нейтралізації натрій гідроксиду масою
4,5 г сульфатною кислотою.
1.2.3. На натрій карбонат масою 53 г подіяли хлоридною кислотою. Визначте масу солі та об’єм
газу (н. у.), що виділився.
1.2.4. Залізо масою 5,6 г згоріло в атмосфері хлору. Утворився ферум(ІІІ) хлорид масою 15,25 г.
» -Л '
Визначте масову частку виходу продукту від теоретичного.
1//Х1.2.5. При нагріванні магнію масою 2,4 г з фосфором утворився магній фосфід масою 4 г. Визнач-
те масову частку виходу продукту від теоретичного.
1.2.6. Цинк кількістю речовини 0,4 моль розчинили в сульфатній кислоті. Газ, що виділився
у процесі розчинення, зібрали, об’єм його становить 8 л (н. у.). Визначте об’ємну частку виходу
продукту від теоретичного.
V 1.2.7. З 1 кг вапняку, що не містить домішки, добуто 0,435 кг негапіеного вапна. Визначте масо-
ву частку виходу продукту реакції від теоретичного.
Vх 1.2.8. Залізо масою 11,2 г опустили в розчин купрум(П) хлориду. Мідь, що витіснилася, від-
фільтрували, висушили і окиснили киснем. Маса утвореного купрум(П) оксиду дорівнює 14,6 г.
Визначте масову частку виходу продукту від теоретичного.
1.2.9. На порошок кальцій оксиду масою 5,6 г подіяли розчином гідроген хлориду масою 9 г.
Визначте масу утвореної солі.
ї 1.2.10. До кальцій карбонату масою 12 г додали сульфатну кислоту масою 14 г. Визначте об’єм
газу (н. у.), що виділився.
1 1.2.11. Нагріли суміш порошків заліза масою 5,88 г з масовою часткою домішок 0,05 і сірки ма-
сою 4 г. Визначте масу ферум(ІІ) сульфіду, що утворився.
• 1.2.12. Кальцій оксид масою 6,6 г з масовою часткою інертних домішок 0,15 прореагував
з нітратною кислотою масою 50 г з масовою часткою кислоти 0,3. Визначте масу утвореного каль-
цій нітрату.
г 1.2.13, У розчин хлоридної кислоти об’ємом 120 мл (масова частка НС115 %, густина 1,07 г/мл)
внесли цинк (метал у надлишку). Визначте об’єм водню, зведений до нормальних умов, який утво-
риться внаслідок реакції.
* 1.2.14. Для реакції з хлоридною кислотою масою 25 г (масова частка НС1 3,65 %) витрачено роз-
чин калій гідроксиду масою 40 г. Визначте масову частку лугу в цьому розчині.
» 1.2.15. Визначте масу осаду, який утворюється після зливання розчину ВаС12 масою 15 г (масо-
ва частка барій хлориду 5 %) і розчину Ма28О4 масою 10 г (масова частка натрій сульфату 8 %).
1.3. Вправи
1.3.1. Складіть формули таких сполук: літій оксид, ферум(ІІІ) оксид, фосфор(У) оксид,
сульфур(VI) оксид, ортофосфатна кислота, силікатна кислота, сульфітна кислота, нітратна кис-
лота, карбонатна кислота, алюміній гідроксид, станум(ІІ) гідроксид, калій ортофосфат, барій
хлорид, купрум(ІІ) сульфат, кальцій карбонат, натрій силікат, цинк бромід, купрум(І) хлорид,
алюміній нітрат, калій сульфат, кальцій карбонат, натрій гідрогенсульфат, кальцій дигідрогенор-
тофосфат, магній гідроксохлорид.
1.3.2. Розподіліть за класами такі речовини: Сп(ОН)2, Р2О6, НРО3, Са(ЬЮ3)2, Ма2СО3, СаО, НВг,
КОН, Н 80 , Ге(ОН) , СиО, Н98ОЛ, НС1, С1907, РЬ(ОН)„ КРОЛ, Н9СО„ Са(0Н)9, 8О„, НМ03, К,СО_,
КС1. Назвіть речовини.
Оксиди Основи Кислоти Солі
1.3.3. Знаючи, що барій — метал, складіть генетичний ряд його сполук, вкажіть назви його
членів; визначте класи, до яких вогіи належать.
1.3.4. Випишіть формули речовин, що складають генетичний ряд фосфору:
На, Н280., Р2О5, АІСЬ, 8, Н3РО4, К3РО4, К», КОН, Р, М&0.
Складіть схему взаємозв’язку членів генетичного ряду, вкажіть їхні назви; визначте класи, до
яких вони належать.
1.3.5. Напишіть не менше трьох рівнянь реакцій добування барій сульфату.
1.3.6. Напишіть не менше п’яти рівнянь можливих реакцій між речовинами та продуктами їх-
ньої взаємодії: водень, кисень, хлор, нітроген(ІІ) оксид, натрій.
1.3.7. Напишіть не менше п’яти рівнянь можливих реакцій між речовинами та продуктами їх-
ньої взаємодії: амоніак, кисень, хлор, водень, алюміній.
1.3.8. Напишіть не менше п’яти рівнянь можливих реакцій між речовинами та продуктами їх-
ньої взаємодії: фосфор, кисень, водень, кальцій оксид, карбон(ГУ) оксид.
1.3.9. Напишіть не менш як чотири рівняння реакцій, що відбуваються з утворенням водню.
1.3.10. Напцшіть не менш як чотири рівняння реакцій, що відбуваються з утворенням кисню.
1.3.11. Напишіть не менш як чотири рівняння реакцій, що відбуваються з утворенням купрум(ІІ)
сульфату. • -
1.3.12. Напишіть не менш як чотири рівняння реакцій, що відбуваються з утворенням ферум(ІІІ)
хлориду.
1.3.13. Укажіть, із якими з перелічених речовин реагує хлоридна кислота: К2СО3, Н28іО3,
Ме(ОН)„ Ге9О, Си, А1С1,, №ц80л, Сг(ОНк, 8О9, Ва(КО,)9, Р„0_, АеМО„, 8Ю2, ИаОН. Напишіть рів-
няння відповідних реакцій.
1.3.14. Укажіть, які речовини реагують між собою: Н2804, Ее(ОН)3, Н20, А12О3, КОН, СиС12. На-
пишіть рівняння.відповідних реакцій.
1.3.15. Користуючись наданими речовинами та продуктами їхньої взаємодії (таблиця 1.3,15),
добудьте дві прості та шість складних речовин. Напишіть рівняння відповідних реакцій.
Таблиця 1.3.15
Варіант Вихідні речовини
1 Кальцій оксид, вода, хлоридна кислота, цинк гідроксид, калій гідроксид
2 Натрій, сірка, магній оксид, вода, хлоридна кислота
3 Алюміній гідроксид, хлоридна кислота, фосфор, барій, вода
4 Сульфур(ІУ) оксид, натрій, вода, кальцій оксид, хлоридна кислота
5 Купрум(ІІ) гідроксид, нітратна кислота, кальцій оксид, цинк, хлоридна кислота, вода
6 Літій оксид, вода, ортофосфатна кислота, хром(ІІІ) гідроксид, цинк оксид
7 Хлоридна кислота, алюміній гідроксид, магній, вода, натрій гідроксид
8 Літій, фосфор, ферум(ІІ) оксид,, вода, нітратна кислота
9 Карбон(ІУ) оксид, вода, калій гідроксид, барій оксид, хлоридна кислота
10 Кальцій оксид, вода, сульфатна кислота, алюміній гідроксид, купрум(ІІ) оксид
11 Цинк гідроксид, сірка, літій, нітратна кислота, вода
12 Натрій нітрат, хлоридна кислота, вода, купрум(ІІ) оксид, цинк
13 Натрій оксид, вода, нітратна кислота, ферум(ІІІ) гідроксид, плюмбум(ІІ) оксид
14 Вуглець, калій, купрум(ІІ) оксид, вода, сульфатна кислота
15 Хлоридна кислота, купрум(ІІ) сульфат, алюміній, натрій гідроксид, вода
16 Кальцій, сірка, цинк оксид, вода, ортофосфатна кислота
Гприклад
розв'язування
завдань
2. Гідроген
Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі пе-
ретворення:
КаОН—!—>Н„ —^ИаН—^Н, -^->Н2О—^Н2 —5->Н28.
Розв'язання:
1) 2А1+6КаОН+6Н2О —» 2№3[А1(ОН)(.]+ЗН2 Т;
2) 2Ка+Н2 -> 2КаН;
3) КаШ Н2О -> ИаОН+Н2 ?;
4) 2Н2+О2 -> 2Н2О;
5) 2Н2О >2и2 Т+о2 Т;
6) Н2+8—>Н28.
[Завдання
для самостійного
розв'язування
2.1. Тестові завдання
2.1.1. Укажіть властивості, які об’єднують Гідроген та галогени:
а) кількість валентних електронів;
б) кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні;
в) можливість виявляти у сполуках ступінь окиснення, що дорівнює —1;
г) кількість електронів, яких не вистачає до завершення зовнішнього енергетичного рівня.
2.1.2. Укажіть властивості, які об’єднують Гідроген та лужні металічні елементи:
а) кількість валентних електронів;
• б) кількість електронів на зовнішньому енергетичному рівні;
в) можливість виявляти у сполуках ступінь окиснення, що дорівнює -1;
г) кількість електронів, яких не вистачає до завершення зовнішнього енергетичного рівня.
2.1.3. Тритій — це нуклід Гідрогену, атом якого:
а) має електронну конфігурацію Із2;
б) містить у ядрі один нейтрон;
в) містить у ядрі два нейтрони;
г) містить у ядрі два протони.
2.1.4. Укажіть формулу сполуки, в якій ступінь окиснення Гідрогену -1:
а) СН4; в) ЯіН4;
б) СаН2; г) МН3.
2.1.5. Укажіть ступені окиснення, які не може виявляти Гідроген:
а) -1; в) +1;
б)+2; - г)-2.
2.1.6. Укажіть пару речовин, які не використовуються як сировина для добування водню в про-
мисловості:
а) С та Н2О; в) 2п та Н28О4;
б) Ге та Н2О; г) СН4 та Н2О.
2.1.7. Водень за звичайних умов не може утворюватись унаслідок реакції:
а) 7п+НКО3 (розбавлена) —>; в) А1+Ка0Н+Н20 —
б) 2п+Н28О4 (розбавлена) —г) А1+НС1 (розбавлена) —>.
2.1.8. За кімнатної температури водень взаємодіє тільки з:
а) киснем; в) фтором;
б) азотом; г) сіркою.
2.1.9. Навіть при нагріванні водень не може реагувати з:
а) хлором; в) сіркою;
б) киснем; г) міддю.
2.1.10. Укажіть схему реакції, в якій водень є окисником:
- а) Ва+Н2—в) 8+Н2—
б) Ее„О.. +Н2 ——>; г) Г2 +Н2 ->.
2.2. Задачі
2.2.1. Яка з наведених сполук містить більшу масову частку (у відсотках) Гідрогену: гідроген
сульфід Н28, метан СН4 чи амоніак МН3? Відповідь підтвердіть розрахунками.
2.2.2. Визначте масову частку водню у суміші з азоту, водню та вуглекислого газу, об’ємні част-
ки яких відповідно 35 %, 60 % та 5 %.
2.2.3. Об’ємні частки водню та амоніаку в їхній суміші складають 80 % та 20 %. Визначте масо-
ву частку (у відсотках) водню в суміші.
2.2.4. Відносна густина за повітрям суміші водню та кисню дорівнює 0,69. Визначте масову час-
тку (у відсотках) кисню в суміші.
2.2.5. Визначте масу, об’єм (н. у.) та кількість речовини 24,08 • 1023 молекул водню.
2.2.6. Визначте об’єм газу (н. у.), що утворюється внаслідок взаємодії 2,3 г натрію з водою.
' 2.2.7. Визначте об’єм водню (у літрах, н. у.), необхідного для повного відновлення 40 г технічного
купрум(ІІ) оксиду, масова частка домішок у якому 20 %.
< 2.2.8. Змішавши 6 л водню та 9 л хлору (н. у.), суміш підірвали. Визначте, який із газів і який
його об’єм не використався повністю.
уґ 2.2.9. Визначте, який мінімальний об’єм водню (у літрах, н. у.) потрібен для повного відновлен-
ня купрум(ІІ) оксиду, добутого при термічному розкладі 37,5 г купрум(ІІ) нітрату.
' 2.2.10. У розчин калій гідроксиду об’ємом 50 мл (густина 1,29 г/мл) з масовою часткою КОН
ЗО % внесли 6,5 г цинку. Визначте об’єм газу (н. у.), що утворився при цьому.
2.3. Вправи
2.3.1. Складіть рівняння реакцій добування водню в лабораторії взаємодією хлоридної кис-
лоти з:
а) магнієм;
б) алюмінієм;
в) залізом.
Для кожного рівняння реакцій укажіть коефіцієнт перед відновником.
2.3.2. Укажіть хімічні властивості, характерні для водню:
а) відновлення металів із їхніх оксидів;
б) окиснення металів;
в) горіння в кисні.
Відповідь підтвердіть рівняннями відповідних реакцій.
2.3.3. Складіть рівняння можливих реакцій взаємодії водню з такими речовинами: хлор, сірка,
кальцій оксид, аргентум(І) оксид, натрій, вода, азот. Укажіть назви продуктів реакцій.
2.3.4. Складіть рівняння можливих реакцій взаємодії водню з такими оксидами:
а) вольфрам(УІ) оксид;
б) меркурій(ІІ) оксид;
в) залізна окалина.
Для кожного рівняння реакцій укажіть коефіцієнт перед окисником.
2.3.5. Перетворіть схеми реакцій у рівняння, назвіть їхні типи:
а) СиО+Н2 -» Си+?; в) 2п+? -» 2п8О4+?;
б) А1+НС1 -» А1С13+?; г) ЛУОдЧ-? -» АУ+?.
2.3.6. Перетворіть схеми реакцій у рівняння і вкажіть суму коефіцієнтів у рівнянні реакції за-
міщення:
а) Н2+С12 б) Н2+РЬ3О4 ->.
2.3.7. Перетворіть схеми реакцій у рівняння і вкажіть суму коефіцієнтів у рівнянні реакції спо-
лучення:
а) Н2+М2 б) Н2+Ге2О3 -».
2.3.8. Наведіть приклади рівнянь хімічних реакцій сполучення та заміщення, де водень — одна
з вихідних речовин.
2.3.9. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
К-» КН-» Н2-> Н2О-> Н2-» НСІ.
2.3.10. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
Н2О -» Н2 -» МН3 СачН„.
Л О Л «5 <й
Приклад
розв'язування
завдань
3. Хлор та гідроген хлорид
Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі пе
ретворення:
Иа-І-» МаСІ—С12 —5->НС1—СиС12 —Си.
1) 2Ма+С12 —> 2МаС1;
2) 2ИаС1 сл<!КТр°ліз р°зплаву. >2Иа+С12;
3) Н2+С12 -> 2НС1;
4) 2НС1+СиО->СиС12+Н2О;
5) СиС12+Ге->Си+ГеС12.
Розв'язання:
(завдання 3.1. Тестові завдання
для самостійного 3.1.1. Укажіть правильні твердження для галогенів:
розв язування а) молеКуЛИ за нормальних умов двохатомні;
б) найвища валентність атомів усіх галогенів дорівнює VII;
в) у сполуках з Оксигеном ступінь окиснення атомів усіх галогенів позитивний;
г) на зовнішньому енергетичному рівні в атомах усіх галогенів у нормальному стані перебуває
7 електронів.
3.1.2. Укажіть найбільш електронегативний елемент групи галогенів:
а) Флуор; б) Хлор; в) Бром; г) Йод.
3.1.3. Укажіть символ йона з найбільш вираженими відновними властивостями:
а) Вг"; б) СГ; в) Г; г) Г’.
3.1.4. В ряді Г2 -С12 -Вг2 -І2 окисна активність:
а) зростає; б) зменшується; в) не змінюється; г) змінюється періодично.
3.1.5. Розчин фтору у воді добути неможливо, тому що:
а) фтор не розчиняється у воді; в) фтор частково розчиняється у воді;
б) фтор розкладає воду; г) фтор витісняє з води водень.
3.1.6. Укажіть формулу кам’яної солі:
а) ИаСІ; в) ИаСІКСІ;
б) КС1; г) КС1МеС12 -6Н2О.
3.1.7. Визначте формули речовин, із якими за певних умов реагуватиме хлор:
а)Г2; б) Н2О; в) Ее; г) КІ.
3.1.8. Для поглинання хлору можна скористатися концентрованим розчином:
а) ИаСІ; б) ИаОН; в) НС1; г) Н2ЗО4.
3.1.9. Відзначте схеми реакцій, унаслідок яких можуть утворитися хлориди:
а) ВаЗО4+НС1—>;
б) КМО3+НС1—>;
в) НаВг+С12 ->;
г) КС1О3 ——>
3.1.10. Відзначте схеми реакцій, які є можливими:
а) КВг+С12 в) КС1+Вг2
б) КВг+І2 ->; г) КІ+С12 ->.
3.1.11. У молекулі якого галогеноводню зв’язок Гідроген - Галоген найміцніший?
а) гідроген йодиду; в) гідроген фториду;
б) гідроген броміду; г) гідроген хлориду.
3.1.12. Відзначте формули речовин, із якими реагуватиме хлоридна кислота:
а) Са(НБО3)2; в) А£КО3;
б) Ма2БО4; г) Аи.
3.1.13. Укажіть, з яким із перелічених металів не реагує хлоридна кислота:
а) срібло; в) барій;
б) залізо; г) цинк.
3.1.14. Укажіть, з яким із перелічених металів реагує хлоридна кислота:
а) золото; в) платина;
б) срібло; г) марганець.
3.1.15. Укажіть, за допомогою якої з речовин можна визначити в розчині хлорид-йон:
а) ВаС12; в) МаОН;
б) АЄМ03; г) РЬ(МО3)2.
3.2. Задачі
3.2.1. Визначте, чи вистачить 10 моль хлору, щоб перетворити 140 г заліза у ферум(ІІІ) хлорид.
Відповідь підтвердіть розрахунками.
3.2.2. Під час пропускання хлору через розчин калій йодиду масою 500 г з масовою часткою КІ
З % утворився йод. Визначте об’єм хлору (н. у.), який було пропущено через цей розчин.
3.2.3. 3 1т мінералу флюориту з масовою часткою домішок 10 % при обробці концентрованою
сульфатною кислотою був добутий газ об’ємом 480 м3 (н. у.). Визначте практичний вихід газу.
3.2.4. Змішали 1 л хлору та 2 л водню (н. у.). Визначте, яку масу гідроген хлориду можна добути
з такої суміші.
3.2.5. Визначте масу осаду, що утворюється при змішуванні двох розчинів, які містять однакові
маси натрій хлориду та аргентум нітрату — по 20 г кожного.
3.2.6. Визначте об’єми (н. у.) хлору та водню, необхідних для добування хлоридної кислоти ма-
сою 200 г з масовою часткою НСІ 18,25 %.
3.2.7. Розчинивши гідроген хлорид у воді, добули 10 кг хлоридної кислоти з масовою часткою
НСІ 37 %. Визначте об’єм гідроген хлориду (н. у.) та масу води, потрібних для добування такого
розчину.
//3.2.8. У результаті розчинення у надлишку хлоридної кислоти сплаву міді з цинком масою
15 г утворився водень об’ємом 4 л (н. у.). Визначте масові частки компонентів сплаву.
4/3.2.9. Визначте об’єм газу (н. у.), що виділяється при зануренні 13 г цинку в хлоридну кислоту
масою 118 г з масовою часткою гідроген хлориду 15 %.
3.2.10. Визначте мінімальну масу (у грамах) 20-відсоткового розчину хлоридної кислоти, необ-
хідної для повного розчинення 11 г ферум(ІІ) сульфіду.
3.3. Вправи
3.3.1. Допишіть рівняння реакцій та вкажіть суму коефіцієнтів у рівнянні реакції обміну:
а) А£і\'О3+НС1 ->;
б) КВг+С12—>.
3.3.2. Складіть рівняння реакцій, що відбуваються у дійсності. Перелічіть, які хімічні власти-
вості лужних металів представлено в рівняннях реакцій:
а) М&+С12
б) 8іО2+НС1->;
в) Ма28О4+НС1->;
г) КІ+С12->.
3.3.3. Визначте, з якими з речовин, назви яких наведено нижче, взаємодіятиме хлоридна кис-
лота: хлор, кальцій карбонат, вода, ферум(ПІ) гідроксид, карбон(ІУ) оксид, плюмбум(ІІ) нітрат,
кисень, барій оксид. Складіть рівняння можливих реакцій у молекулярній, повній йонній та ско-
роченій йонній формах.
3.3.4. Наведіть рівняння якісної реакції на хлорид-йон у молекулярній, повній йонній та скоро-
ченій йонній формах.
3.3.5. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
Вг, <- СІ, -» ИаСІ -> НС1 >А.
4 — гіГЧМз
Назвіть невідомі речовини А та Б.
3.3.6. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
НС1 -> С12 -» КС1 -» А£С1.
3.3.7. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
КВг -» Вг2 -» МаВг -» МаСІ -» НС1 -> С12 -» НС1.
3.3.8. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
НС1 -» С12 -» НС1 -» СаС12 -» АеСІ
1
Вг,
3.3.9. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
С12 -» НС1 -» СаС12 -> МаСІ -» НС1 -» А&С1.
3.3.10. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
гідроген хлорид
Т
калій хлорид <- хлор—> ферум(ПІ) хлорид
1
бром
4. Оксиген
Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі пе-
ретворення:
КМО., —!->О2 —?->Ма2О2 —5->О2 —^->О3 —5->КО3.
Розв'язання: -
1) 2КМО3—^->2КМО2+О2 Т;
2) 2Ма+О2 -» Ма2О2;
3) 2Ма2О2+2Н2О—»4МаОН+О2 Т;
4) ЗО2- електричний розряд у 2О3 Т;
5) К+О3->КО3.
Приклад
розв'язування*
завдань
(завдання 4.1.Тестові завдання
для самостійного 4.1.1. Укажіть формули речовин, у яких ступінь окиснення Оксигену
розв'язування дорівнює-2:
а) ОЕ2; б) Н2О2; в) Н28О4; г) 8О3.
4.1.2. Оксиген виявляє позитивний ступінь окиснення у сполуці:
а) КЬЮ3; в) Н2О;
б) Н2О2; г) ОЕ3.
4.1.3. Озон є:
а) сполукою Оксигену з Гідрогеном; б) ізотопом Оксигену; в) ізомером Оксигену; г) алотропною модифікацією Оксигену.
4.1.4. Алотропні модифікації Оксигену не відрізняються:
а) фізичними властивостями; в) хімічними властивостями;
б) типом хімічного зв’язку між атомами; 4.1.5. Кисень можна розпізнати: г) кількістю атомів, що входять до складу молекул.
а) індикатором; в) тліючою скіпкою;
б) за запахом; г) вапняною водою.
4.1.6. Для добування кисню в лабораторії не використовують:
а) калій перманганат; б) гідроген пероксид; в) бертолетову сіль; г) купрум(ІІ) оксид.
4.1.7. Укажіть формули продуктів, які утворюються при термічному розкладі калій перманга-
нату:
а) КМпО4, МпО2, О2; в) КМпО4, МпО, О2;
б) К2МпО4, МпО, О2; 4.1.8. Кисень не можна добути розкладом: г) К2МпО4, МпО2, О2.
а) бертолетової солі; б)води; в) калій перманганату; г) кальцій карбонату.
4.1.9. Укажіть, які метали реагують з водою за звичайних умов:
а) натрій; б) цинк; в) барій; г) мідь.
4.1.10. Укажіть схеми реакцій, у яких вода є окисником:
а) С12+Н2О 25 С >; б) С+Н2О—£->; в) К+Н2О->; г) Са+Н2О—>.
4. 2. Задачі
4.2.1. Визначте масу (у грамах) 50,0 л кисню за нормальних умов.
4.2.2. Визначте масу калій хлорату (у грамах), з якого добуто 448 л (н. у.) кисню прц об’ємній
частці виходу 80 %.
4.2.3. Визначте об’єм кисню (н. у.), добутого з калій перманганату масою 3,16 г при об’ємній
частці виходу 0,9.
4.2.4. Визначте масу бертолетової солі, яку необхідно розкласти, щоб кисню, який виділиться
при цьому, вистачило на окиснення 10,2 г алюмінію.
4.2.5. Визначте об’єм кисню (н. у.), який утворюється при розкладі 19,75 г калій перманганату,
що містить 20 % (за масою) домішок.
4.2.6. Визначте масову частку (у відсотках) гідроген пероксиду в розчині, якщо при нагріванні
200 г розчину виділилось 5,6 л (н. у.) кисню.
4.2.7. Визначте об’єм повітря (у метрах кубічних, н. у.), необхідного для повного спалювання
сірки масою 640 кг.
4.2.8. Визначте максимальну масу (у грамах) озону, яку можна добути з 16 г кисню.
4.2.9. Визначте об’єм озонованого кисню, об’ємна частка озону в якому складає 6 %, що необхід-
ний для спалювання 1 л (н. у.) водню.
4.2.10. Визначте відносну густину:
а) гідрогенсульфіду за киснем;
б) озону за киснем.
4. 3. Вправи
4.3.1. Зобразіть схематично будову атома Оксигену, його електронну формулу. Визначте ступені
окиснення Оксигену в сполуках: Н2О, О2, СиО, ОГ2, Ма2О2.
4.3.2. Визначте кількість протонів та нейтронів, що містяться в атомних ядрах ізотопів Оксиге-
ну 16О, 17Ота 18О.
4.3.3. Кисень у лабораторії можна добути з таких речовин:
а) калій перманганат;
б)бертолетова сіль;
в) меркурій(ІІ) оксид;
г) гідроген пероксид;
д) хлорне вапно.
Напишіть рівняння відповідних реакцій.
4.3.4. Напишіть рівняння реакцій між киснем і фосфором, барієм, алюмінієм. Укажіть назви
продуктів реакцій.
4.3.5. Напишіть рівняння реакцій горіння сірки, вугілля, етану С2Н6, гідроген сульфіду Н28.
Укажіть назви продуктів реакцій.
4.3.6. Скільки можна добути різних оксидів, маючи у розпорядженні калій перманганат, во-
день, цинк та сірку? Напишіть рівняння відповідних реакцій.
4.3.7. Добудьте магній оксид, карбон(ІУ) оксид та воду, маючи у розпорядженні бертолетову
сіль, водень, вуглець та магній. Напишіть рівняння відповідних реакцій.
4.3.8. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
Н2О -> О2 -> СаО -> Са(ОН)2
X
А12О3
4.3.9. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
N0
Т
КСЮ, ->О, —>2п0
Н2О
4.3.10. Напишіть рівняння можливих реакцій взаємодії води з такими речовинами: літій, калій
оксид, сульфур(ІУ) оксид, сульфур(УІ) оксид, натрій, мідь, карбон(П) оксид, карбон(ІУ) оксид.
Укажіть назву продуктів реакцій.
Приклад
розв'язування
завдань
Розв'язання:
5. Сульфур
Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі пе-
ретворення:
8О2—>8—^->Н28—2—>8О2—> 80,—>Н28О4—>Н28—^8.
1) 2Н28+8О2 -> 381+2Н2О;
2) 8+Н2 —» Н28 ?;
3) 2Н28+ЗО2 -»28О2 Т+2Н2О;
4) 28О2 + О2 —»28О3;
5) 8О3+Н2О-»Н28О4;
6) 4М£+5Н28О4 (концентрована) -> 4М§804 +Н28 ? +4Н2О;
7) 2Н28 + О2 —>28Х+2Н2О.
(Завдання 5.1. Тестові завдання
для самостійного 5.1.1. Укажіть правильні твердження для халькогенів:
розв язування а) у(;. елементи є неметалами;
б) найвища валентність атомів усіх халькогенів дорівнює VI;
в) зі зростанням атомного номера міцність зв’язку у сполуках з Гідрогеном зростає;
г) найнижчий ступінь окиснення атомів елементів дорівнює —2.
5.1.2. Укажіть символ йона з найбільш вираженими відновними властивостями:
а) 82’; в) О2’;
б) 8е2’; г) Те2'.
5.1.3. Окисні властивості простих речовин послідовно зростають у ряді:
а) телур, сірка, селен; в) кисень, сірка, телур;
б) сірка, телур, селен; г) телур, сірка, кисень.
5.1.4. Сірка у вільному стані утворює молекули, з яких найбільш стабільними є:
а) 82; в) 86;
б) 84; г) 8„.
5.1.5. Укажіть речовину, в реакції з якою сірка виявляє відновні властивості:
а) водень; в) кисень;
б) фосфор; г) кальцій.
5.1.6. У хімічних реакціях для сульфур(ІУ) оксиду характерні властивості:
а) безумовного окисника; в) амфотерного оксиду;
б) безумовного відновника; г) кислотного оксиду.
5.1.7. Укажіть речовини, з якими сульфур(ІУ) оксид реагує з утворенням солі:
а) вода; в) калій гідроксид;
б) барій оксид; г) кисень.
5.1.8. Сульфур(ІУ) оксид виявляє кислотні властивості, реагуючи з:
а) К20; в) Н28;
б) КаОН; г) О2.
5.1.9. Укажіть формули солей, які можна добути, пропускаючи гідроген сульфід крізь розчин
барій гідроксиду:
а) Ва(Н8)2; ' в) Ва8;
б) Ва(ОН)2; г) Ва803.
5.1.10. Укажіть формулу піриту:
а) Ге82; в) Са8О4;
б) РЬ8; г) Ка2804 -10Н20.
5.1.11. Тільки окисні властивості виявляє:
а) натрій сульфід; в) сульфатна кислота;
б) сірка; г) калій сульфіт.
5.1.12. Добутий промисловим способом олеум є розчином:
а) 8О2 уводі; в) 8О3 у концентрованій Н28О4;
б) 8О3 уводі; г) 8О3 в акумуляторній Н28О4.
5.1.13. Розбавлена сульфатна кислота не реагує з:
а) міддю; в) розбавленим розчином калій хлориду;
б) калій карбонатом; г) натрій оксидом.
5.1.14. Укажіть метал, із яким не реагує розбавлена сульфатна кислота:
а) кальцій; в) мідь;
б) цинк; г) магній.
5.1.15. Укажіть метал, із яким реагує розбавлена сульфатна кислота:
а) мідь; в) срібло;
б) цинк; г) ртуть.
5.1.16. Укажіть метал, із яким реагує розбавлена сульфатна кислота:
а) срібло; в) магній;
б) ртуть; г) мідь.
5.1.17. Укажіть схему реакції, в якій реагує розбавлена сульфатна кислота:
а) Си+Н28О4 -> 8О2 Т +...; в) М^+Н28О4 -> Н2 Т +...;
б) С+Н28О4 -» СО2 Т +...; г) 2п+Н28О4 -> Н28 ? +....
5.1.18. Укажіть схему реакції, в якій реагує концентрована сульфатна кислота:
а) А£+Н28О4 8О2 Т +...; в) 2п+Н28О4 -> Н2 ? +...;
б) Ге+Н28О4 —»Ге8О4 + ...; г) А1+Н28О4 -» А12(8О4)3+....
5.1.19. Наявність у розчині сульфат-йонів можна визначити за допомогою розчину:
а) індикатору; в) барій хлориду;
б) калій гідроксиду; г) хлоридної кислоти.
5.1.20. Установіть відповідність між реагентами та продуктами реакцій:
Реагенти Продукти
а) Н28+О2; і) 2п804+Н2 ?;
б) Н28О4 (концентрована)+Сп; ’ 2) Си8 Х+На28О4;
в) Н28О4 (розбавлена) + 2п; 3) 81+Н2О;
г) На28+Си8О4. 4) Си8О4+8О2 ?+Н2О.
5.2. Задачі
5.2.1. Визначте об’єм гідроген сульфіду (н. у.), що використовується на нейтралізацію
20 см3 5-відсоткового розчину калій гідроксиду (густина 1,044 г/см3), якщо при цьому утворюєть-
ся середня сіль.
5.2.2. Визначте масу піриту Ге82, необхідну для добування 64 г сульфур(ІУ) оксиду.
5.2.3. У1 л води розчиняється за нормальних умов приблизно 2,3 л гідроген сульфіду. Визначте
масову частку гідроген сульфіду в добутому розчині.
5.2.4. Визначте масу (у грамах) цинк сульфіду, яку можна добути при нагріванні 10 г цинку та
10 г сірки.
5.2.5. Випалюючи технічний пірит масою 792 г, добули сульфур(ІУ) оксид об’ємом
268,8 л (н. у.). Визначте масову частку домішок у піриті.
5.2.6. Через розчин калій гідроксиду масою 100 г з масовою часткою КОН 5,6 % пропустили
сірчистий газ об’ємом 2,24 л (н. у.). Яка сіль утворилась? Визначте масу солі.
5.2.7. Визначте об’єм гідроген сульфіду, який можна добути, діючи хлоридною кислотою на 1 кг
ферум(ІІ) сульфіду, масова частка домішок у якому 43%.
5.2.8. Визначте об’єм сульфатної кислоти з масовою часткою Н28О4 50 % (густина 1,4 г/мл),
який можна добути з ЗО кг залізного колчедану, що містить 10 % домішок. Втрати виробництва
становлять 4 %.
5.2.9. У концентрованій сульфатній кислоті розчинили 24 г суміші металічної міді та купрум(ІІ)
оксиду, масова частка міді в якій 20 %. Визначте, який газ і якої маси при цьому утворився.
5.2.10. Визначте масу осаду, що утворюється при взаємодії 22,98 мл розчину з масовою част-
кою сульфатної кислоти 10 % ( р =1,066 г/мл) та 100 г розчину з масовою часткою барій хлориду
5,2 %.
5.3. Вправи
5.3.1. Складіть рівняння реакцій перетворення речовин за схемою:
0 -2 +4 +6
8-»8->8->8.
Для кожної реакції укажіть коефіцієнт перед окисником.
5.3.2. Складіть рівняння тих реакцій, які є можливими:
а) Ка28О4 + КС1 -»; в) Ма28О3 + НС1 ->;
б) 8О2+Са(ОН)2 -»; г) 8О3+Си(ОН)2 -».
5.3.3. Як, маючи у розпорядженні цинк, сірку та сульфатну кислоту, добути гідроген сульфід?
Напишіть рівняння реакцій.
5.3.4. Зобразіть хімічними рівняннями такі процеси:
а) неповну нейтралізацію гідроген сульфіду лугом;
б) окиснення сульфур(ІУ) оксиду киснем.
в) неповну нейтралізацію сульфатної кислоти натрій гідроксидом;
г) утворення гідроген сульфіду в результаті дії хлоридної кислоти на ферум(П) сульфід;
д) нейтралізацію ферум(ІІІ) гідроксиду сульфатною кислотою.
5.3.5. Сріблясто-біла легка проста речовина А, що має добру тепло- та електропровідність, ре-
агує при нагріванні з іншою простою речовиною В. Тверда речовина, що утворюється при цьому,
розчиняється в кислотах з виділенням газу С, при пропусканні якого крізь розчин сульфітної кис-
лоти випадає осад речовини В. Укажіть назви речовин А, В та С. Напишіть рівняння реакцій.
5.3.6. Закінчіть рівняння можливих реакцій. Укажіть окисник та відновник.
а) А1 + Н28О4 (розбавлена);
б) А1+Н28О4 (концентрована) —»;
в) Си + Н28О4 (розбавлена);
г) Си + Н28О4 (концентрована)-»;
д) Ге + Н28О4 (розбавлена);
е) Ге + Н28О4(концентрована)->.
5.3.7. Укажіть, за допомогою якої з речовин можна визначити сульфат-йон:
а) КаОН; в) ВаС12;
б) РЬ(ЬІО3)2; г) АЄКО3.
Наведіть рівняння відповідних реакцій у молекулярній, повній йонній та скороченій йонній
формах.
5.3.8. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
Н28-»Ма28-»Ге8->Н28—»РЬ8->8О2.
5.3.9. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
2п8 -» 8О2 -> КаН8О3 -> На28О3
1 і
8О3 -> МаН8О„ -> На28О4
5.3.10. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
8 -> 2п8 -» Н„8 -> 80, -> Н28О, -> Н,8О. -> На,8О4 -> Ва8О4.
Гприклад
розв'язування
завдань
6. Нітроген
Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі
перетворення:
ЬГ2 —ИН3 М2 —N0 —
—^->N0., —^ННО3 -^ХаКО3 —!-»НаЬЮ2.
Розв'язання:
хт . отт Р
2) 4ИН, +ЗО2 -> 2КГ2 ? +6Н2О;
3) ЬІ2+О2-»2ЬЮ?;
4) 2ЬЮ+О2 —>2МО2 Т;
5) 4МО2+2Н2О+О2 -> 4НЬЮ3;
6) НЬЮ3+КаОН->МаМО3+Н2О;
7) 2НаКО3—^->2МаЬГО2+О2 ?.
^Завдання
для самостійного
розв'язування
6.1. Тестові завдання
6.1.1. Укажіть справедливі твердження для елементів підгрупи Нітро
гену:
а) зі зростанням атомного номера зростає радіус атома;
б) всі елементи є неметалами;
в) атоми всіх елементів мають вакантні (ї-орбіталі;
г) формула летких сполук з Гідрогеном — КН3.
6.1.2. Укажіть неправильні твердження для Нітрогену:
а) не має алотропних модифікацій;
б) у природі трапляється тільки у вільному стані;
в) найвищий ступінь окиснення Нітрогену в сполуках дорівнює +5;
г) найвища валентність атома Нітрогену дорівнює IV.
6.1.3. Нітроген виявляє валентність IV у складі:
а) молекули азоту; б) йона амонію; в) молекули амоніаку; г) молекули нітритної кислоти.
6.1.4. Укажіть формулу речовини, в якій ступінь окиснення Нітрогену максимальний:
а) НКО3; в) N0,;
б) Са3Н2; г) Са(ЬЮ2)2.
6.1.5. Укажіть формулу оксиду — найсильнішого окисника з оксидів Нітрогену:
а) Н20; в) N0,;
б) И2О3; г) Н2О5.
6.1.6. Укажіть формули солетворних оксидів:
а) ЬГ2О; в) И02;
б) И2О3; . г) И2О5.
6.1.7. Укажіть продукти взаємодії цинку з дуже розбавленим розчином нітратної кислоти:
а) 2п(КО3)2, N0, Н20; в) 2п(НО3)2, ГШ4КО3, Н20;
б) 2п(ЬЮ3)2, И02, Н20; г) 2п(ЬЮ3)2, ИН4ЬГО3, Н2.
6.1.8. Укажіть метали, які не реагують із концентрованою нітратною кислотою за кімнатної
температури:
а) мідь; в) срібло;
б) залізо; г) алюміній.
6.1.9. Укажіть речовини, взаємодіючи з якими, нітратна кислота виявляє загальні властивості
кислот:
а) мідь; в) калій гідроксид;
б) кальцій оксид; г) сірка.
6.1.10. Укажіть формули речовин, які можна добути безпосередньо з молекулярного азоту:
а) N0; в) ИН3;
б) N,0,; г) Са3И2.
6.1.11. Укажіть правильні твердження для солей амонію:
а) більшість із них добре розчинні у воді;
б) всі солі амонію в реакціях із лугами при нагріванні виділяють амоніак;
в) зв’язки в йоні амонію ковалентні полярні;
г) кристалічна ґратка солей амонію — молекулярного типу.
6.1.12. Взаємодія амоніаку з кислотами належить до типу реакцій:
а) заміщення; в) розкладу;
б) сполучення; г) обміну.
6.1.13. Нітроген у складі амоніаку є:
а) тільки окисником; в) як окисником, так і відновником;
б) тільки відновником; г) донором електронів.
6.1.14. Вільний метал утворюється при термічному розкладі:
а) КЬЮ3; в) РЬ(ЬЮ3)2;
б) М£(ЬЮ3)2; г) А£ЬГО3.
6.1.15. Укажіть, за допомогою якої з речовин можна визначити катіон амонію:
а) На ОН; в) ИаСІ;
б) НСІ; г) СаС12.
6.1.16. Установіть відповідність між хімічною формулою мінералу та його назвою: -
Хімічна формула мінералу Назва мінералу
а) чилійська селітра; 1) КИ03;
б) індійська селітра; 2) Са(ЬЮ3)2;
в) норвезька селітра. 3) Си(ГЮ3)2;
4) ИаНтО3.
6.1.17. Установіть відповідність між реагентами та продуктами реакцій:
Реагенти а) НМО3(коицентрована) + 8; Продукти 1) Си(МО3)2+МО2 ?+Н2О;
б) НМО3 (концентрована)+Си; в) Н№03 (розбавлена) + МН3; г) НМО3 (розбавлена) + МаОН. 2) КН4ЬЮ3; 3) 8О2+ЬЮ2 Т+Н2О; 4) МаХО3+Н2О.
6.1.18. Установіть відповідність між формулою нітрату та продуктами його термічного роз-
кладу:
Речовина а) МЯ(МО3)2; Продукти розкладу 1) нітрит металу + кисень;
б) Си(МО3)2; в) А&?Ю3; . г) КаМО3. 2) метал оксид + нітроген(ІУ) оксид + кисень; 3) метал + нітроген(ГУ) оксид + кисень.
6.1.19. Установіть відповідність між формулою нітрату та газоподібним(ми) продуктом(ами)
його термічного розкладу: Речовина а) Н^ЬЮД; б) Си(КО3)2; в) КН4МО3; г) КЬЮ3. Продукти розкладу 1) ЬГО2+О2; 2)ЬГ2О; 3)О2.
6.1.20. Укажіть кінцеву речовину в ланцюжку перетворень на основі Нітрогену:
НГЮ3 (концентрована)—-Си >Х4 —+°г-1іг° > Х2 — —з > Х3 ——> Х4.
а) амоній нітрат;
б) нітроген(І) оксид;
в) нітроген(ІУ) оксид;
г) нітратна кислота.
Для підтвердження відповіді складіть рівняння відповідних реакцій.
6.2. Задачі
6.2.1. Яка сполука Нітрогену містить більшу масову частку (у відсотках) Нітрогену: амоніак,
амоній нітрат чи амоній сульфат? Відповідь підтвердіть розрахунками.
6.2.2. Що більше: маса 1 м3 азоту чи маса 1 м3 амоніаку (н. у.)? Відповідь підтвердіть розрахун-
ками.
6.2.3. Визначте об’єм газу (у літрах, н. у.), який утворюється при нагріванні суміші, що містить
10,7 г амоній хлориду та надлишок кальцій гідроксиду.
6.2.4. Суміш водню з азотом, що містить азот об’ємом 67,2 л (н. у.) пропустили над нагрітим
каталізатором. Утворився амоніак об’ємом 112 л. Визначте об’ємну частку виходу продукту від
теоретичного.
6.2.5. Визначте масу (в тоннах) амоніаку, необхідного для добування 5 т нітратної кислоти з ма-
совою часткою ІШО3 60 %, враховуючи, що втрати амоніаку у виробництві складають 2,8 %.
^6?2?6. Визначте масу (в тоннах) нітратної кислоти з масовою часткою НКО3 55 %, яку можна до-
бути з 1 т амоніаку, якщо вихід продукту окиснення в контактному апараті досягає 98 %, а вихід
кислоти в поглинальних колонах — 94 %.
6.2.7. Визначте масу сульфатної кислоти, потрібної для добування з натрій нітрату масою 10 т,
з масовою часткою ИаНО3 63 %, нітратної кислоти, якщо втрати виробництва складають 10 % та
реакція триває до утворення N311804.
6.2.8. Розчин нітратної кислоти масою 50 г з масовою часткою кислоти 63 % нейтралізували
розчином кальцій гідроксиду масою 50 г з масовою часткою Са(ОН)2 80 %. Визначте масу солі, що
утворилася.
6.2.9. Розклали калій нітрат масою 20,2 г. У кисні, що виділився, спалили сірку і добули
сульфур(ІУ) оксид масою 5,6 г. Визначте масову частку виходу продукту від теоретичного.
6.2.10. Нагріли до повного розкладу амоній хлорид кількістю речовини 0,2 моль. Газ, що виді-
лився, пропустили через розчин сульфатної кислоти масою 50 г з масовою часткою кислоти 20 %.
Визначте масу амоній сульфату, що утворився.
6.3. Вправи
6.3.1. Закінчіть рівняння реакцій. Укажіть окисник та відновник. Укажіть назву продуктів
реакцій.
а) Ьі+И2 г) М2+О2
б) И2+Н2 —д)М§+Н2—>.
в) А1+И2
6.3.2. Складіть рівняння можливих реакцій:
а) КИО3+СиО ->; в) Са(НО3)2+А1(ОН)3 ->;
б) КИО3+НН4НО3 ->; г) М£СО3+НМО3 ->.
6.3.3. Напишіть рівняння реакцій взаємодії розбавленої нітратної кислоти з такими речовина-
ми: магній оксидом, калій карбонатом, натрій гідроксидом, ферум(Ш) гідроксидом, натрій силі-
катом, натрій карбонатом. Складіть молекулярні, повні йонні та скорочені йонні рівняння.
6.3.4. Укажіть, за допомогою якої з речовин можна визначити катіон амонію: -*
а) КаОН; в) На28О4;
б) РЬ(ИО3)2; г) АЄИО3.
Наведіть рівняння відповідних реакцій у молекулярній, повній йонній та скороченій йонній
формах.
6.3.5. Закінчіть рівняння реакцій. Складіть молекулярні, повні йонні та скорочені йонні рів-
і няння.
а) (ХН4 )28О4 +КОН ->; г) МІ4С1+А^'О3 ->;
б) (КН4)28+РЬ(КО3)2 ->; д) ИН3+Н28О4 ->.
в) НН4МО3+Ва(ОН)2
6.3.6. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
И2 N0 -> ИО2 -> ННО3 -> РЬ(ИО3)2 -> МаХО3.
6.3.7. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
И2 -> ИН, -> ИН4С1 -» ИН, -> (НН4)28О4 ИН4С1.
6.3.8. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
Си(НО,)2 -> N0. -> N0 -> N.. -» N11, N. N0.
6.3.9. Складіть рівняння реакцій за поданою схемою:
азот —> амоніак —» амоній сульфат —> натрій сульфат
і
амоній хлорид
6.3.10. Складіть рівняння реакцій за поданою схемою:
амоній хлорид амоніак -> амоній хлорид -> натрій хлорид
амоній гідрогенсульфат
8 Приклад
розв'язування
завдань
7. Фосфор
Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі пе
ретворення:
Са—>Са3Р2 —2->РН3 —>Н3РО4 —^Са(Н2РО4)2 —
Ка3РО4-^»Са3(РО4)2-?-»Н3РО4.
Розв'язання:
1) ЗСа+2Р -> Са3Р2;
2) Са3Р2 +6Н20 -> ЗСа(ОН)2 >1+2РН3 Т;
3) 2РН3+4О2 —»2Н3РО4;
4) 2Н3РО4 + Са(ОН)2 -» Са(Н2РО4 )2 + 2Н2О;
5) ЗСа(Н2РО4)2+12МаОН—> Са3(РО4)2 Х+4Ка3РО4 +12Н2О;
6) 2Ка3РО4+ЗСаС12 -> Са3(РО4)2 X +2ИаС1;
7) Са3(РО4)2 +ЗН28О4 -> ЗСа8О4 Х+2Н3РО4.
В Завдання для самостійного розв'язування 7.1. Тестові завдання 7.1.1. Укажіть ряд, у якому вказано всі алотропні модифікації Фосфору: а) червоний; в) червоний, білий, чорний; б) червоний, білий; г) червоний, білий, чорний, сірий.
7.1.2. Укажіть можливі ступені окиснення Фосфору:
а) -4; в) +5;
б) -3; г) +7.
7.1.3. Максимальний ступінь окиснення Фосфор виявляє у складі:
а) фосфідів металів; б) ортофосфатів; в) метафосфатної кислоти; г) фосс!>іну.
7.1.4. Фосфор виявляє властивості окисника при взаємодії з:
а) кальцієм; в) галогенами;
б) киснем; 7.1.5. Укажіть формулу фосфіду:
а) РС15; б) К3РО4; В) Р2О5; г) Са3Р2.
7.1.6. Укажіть формулу, яка відповідає мінералу фосфориту:
а) Са3Р2; в)РН3
б) Са3(РО4)2; г) Са3(РО4)2 СаГ2.
7.1.7. Фосфор(ІП) оксиду відповідає кислота:
а) Н3РО2; в) Н3РО3;
б) НРО3; г) Н2Р4О7.
7.1.8. Укажіть формули речовин, із якими реагує фосфор(У) оксид:
а) КОН; б) СО2; в) Н2О; г) 8О2.
7.1.9. Укажіть формули дигідрогенортофосфатів:
а) К2НРО4; б) ИаН2РО4; в) Ка2Р2О7; г) ИН4Н2РО4.
7.1.10. Ортофосфатну кислоту можна добути, обробляючи подрібнений кальцій ортофосфат:
а) НСІ; в) ИаОН;
б) Н28О4; г) НЬІО3.
7.1.11. Орто€]юсфатна кислота реагує з:
а) кальцій оксидом; в) амоніаком;
б) калій гідроксидом; г) силіцій(ІУ) оксидом.
7.1.12. З якими речовинами реагують як ортофосфатна, так і розбавлена нітратна кислота?
а) срібло; б) кальцій оксид; в) калій гідроксид; г) амоніак.
7.1.13. З якою речовиною не реагує ортофосфатна, але реагує розбавлена нітратна кислота?
а) з калій карбонатом; в) з міддю;
б) з кальцій оксидом; г) з амоній карбонатом.
7.1.14. Укажіть речовину, за допомогою якої можна визначити в розчині ортофосфат-йон:
а) ВаС12; б) Ая'№О3; в) НаОН; г) РЬ(ЬЮ3)2.
7.1.15. Установіть відповідність між хімічною формулою мінерального добрива та його назвою:
Хімічна формула добрива а) СаНРО4 -2Н2О; Назва добрива 1) подвійний суперфосфат;
б)Са(Н2РО4)2Са8О4; в) Са(Н2РО4)2; г) Са3(РО4)2. 2) простий суперфосфат; 3) преципітат; 4) фосфориста мука.
7. 2. Задачі
7.2.1. Визначте масу (у кілограмах) фосфору, який можна добути прожарюванням при 1500 °С
20,5 т фосфориту, що містить 3 % домішок, змішаного з коксом та піском.
І/ 7.2.2. Фосфор масою 13,8 г з масовою часткою домішок 0,1 спалили в кисні об’ємом 14 л (н. у.).
Визначте масу фосфор(У) оксиду, що утворився.
7.2.3. Визначте масу фосфору в 50 кг кісток, що містять 58 % кальцій ортофосфату.
7.2.4. Спалили фосфор масою 31 г. Утворену речовину розчинили у гарячій воді, внаслідок чого
утворилась ортофосфатна кислота масою 90 г. Визначте масову частку виходу продукту від теоре-
тичного.
7.2.5. Розрахуйте масу 85-відсоткового розчину сульфатної кислоти, необхідної для добування
ортофосфатної кислоти з 200 г фосфориту, який містить 78 % кальцій ортофосфату.
7.2.6. До розчину, що містить 4,9 г ортофосфатної кислоти, додали розчин, що містить 2,8 г калій
гідроксиду. Яка сіль при цьому утворилась? Визначте масу цієї солі.
/ 7.2.7. У 250 г розчину з масовою часткою ортофосфатної кислоти 9,8 % розчинили 14,2 г фос-
фор(У) оксиду. Визначте масову частку (у відсотках) ортофосфатної кислоти в добутому розчині.
7.2.8. Визначте масу гашеного вапна, що містить 90 % (за масою) Са(ОН)2, та ортофосфатної
кислоти з масовою часткою Н3РО4 95 %, необхідних для добування преципітату, який містить
ЮОтСаНРО..
4
7.2.9. Фосфорит масою 1 т, що містить 62 % (за масою) Са3(РО4)2, обробили ортофосфатною кис-
лотою масою 2 т, що містить 40 % (за масою) Н3РО4. Визначте масу кальцій дигідрогенортофосфа-
ту, який утворився при цьому.
А^.З.ІО. Визначте склад хібінського апатиту та виразіть його молекулярною формулою, якщо ві-
домо масові частки елементів у ньому: Са — 41,2 %; Р — 16 %; О — 33 %; Г — 9,8 %.
7. 3. Вправи
7.3.1. Перетворіть схеми реакцій у рівняння. Укажіть окисник та відновник. Укажіть назви
продуктів реакцій.
а) Са+Р ->;
б) 8+Р->;
в) С1„+Р->;
г) О2+Р->;
д) Мє+Р —>.
7.3.2. Складіть молекулярні формули фосфатів: кальцій метафосфату, барій ортофосфату, на-
трій гідрогенортофосфату, кальцій дигідрогенортофосфату, магній ортофосфату.
7.3.3. Складіть рівняння можливих реакцій:
а) Р2О6+8іО2
б) Р2О5+КОН—>;
в) Сач(РО4)„+НМО.
г) На3РО4+КС1->.
7.3.4. Визначте, якому з оксидів, утворених атомами з електронними конфігураціями І822з22р3
та І822822р6Зв2Зр3, відповідає більш сильна кислота. Складіть формули цих оксидів та відповід-
них кислот.
7.3.5. За допомогою яких якісних реакцій можна визначити розчини магній нітрату, калій ор-
тофосфату та натрій сульфату? Відповідь підтвердіть складанням рівнянь хімічних реакцій.
7.3.6. Визначте, з якими з речовин, назви яких наведено нижче, взаємодіятиме ортофосфатна
кислота: мідь, вода, цинк гідроксид, барій оксид, кальцій сульфат, силіцій(ІУ) оксид, магній, ар-
гентум нітрат, кальцій гідроксид. Складіть рівняння можливих реакцій у молекулярній, повній
йонній та скороченій йонній формах.
7.3.7. Зобразити рівняннями такі хімічні процеси:
а) повну нейтралізацію калій гідроксидом ортофосфатної кислоти;
б) взаємодію натрій гідрогенортофосфату з натрій гідроксидом;
в) взаємодію натрій ортофосфату з алюміній сульфатом;
г) взаємодію калій ортофосфату з барій нітратом;
д) взаємодію кальцій фосфіду з водою.
7.3.8. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
Р -* Р2О5 -> Н3РО4 -> НаН2РО4 -> На2НРО4 -> Ха3РО4.
7.3.9. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
Р -> Са3Р„ -> РНЧ -> Р„О, -* К„РО4 -* Са3(РО4)2.
7.3.10. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
фосфор-* магній фосфід -> фосфін —> фосфор(У) оксид —>
—> ортофосфатна кислота —> кальцій ортофосфат.
(приклади
розв'язування
завдань
Розв'язання:
1) СаСО3 —£
8. Карбон і Силіцій
Приклад 1. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійсни-
ти такі перетворення:
СаСОя —иСаО СаС„ СО2 С —5-» СО„ —Са(НСО,), СаСО,.
О ’Л Л ' 0'25 О
*СаО+СО2 ?;
2) СаО+ЗС—»СаС2+СОТ;
3) 2СаС2+5О2—»2СаО+4СО21
4) СО2+2М£—^->2М£0+С;
5) С+02—^-»С02 ?;
6) 2СО2+Са(ОН)2 -»Са(НСО3)2;
7) Са(НСО3)2 —^СаСО31+С02 ? +Н20.
Приклад 2. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
Н28іО3 —»8іО2 —2->8і—^-»Са28і—*->8іН4 —^8іО2 —^->Са8іО3 —?-»Н28іО„.
4 & а 4 4 25 о А о
Розв'язання:
1) Н28іО3—»8іО2+Н2О;
2) 8іО2+2М£—^->8і+2М£О;
3) 8і+2Са——>Са28і;
4) Са28і+4Н2О -» 8іН4 Т +2Са(ОН)2;
5) 8іН4+2О2—£->8іО2+2Н2О;
6) 8іО2+СаО——>Са8іОя;
7) Са8іО3+Н2О+СО2—^->СаСО,+Н28іО3.
' О А А О А о
(Завдання
для самостійного
розв'язування
8.1. Тестові завдання
8.1.1. Укажіть алотропні модифікації Карбону:
а) графіт; в) активоване вугілля;
б) кокс; г) алмаз.
8.1.2. Укажіть тип кристалічної ґратки алмазу:
а) атомна; в) йонна;
б) молекулярна; г) металічна.
8.1.3. Чим відрізняються між собою графіт і алмаз?
а) якісним складом; в) електричною провідністю;
б) твердістю; г) хімічною активністю.
8.1.4. Укажіть речовину, в реакції з якою вуглець виявляє відновні властивості:
а) кисень; в) водень;
б) кальцій; г) кремній.
8.1.5. Укажіть формули карбідів:
а) СаСО3; ' в) КНСО3;
б) 8іС; г) А14С3.
8.1.6. Чим відрізняються між собою карбон(ІІ) оксид і карбоп(ІУ) оксид?
а) якісним складом; в) валентністю атома Карбону;
б) ступенем окиснення Карбону; г) відновними властивостями.
8.1.7. Із якими речовинами за певних умов реагуватиме вуглекислий газ?
а) з водою; ' в) з вапняною водою;
б) з магнієм; г) з негашеним вапном.
8.1.8. Карбон(ІІ) оксид характеризується такими властивостями:
а) газ без кольору; в) отруйний;
б) це солетворний оксид; г) важчий за повітря.
8.1.9. Укажіть формули гідрогенкарбонатів:
а) (СиОН)2СО3; в) СаСО3;
б) ЬІН4НСО3; г) Са(НСО3)2.
8.1.10. Укажіть речовину, за допомогою якої можна визначити карбонат-йон:
а) КОН; в) МаСІ;
б) НС1; г) СаС12.
8.1.11. Кальцій гідроген карбонат можна перевести в кальцій карбонат:
а) прожарюванням;
б) взаємодією з сульфатною кислотою;
в) за допомогою водного розчину вуглекислого газу;
г) взаємодією з хлоридною кислотою.
8.1.12. Укажіть аніони, що зумовлюють тимчасову твердість води:
а) СО3- ; в) 80®’;
б) НСО3; г)С1 —.
8.1.13. Укажіть речовину, в реакції з якою кремній виявляє окисні властивості:
а) хлор; в) кисень;
б) барій; г) вуглець.
8.1.14. Укажіть схеми реакцій, в яких силіцій є відновником:
а)ЕеО+8і->; в)Ме+8і->;
б)Са+8і—>; г)8і+О2->.
8.1.15. Укажіть властивості, характерні для силіцій(ІУ) оксиду:
а) є тугоплавким;
б) вступає в хімічну взаємодію з водою;
в) має молекулярну кристалічну ґратку;
г) є кислотним оксидом.
8.1.16. Укажіть твердження, правильні для силікатної кислоти:
а) є термічно нестійкою;
б) є більш сильною кислотою, ніж ортофосфатна кислота;
в) є слабким електролітом;
г) не розчиняється у воді.
8.1.17. Укажіть ряд оксидів, які входять до складу звичайного скла:
а) №і2О , 8іО2 ;
б) Ка2О, СаО , 8іО2 ;
в) К2О, СаО , 8іО2 ;
г) Ка„О, СаО , 8іО2, В2О3, А12О3 .
8.1.18. Укажіть ряд сполук, які є основними компонентами звичайного цементу (портландце-
менту):
а) Са(ОН)2 8і02, Н2О ;
б) Са8О4 -0,5Н2О , Са8О4 ;
в) СаО , 8іО2 , А12О3 ;
г) М£С12, МяО .
8.1.19. У схемі перетворень Ма2СО3
речовини:
а)Х — СаО;
б)Х — Са(ОН)2;
в) X — СаГ2;
г)Х — СаС12;
>СаСО3—>Са(НСО3)2 літерами X та ¥ позначено
У — НС1;
¥ — ИаСІ;
¥ — СО2 та Н2О;
¥ — СО2 та Н2О.
Для підтвердження відповіді складіть рівняння відповідних реакцій.
8.1.20. Укажіть кінцеву речовину в ланцюжку перетворень на основі Карбону:
СО2- 4-С 4-р2 -ьКаОН(надлишок) -у
а) натрій карбонат;
б) натрій гідрогенкарбонат;
в) натрій карбід;
г) натрій ацетат.
Для підтвердження відповіді складіть рівняння відповідних реакцій.
8.2. Задачі
8.2.1. Внаслідок спалювання вугілля масою 187,5 г утворився вуглекислий газ об’ємом
336 л (н. у.). Визначте масову частку вуглецю у вугіллі.
8.2.2. Визначте масу міді, яку можна добути при відновленні купрум(ІІ) оксиду за допомогою
24 кг вугілля, якщо втрати виробництва міді складають 5 %.
8.2.3. Визначте об’єм карбон(ІІ) оксиду (н. у.), необхідний для повного відновлення 9,5 кг
ферум(Ш) оксиду.
8.2.4. Барій карбонат масою 24,6 г з масовою часткою домішок 20 % прореагував із хлоридною
кислотою масою 8,6 г. Визначте об’єм газу (н. у.), що виділився при цьому.
8.2.5. Через розчин калій гідроксиду об’ємом 50 мл ( р = 1,1 г/мл ) з масовою часткою КОН 12 %
пропустили 1,12 л вуглекислого газу (н. у.). Яка сіль при цьому утворилась? Визначте масу цієї
солі.
8.2.6. Через 20 г розчину з масовою часткою натрій гідроксиду 20 % пропустили 2,24 л карбон(І¥)
оксиду (н. у.). Укажіть назву солі, що утворилась при цьому, та визначте її масу.
8.2.7. Через 200 г розчину з масовою часткою натрій гідроксиду 40 % пропустили 22,4 л кар-
бон(ІУ) оксиду (н. у.). Укажіть назву солі, що утворилась при цьому, та визначте її масу.
8.2.8. При обробці суміші натрій карбонату та натрій гідрогепкарбонату масою 4,64 г сульфат-
ною кислотою добули безводний натрій сульфат масою 4,97 г. Визначте масові частки компонентів
суміші.
8.2.9. Сплавили силіцій(ІУ) оксид масою 10,35 кг, де масова частка домішок 15 %, з содою
(Ка2СО3) масою 11,06 кг, де масова частка домішок 10 %. Визначте об’єм газу, що виділився
(н. у.).
8.2.10. Отруйний газ фосген має такий елементний склад у масових частках (у відсотках): С —
12,1; О — 16,2; СІ — 71,7. Установіть його молекулярну формулу.
8.3. Вправи
8.3.1. Перетворіть схеми реакцій у рівняння. Укажіть окисник та відновник. Укажіть назви
продуктів реакцій:
а) Са+С ->; г) РЬО+СО ->;
б) Ге2О3+СО —д) СО2+С—>.
в) С0+02 =>;
8.3.2. Складіть рівняння можливих реакцій:
а) СО2+Ва(ОН)2 в) СаСО3+НС1
б) СаСО3 +ЯаС1 г) КНСО3 +КОН ->.
8.3.3. Складіть молекулярні та йонні рівняння послідовних реакцій, що відбуваються під час
пропускання карбон(ІУ) оксиду крізь розчин натрій гідроксиду. Зобразіть графічно формули со-
лей, що утворились при цьому.
8.3.4. Наведіть рівняння реакцій між вугіллям та:
а) карбон(ІУ) оксидом; в) плюмбум(ІІ) оксидом;
б) хром(ІІІ) оксидом; г) станум(ГУ) оксидом.
8.3.5. З якими з перелічених речовин взаємодіятиме карбон(ІУ) оксид:
КОН, Н2О, С, 8О3, ВаО, НС1, Си8О4.
Наведіть рівняння відповідних реакцій.
8.3.6. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
С -> СО -> СО2 -> СаСО3 -> Са(НСО3)2.
8.3.7. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
Са(НСО3)2 -> СаСО3 -> СаО -> Са(ОН)2 -> СаС12.
8.3.8. Складіть рівняння можливих реакцій:
а) 8іО2 +Н20 ; в) 8іО2 +К2О ->;
б) Са8іО,+СО„ ->; г) К28іО3+НС1 ->.
І 8.3.9. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
8і -> 8іО2 -> На,8іО3 -> Н28іО3 -> 8іО2 -> 8і.
8.3.10. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
8іН. -> 8іО? -> К28іО., -у 8іО2 -> 8іС.
9. Загальні відомості про металічні елементи
Після згоряння 4,8 г металу в хлорі одержано 19 г хлориду металу із скла-
дом МеС12. Визначте метал.
Дано: тп(МеС12) = 19 г; тп(Ме) = 4,8г.
М(Ме) — ?
Розв'язання: 1. Обчислюємо масу атомного Хлору, витраченого на добування хлориду ма-
сою 19 г:
тп(С1) = т(МеС12)-лі(Ме); т(С1) = 19 г-4,8 г = 14,2 г.
2. Кількість речовини атомного Хлору в хлориді МеС12 становить:
V (Сі) = ; М(С1) = 35,5 г/моль;
V(С1)=----14,2 г = 0,4 моль.
35,5 г/моль
Приклад
розв'язування
завдань
3. З формули хлориду МеС12 випливає, що кількість речовини Ме дорівнює:
у(Ме) 1 . 1
——- = - ; V (Ме) = - V (СІ);
у(С1) 2 ' ’ 2 4 ’
V (Ме) = ~ 0,4 моль = 0,2 моль
4. Молярна маса металу становить:
х тп(Ме) . 4,8 г пл ,
М(Ме) =--------; М(Ме) =--------= 24 г/моль,
у(Ме) 0,2 моль
тобто відносна атомна маса металу дорівнює 24. За періодичною системою елементів Д. І. Мен-
делєєва визначаємо, що хімічний елемент, який утворює цей метал, — Магній.
Відповідь: цей метал — Магній.
(Завдання 9.1. Тестові завдання
для самостійного 9.1.1. Укажіть послідовність елементів, які не належать до металів:
розв’язування а) Са> 2п> в) в> д^ Те;
б) Па, 2п, ТІ; г) IV, Ві, Ов.
9.1.2. Метал Ме утворює оксид складу Ме2О3. В незбудженому стані атом металу має конфігу-
рацію:
а) пз2пр1; в) пв2пр2;
б) пв2пр3; г) пв1.
9.1.3. Укажіть твердження, що є неправильними для металів:
а) металічні елементи складають більшість елементів періодичної системи;
б) в атомах усіх металів на зовнішньому енергетичному рівні міститься не більше двох елект-
ронів;
в) у хімічних реакціях для металів характерні відновні властивості;
г) у кожному періоді атом лужного металу має найменший радіус.
9.1.4. Укажіть найпоширеніший метал у земній корі:
а) Са; в) Ге;
б) Аі; г) Ті.
9.1.5. В електротехніці, у виробництві ламп розжарювання використовують металеву нитку,
виготовлену з:
а) Си; в) Ге;
б) Аі; г) IV.
9.1.6. Укажіть хімічний символ металічного елемента з найбільшим атомним радіусом:
а) Ма; в) М& ;
б) Аі; г) Ід .
9.1.7. Укажіть правильне твердження, яке характеризує фізичні властивості металів:
а) крихкість; в) пластичність;
б) прозорість; г) теплопровідність.
9.1.8. Метали добре проводять електричний струм завдяки тому, що:
а) зв’язок у металах — йонного типу;
б) йони металічних елементів мають високу рухомість;
в) електрони в металах мають високу рухомість;
г) зв’язок у металах — ковалентний.
9.1.9. Укажіть тип хімічного зв’язку в кристалі натрію:
а) йонний; в) ковалентний полярний;
б) металічний; г) ковалентний неполярний.
9.1.10. Металічні властивості елементів у періоді послаблюються:
а) зі зростанням заряду ядра та збільшенням атомного радіуса;
б) зі зростанням заряду ядра та зменшенням атомного радіуса;
в) зі зменшенням заряду ядра та зростанням атомного радіуса;
г) зі зменшенням заряду ядра та зменшенням атомного радіуса.
9.1.11. Укажіть методи, які використовуються для добування металів в промисловості:
а) крекінг; в) алюмотермія;
б) пірометалургія; г) гідроліз.
9.1.12. Укажіть схеми реакцій, які дозволяють добути метал:
а) СаСО3 —1—>; в) КМО3 —;
б) Сг2О3+А1—г)2пО + С —.
9.1.13. Укажіть метал, який не можна добути в чистому вигляді з його оксиду відновленням
воднем:
а) вольфрам; в) кальцій;
б) залізо; г) молібден.
9.1.14. Укажіть метал, що витісняє водень із води за кімнатної температури:
а) мідь; в) залізо;
б) натрій; г) срібло.
9.1.15. У яких випадках перший метал витісняє другий із розчину його солі?
а) Са та 2п; в) Ге та Си;
б) 2п та А§; г) Ге та М£.
9.1.16. Укажіть метали, після внесення яких у розведений розчин сульфатної кислоти виді-
ляється водень:
а) мідь; в) цинк;
б) залізо; г) срібло.
9.1.17. Укажіть метал, який не реагуватиме з хлоридною кислотою:
а) Си; в) А1;
б) Ге; г) 2п.
9.1.18. Укажіть метали, які витісняють мідь із водного розчину купрум(ІІ) сульфату:
а) залізо; в) золото;
б) срібло; г) цинк,
9.1.19. Укажіть солі, з водних розчинів яких залізо не витісняє метал:
а) 2пС12; в) М§(МО3)2;
б) А12(8О4)3; г) Си8О4.
9.1.20. Укажіть правильне твердження, яке характеризує електрохімічну корозію:
а) руйнування металу при взаємодії з оксидами Нітрогену;
б) руйнування металу при взаємодії з киснем повітря;
в) руйнування металу в середовищі електроліту з виникненням в системі електричного струму;
г) руйнування металу при взаємодії з оксидами Сульфуру.
9.2. Задачі
9.2.1. При взаємодії металу з водою виділилось 0,1 моль водню. Визначте метал, якщо відомо,
що маса металу 4,6 г, а при реакції він утворив одновалентну сполуку.
9.2.2. Визначте метал, який після взаємодії з хлором утворив 23,4 г хлориду, якщо маса однова-
лентного металу 9,2 г.
9.2.3. Визначте метал, якщо 9 г метал(ІІ) гідроксиду внаслідок розкладання утворює
7,2 г метал(П) оксиду.
9.2.4. Після взаємодії 12,4 г оксиду одновалентного металу з водою отримано 16 г його гідрокси-
ду. Визначте метал.
9.2.5. Після розкладання 25 г карбонату двовалентного металу виділилось 5,6 л карбон(ІУ) ок-
сиду (н. у.). Визначте формулу солі.
9.2.6. Визначте масу металу, який можнадобути внаслідок взаємодії магнію з 200 г 40-відсотково-
го (за масою) розчину купрум(ІІ) сульфату.
9.2.7. Масові частки міді та цинку в латуні складають 68 % та 32 % відповідно. Визначте масу
кожного з металів у сплаві, якщо маса сплаву дорівнює 150 кг.
9.2.8. На амальгаму хрому масою 8 г подіяли хлоридною кислотою. Внаслідок цього виділилось
3,36 л газу (н. у.). Визначте масовий склад (у відсотках) амальгами.
9.2.9. Суміш залізних та цинкових ошурок масою 2,51 г обробили розчином сульфатної кислоти
об’ємом 30,7 мл з масовою часткою Н28О4 19,6 % (густина 1,14 г/мл). Для нейтралізації надлишку
кислоти знадобилось 6 г КНСО3. Визначте масові частки металів у суміші та об’єм газу, що виді-
лився під час розчинення металів.
9.2.10. Внаслідок обробки надлишком хлоридної кислоти суміші алюмінію, магнію та міді
добуто 7,84 л газу (н. у.). Осад, що не розчинився, розчинили в концентрованій нітратній кислоті
з виділенням 5,6 л газу. Визначте масу кожного з металів у вихідній суміші.
9.3. Вправи
9.3.1. Складіть хімічні формули оксидів елементів із порядковими номерами 11, 12 та 13 в пе-
ріодичній системі Д. І. Менделєєва. Напишіть формули гідроксидів, що їм відповідають, дайте їм
назви.
9.3.2. Який з двох елементів — із порядковим номером 12 чи 20 у періодичній системі Д. І. Мен-
делєєва — матиме більш яскраво виражені металічні властивості? Зобразіть схему будови його
атома. Складіть рівняння реакції взаємодії цього металу з хлором. Укажіть ступені окиснення
елементів і тип хімічного зв’язку в отриманій складній речовині.
9.3.3. Виберіть із металів, електронні формули атомів елементів яких записано нижче, най-
більш хімічно активний:
а) 1з22822р63з23рв4823гі10; в) І82 2822р®3823р®481;
б) І822822р6381; г) і822з1.
Складіть рівняння реакції взаємодії цього металу з киснем. Укажіть ступені окиснення елемен-
тів і тип хімічного зв’язку в отриманій складній речовині.
9.3.4. Складіть рівняння реакцій, внаслідок яких можна добути речовини, формули яких:
а) 2пС12; в) ЬіК;
б) А1283; г) СиО.
9.3.5. Перетворіть схему реакції у рівняння і вкажіть суму коефіцієнтів у рівнянні реакції об-
міну:
а) Ге+СиС12 б) ПаОН+СиС12 ->.
9.3.6. Перетворіть схему реакції у рівняння і вкажіть суму коефіцієнтів у рівнянні реакції за-
міщення:
а) М£+Си804 б) 2пО+НС1 ->.
9.3.7. Складіть рівняння тих реакцій, які є можливими. Перелічіть, які хімічні властивості
металів представлено в рівняннях цих хімічних реакцій:
а) Си+О2 —в) М£+Н28О4 —
б) Си+Н2О г) А^+НСІ -».
9.3.8. Складіть рівняння конкретних реакцій, що відповідають таким схемам:
а) Ме°-»Меп+;
б) Меп+ ->Ме°;
в) Ме® + Ме‘1+ -> Ме"+ +Ме®.
9.3.9. Наведіть приклади рівнянь реакцій, у яких відбуваються процеси, скорочено зображені
такими схемами:
а) 2п® -> 2п2+ ; в) Сн° -> Си2+;
б) 2и2+ -> 2п°; г) Си2+ -» Сп°.
9.3.10. Наведіть приклади рівнянь реакцій, у яких відбуваються процеси, скорочено зображені
такими схемами:
а) 2п+2Н+ -> 2и2+ + Н2 Т; в) РЬ+2А§+ -> 2А$+РЬ;
б) Сг+Си2+ -> Си+Сг2+; г) 8п+2Н+ -> 8п2+ + Н2 Т.
10. Лужні металічні елементи
^Приклади
розв'язування
завдань
Приклад 1. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійсни-
ти такі перетворення:
МаСІ -І-» На НаОН —На28О, —н> НаСІ —НаЬЮ3.
Розв'язання: електроліз розплаву
1) 2ИаС1 >2Иа+С12 Т;
2) 2На+2Н2О -> 2ИаОН+Н2 Т;
3) 2ИаОН+Н28О4 ->На28О4+2Н2О;
4) На28О4+ВаС12 -> 2НаС1+Ва8О4 і;
5) НаС1+А§НО3 -> НаИ03 + А&С1 і.
Приклад 2. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
К2СО3 -^КСІ—^-»КОН—^->К2СО3 -^н>К28іО3 —5—>К28О4.
Розв'язання:
1) К2СОа+2НС1 -» 2КС1+СО2 Т +Н2О;
2) 2КС1+2Н2О електроліз р034!1^- > 2КОН+Н2 Т +С12 Т;
3) 2КОН+СО2 -> К2СО3 + Н2О;
4) К,СО3 +8іО2——>К„8іО, +СО2 ?;
5) К„8іО,. + Н28О4 К28О4 + Н28іО3 X.
[Завдання
для самостійного
розв'язування
10.1. Тестові завдання
10.1.1. Укажіть характеристики, однакові для всіх лужних металічних
елементів:
а) кількість електронів на зовнішньому рівні;
б) основний характер оксидів;
в) кількість енергетичних рівнів в атомі;
г) ступінь окиснення елементів.
10.1.2. Укажіть характеристики, за якими відрізняються Натрій та Калій:
а) кількість валентних електронів;
б) радіус;
10.1.3. Укажіть формулу харчової соди:
а) Ка2О;
б) На2СО3;
в) кількість енергетичних рівнів в атомі;
г) кількість протонів у ядрі.
в) КаНСО3;
г) КтаОН.
10.1.4. Укажіть формулу кальцинованої соди:
а) Иа2О;
б) Иа2СО3;
в) №НСО3;
г) На ОН.
10.1.5. Укажіть речовини, з якими реагують луги:
а) розчинні солі Купруму;
б) слабкі кислоти;
в) основні оксиди;
г) амфотерні гідроксиди.
10.1.6. Укажіть метал, який, реагуючи з водою, утворює розчинну у воді основу:
а) К;
б) 2п;
в) РЬ;
г) А£.
10.1.7. Після розчинення натрію у воді утворюється розчин:
а) натрію;
б) натрій оксиду;
в) натрій гідроксиду;
г) натрій гідриду.
10.1.8. Тверді луги гігроскопічні; вони також поглинають із повітря:
а) Н2;
б) Аг;
в) СО2;
г)М2.
10.1.9. Установіть відповідність між вихідними речовинами та продуктами реакцій:
Вихідні речовини
а) НаОН+СО2(надлипіок) —
б) НаОН(надлишок)+СО2 —
в) На+Н2О->;
г) МаОН+НС1->.
Продукти реакції
1) МаОН+Н2;
2) Ма2СО3+Н2О;
3) №НСО3;
4) МаС1+Н2О.
10.1.10. Укажіть схему реакції, внаслідок якої можна добути натрій гідроксид:
а) На+О2 —
б) На+Н2О—»;
в) МаМО3+Ва(ОН)2
г) МаС1+Са(ОН)2 ->.
Відповідь підтвердіть складанням рівняння відповідної реакції.
10.2. Задачі
10.2.1. Визначте масу металічного натрію, що утворюється внаслідок електролізу розплаву на-
трій хлориду масою 234 г.
10.2.2. Визначте лужний метал, якщо внаслідок взаємодії 3,42 г цього металу з водою утво-
рюється 448 см3 водню (н. у.).
10.2.3. При взаємодії з водою металу, що утворює однозарядний катіон, масою 31,2 г виділилось
8,96 л газу (н. у.). Визначте метал.
10.2.4. Визначте об’єм водню (н. у.), що виділиться внаслідок взіємодії 9,2 г натрію з водою ма-
сою 7,8 г.
10.2.5. Визначте масу 10-відсоткового розчину натрій гідроксиду, який необхідний для повної
нейтралізації 196 г 10 %-го розчину сульфатної кислоти.
10.2.6. Визначте масову частку (у відсотках) розчину натрій гідроксиду, який утворюється піс-
ля розчинення 4,6 г металічного натрію в 80,2 мл води.
10.2.7. Після взаємодії 11,6 г суміші натрій та калій гідроксидів із сульфатною кислотою утво-
рилось 28,05 г суміші натрій та калій сульфатів. Визначте масові частки (у відсотках) компонентів
у вихідній суміші.
10.2.8. Після розчинення лужного металу масою 15,64 г в 100 мл води (густина 1 г/мл) виділи-
лось 4,48 л водню (н. у.). Визначте метал та розрахуйте масову частку електроліту в отриманому
розчині.
10.2.9. Після взаємодії 2 г гідриду невідомого одновалентного металічного елемента з надлиш-
ком води виділилось 1,12 л водню (н. у.). Визначте метал у складі гідриду.
10.2.10. Суміш натрій гідриду та калій гідриду масою 2,54 г обробили надлишком води і газом,
що утворився внаслідок цього, повністю відновили купрум(П) оксид масою 6,4 г. Визначте масові
частки (у відсотках) гідридів у вихідній суміші.
10.3. Вправи
10.3.1. Перетворіть схеми реакцій у рівняння. Укажіть окисник та відновник. Назвіть продукти
реакцій:
а) К+Н2 —г)КЬ+8—>;
б) Ьі+О2 д) На+М2 ->.
в) Ма+Н2О->;
10.3.2. У процесі згоряння натрію на повітрі утворюється натрій пероксид Иа2О2 та частково —
натрій оксид. Складіть рівняння відповідних реакцій. У кожному з рівнянь вкажіть коефіцієнт
перед відновником.
10.3.3. Визначте, з якими з речовин, назви яких наведено нижче, взаємодіятиме калій: хлорид-
на кислота, алюміній гідроксид, сульфатна кислота, хлор, мідь, вода, сірка. Напишіть рівняння
можливих реакцій та складіть електронний баланс кожної з них.
10.3.4. Перетворіть схеми реакцій у рівняння і вкажіть суму коефіцієнтів у рівнянні реакції
заміщення:
а) К+Н2О б) Ма28О4 +ВаС12 ->.
10.3.5. Перетворіть схему реакцій у рівняння і вкажіть суму коефіцієнтів у рівнянні реакції
сполучення:
а) Ма2О+Н28О4 б) К2О+8О3 ->.
10.3.6. Складіть рівняння тих реакцій, які є можливими. Перелічіть, які хімічні властивості
лужних металів представлено в рівняннях цих хімічних реакцій:
а) Ма+Н2О->; в) КаС1+Ва(МО3)2
б) К+К2О5 г) К2СО3+НС1 ->.
10.3.7. Визначте, з якими з речовин, назви яких наведено нижче, взаємодіятиме натрій гідрок-
сид: нітратна кислота, кальцій оксид, сульфур(ГУ) оксид, магній хлорид, купрум(П) хлорид.
Складіть рівняння можливих реакцій у молекулярній, повній йонній та скороченій йонній формах.
10.3.8. Виберіть такі групи, в яких всі зазначені речовини взаємодіятимуть із калій гідрок-
сидом:
а) НС1, МаСІ, СиС12, МаМ)3; в) Р2О5, Ге(ОН)3, ВаС12, СО2;
б) Н28О4, М£(МО3)2, 2пС12, СО2; г) 8О3, Гє2(8О4)3, НМО3, КНСО3.
Складіть рівняння відповідних реакцій.
10.3.9. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
МаСІ -> Иа -> ИаОН -> Иа2СО3 -> Иа28О4 -> ИаСІ.
10.3.10. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
КВг -» К -» КН -» КОН -» К28О4 -> КИО3 -» О2.
Приклад
розв'язування
завдань
11. Лужноземельні металічні елементи та Магній
Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі пе-
ретворення:
Са—ї-^СаН2 —^-»Са(ОН)2 —^>Са(Н8О3)2 —*->Са8О3 -А_>СаС12 -^Са(ОН)2.
1) Са+Н2—>СаН2;
2) СаН2+2Н2О -> Са(ОН)2+2Н2 Т;
3) Са(ОН)2+28О2 —>Са(Н8О3)2;
4) Са(Н8О3)2+Са(ОН)2 —> 2Са8О3 Х+2Н2О;
5) Са8О3+2НС1 -» СаС12+8О2 Т +Н2О;
6) СаС12+2КОН -» Са(ОН)2 X +2КС1.
Розв'язання:
{Завдання для самостійного розв'язування 11.1. Тестові завдання 11.1.1. Укажіть, як змінюються металічні властивості в ряді хімічних еле- ментів М§-Са-8г-Ва:
а) знижуються; в) не змінюються;
б) зростають; г) спочатку знижуються, а потім зростають.
11.1.2. Укажіть характеристики, однакові для всіх лужноземельних металічних елементів:
а) кількість електронів в атомі; б) основний характер гідроксидів; 11.1.3. Укажіть формулу вапняку: в) валентність елементів; г) кількість енергетичних рівнів в атомі.
а) СаО; б) СаСО3; ' в) Са(НСО3)2; г) Са(ОН)2.
11.1.4. Укажіть формули солей, наявність яких зумовлює постійну твердість води:
а) МЄС12; в) МЄ(НСО3)2;
б) Са(НСО3)2; г) Са8О4.
11.1.5. Укажіть методи, завдяки яким можна усунути тимчасову твердість води:
а) кип’ятіння; б) додавання харчової соди; в) додавання кальцинованої соди; г) додавання вапняного молока.
11.1.6. Укажіть назву металу, який не реагує з водою за звичайних умов:
а) кальцій; б) берилій; в) барій; г) стронцій.
11.1.7. Укажіть формули речовин, із якими реагує кальцій гідроксид:
а) Вг2; в) 8О3;
б) Са(НСО3)2; г) СО2.
11.1.8. Вапняна вода використовується для якісного визначення:
а) нітроген(ІУ) оксиду; в) карбон(ІІ) оксиду;
б) карбон(ІУ) оксиду; г) нітрат-йонів.
11.1.9. Для здійснення перетворень
Са —> СаО -> Са(ОН)2 -» СаС12 -> Са3(РО4)2
необхідно послідовно використати такі речовини:
а) Н2О, Н2, НСІ, А1РО4; в) Н2О, Н2, НС1, Н3РО4;
б) О2, Н2О, НСІ, На..РО.; г) О2, Н2, НСІ, НаН2РО4.
11.1.10. Сума всіх стехіометричних коефіцієнтів у молекулярних рівняннях реакцій, що від-
повідають схемі перетворень
барій —> барій гідроксид —+нк°3 > барій нітрат,
дорівнює:
а) 10; в) 12;
б) 11; г) 13.
Для підтвердження відповіді складіть рівняння відповідних реакцій.
11.2 . Задачі
11.2.1 . Метал складається з атомів, які при взаємодії з іншою речовиною утворюють катіони із
зарядом 2+. При взаємодії цього металу з водою виділилось 2,24 л газу (н. у.). Визначте цей метал.
11.2.2 . Для розчинення 4 г оксиду двовалентного металу знадобилось 25 г хлоридної кислоти
з масовою часткою гідроген хлориду 29,2 %. Визначте метал.
11.2.3 . Внаслідок взаємодії 1,97 г двовалентного металу з хлором добули 3,00 г хлориду. Визна-
чте метал.
11.2.4 . Визначте масу кристалічної соди На2СО3 10Н2О, необхідної для приготування 500 ґроз-
чину натрій карбонату з масовою часткою На2СО3 10%.
11.2.5 . Суміш крейди та гашеного вапна, що містить 30 % (за масою) кальцій карбонату, обро-
били розчином нітратної кислоти. Визначте масу цієї суміші, якщо внаслідок реакції виділилось
1,12 л газу (н. у.).
11.2.6 . Кальцій оксид масою 28 г розчинили у воді, утворений розчин нейтралізували надлиш-
ком сульфатної кислоти. Визначте масу утвореного кальцій сульфату.
11.2.7 . На суміш порошків кальцію та кальцій оксиду масою 9,6 г подіяли надлишком води.
Виділився газ об’ємом 4,48 л (н. у.). Визначте масовий склад (у відсотках) вихідної суміші.
11.2.8 . Визначте об’єм газу (н. у.), який виділяється під час прожарювання 1 кг технічного каль-
цій карбонату з масовою часткою домішок 16 %.
11.2.9 . На суміш кальцій карбонату та магній карбонату масою 18,4 г подіяли надлишком хло-
ридної кислоти. Маса утворених хлоридів становила 20,6 г. Визначте масовий склад (у відсотках)
вихідної суміші.
11.2.10 . Кальцій масою 13,7 г розчинили у воді. Через утворений розчин пропустили сульфур(ГУ)
оксид до утворення середньої солі. Маса утвореного осаду становить 20 г. Визначте масову частку
(у відсотках) виходу продукту від теоретичного.
11.3 . Вправи
11.3.1 . Визначте, з якими з речовин, назви яких наведено нижче, взаємодіятиме кальцій: натрій
гідроксид, сульфатна кислота, кисень, купрум(П) хлорид, сірка. Напишіть рівняння можливих
реакцій та складіть електронний баланс кожної з них.
11.3.2 . Виберіть перетворення, в якому метал виявляє відновні властивості:
а) Са° -> Са2+; б) Са2+ -> Са°.
Наведіть приклад рівняння реакції, в якій відбувається цей процес.
11.3.3 . Перетворіть схеми реакцій у рівняння і вкажіть суму коефіцієнтів у рівнянні реакції
обміну:
а) Са+Н2О -»; б) СаСО3 +НМО3 ->.
11.3.4 . Перетворіть схеми реакцій у рівняння і вкажіть суму коефіцієнтів у рівнянні реакції
сполучення:
а) СаО+НчРО. —б) СаО+Р„О. —>.
11.3.5 . Складіть рівняння тих реакцій, які є можливими. Перелічіть, які хімічні властивості
металів представлено в рівняннях цих хімічних реакцій:
а) Ва+Н2О ->; в) М£8О4 +КОН ->;
б) Ва8О4+МаТЮ3 ->; г) М&С12+МаМО3 .
11.3.6 . Визначте, з якими з речовин, назви яких наведено нижче, взаємодіятиме кальцій ок-
сид: кисень, вода, натрій гідроксид, сульфатна кислота, вуглекислий газ, купрум(П) оксид.
Складіть рівняння можливих реакцій у молекулярній, повній йонній та скороченій йонній
формах.
11.3.7 . Наведіть приклади рівнянь реакцій, у яких відбуваються процеси, скорочено зображені
такими схемами:
а) Са2++СО2“ ->СаСО3 X;
б) СаСО3+?—>Са2++?;
в) Са°+?—>Са2+ + ?;
г) 8г0+? —>8г2‘+?;
д) Ве2+ +2ОН" -> Ве(ОН)2 і.
11.3.8 . Наведіть приклади рівнянь реакцій, у яких відбуваються процеси, скорочено зображені
такими схемами:
а) М£2+ -»М£°.
б) М&°—»М&2+;
в) Ме(ОН)2 + ? -> Ме2+ + ?;
г) Ва2++8О2- —»Ва8О4 X;
д) Ва° —>Ва2+".
11.3.9 . Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
К -> КОН -> КНСО3 -> К2СО3
і
Ме(ОН)2 -> МеО -> МеС12 -> М£(ОИ)2
11.3.10 . Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
Ма -» МаОН -> Ма2СО3
і
Са -> СаО -> Са(ОН)2 -> СаСО3 -> Са(НСО3)2 СаСО3
«Приклад
розв'язування
завдань
Розв'язання:
12. Алюміній
Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі пе-
ретворення:
А1—1—>К3[А1(ОН)6]——>А1(ОН)3 —^->НаА1О2-^-> А1С13 —5->А1(ОН)3 —^А12О3.
1) 2А1+6КОН+6Н2О -> 2К3[А1(ОН)6]+ЗН2 Т;
2) К3[А1(ОН)6] + ЗНС1—> А1(ОН)3І+ЗКС1+ЗН2О;
3) А1(ОН)3 + ИаОН МаА1О2 + 2Н2О;
4) НаА1О2+4НС1-» А1С13+НаС1+2Н2О;
5) А1С13 +ЗНН3 Н2О -> А1(ОН)3 4- +ЗНН4С1;
6) 2А1(ОН)3—»А12О3+ЗН2О.
^Завдання для самостійного розв'язування 12.1. Тестові завдання 12.1.1. Укажіть кількість протонів, що їх містить йон А13+ : а) 10; в) 27; б) 13; г) ЗО.
12.1.2. У виробництві алюмінію підлягає електролізу розплав:
а) бокситу (А12О3 Н2О); в) кріоліту (На3А1Е6);
б) глинозему (А12О3); г) А12О3 в кріоліті.
12.1.3. Укажіть формулу захисної плівки, що утворюється на поверхні алюмінію:
а) АІЬГ; б) А1(0Н)3; в) А12О3; Г) АіСід.
12.1.4. Укажіть оксид, який реагує як з кислотами, так і з лугами:
а) К2О; б) 8О3; в) А12О3; г) СаО.
12.1.5. Укажіть формулу сполуки, що утворюється внаслідок сплавлення алюміній оксиду та
калій оксиду:
а) К3А1О2; б) К2А1О3; в) КА1О2; г) КА1О.
12.1.6. У реакціях із оксиду? а) вода; б) кислоти; якими речовинами алюміній оксид виявляє властивості кислотного в) луги; г) основні оксиди.
12.1.7. Укажіть формули сполук, із якими може реагувати алюміній гідроксид:
а) КС1 (розчин); б) МаОН (розчин); в) Иа28О4 (розчин); г) НСІ (розчин).
12.1.8. У реакціях із якими речовинами алюміній гідроксид виявляє властивості основи?
а) натрій гідроксид; б) хлоридна кислота; в) сульфатна кислота; г) калій гідроксид.
12.1.9. На відміну від калій гідроксиду, алюміній гідроксид реагує з:
а) НаСІ; б) НСІ; в) ИаОН; г) Н28О4.
12.1.10. Алюміній гідроксид виявляє кислотні властивості, реагуючи з:
а) хлоридною кислотою;
б) калій гідроксидом;
в) сульфатною кислотою;
г) барій гідроксидом.
12 .2. Задачі
12.2.1 . Масова частка тривалентного елемента в його оксиді становить 53 %. Визначте цей еле-
мент. Складіть формулу оксиду та вкажіть його назву.
12.2.2 . Металічний алюміній одержують у промисловості з розплавленого алюміній оксиду. Ви-
користовуючи схему 2А12О3 4А1+ЗО2 Т, визначте масу алюмінію, який можна добути з 25,5 кг
алюміній оксиду, якщо практичний вихід алюмінію складає 95 % (за масою).
12.2.3 . Визначте масову частку НСІ в хлоридній кислоті масою 200 г, якщо в ньому розчиняєть-
ся металічний алюміній масою 10,8 г.
12.2.4 . Визначте масу алюмінію, необхідну для добування 39 г хрому алюмотермічним методом
з хром(ІІІ) оксиду.
12.2.5 . Яка природна сполука алюмінію містить більшу масову частку (у відсотках) Алюмінію:
боксит А12О3 -ЗН2О чи глина А12О3-8іО2 -ЗН2О? Відповідь підтвердіть розрахунками.
12.2.6 . Визначте об’єм газу (н.у.), який виділиться внаслідок взаємодії алюмінію ма-
сою 2,7 г з 40-відсотковим розчином калій гідроксиду масою 50 г.
12.2.7 . Після розчинення 0,39 г сплаву алюмінію з магнієм у хлоридній кислоті виділилось
448 мл газу (н. у.). Визначте вихідний масовий (у відсотках) склад сплаву.
12.2.8 . Масова частка алюмінію в його сплаві з міддю складає 70 %. Визначте масу сплаву, якщо
внаслідок обробки сплаву концентрованим розчином калій гідроксиду виділилось 6,1 л водню
(н. у.).
12.2.9 . Розчинивши 20,1 г сплаву алюмінію з магнієм у розчині натрій гідроксиду, добули
16,8 л водню (н. у.). Визначте масові частки компонентів сплаву.
12.2.10 . Алюміній гідроксид масою 13 г з масовою часткою домішок 40 % розклали нагріван-
ням. Визначте маси продуктів реакції.
12 .3. Вправи
12.3.1 . Із якими кислотами алюміній взаємодіє з виділенням водню, а з якими — без виділення
водню? Складіть рівняння відповідних реакцій.
12.3.2 . Визначте, з якими із речовин, назви яких наведено нижче, взаємодіятиме алюміній: хло-
ридна кислота, вуглекислий газ, ферум(ІП) оксид, купрум(П) сульфат, кальцій, сірка. Напишіть
рівняння можливих реакцій та складіть електронний баланс кожної з них.
12.3.3 . Закінчіть рівняння можливих реакцій. Назвіть окисник та відновник.
а) А1+МаОН+Н2О —>; г) А1+НГЮ3 (концентрована);
б) А1+Н28О4 (концентрована) —>; д) А1+НЬЮ3 (розбавлена) —
в) А1 + Н28О4 (розбавлена) —>;
12.3.4 . Підберіть методом електронного балансу коефіцієнти в рівнянні реакції, схема якої
А1+Б'е2О3 —> А12О3 +Ге,
вкажіть кількість відданих електронів.
12.3.5 . Підберіть методом електронного балансу коефіцієнти в рівнянні реакції, схема якої
А1+Си8О4 А12(8О4)3 +Си,
вкажіть коефіцієнт перед відновником.
12.3.6 . Наведіть приклади рівнянь реакцій, у яких відбуваються процеси, скорочено зображені
такими схемами:
а) А1° -»А13+; б) А13+
12.3.7 . Наведіть приклади рівнянь реакцій, у яких відбуваються процеси, скорочено зображені
такими схемами:
а) А12О3 +6Н+ -> 2А13+ +ЗН2О; в) А1(ОН)3+ЗН+ -> А13++ЗН2О;
б) 2А1е + ЗСи2+ -> ЗСи° + 2А13+; г) 2А1° +6Н+ -> 2 А13* +ЗН2 ?.
12.3.8 . Поясніть, чому різний порядок додавання реактивів (калій гідроксид та алюміній суль-
фат) по краплях приводить до різного характеру спостережуваних змін. Складіть рівняння від-
повідних реакцій.
12.3.9 . Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити перетворення. На-
пишіть рівняння відповідних реакцій у молекулярній, повній йонній та скороченій йонній
формах:
А1 -> А1(ЬГО3)3 -» А1(0Н)3 -> КА102 -> А1С13.
12.3.10 . Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити перетворення. На-
пишіть рівняння відповідних реакцій у молекулярній, повній йонній та скороченій йонній
формах:
А12О3
Т
А1 А12О3 А1(НО3)3 -> А1(0Н)3 А12(8О4)3
1
К3[А1(ОН)6]
і Приклад
розв'язування
завдань
Розв'язання:
13. Ферум
Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі пе-
ретворення:
ре_2_>Ре8О4 —>Ее—>ЕеС12 —І->Еє(ОН)2 —^->Ее(ОН)3 —^->ЕеС13.
1) Ее+Н28О4 (розбавлена)—> Ге8О4+Н2?;
2) Ее8О4+М£—»Ее+М£8О4;
3) Ее+2НС1 -» ЕеС12+Н2 Т;
4) ЕеС12+2КаОН -> Ге(ОН)2 X +2ИаС1;
5) 4Ге(ОН)2 + 2Н2О+О2 —>4Ее(ОН)3;
6) Ее(ОН)3 + ЗНС1 -> ЕеС13 +ЗН2О.
Завдання для самостійного розв'язування а) 4823гі6; б) 4з23гі7; 13.1. Тестові завдання 13.1.1. Укажіть електронну конфігурацію зовнішнього рівня атома Феруму: в) 4в23<і8; г) Згі6.
13.1.2. Серед наведених мінералів укажіть формулу залізної окалини:
а) Ке3О4; б) Ее2О3; в) ЕеО(ОН); г) ЕеО -Сг2О3.
13.1.3. Серед наведених мінералів укажіть формулу бурого залізняку:
а) Ре3О4; б) Ге2О3; 13.1.4. Залізо неможливо добути: в) ГеО(ОН); г) ЕеО Сг2О3.
а) відновленням з його оксиду Ре2О3 воднем;
б) відновленням з його оксидів Ге2О3 і Ре2О3 алюмінієм;
в) карботермічним відновленням оксидів Феруму;
г) розкладом ферум(ІІ) гідроксиду внаслідок нагрівання.
13.1.5 . Виберіть правильні твердження, що характеризують хімічні властивості заліза:
а) залізо реагує з кислотами-окисниками, оскільки воно не здатне пасивуватися;
б) залізо не реагує з концентрованими Н28О4 та НМ03, оскільки воно здатне пасивуватися;
в) залізо реагує з розчинами та розплавами лугів;
г) залізо стійке до розчинів та розплавів лугів.
13.1.6 . Серед тверджень, що характеризують хімічні властивості заліза, виберіть неправильні:
а) залізо легко взаємодіє з розчинами кислот-неокисників із виділенням водню;
б) внаслідок взаємодії заліза з хлором утворюється ГеС12;
в) залізо реагує з водою за кімнатної температури;
г) залізо активно реагує з водою в умовах значного нагрівання.
13.1.7 . Залізо реагує з кожною з двох речовин:
а) натрій хлоридом і азотом; в) алюміній оксидом і калій карбонатом;
б) киснем і хлором; г) водою та алюміній гідроксидом.
13.1.8 . Із водними розчинами яких солей реагує залізо?
а) 2пС12; в) А§К03;
б) Сн8О4; г) К28О4.
13.1.9 . Укажіть основну речовину в складі іржі:
а) Ге3О4; в) ЕеО(ОН);
б) ЕеО; ' г) Ее(ОН)3.
13.1.10 . Укажіть, який із наведених оксидів реагуватиме як з кислотами, так і з лугами:
а) МєО; в) К2О;
б) Р2О5; г) Ге2О3.
13.1.11 . З якими речовинами реагує ферум(ІІ) гідроксид?
а) хлоридна кислота;
б) розведений розчин натрій гідроксиду;
в) натрій сульфат;
г) кисень у вологому повітрі.
13.1.12 . Ферум(Ш)тідроксид можна добути внаслідок взаємодії:
а) ферум(Ш) оксиду з водою;
б) ферум(Ш) хлориду з натрій гідроксидом;
в) ферум(Ш) сульфату з калій гідроксидом;
г) ферум(П) гідроксиду з вологим повітрям.
13.1.13 . Укажіть, як можна добути ферум(П) гідроксид:
а) внаслідок взаємодії заліза з водою;
б) внаслідок взаємодії заліза та водного розчину натрій гідроксиду;
в) внаслідок взаємодії водних розчинів ферум(ІІ) сульфату та калій гідроксиду;
г) внаслідок взаємодії ферум(ІІ) оксиду з водою.
13.1.14 . Укажіть схему реакції, за допомогою якої можна добути ферум(П) хлорид:
а) Ее+С12 —в) Ге2О3+НС1—>;
б) Ре+НСІ г) РеО+С12 ->.
13.1.15 . Установіть відповідність між реагентами та схемами перетворень елементів:
Реагенти
а) залізо та хлоридна кислота;
б) залізо та хлор;
в) ферум(П) оксид та карбон(ІІ) оксид;
г) ферум(П) гідроксид, вода та кисень.
Схеми перетворень
1) Ре° ->Ее3+;
2) Ре2+ ->Ге°;
3) Ге24 Ее3+;
4) Ре°->Ге2+.
13.2. Задачі
13.2.1. Природний мінерал містить 69,90 % Феруму та 30,10 % Оксигену (за масою). Визначте
формулу мінералу, вкажіть його назву.
13.2.2. У результаті алюмотермічного відновлення 320 г ферум(Ш) оксиду було добуто 170 г за-
ліза. Визначте масову частку виходу заліза від теоретичного.
13.2.3. Залізний порошок масою 14 г, що містить 20 % домішок (за масою), розчинили в надлиш-
ку хлоридної кислоти. Визначте масу солі та об’єм газу (н. у.), що утворились унаслідок цього.
13.2.4. У результаті взаємодії 2,33 г суміші заліза і цинку з хлоридною кислотою утворилося
896 мл водню (н. у.). Визначте масову частку заліза в суміші.
13.2.5. Суміш, що містить однакові кількості речовин алюмінію та заліза, обробили надлишком
розчину лугу, добувши 4,48 л газу (н. у.). Визначте масу (у грамах) вихідної суміші.
13.2.6. Сталеву пластинку масою 50 г з масовою часткою заліза 98 % опустили в розчин
купрум(ІІ) сульфату. Через деякий час маса висушеної пластинки становила 51,4 г. Визначте масу
міді (у грамах), яка осіла на пластинку.
13.2.7. Залізо масою 11,2 г опустили в розчин купрум(ІІ) хлориду. Мідь, що витіснилася, від-
фільтрували, висушили і окиснили киснем. Маса утвореного купрум(ІІ) оксиду склала 14,6 г.
Визначте масову частку виходу продукту від теоретичного.
13.2.8. Визначте масову частку ферум(ІІІ) сульфату в розчині, який утворюється внаслідок роз-
чинення 30,8 г кристалогідрату Ее2(8О4)3 -12Н2О в 69,2 мл води.
13.2.9. Визначте масову частку розчиненої речовини в розчині, який отримано після розчинен-
ня в 48,4 кг води солі, що утворилась під час спалювання 0,56 кг заліза у надлишку хлору.
13.2.10. Визначте: до чавуну чи до сталі слід віднести сплав, якщо під час спалювання 5 г його
виділилось 0,28 л (н. у.) карбон(ІУ) оксиду.
13.3. Вправи
13.3.1. Визначте, з якими з речовин, назви яких наведено нижче, взаємодіятиме залізо: хлорид-
на кислота, натрій гідроксид, сірка, вода, купрум(ІІ) хлорид, натрій сульфат. Напишіть рівняння
можливих реакцій та складіть електронний баланс кожної з них.
13.3.2. Підберіть методом електронного балансу коефіцієнти в рівнянні реакції, схема якої
Ге+СЕ ->ЕеС1„
вкажіть кількість прийнятих електронів.
13.3.3. Підберіть методом електронного балансу коефіцієнти в рівнянні реакції, схема якої
Ее+НЬІО3 (розведена) —> Ге(МО3)2+ЬШ4ЬГО3+Н2О,
вкажіть коефіцієнт перед окисником.
13.3.4. Наведіть не менше трьох способів добування ферум(Ш) сульфату.
13.3.5. Білий пластівчастий осад ферум(П) гідроксиду на повітрі швидко зеленіє, а потім буріє.
Складіть рівняння реакцій, що пояснюють це явище.
13.3.6. Нерозчинна у воді сполука А бурого кольору внаслідок нагрівання розкладається з утво-
ренням двох оксидів, один із яких — вода. Інший оксид — В — відновлюється вуглецем з утворен-
ням металу С, другим за поширенням у природі металом. Визначте речовини А, В-та С. Напишіть
рівняння реакцій.
13.3.7. Зобразіть хімічними рівняннями такі процеси:
а) відновлення ферум(Ш) оксиду карбон(П) оксидом;
б) перетворення ферум(П) гідроксиду в ферум(Ш) гідроксид;
в) розкладання ферум(Ш) гідроксиду;
г) нейтралізацію ферум(ПІ) гідроксиду сульфатною кислотою;
д) перетворення ферум(ІП) сульфату в ферум(Ш) хлорид.
13.3.8. Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити перетворення:
Ее° Ее3* -> Ге0 Ее2' Ее(ОН)2 -> ЕеО.
13.3.9. Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити перетворення:
Ее8„ —> Ее,Оч —> ЕечО. —> ЕеО —> Ее —> Ее8О..
Л Є. О «5 Ч ч
13.3.10. Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити перетворення. На-
пишіть рівняння відповідних реакцій у молекулярній, повній йонній та скороченій йонній
формах.
Ге -> ЕеС13 -> Ее(ОН)3 -> Ее2(8ОД -> ЕеС13 -> Ее(НОД.
Відповіді
Основні класи неорганічних сполук
1.1.1. Б. 1.1.2. В. 1.1.3. В. 1.1.4. Б. 1.1.5. Б. 1.1.6. А. 1.1.7. А. 1.1.8. Б. 1.1.9. Г. 1.1.10. В. 1.1.11. В.
1.1.12. А, Г. 1.1.13. Г. 1.1.14. А. 1.1.15. Б, Г. 1.1.16. В. 1.1.17. Б, В. 1.1.18. А, В. 1.1.19. В, Г. 1.1.20. В.
1.1.21. Б, Г. 1.1.22. В. 1.1.23. А, Г. 1.1.24. А, Б. 1.1.25. А, Б, В. 1.1.26. Б, В. 1.1.27. Б, В Г.
1.1.28. Б, В, Г. 1.1.29. В, Г. 1.1.30. Б, В. 1.1.31. Г. 1.1.32. А, Б, Г. 1.1.33. АЗ, Б1, В2, Г4.
1.1.34. А2, ВЗ, В4, П. 1.1.35. А4, ВЗ, В2, Г1. 1.1.36. АЗ, Б1, В2, Г4. 1.1.37. АЗ, Б1, В4, Г2.
1.1.38. АЗ, Б2, В4, Г1.1.1.39. А2, Б4, В1, ГЗ. 1.1.40. АІ, БЗ, В4, Г2.
1.2.1. 6,72 л. 1.2.2. 7,99 г. 1.2.3. 58,5 г; 11,2 л. 1.2.4. 94%. 1.2.5. 89,5%. 1.2.6. 89%. 1.2.7. 78%.
1.2.8. 91%. 1.2.9. 11,1 г. 1.2.10. 2,72 г. 1.2.11. 8,8 г. 1.2.12. 16,4 г. 1.2.13. 5,9 л. 1.2.14. 3,5%.
1.2.15. 0,84 г.
Гідроген
2.1.1. В, Г. 2.1.2. А, Б. 2.1.3. В. 2.1.4. Б. 2.1.5 Б, Г. 2.1.6. Г. 2.1.7. А. 2.1.8. В. 2.1.9. Г. 2.1.10. А.
2.2.1. СН4 (25% Н). 2.2.2. 9,1%. 2.2.3. 32%. 2.2.4. 96%. 2.2.5. 8 г; 89,6 л; 4 моль. 2.2.6. 1,12 л.
2.2.7. 8,96 л. 2.2.8. 2,9 л С12. 2.2.9. 4,47 л. 2.2.10. 2,24 л.
Хлор та гідроген хлорид
3.1.1. А, Г. 3.1.2. А. 3.1.3. В. 3.1.4. Б. 3.1.5 Б. 3.1.6. А. 3.1.7. Б, В, Г. 3.1.8. Б. 3.1.9. В, Г. 3.1.10. А, Г.
3.1.11. В. 3.1.12. А, Б. 3.1.13. А. 3.1.14. Г. 3.1.15. Б.
3.2.1. 3,75 моль. 3.2.2. 1,01 л. 3.2.3. 93%. 3.2.4. 3,285 г. 3.2.5. 17,22 г. 3.2.6. 11,2 л Н2; 11,2 л С12.
3.2.7. 2,24 м3 НСІ; 6,3 кг Н2О. 3.2.8. 78% 2п; 22% Си. 3.2.9. 4,48 л. 3.2.10. 9,12 г.
Оксиген
4.1.1. В, Г. 4.1.2. Г. 4.1.3. Г. 4.1.4. Б. 4.1.5 В. 4.1.6. Г. 4.1.7. Г. 4.1.8. Г. 4.1.9. А, В. 4.1.10. Б, В.
4.2.1. 71,4 г. 4.2.2. 4594 г. 4.2.3. 0,2 л. 4.2.4. 12,25 г. 4.2.5. 1,12 л. 4.2.6. 8,5%. 4.2.7. 2133 м3.
4.2.8.16 г. 4.2.9.0,49 л. 4.2.10.1,06; 1,5.
Сульфур
5.1.1. А, Г. 5.1.2. Г. 5.1.3. Г. 5.1.4. Г. 5.1.5 В. 5.1.6. Г. 5.1.7. Б, В. 5.1.8. А, Б. 5.1.9. А, В.
5.1.10. А. 5.1.11. В. 5.1.12. В. 5.1.13. А, В. 5.1.14. В. 5.1.15. Б. 5.1.16. В. 5.1.17. В. 5.1.18. А. 5.1.19 В.
5.1.20. АЗ, Б4, В1, Г2.
5.2.1. 208,8 см3. 5.2.2. 60 г. 5.2.3.0,35%. 5.2.4.14,55 г. 5.2.5. 9%. 5.2.6.12 г КНСО3. 5.2.7.0,11 м3.
5.2.8. 65,62 м3. 5.2.9. 4,8 г 8О2. 5.2.10. 5,8 г Ва8О4.
Нітроген
6.1.1. А, Г.. 6.1.2. Б. 6.1.3. Б. 6.1.4. А. 6.1.5 Г. 6.1.6. Б, Г. 6.1.7. В. 6.1.8. Б, Г. 6.1.9. Б, В.
6.1.10. А, В, -Г. 6.1.11. А, Б, В. 6.1.12. Б. 6.1.13. Б. 6.1.14. Г. 6.1.15. А. 6.1.16. А4, Б1, В2.
6.1.17. АЗ, Б1, В2, Г4. 6.1.18. А2, Б2, ВЗ, П. 6.1.19. АІ, Б1, В2, ГЗ. 6.1.20. Б.
6.2.1. ЬГН3 (82,4% К). 6.2.2. 1,25 кг К2; 0,74 кг ЬГН3. 6.2.3. 4,48 л. 6.2.4. 80%. 6.2.5. 0,832 т.
6.2.6. 6,2 т. 6.2.7.10,9 т. 6.2.8. 41 г. 6.2.9. 87,5%. 6.2.10.13,2 г.
Фосфор
7.1.1. Б. 7.1.2. Б, В. 7.1.3. Б, В. 7.1.4. А. 7.1.5. Г. 7.1.6. Б. 7.1.7. В. 7.1.8. А, В. 7.1.9. Б, Г. 7.1,10. Б.
7.1.11. А, Б, В. 7.1.12. Б, В. 7.1.13. В. 7.1.14. Б. 7.1.15. АЗ, Б2, В1, Г4.
7.2.1. 4000 кг. 7.2.2. 28,4 г. 7.2.3. 5,8 кг. 7.2.4. 92%. 7.2.5.172,9 г. 7.2.6. 6 г МаН2РО4. 7.2.7.16,7%.
7.2.8. 60,5 т Са(ОН)2; 75,7 т Н3РО4. 7.2.9.1,4 г. 7.2.10. Са3(РО4)2 • СаГ2.
Карбон і Силіцій
8.1.1. А, Г. 8.1.2. А. 8.1.3. Б, В, Г. 8.1.4. А. 8.1.5 Б, Г. 8.1.6. Б, В, Г. 8.1.7. А, В, Г. 8.1.8. А, В.
8.1.9. Б, Г. 8.1.10. Б. 8.1.11. А. 8.1.12. Б. 8.1.13. Б. 8.1.14. А, Г. 8.1.15. А, Г. 8.1.16. А, В, Г. 8.1.17. Б.
8.1.18, В. 8.1.19. Г. 8.1.20. А.
8.2.1. 96%. 8.2.2. 121,6 г. 8.2.3. 5 м3. 8.2.4. 2,24 л. 8.2.5. 6,9 г К2СО3. 8.2.6. 8,4 г. 8.2.7. 106 г.
8.2.8. 47% №і2СО3; 53% ИаНСО3. 8.2.9. 2 м3. 8.2.10. СОС12.
Загальні відомості про металічні елементи
9.1.1. В. 9.1.2. А. 9.1.3. Б, Г. 9.1.4. Б. 9.1.5. Г. 9.1.6. А. 9.1.7. В, Г. 9.1.8. В. 9.1.9. Б. 9.1.10. Б.
9.1.11. Б, В. 9.1.12. Б, Г. 9.1.13. В. 9.1.14. Б. 9.1.15. А, Б, В. 9.1.16. Б, В. 9.1.17. А. 9.1.18. А, Г.
9.1.19. А, Б, В. 9.1.20. В.
9.2.1. На. 9.2.2. На. 9.2.3. Ге. 9.2.4. На. 9.2.5. СаСО3. 9.2.6. 32 г Си. 9.2.7. 102 кг Си; 48 кг 2п.
9.2.8. 97,5% Сг. 9.2.9. 77,6% 2п; 22,4% Ге; 0,896 л Н2. 9.2.10. 2,7 г А1; 4,8 г Ме; 0,8 г Си.
Лужні металічні елементи
10.1.1. А, Б, Г. 10.1.2. Б, В, Г. 10.1.3. В. 10.1.4. Б. Д0.1.5. А, Б, Г. 10.1.6. А. 10.1.7. В. 10.1.8. В.
10.1.9. АЗ, Б2, В1, Г4.10.1.10. Б.
10.2.1. 92 г. 10.2.2. ВЬ. 10.2.3. К. 10.2.4. 6,72 л. 10.2.5. 160 г. 10.2.6. 9,46%. 10.2.7. 42,3% КОН;
57,7% МаОН. 10.2.8. К; 19,5%. 10.2.9. К. 10.2.10. 63,1% К; 38,7% Иа.
Лужноземельні металічні елементи та Магній
11.1.1. Б. 11.1.2. Б, В. 11.1.3. Б. 11.1.4. А, Г. 11.1.5. А, Б, Г. 11.1.6. Б. 11.1.7. Б, В, Г. 11.1.8. Б.
11.1.9. Б. 11.1.10. Б.
11.2.1. Ва. 11.2.2. М£. 11.2.3. Ва. 11.2.4. 134,9 г. 11.2.5. 16,67 г. 11.2.6. 95,2 г. 11.2.7. 83% Са;
17% СаО. 11.2.8. 0,19 м3.11.2.9. 52% СаСО3; 48% МеСО3.11.2.10. 48,7%.
Алюміній
12.1.1. Б. 12.1.2. Г. 12.1.3. В. 12.1.4. В. 12.1.5. А. 12.1.6. В, Г. 12.1.7. Б, Г. 12.1.8. Б, В.
12.1.9. В. 12.1.10. Б, Г.
12.2.1. А1.12.2.2.6,41 кг. 12.2.3.21,9%. 12.2.4.20,25 г. 12.2.5 34,62% А1 (боксит); 25% А1 (глина).
12.2.6. 3,36 л. 12.2.7. 72,8% А1; 27,2% М&. 12.2.8. 7 г. 12.2.9. 67% А1; 33% М&. 12.2.10. 5,1 А12О3;
2,7гН2О.
Ферум
13.1.1. А. 13.1.2. А. 13.1.3. В. 13.1.4. Г. 13.1.5 Б, Г. 13.1.6. Б, В. 13.1.7. Б. 13.1.8. Б, В.
13.1.9. В. 13.1.10. Г. 13.1.11. А, Г. 13.1.12. Б, В, Г. 13.1.13. В. 13.1.14. Б. 13.1.15. А4, Б1, В2, ГЗ.
13.2.1. Ге2О3.13.2.2. 76%. 13.2.3.25,4 гГеС12; 4,48 л Н2.13.2.4. 29%. 13.2.5.11,07 г. ІЗ.2.6.0,75 г.
13.2.7. 91%. 13.2.8. 22,42%. 13.2.9. 3,25%. 13.2.10. 2,75% С; чавун.
ОРГАНІЧНА ХІМІЯ
1. Алкани як представники насичених вуглеводнів
Іг—
5 Приклади
розв'язування
завдань
Приклад 1. Зобразіть структурні формули всіх насичених вуглеводнів скла-
ду С6Н14 і вкажіть їхні назви за міжнародною номенклатурою.
Розв'язання: Насичені вуглеводні складу С6Н14 — це алкани. Для алканів
характерна структурна ізомерія (ізомерія карбонового скелета).
Один з ізомерів складу С6Н14 має карбоновий ланцюг без розгалужень:
1 2 3 4 8 в
н, с-сн„ -сн, -сн, -сн, -сн,
«5 / Л & о
гексан
Два ізомери мають п’ять атомів Карбону в головному ланцюзі:
1 2 3 4 в
н,с—сн- сн,—сн,—сн,
«5 | Л
сн3
2-метилпентан
1 2 3 4 в
н3с— сн2- СН- СН2— СН
СН3
3-метилпентан
з
Нарешті, ще два ізомери мають головний карбоновий ланцюг з чотирьох атомів Карбону:
12 3 4
н3с—сн—сн—сн3
сн3 сн3
2,3-диметилбутан
СН,
1 2І З 4
н,с—с—сн,—СН,
О | л о
сн3
2,2-диметилбутан
Отже, складу С6Н14 відповідає п’ять ізомерів.
Відповідь: складу С6Н14 відповідає п’ять ізомерів.
Приклад 2. Наведіть рівняння реакцій добування бутану з метану та неорганічних речовин.
Розв'язання. Складемо ланцюг таких перетворень:
СН. -і-»СН,С1—^С,НВ —5-»С2Н,С1—^->С4Н10.
1. Реакція хлорування метану проходить при УФ-опромінюванні або нагріванні (300 °С) за
ланцюговим вільнорадикальним механізмом. За допомогою хлорування метану добуваємо хлор-
метан:
СН4 +С12 —^-чСН3С1+НС1.
2. Під час нагрівання хлорметану з металічним натрієм утворюється етан (реакція Вюрца):
2СН3С1+2Иа -> С2Н6 +2ИаСІ.
3. При хлоруванні етану добуваємо хлоретан:
: С,НВ+С1,—^-»С2Н,С1+НС1.
.. -л ' '
4. Бутан добуваємо з хлоретану за реакцією Вюрца:
. , 2С2Н5С1+2На->С4Н10+2НаС1.
Приклад 3. Визначте молекулярну формулу вуглеводню, масова частка Гідрогену в якому дорів-
нює 16,67 %, а відносна густина цієї речовини за воднем дорівнює 36. • *
Дано: вуглеводень СхНу; іг(Н)= 16,67 %, або 0,1667;
^н2 (СА ) = 36.
схн„-?
Розв'язання: 1. Вибираємо для розрахунків зразок речовини СхНу масою 100 г. Визначаємо масу
Гідрогену та Карбону в цьому зразку:
т(Н) = т(СхНу)НЯ);
тп(Н) = 100 г-0,1667 = 16,67 г;
7п(С) = т(СхНі,)-тп(Н);
т(С) = 100 г-16,67 г = 83,33 г.
2. Визначаємо кількість речовини Гідрогену та Карбону в цьому зразку:
тп(Н) 16,67 г т(С) 83,33 г „
V (Н) = ; V (Н) = -— --= 16,67 моль; V (С) =--; V (С) =-------= 6,94 моль.
М(Н) 1 г/моль ЛГ(С) 12 г/моль
3. Знаходимо співвідношення коефіцієнтів х та у:
х: у =х/ (С) :у (Н)=6,94:16,67.
Поділивши праву частину рівності на менше число (6,94), маємо:
х:у = 1:2,4.
Щоб добути цілі числа, домножуємо праву частину рівності на 5; маємо:
х:у=5:12.
Отже, найпростіша формула вуглеводню — С5Н12.
4. Відносна густина вуглеводню за воднем дорівнює:
М(СХН )
Пн (СН ) = ——--
2 х " М(Н2)
Відповідно, молярна маса вуглеводню дорівнює:
М(СхНр) = М(Н2)ВНг(СхНІІ);
М(СхНу) = 2 г/моль-36 = 72 г/моль.
5. Молярна маса вуглеводню, що відповідає найпростішій формулі, дорівнює:
М(С8Н12) = 5-12 г/моль+12-1 г/моль = 72 г/моль.
Це означає, що найпростіша формула і є істинною. Отже, молекулярна формула алкану С5Н12.
Відповідь: молекулярна формула алкану С5Н12.
Приклад 4. При спалюванні невідомого вуглеводню кількістю речовини 0,1 моль утворилися
карбон(ІУ) оксид об’ємом 6,72 л (н. у.) і вода масою 7,2 г. Визначте молекулярну формулу вугле-
водню.
Дано: вуглеводень СхЩ; у(СхН ) = 0,1 моль;
т(Н2О) = 7,2 г; К(СО2) = 6,72 л (н. у.). с,нв-?
Розв'язання: 1. Визначаємо кількість речовини карбон(ІУ) оксиду, що утворився при спалюванні
вуглеводню: у(СО2)=^^; у(СО2)=-АТ^ =0,3 моль. Ут 22,4 л/моль
Кількість речовини Карбону, що міститься у спаленому зразку вуглеводню, дорівнює:
у(С)=у(СО2)=0,3 моль.
2. Визначаємо кількість речовини води, що утворилась при спалюванні вуглеводню:
у(Н2())= т(-2°-; у(Н2О)=—7~— = 0,4 моль.
1 2 ’ М(Н2О) ' 2 7 18 г/моль
Кількість речовини Гідрогену, що містився у зразку вуглеводню, дорівнює:
у(Н)=2-у(Н2О); у(Н2О)=2 0,4 моль = 0,8 моль.
Таким чином, зразок вуглеводню кількістю речовини 0,1 моль містить 0,3 моль Карбону та
0,8 моль Гідрогену. Тому 1 моль вуглеводню містить 3 моль С та 8 моль Н, тобто формула вуглевод-
ню — С3Н8. Це пропан.
Відповідь: молекулярна формула вуглеводню С3Н8.
Приклад 5. Під час взаємодії метану об’ємом 2,24 л (н. у.) з нітратною кислотою отримано нітро-
метан масою 5,2 г. Визначте масову частку виходу продукту.
Дано: Г(СН4-)=2,24 л (н. у.); тр(СН3ЬЮ2)=5,2 г.
Г|(СН3ЬЮ2) - ?
Розв'язання: 1. Визначаємо кількість речовини вихідного метану:
у(СН4)=$Ц у(СН4)= |2*-Л — = 0,1 моль.
Ут 22,4 л/моль
2. Складаємо рівняння хімічної реакції:
СН4+НЬЮ„ Г;Р >СН3КО2+Н2О.
4 З 3 л л
Згідно з рівнянням реакції
у(СН3М02)=у(СН4)=0,1 моль.
3. Визначаємо практичну масу нітрометану, що міг би утворитися при кількісному виході:
/п(СН3МО2) =у(СН3ЬГО2)• М(СН3ЬГО2); тп(СН3ЬЮ2) = 0,1 моль-61 г/моль = 6,1 г.
4. Визначаємо масову частку виходу нітрометану за формулою:
тг,(СН„МО„)100 % 5,2г-100%
Т|(СН3КО2)=—-------2-------; Т|(СН3КО2)=-^—і-—— = 85 %.
3 2 т(СН3ЬЮ2) 3 2 6,1 г
Відповідь: масова частка виходу продукту нітрометану дорівнює 85 %.
(Завдання 1.1. Тестові завдання
для самостійного 1.1.1. Укажіть, від чого залежать властивості органічних сполук:
розв язування а) в|д якісного складу молекул;
б) від якісного та кількісного складу молекул;
в) від якісного та кількісного складу і від просторової будови молекули;
г) від якісного та кількісного складу, просторової будови молекули та від взаємного впливу
атомів.
1.1.2. Укажіть неправильні твердження:
а) органічні сполуки не можна добути з неорганічних;
і . . ’
б) валентність атома Карбону в молекулі С2Н6 дорівнює ПІ;
в) не може бути речовин з однаковою формулою, але різною будовою;
г) для Карбону в органічних сполуках характерна валентність, що дорівнює IV.
1.1.3. Укажіть тип хімічного зв’язку, найбільш характерного для органічних спблук: .
а) йонний; - в) водневий;
б) металічний; г) ковалентний.
1.1.4. Більшість органічних речовин легкоплавкі, оскільки мають кристалічну ґратку:
а) йонну; в) атомну; , ,
б) металічну; г) молекулярну. . •
1.1.5. Укажіть правильні для гомологів твердження:
а) мають однакові значення молярних мас;
б) можуть розрізнятися за хімічними властивостями;
в) розрізняються за складом на одну або декілька груп —СН2—;
г) мають однакову загальну формулу для всіх членів гомологічного ряду.
1.1.6. Для ізомерів однакові:
а) значення молярних мас;
б) фізичні властивості;
в) структурні формули молекул;
г) як якісний, так і кількісний склад молекул.
1.1.7. Укажіть загальну формулу гомологічного ряду алканів:
а) С„Н2п_2; в) СпН2п+2;
б) С„Н2„; г)
1.1.8. Укажіть формулу радикала етилу:
а) С2Н2; в) С2Н5;
б) С2Н4; г) С2Н6.
1.1.9. Укажіть назву речовини, формула якої
Н3С—СН2—СН—СН3
СН,
-
а) 2-метил-1-бутен; в) 3-метилбутан;
б) 2-метилбутан; г) 2-метил-1-бутин.
1.1.10. Укажіть назву речовини, формула якої
н,с—сн—сн—СН,
З | | з
сн3 сн3
а) 3-метилгексан; в) 2,3-диметилбутан;
б) 2-метилбутан; г) 3-метилбутан.
1.1.11. Укажіть молекулярну формулу радикала пропілу:
а) С3Н4; в) С3Н7;
б) С3Нв; г) С3Н8.
1.1.12. Сполуки гексан та 2-метилпентан — це:
а) гомологи; в) геометричні ізомери;
б) структурні ізомери; г) одна й та сама речовина.
1.1.13. Укажіть характеристики, які можна застосувати для опису реакції хлорування етану:
а) ланцюгова;
б) проходить у темряві без нагрівання;
в) вільнорадикальна;
г) проходить у присутності каталізатора — нікелю.
1.1.14. Укажіть реакцію, внаслідок якої відбувається розрив зв’язку С-галоген та утворюється
зв’язок С-С:
а) дегідрування; в) реакція Вюрца;
б) бромув^ння; г) крекінг.
1.1.15. Укажіть реакції, не характерні для алканів:
а) заміщення; в) приєднання;
б) полімеризації; г) горіння.
1.1.16. Укажіть характеристику, яку можна застосувати для опису реакції хлорування насиче-
них вуглеводнів:
а) реакція є одностадійною;
б) реакція є багатостадійною з утворенням проміжних йонів;
в) реакція є багатостадійною з утворенням проміжних радикалів Хлору та алкільних ради-
калів;
г) реакція є багатостадійною з утворенням проміжних нейтральних молекул.
1.1.17. Укажіть назву галогеноводню, який не можна отримати галогенуванням етану при
УФ-опромінюванні:
а) хлоретан; в) брометан;
б) 1,1-дихлоретан; г) йодетан.
1.1.18. Установіть правильну послідовність, якої необхідно дотримуватись при складанні назв
алканів:
а) вибір найдовшого нерозгалуженого ланцюга атомів Карбону;
б) визначення назв замісників за алфавітним порядком;
в) нумерація атомів Карбону з того кінця, до якого ближче розташований замісник;
г) визначення цифрою положення замісника в головному ланцюзі атомів Карбону;
д) надання назви вуглеводню, якому відповідає головний ланцюг атомів Карбону;
е) позначення кількості однакових замісників множинними префіксами ди- (ді-), три-, тетра-
тощо.
1.1.19. Укажіть назву алкану, який є основним компонентом природного газу:
а) етан; в) бутан;
б) метан; г) пропан.
1.1.20. Укажіть фізичні властивості, які характеризують нафту:
а) добре розчиняється у воді;
б) безбарвна рідина, важча за воду;
в) масляниста рідина темно-бурого кольору;
г) у воді практично нерозчинна.
1.1.21. До складу нафти різних родовищ переважно входять вуглеводні, які належать до:
а) аренів; . в) алканів;
б) алкінів; г) алкенів.
1.1.22. Укажіть тип хімічної реакції, яка перебігає при термічному крекінгу нафтопродуктів:
а) гідрування; в) галогенування;
б) дегідратації; г) розрив зв’язку С—С.
1.1.23. Укі^іть продукт перегонки нафти:
а)бензин; в)бутан;
б) бензен;’ ’ г) 1-бутен.
1.1.24. Укажіть кількість ізомерних насичених сполук складу С5Н12:
а)3; 6)4; в) 5; • г) 6.
Для підтвердження відповіді складіть структурні формули відповідних ізомері® та.вкажіть їхні
назви за номенклатурою ІЮПАК. , -
1.1.25. Укажіть невідому речовину X у такій схемі перетворень:
СН4->Х->С2Н6.
а) етен; в) хлоретан;
б) хлорметан; г) етанол.
Для підтвердження відповіді складіть рівняння відповідних реакцій, вкажіть умови перебігу
реакцій.
1.2. Задачі
1.2.1. У вуглеводні масова частка Карбону дорівнює 84 %, а Гідрогену — 16 %. Відносна густина
пари вуглеводню за повітрям дорівнює 3,45..Визначте молекулярну формулу вуглеводню.
) 1.2.2. Визначте формулу органічної речовини, якщо відомі масові частки елементів, що скла-
дають цю молекулу: ш(С1)=92,21%, решту становить Карбон. Відносна густина пари речовини за
вуглекислим газом дорівнює 3,5.
1.2.3. Визначте молекулярну формулу газу, який містить 80 % С і 20 % Н, а відносна густина за
воднем дорівнює 15.
* 1.2.4. Хімічна сполука Гідрогену з Карбоном є газом, 1 м3 якого за нормальних умов має масу
0,714 кг. Визначте молекулярну формулу цього газу.
1.2.5. При спалюванні невідомого вуглеводню утворилось 27,5 г вуглекислого газу і 22,5 т води.
Визначте формулу речовини. Відносна густина пари цієї речовини за киснем 0,5.
1.2.6. Спаливши 29 г газу, добули 44,8 л карбон(І¥) оксиду (н. у.) та 45 г води. Густина газу за
воднем дорівнює 29. Визначте молекулярну формулу газу та обчисліть, який об’єм кисню витра-
чається для спалювання 1 л цього газу.
1.2.7. Після спалювання 1,5 г газу утворилось 4,4 г карбон(ІУ) оксиду та 2,7 г води. Маса 1 л цьо-
го газу за нормальних умов дорівнює 1,34 г. Визначте молекулярну формулу газу та обчисліть,
який об’єм кисню (н. у.) витрачається для спалювання 10 л цього газу.
1.2.8. Густина насиченого вуглеводню за воднем становить 15. Визначте молекулярну формулу
вуглеводню та обчисліть, який об’єм кисню (н. у.) витрачається для спалювання 4 л цього газу.
1.2.9. Внаслідок спалювання 2,15 г вуглеводню утворилось 6,6 г карбон(ІУ) оксиду. Густина
пари вуглеводню за воднем дорівнює 43. Визначте молекулярну формулу вуглеводню,
1.2.10. Внаслідок спалювання невідомого вуглеводню утворилось 88 г карбон(ІУ) оксиду
і 45 г води. Густина пари вуглеводню за повітрям дорівнює 2. Визначте молекулярну формулу
вуглеводню.
1.2.11. 10 л етану піддали термічному розкладу. При цьому добули водень об’ємем'2,4 л (н. у.).
Визначте об’ємну частку виходу водню (у відсотках).
1.2.12. Визначте об’єм метану (н. у.), який можна добути з вуглецю масою 24 г і водню, якщо
масова частка виходу продукту становить 97 %.
1.2.13. Визначте масу алюміній карбіду А14Са, необхідного для добування 4,48 л метану (н. у.),
якщо масова частка виходу метану становить 80 %.
1.2.14. Визначте об’єм повітря, потрібного для спалення 1,12 л пропану (н. у.). Об’ємна частка
кисню в повітрі становить 21 %. Усі об’єми зведено до нормальних умов.
1.2.15. Визначте об’єм повітря, потрібного для спалення 250 л метану (н. у.), що містить 4,5 % (за
об’ємом) негорючих домішок.
1.3. Вправи
1.3.1. Укажіть назви таких речовин за номенклатурою ІЮПАК:
а) НЯС—СН—СН2-СН2-СНЯ; в) н„с—сн,—сн— сн»; о А | о
сн3
б) Нзс—СН3; г) Н3С—СН—сн—СН3;
сн3 сн3
1.3.2. Укажіть назви таких речовин за номенклатурою ІЮПАК:
а) НЯС—СН—СНЯ; в) Н„С—СН,—СН,—СНЯ;
' О | О ' О л £ о
сн3
б) Н3С—сн2— (СН2)2— снз; г) Нзс—сн2—снз.
1.3.3. Складіть структурні формули:
а) З-метил-4-н-пропілгептану;
б) 3,3-диетил-2-метилоктану;
в) 3,3,4-триетил-2-метилгексану.
1.3.4. Укажіть назви наведених речовин за номенклатурою ІЮПАК:
'СН 3
а) Н3С—СН—СН2—СН3; сн2-сн8 г) Нзс—с—сн2—сн2—СН3; СН* СН унз
б) Нзс—сн—сн2—сн—снз; СНЯ СНЯ о о д) Нзс—сн—СН2—сн—сн2— сн—с—СН2-СН2—снз; сн3' сн с2н5
в) Н„С-СН,—сн—сн—сн„--сн,; 'о а । । л о сн3сн3 н3с сн3
1.3.5. Укажіть назви наведених речовин за номенклатурою ІЮПАК. Визначте ізомери
г) Нзс—СН2—СН3 ;
д) н3с—сн2—сн—сн3 ;
сн3
е) н3с—сн—сн—сй3 .
сн» сн»
та гомологи:
а) н3с-сн—сн3;
СН3
б) Н3С-СН2—(СН2)2-СН3;
в) Н3С-СН2-СН2-СН3 ;
1.3.6. Напишіть структурні формули ізомерів складу С5Н12 і вкажіть їхні назви за номенклату-
рою ІЮПАК. 4 ,
, 1.3.7. Напишіть структурні формули ізомерів складу С7Н16 і вкажіть їхні назви за номенклату-
рою ІЮПАК.
1.3.8. Напишіть структурні формули ізомерів складу С8Н18 і вкажіть їхні назви ва номенклату-
рою ІЮПАК. . ’
1.3.9. Як здійснити такі перетворення:
метан —> бромметан —> етан —> нітроетан?
За допомогою структурних формул напишіть рівняння реакцій і вкажіть умови,- за‘яких відбу-
ваються реакції.
1.3.10. Як здійснити такі перетворення:
пропан —> 2-бромпропан —> 2,3-диметилбутан —> 2,3-диметил-2-хлорбутан?
За допомогою структурних формул напишіть рівняння реакцій і вкажіть умови, за яких відбу-
ваються реакції.
1.3.11. Як здійснити такі перетворення:
етан —> 2-хлоретан —> бутан —> 2-бромбутан?
За допомогою структурних формул напишіть рівняння реакцій і вкажіть умови, за яких відбу-
ваються реакції.
1.3.12. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
СН4 С СН4 -> СН3С1.
Укажіть умови, за яких відбуваються реакції.
1.3.13. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
С2НВ -> СоН.Вг -> С„Н4Вг„.
Укажіть умови, за яких відбуваються реакції.
1.3.14. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
А14С3 -> СН4 -> СН.С1 -> С„НВ -» СО„ —> СО —> СНД.
4 0 4 О £• О <2 4
Укажіть умови, за яких відбуваються реакції.
1.3.15. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
етан —»А —» бутан.
Визначте невідому речовину. Укажіть умови, за яких відбуваються реакції.
1.3.16. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
С -> СН4 -> СН3С1 -> С2НВ -> С02
4 «5 О &
X
с2н2
Укажіть умови, за яких відбуваються реакції.
1.3.17. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
етан —» брометан бутан —> 2-хлорбутан
X
вуглекислий газ
За допомогою структурних формул напишіть рівняння реакцій і вкажіть умови, за яких відбу-
ваються реакції.
1.3.18. Як здійснити такі перетворення:
метан —> бромметан —> етан —> хлоретан —> бутан
X
нітроетан
За допомогою структурних формул напишіть рівняння реакцій і вкажіть умови, за яких відбу-
ваються реакції. 7
1.3.19. Яким способом можна добути:
а) етан з метану;
б) 1,1-диброметан з етану;
в) 2,3-диметилбутан з пропану?
За допомогою структурних формул напишіть рівняння реакцій.
1.3.20. Яка хімічна реакція називається реакцією Коновалова і для чого вона використо-
вується? Наведіть приклад.
1.3.21. Запропонуйте по одному способу добування етану зі сполук, що містять:
а) таку саму кількість атомів Карбону;
б) меншу кількість атомів Карбону;
в) більшу кількість атомів Карбону.
1.3.22. З яких речовин можна добути 2-метилбутан? Напишіть рівняння реакцій.
1.3.23. Які дві вихідні речовини вступили в реакцію та за яких умов, якщо в результаті утвори-
лись такі речовини:
а) СН?—СН(Вг)—СН3 + НВг;
б) СН3-СН2—ИО2 + Н2О;
в) СН4+Ка2СО3?
1.3.24. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
метан —> А —> В —> С —> бутан.
Визначте невідомі речовини. Укажіть умови, за яких відбуваються реакції.
1.3.25. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
пропан —> А —> 2,3-диметилбутан.
Визначте невідому речовину. Укажіть умови, за яких відбуваються реакції.
2. Алкени як представники ненасичених вуглеводнів
Приклад 1. Напишіть структурні формули всіх ненасичених вуглеводнів
складу С4Н8 і вкажіть їхні назви за міжнародною номенклатурою.
Розв'язання: Ненасичені вуглеводні складу С4Н8-це алкени. Для алкенів
характерна структурна ізомерія (ізомерія карбонового скелета та ізомерія положення подвійного
зв’язку). Існують два карбонові скелети, що містять чотири атоми Карбону: нерозгалужений і роз-
галужений:
с—с—с—с с—с—с
І
с
У нерозгалуженому скелеті можливі два положення подвійного зв’язку: у середині ланцюга і на
початку ланцюга, а в розгалуженому скелеті — тільки на початку ланцюга:
с=с—с—с с—с=с—с с=с—с *
І
С
Таким чийому сполуці С4Н8 відповідають три алкени:
н,с=сн—сн—єн., н,с—сн=сн—сн3 н,с=с—сн„
22 а о о о а । •>
сн3
• 1-бутен 2-бутен 2-метилпропен
Відповідь: складу С4Н8 відповідають три ізомери.
§ Приклади
розв'язування
завдань
Приклад 2. Здійсніть такі перетворення:
2-гідроксипропан . *
? 2
1,2-дибромпропан <—-—пропен——»2-хлорпропан
•1 4 , ,
пропан
За допомогою структурних формул напишіть рівняння реакцій і вкажіть умови, за яких відбу-
ваються реакції.
Розв'язання:
1. Бромуванням пропену добуваємо 1,2-дибромпропан:
Н2С=СН—СН3+ Вг2-----* н2с—СН—СН3
Вг Вг
Ця реакція використовується для якісного і кількісного визначення сполук, які містять подвій-
ний зв’язок між атомами Карбону.
2. У присутності мінеральних кислот (сульфатна, нітратна, хлорна та ін.) пропен приєднує за
місцем розриву подвійного зв’язку молекулу води (гідратація). Реакція проходить за правилом
Марковникова та приводить до утворення спиртів:
Н+
Н,С=СН-СН3+Н2О ------* Н,С—сн—СН„
2 о л а । о
ОН
3. Пропен приєднує за місцем розриву подвійного зв’язку молекулу гідроген хлориду (гідрога-
логенування). Реакція проходить за правилом Марковникова та приводить до утворення галоген-
алканів:
Н,С=СН—СН. + НС1 * Н„С—СН—СН„
« д а । а
СІ
4. У присутності каталізаторів (добре подрібнені Рі, Реї або N1) пропен приєднує за місцем розри-
ву подвійного зв’язку молекулу водню, утворюючи алкани (відновлення або гідрування):
№
н,с=сн—сн„ + н, —*• н,с—сн„—СН,
“ а “ а 2 а
Приклад 3. Етиленовий вуглеводень масою 7,0 г приєднує 2,24 л гідроген броміду (н. у.). Визначте
молекулярну формулу вуглеводню, складіть структурні формули можливих ізомерів.
Дано: /п(С„Н2п) = 7 г; У(НВг)=2,24 л (н. у.).
с„н2и-?
Розв'язання: 1. Обчислюємо Кількість речовини гідроген броміду:
. У(НВг) ч 2,24 л
у(НВг)=-------; у(НВг)=------------= 0,1 моль.
Ут 22,4 л/моль
2. Складаємо рівняння хімічної реакції прйєднанйя гідроген броміду до етиленового вуглевод-
ню в загальному вигляді:
С Н2 +НВг -> С Н2п+1Вг.
Згідно з рівнянням реакції:
V (СПН2„ )=У (НВг)=0,1 моль.
3. Визначаємо молярну масу етиленового вуглеводню:
Л1(СІІ„ М(С Н2„)=———70 г/моль.
" 2п г(С„Н2„) " 2п 0,1 моль
4. Молярну масу етиленового вуглеводню СпН2п можна визначити також інакше:
М(С„Н2„)=п М(С)+2п М(Н); М(С„Н2„)=(12п+2п) г/моль.
Отже,
12п+2п = 70 г/моль.
Відповідно -
70
14п - 70 г/моль; п = —= 5.
14
Таким чином, етиленовим вуглеводням складу С5Н10 відповідають п’ять структурних ізомерів:
Н,С=СН—СН„— СН,—СНЯ
1-пентен
Н^С-СН^СНз
СН3
2-метил-1-бутен
н2
с=сн—сн—СН
І
сн3
З-метил-1-бутен
н3с—сн=сн — сн— сн3
2-пентен
няс—с=сн—сн3
О І о
1
сн3
2-метил-2-бутен
з
Відповідь: С5Н10.
Приклад 4. Суміш етану та етилену об’ємом 200 мл (н. у.) знебарвила бромну воду масою 25 г.
Розрахуйте об’ємну частку етилену в суміші, якщо масова частка брому у бромній воді дорів-
нює 3,2 %.
Дано: Р’(суміші)=200 мл (н. у.);
тп(бромної води)=25 г;
и>(Вг2)= 3,2 %, або 0,032.
<р(С2Н4) —?
Розв'язання: 1. Визначаємо масу брому, що міститься у бромній воді:
т(в)="-№»»н°ї~Ди)-><Вг,) т<ВГг)=25;'3-2%=0.8г.
к 2 100% 100%
2. Визначаємо кількість речовини брому:
т . тп(Вг2) . 0,8 г
у(Вг,) =—у(Вг„)=--------------= 0,005 моль.
2 М(Вг2) ' 160 г/моль
3. З бромною водою легко взаємодіє тільки етилен з утворенням 1,2-диброметану. Складаємо
рівняння відповідної хімічної реакції:
С,Н,+Вг„ —>С2НВг.
Згідно з рівнянням реакції
4 , у(С2Н4)=у(Вг2) = 0,005 моль.
4. Визначаємо об’єм етилену за нормальних умов:
У(С2Н4) =у (С2Н4) • Ут; У(С2Н4) = 0,005 моль 22,4 л/моль = 0,112 л = 112 мл.
5. Визначаємо об’ємну частку етилену у вихідній газовій суміші: ' *
<р(С,Н.) = <р(С н4) = - — л = о,56, або 56 %.
т 2 4 У(суміші) 2 47 200 мл
Відповідь: об’ємна частка етилену в суміші дорівнює 56 %. •
(Завдання 2.1. Тестові завдання
для самостійного 2.1.1. Укажіть загальну формулу гомологічного ряду алкенів:
розв'язування а) С н2п_2; б) с„н2л; В) ^п^2л+2> Г) С„Н2„_6.
2.1.2. Укажіть гомолог етилену:
а) Н,С—СН — СН,—СН„— СНЯ; в) Н3С—СН3;
б) Н2С=СН—СН3; г) СН4.
2.1.3. Укажіть назву речовини, формула якої
Н2С=СН—СН—СН3:
а) 2-метил‘1-бутен; б) 2-метил-2-бутен; СН3 в) 2-метил-З-бутен; г) З-метил-1-бутен.
2.1.4. Укажіть назву речовини, формула якої Н2С = СН - СНд:
а) пропан; в) пропен;
б) пропін; 2.1.5. Укажіть формулу 1-бутену: г) 1-бутен.
а) Н,С—СН,—СН2~СН,; 'О л о в) Н2С=СН—СН—СН3;
б) НдС—СН=СН—СНд; г) НС=С—СН^-СНд.
2.1.6. Укажіть формулу 2-метилпропену:
а) НЯС—СН,—СН,—СНЯ; * О Л 4 о в) н2с=с-сн3; СНд
б) НдС—СН=СН— СНд; Г) НдС —СН2—СНд.
2.1.7. Укажіть формулу ненасиченого вуглеводню:
а) Н,с—СН,—СН,—СН,—СН,; X о а & О 9 в) Н3С—СНд;
б) Н2С=СН—СН3; г) СН4.
2.1.8. Укажіть реакції, характерні для алкенів:
а) заміщення; б) полімеризація; в) приєднання; г) крекінг.
2.1.9. Брометан може бути перетворений в етилен:
а) взаємодією з натрієм;
б) взаємодією зі спиртовим розчином лугу;
в) нагріванням із сульфатною кислотою;
г) взаємодією з воднем.
2.1.10. Реакція приєднання молекули води називається реакцією:
а) гідрування; б) дегідрування; •в) гідратації; г) дегідратації.
2.1.11. Укажіть ізомер 1-бутену:
а) пропен; в) бутан;
б) 1-бутин; г) 2-метилпропен.
2.1.12. Укажіть речовини, які реагують з етиленом:
а) бромна вода; в) хлор (при світлі);
б) водний розчин калій перманганату; г) розбавлена нітратна кислота.
2.1.13. Яким реактивом треба подіяти на 2-хлорбутан, щоб перетворити його в 2-бутен?
а) цинком; в) воднем;
б) натрієм; г) спиртовим розчином КаОН.
2.1.14. Реакція відщеплення молекули водню називається реакцією:
а) гідрування; в) гідратації;
б) дегідрування; г) дегідратації.
2.1.15. При взаємодії пропілену з бромною водою утворюється:
а) 1-бромпропан; в) 2-бромпропан;
б) 1,1-дибромпропан; г) 1,2-дибромпропан.
2.1.16. Укажіть назви сполук, які можуть вступати в реакцію полімеризації:
а) етен; в) вінілхлорид;
б) пропен; г) етилхлорид.
2.1.17. Укажіть назву речовини, формула якої
Н„С=СН—СН—СН.
Л । о
Сі
а) З-хлор-1-бутен; в) 2-метил-1-хлорпропен;
б) 2-хлор-З-бутен; г) 2-хлор-1-бутен.
2.1.18. Укажіть кількість ізомерних ненасичених сполук складу С5Н10.
а) 4; в) 6;
б) 5; г) 7.
Для підтвердження відповіді складіть структурні формули відповідних ізомерів та вкажіть їхні
назви за номенклатурою ІЮПАК.
2.1.19. При гідруванні етилену в присутності каталізатора утворюється:
а) етан; в) етанол;
б) етин; г) етаналь.
Для підтвердження відповіді складіть рівняння відповідної хімічної реакції.
2.1.20. Укажіть невідому речовину X у схемі перетворень:
С2Н(. X-> С2Н6ОН
а) етен; в) етаналь;
б) етин; • . г) етанова кислота.
Для підтвердження відповіді складіть рівняння відповідних реакцій, вкажіть умови перебігу
реакцій.
2.2. Задачі
2.2.1. Масова частка Гідрогену в молекулі вуглеводню дорівнює 14,29 %, відносна густина речо-
вини за повітрям 1,93. Визначте молекулярну формулу сполуки.
2.2.2. У вуглеводні масова частка Карбону дорівнює 85,71 %. Відносна густина пари вуглеводню
за вуглекислим газом дорівнює 1,91. Визначте молекулярну формулу вуглеводню.
278
2.2.3. Масова частка Карбону в ненасиченому вуглеводні становить 85,7 %. Відносна густина
газу за воднем дорівнює 21. Визначте формулу газу, вкажіть його назву.
2.2.4. Сполука містить у два рази більше атомів Гідрогену, ніж Карбону. Густина її за воднем 14.
Яка молекулярна формула цієї сполуки? Визначте об’єм кисню (н. у.), необхідного для спалювання
2 л цієї сполуки.
2.2.5. При спалюванні 2,45 г органічної речовини утворилось 7,7 г вуглекислогохазу і 3,15 г води.
Відносна густина пари цієї речовини за вуглекислим газом дорівнює 0,64. Визначте молекулярну
формулу речовини.
2.2.6. При спалюванні 10,5 г газоподібної органічної речовини утворилось 33 г вуглекислого
газу і 13,5 г води. Маса 1 л газу дорівнює 1,875 г (н. у.). Визначте молекулярну формулу речовини.
2.2.7. При спалюванні 21 г газоподібної органічної речовини утворилось 33,6 л вуглекислого
газу (н. у.) і 27 г води. 1 л газу має масу 1,875 г (н. у.). Визначте молекулярну і структурну формули
олефіну та вкажіть його назву.
2.2.8. 4,2 г етиленового вуглеводню приєднують 16 г брому. Визначте молекулярну і структурну
формули вуглеводню.
2.2.9. 5,6 г етиленового вуглеводню приєднують 4,48 л гідроген хлориду (н. у.). Визначте моле-
кулярну і структурну формули вуглеводню.
2.2.10. 1,4 г етиленового вуглеводню приєднують 0,746 л гідроген броміду (н. у.). Визначте моле-
кулярну і структурну формули вуглеводню.
2.2.11. До 1-бутену масою 47,6 г приєднали гідроген хлорид. На отримане хлорпохідне вуглевод-
ню подіяли спиртовим розчином лугу. З реагуючої суміші виділили 2-бутен об’ємом 4,48 л (н. у.).
Визначте об’ємну частку виходу 2-бутену. Складіть рівняння здійснених реакцій.
2.2.12. З етилового спирту об’ємом 40 мл (масова частка домішок 6 %, густина 0,807 г/мл) добу-
ли етилен об’ємом 10,2 л (н. у.). Визначте об’ємну частку виходу продукту.
2.2.13. Визначте масову частку виходу продукту реакції (у відсотках від теоретично можливо-
го), якщо при взаємодії 5,6 л етилену (н. у.) з бромом було отримано 42,3 г 1,2-диброметану.
2.2.14. Суміш метану з етиленом об’ємом 800 мл (н. у.) знебарвила 200 г бромної води з масовою
часткою брому 1,6 %. Визначте об’ємну частку етилену в суміші.
2.2.15. Визначте, який об’єм водню (н. у.) може приєднатися при наявності каталізатора до
40 г суміші, що містить 44 % етану та 56 % етилену (за масою).
2.3. Вправи
2.3.1. Укажіть назви таких речовин за номенклатурою ІЮПАК:
а) Н,С=СН,; в) Н,С=СН—СН
б) н,с=сн—сн—СН • г) н,с=сн—сн—сня.
х 2 £ 0 г х и । о
сн3
2.3.2. Скільком речовинам відповідають записані нижче формули?
а) Н3С—С=С—СН3;
СН,СНЯ
о о
б) н,с=сн-сн—сн— сн—сн •
X £ || £ 0 '
СН3 с2н5
в) Нзс. /СН2— снз;
' хсн-нсх
Н2С=НС СН2—СН3
Укажіть назви наведених сполук за номенклатурою ІЮПАК.
| 3
г) н,с—сн—сн—сн ;
І І II
: сн3сн2—сн3 сн2
д) няс—с—СН,.
3 II 3
н3с—с—сн3
2.3.3. Укажіть назви таких речовин за номенклатурою ІЮПАК:
а) Н2С=СН-СН—СН3; в) Н,С-СН~СН=СН—СН—СН,;
І І І
сн3 сн3 сн3
б) Н..С-СН=СН—сн—сн—сн—СНг) СН3 .
' О Л | А * V 1^. °
сн^-сн, Н2с=с—сн—СН—С—СН3.
« 2 3 а । । * । а
сн3с2н5 сн3
2.3.4. Напишіть структурні формули таких алкенів:
а) З-метил-2-пентен;
б) 3-етил-4,4-диметил-1-гексен;
в) 4-ізопропіл-2-гептен.
2.3.5. Напишіть структурні формули таких алкенів:
а) 2-метил-З-гексен; • >
б) 2,3-диметил-1-пентен;
в) 2,2,4-триметил-З-пентен.
2.3.6. Напишіть структурні формули ізомерів складу С6Н12 і вкажіть їхні назви за номенклату-
рою ІЮПАК.
2.3.7. Напишітьструктурні формули ізомерів складу С7Н14 і вкажіть їхні назви за номенклату-
рою ІЮПАК.
2.3.8. Напишіть структурні формули ізомерів складу СВН18, головний ланцюг яких містить
* шість атомів Карбону, і вкажіть їхні назви за номенклатурою ІЮПАК.
2.3.9. Як здійснити такі перетворення:
етан
Ті
етиловий спирт —> етилен брометан —> 1,1-диброметан?
За допомогою структурних формул напишіть рівняння реакцій і вкажіть умови, за яких відбу-
ваються реакції.
2.3.10. Як добути хлоретан двома різними способами? За допомогою структурних формул на-
пишіть рівняння відповідних реакцій. Укажіть умови, за яких відбуваються реакції.
2.3.11. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
С2Нв <—С2Н4 —> С2Н8С1
і
С2Н4С12
Укажіть умови, за яких відбуваються реакції.
2.3.12. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
С2Нв^С2Н4->С2Н5Вг
С2Н4Вг2
Укажіть умови, за яких відбуваються реакції.
2.3.13. За допомогою структурних формул напишіть рівняння реакцій:
а) дегідрування 2-метилпропану; б) дегідрування 2,3-диметилбутану.
Укажіть назви утворених речовин за номенклатурою ІЮПАК. Укажіть умови, за яких відбува-
ються реакції.
2.3.14. За допомогою структурних формул напишіть рівняння реакцій:
а) приєднання брому до пропену;
б) каталітичного гідрування 2,4,4-триметил-2-пентену.
Укажіть назви утворених речовин за номенклатурою ІЮПАК. Укажіть умови, за яких відбува-
ються реакції.
2.3.15. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
1-бутен —> А —> 2-бутен.
Укажіть назву невідомої речовини. Укажіть умови, за яких відбуваються реакції.
2.3.16. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
етан —> А —> етен —ь диброметан.
Укажіть назву невідомої речовини. Укажіть умови, за яких відбуваються реакції.
2.3.17. За допомогою структурних формул напишіть рівняння реакцій добування З-метил-2-пен-
тену з З-метил-1-пентену. Укажіть умови, за яких відбуваються реакції.
2.3.18. Напишіть рівняння реакцій полімеризації:
а) 2-метилпропену; ’
б) 1-бутену.
2.3.19. Напишіть рівняння реакцій полімеризації:
а) пропену;
б) 2-бутену.
2.3.20. У дві пробірки з бромною водою і розчином калій перманганату поклали шматочки
поліетилену. Чи зміниться забарвлення розчинів? Порівняйте дію на етилен та поліетилен бром-
ної води та калій перманганату. Чи можна вважати поліетилен ненасиченою сполукою?
3. Алкіни як представники ненасичених вуглеводнів
Гприклади
розв'язування
завдань
Приклад 1. Напишіть структурні формули всіх алкінів складу С6Н10, що
мають у своєму складі тільки один третинний атом Карбону, і вкажіть їхні
назви за номенклатурою ІЮПАК.
Розв'язання: Для алкінів характерна структурна ізомерія: ізомерія карбонового скелета та ізо-
мерія положення потрійного зв’язку. Загальна структурна формула усіх вуглеводнів, що містять
тільки один третинний атом Карбону:
К—СН—К’
І
В"
Радикалй В, В', В” у нашому випадку містять тільки первинні і вторинні атоми Карбону. Усьо-
го на три радикали В, В', В" припадає п’ять атомів Карбону:
5=3+14-1=2+2+1.
Першій структурі (3+1+1) атомів Карбону відповідають два алкіни, що відрізняються поло-
женням потрійного зв’язку в радикалі С3Н3:
нс=с—сн„—СН—СН, н,с—с=с—сн—СН,
а і о о । *>
сн3 сн3
4-метил-І-пентин
4-метил-2-пентин
Другій структурі (2+2+1) відповідає тільки один алкін, тому що радикали, що містять один чи
два атоми Карбону, не мають ізомерів:
пс=с—сн—сн—СН,
І 2 3 .
сн3
З-метил-1-пентин
, Відповідь: складу СвН10 відповідає три ізомери.
Приклад 2. Як здійснити такі перетворення:
2,2-дибромбу тан
Тг
1,2-д ихл орбу тан — 1-бутин —1-бутен
X 4
купрум(І) етилацетиленід?
За допомогою структурних формул напишіть рівняння реакцій і вкажіть умови, за яких відбу-
ваються реакції.
Розв'язання: 1. Дигалогенозаміщені алкани (1,2-дихлорбутан) у присутності спиртового розчину
лугу при нагріванні відщеплюють гідроген галогенід з утворенням алкінів (1-бутин):
СІ
І
не—СН —СГІ~СІІ,+2КаОН (спирт) НС=С” СН —СН3+2КаС1+2Н2О
| X X <а “ ® «> —
СІ
2. 1-бутин приєднує дві молекули гідроген броміду з утворенням дигалогеналкану (2,2-дибром-
бутану):
Вг
НВг НВг І
нс=с—СН—СН,--------з- н,с=с—СН—СН,-------з- Н,С—С—СН—СН,
їй із X । X Л О । X «
Вг Вг
3. У присутності каталізаторів Рі, Рй або № 1-бутин відновлюється з утворенням 1-бутену:
N1
НС=С—СН —СН, + Н, ------* Н..С=СН—СН—СН,
X із X С X із
4. 1-бутин, як і інші алкіни з кінцевим потрійним зв’язком, вступає у реакцію з амоніачним
розчином купрум(І) оксиду. При цьому атом Гідрогену біля атома Карбону, зв’язаного потрійним
зв’язком, заміщується на атом Купруму, у результаті чого утворюються солі — ацетиленіди:
2НС=С—СН—СН, + Си9О * 2СиС=С—СН—СН, + Н,0
X із X X О X
Приклад 3. Ацетиленовий вуглеводень, що містить п’ять атомів Карбону в головному ланцюзі,
може максимально приєднати 80 г брому з утворенням продукту реакції масою 104 г. Визначте бу-
дову ацетиленового вуглеводню, якщо відомо, що він не вступає в реакцію з амоніачним розчином
аргентум нітрату.
Дано: СпН2п_2; т(Вг2) = 80 г; т(продукту)-104 г .
С„Н,„ 2-?
п хп—х.
Розв'язання: 1. Визначаємо кількість речовини брому:
. ш(Вг2) 80 г л _
V (Вг„) =----V(Вг„) =--------------= 0,5 моль.
2 М(Вг2) 2 160 г/моль
2. До потрійного зв’язку в ацетиленових вуглеводнях можуть приєднатися дві молекули, брому.
Складаємо рівняння відповідної хімічної реакції:
С Н?„ ,+2Вг2 —>СН„ ,Вг..
Згідно з рівнянням реакції
, ¥(Вг„) ч 0,5 моль „ „
уСН„ ,) =------у(СН,„ „) =---------= 0,25 моль.
3. Визначаємо масу ацетиленового вуглеводню:
т(с„Н2П-2) = т(С„Н2„_2Вг4) - т(Вг2);
/п(С Н2л_2) = 104 г-80і-24 г.
4. Визначаємо молярну масу ацетиленового вуглеводню:
МІС Н ч_т<СпН2п-2).
М(СпН2п-2) - тт т ’
М(СпН2л_2) = —= 96 г/моль.
0,25 моль
5. Молярну масу етиленового вуглеводню СпН2п_2 можна визначити також інакше:
м(СпН2п_2) = п М(С)+2п М(Н)-2; М(С„Н2п_2) = (12п + 2и-2) г/моль.
Отже,
12п+2п - 2 = 96 г/моль.
Відповідно
98
14и = 98; п =— = 7.
14
6. Вуглеводень С7Н12 не реагує з амоніачним розчином аргентум нітрату, отже, потрійний
зв’язок розміщений в середині ланцюга. Існує тільки один алкін складу С7Н12 із п’ятьма атомами
Карбону в головному ланцюзі і з потрійним зв’язком у положенні 2: це — 4,4-диметил-2-пентин:
сн3
н3с—с=с—с—сн3
сн3
Відповідь: 4,4-диметил-2-пентин.
Приклад 4. Технічний кальцій карбід масою 6 г обробили надлишком води і добули ацетилен,
який із надлишком амоніачного розчину аргентум нітрату утворив аргентум ацетиленід масою
16,5 г. Визначте масову частку кальцій карбіду у технічному карбіді.
Дано: т(технічного СаС2 ) = 6 г; т(А&2С2) = 16,5 г.
и;(СаС2) - ?
Розв'язання: 1. Визначаємо кількість речовини аргентум ацетиленіду:
V(А£2С2) = т(А^С2) (А£ с2) = —— = 0,069 моль.
2 27 М(А£2С2) Є2 27 240 г/моль
2. Складаємо рівняння хімічних реакцій, що відбуваються між кальцій карбідом і водою, аце-
тиленом і амоніачним розчином аргентум нітрату:
СаС2 + 2Н2О---Са(ОН)2 + НС=СН
СаС2 + 2Н2О-► Са(ОН)2 + НС=СН
НС=СН + 2[Ае(МН3)2ОН]---* АВ-С=С-А8+4КН3|+2Н2О.
Звідно з рівняннями (І) і (II)
V(СаС2) =У (С2Н2) =у (А&2С2) = 0,069 моль.
3. Визначаємо масу СаС2 у зразку технічного карбіду:
т(СаС2)=у(СаС2) Л1(СаС2); т(СаС2) = 0,069 моль-64 г/моль=4,416 г.
4. Масова частка СаС2 у технічному карбіді становить:
т(СаС2)-100 % 4,416 г-100% _
ївССаС,,)=----------------; ів(СаС„)=------------= 73,6 г.
т( технічного СаС2) 6 г
Відповідь: масова частка СаС2 у технічному карбіді становить 73,6 %.
^Завдання для самостійного розв'язування 3.1. Тестові завдання 3.1.1. Укажіть загальну формулу гомологічного ряду алкінів: а) С„Н2„ в) СН2п+2; , б) С„Н2 : г) С„Н2„ в.
3.1.2. Укажіть формулу ацетиленового Вуглеводню:
а) Н,С—СН—СН„ ; в) НС=С—СН_ ;
о) н2с=сн—СН3 ; г) Н2С=СН2 .
3.1.3. Укажіть назву речовини, формула якої
НС=С—СН—СН3
СНз
а) 2-метил-З-бутин; в) З-метил-1-бутен;
б) З-метил-1-бутин; г) 2-метил-З-бутен.
3.1.4. Укажіть види ізомерії, характерні для алкінів:
а) карбонового скелета; в) положення потрійного зв’язку;
б) положення подвійного зв’язку; г) міжкласова.
3.1.5. Укажіть, як можна добути пропін:
а) гідруванням пропену; в) дегідратацією 1-пропанолу;
б) дегідруванням пропену; г) реакцією Кучерова.
3.1.6. При димеризацїї ацетилену в присутності каталізатора та при нагріванні утворюється:
а) бензен; ’ в) вінілхлорид;
б) вінілацетилен; г) ізопрен.
3.1.7. За реакцією Кучерова добувають:
а) із етанолу етилен; в) із ацетилену оцтовий альдегід;
б) із ацетилену вінілацетилен; г) із етану хлоретан.
3.1.8. Укажіть речовини, з якими реагує як етин, так і етен:
а) бромна вода; в) кисень;
б) водний розчин калій перманганату; г) розбавлена нітратна кислота.
3.1.9. При тримеризації ацетилену в присутності каталізатора та при нагріванні утворюється:
а) бензен; в) вінілхлорид;
б) вінілацетилен; г) ізопрен.
3.1.10. Укажіть речовину, з якою не може реагувати ацетилен:
а) водень; б) кисень; в) вода; г) метан.
3.1.11. Укажіть рівняння хімічної реакції добування ацетилену в лабораторії:*
а) 2СН4—»С2Н2+ЗН2; б) СаС2+2Н2О -> С2Н2 Т +Са(ОН)2; в) С2НЮН—^С,Н.+Н,О; г) С,Н2+Н2О—щ^сн..сно.
3.1.12. Ацетилен можна добути за одну стадію, виходячи з:
а) кальцій карбіду; б) кальцій карбонату; в) кальцій оксиду; г) кальцію.
3.1.13. Укажіть речовину, з якою реагує як пропан, так і пропін:
а) водень; в) кисень;
б) бромна вода; г) вода.
3.1.14. Укажіть кількість ізомерних ацетиленових вуглеводнів складу СвН10.
а) 4; б) 5; в) 6; г)7.
Для підтвердження відповіді складіть структурні формули відповідних ізомерів та вкажіть їхні
назви за номенклатурою ІЮПАК.
3.1.15. Укажіть невідому речовину X у схемі перетворень:
метан —» X —» етаналь
а) етан; б) етен; в) етин; ' г) етанол.
Для підтвердження відповіді складіть рівняння відповідних реакцій, вкажіть умови перебігу
реакцій. '
3.2. Задачі
3.2.1. Масова частка Карбону в алкіні становить 88,89 %, а відносна густина алкіну за воднем
дорівнює 27. Визначте молекулярну формулу алкіну.
3.2.2. Масова частка Гідрогену в алкіні становить 11,1 %, а відносна густина алкіну за повітрям
дорівнює 1,863. Визначте молекулярну формулу алкіну.
3.2.3. 6,8 г ацетиленового вуглеводню повністю прореагувало з 4,48 л водню (н. у.). Визначте
молекулярну формулу вуглеводню, складіть структурні формули ізомерів.
3.2.4. 2,7 г ацетиленового вуглеводню повністю прореагувало з 2,24 л гідроген броміду (н. у.).
Визначте молекулярну формулу вуглеводню, складіть структурні формули ізомерів.
3.2.5. 29,93 г ацетиленового вуглеводню повністю прореагувало з 1,46 г водню. Визначте моле-
кулярну формулу вуглеводню, складіть структурні формули ізомерів.
3.2.6. 4 г ацетиленового вуглеводню повністю прореагувало з 4,48 л гідроген хлориду (н. у.). Ви-
значте молекулярну формулу вуглеводню.
3.2.7. Зразок алкіну масою 6,8 г повністю реагує з бромною водою масою 640 г з масовою част-
кою брому 5 %. Визначте молекулярну формулу алкіну.
3.2.8. Ацетилен масою 15,6 г приєднав гідроген хлорид масою 43,8 г. Визначте структуру про-
дукту реакції та розрахуйте його масу.
3.2.9. Ацетилен масою 10,4 г приєднав гідроген хлорид масою 14,6 г. Визначте структуру про-
дукту реакції та розрахуйте його масу.
« 3.2.10. Визначте об’єм газу (н. у.), що виділяється при обробці водою технічного кальцій карбіду
масою 74 г, який містить 15 % (за масою) інертних домішок.
3.2.11. Визначте масову частку (у відсотках) кальцій карбіду, якщо внаслідок дії води на
500 г технічного препарату кальцій карбіду отримано 130 л газу (н. у.).
3.2.12. Визначте, який об’єм ацетилену можна добути з 600 м3 метану, якщо вихід ацетилену за
цим способом досягає 80 % (за об’ємом).
3.2.13. Визначте масову частку (в %) інертних домішок у 150 г технічного кальцій карбіду, якщо
при обробці технічного кальцій карбіду водою зібрано 44,8 л газу (н. у.).
3.2.14. Визначте, який об’єм ацетилену (н. у.) потрібний для реакції з 8 г брому, щоб добути
1,1,2,2-тетраброметан.
л 3.2.15. Визначте, який об’єм природного газу, що містить 95 % метану (за об’ємом) потрібен для
добування 1 м3 ацетилену, якщо вихід продукту складає 40% (за об’ємом) від теоретичного.
зХ Вправи
3.3.1. Укажіть назви таких речовин за номенклатурою ІЮПАК:
а) НС=С— СН3; в) НС=С—СН—СНд-СН3;
б) Н3С-С=С-СН3; СН3
г) нс=с—сн—сн3.
СН3
3.3.2. Укажіть назви таких речовин за номенклатурою ІЮПАК:
СН, СНа
І 3 ї -
а) Н3С-С-С=С— СН?—СН3; в) НС=С—С—СН—СН3;
СНд СНд
б) НС=С-СН—СН„— СН,; г) Н,с— С=С—сн—сн—сн—СНд..
Л Л О 0 £ £ । о
СНд
3.3.3. Напишіть структурні формули таких алкінів:
а) 2,2-диметил-З-гексин; г) 3,3-диметил-1-пентин;
б) З-етил-1-пентин; д) 4-метил-2-гептин;
в) 2,5-диметил-З-октин; е) 3,4-диметил-1-гексин.
3.3.4. Укажіть назви наведених речовин за номенклатурою ІЮПАК. Визначте ізомери та гомо-
логи:
а) НС=С—СН3;
б) НС=С—СН—СН—СН3;
СН,
в) н,с—с—с==с— сн—сн,;
О | £ 0
сн^
г) НС=С—СН—СН3;
СН3
Д) Н3С—С=С—СН^-СН^-СН—СН3;
СН3
е) Н3С-С=С-СНд.
, 3.3.5. Напишіть структурні формули ізомерних ацетиленових вуглеводнів складу С6Н10 і вка-
жіть їхню назву за номенклатурою ІЮПАК.
3.3.6. Напишіть структурні формули ізомерних ацетиленових вуглеводнів складу С8Н14, голов-
ний ланцюг яких складається з шести атомів Карбону, та вкажіть їхню назву за номенклатурою
ІЮПАК.
3.3.7. Напишіть структурні формули ізомерних ацетиленових вуглеводнів складу С8Н14, голов-
ний ланцюг яких складається з семи атомів Карбону, та вкажіть їхню назву за номенклатурою
ІЮПАК.
3.3.8. Як здійснити такі перетворення:
ацетилен —> етилен етан?
X
брометан
За допомогою структурних формул напишіть рівняння реакцій і вкажіть умови, за яких відбу-
ваються реакції.
3.3.9. Як здійснити такі перетворення:
метан -> ацетилен —> хлоретен -> полівінілхлорид?
За допомогою структурних формул напишіть рівняння реакцій і вкажіть умови, за яких відбу-
ваються реакції.
3.3.10. Як здійснити такі перетворення:.
метан ацетилен 1,2-диброметен 1,1,2,2-тетраброметан?
І
За допомогою структурних формул напишіть рівняння реакцій і вкажіть умови, за яких відбу-
ваються реакції.
3.3.11. Як здійснити такі перетворення:
кальцій карбід ацетилен —> X —> поліетилен?
Укажіть назву невідомої речовини. За допомогою структурних формул нацишіть рівняння реак-
цій і вкажіть умови, за яких відбуваються реакції.
3.3.12. Як здійснити такі перетворення:
кальцій карбід -> ацетилен -> етан —> вуглекислий газ?
За допомогою структурних формул напишіть рівняння реакцій і вкажіть умови, за яких відбу-
ваються реакції.
3.3.13. Як здійснити такі перетворення:
а) 1-бутен —> 1-бутин;
б) 2-метилбутан -> X —> З-метил-1-бутин?
За допомогою структурних формул напишіть рівняння реакцій і вкажіть умови, за яких відбу-
ваються реакції.
3.3.14. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
н,с—сн2
СН4 *НС=СН-------3*Н„С=СН,—* І І
22 СІ СІ
Укажіть умови, за яких відбуваються реакції.
3.3.15. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
н„с—сн—СИ—СІ-----* Н,С=СН— СНЙ *
н,с—сн—сн,
—І | —*нс=с— сн3
Вг Вг
Укажіть умови, за яких відбуваються реакції.
3.3.16. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
етан —> Х5 —> бутан —> Х2 —» 2-бутен —» Х3 -> 2,2,3,3-тетрабромбутан
3.3.17. Напишіть рівняння реакцій послідовного приєднання:
а) гідроген хлориду до ацетилену; в) водню до ацетилену;
б) гідроген броміду до 1-бутину; г) брому до 1-пентину.
Укажіть'назви сполук, що при цьому утворюються.
3.3.18. Як із ацетилену добути:
а) хлоретан;
б) 1,2-дихлоретан?
Напишіть рівняння реакцій і вкажіть умови, за яких відбуваються реакції.
3.3.19. Як із вапняку, вугілля та води добути ацетилен? Напишіть рівняння реакцій і вкажіть
умови, за яких відбуваються реакції.
3.3.20. Як із вапняку, вугілля та води добути етан? Напишіть рівняння реакцій і вкажіть умо-
ви, за яких відбуваються реакції.
4. Ароматичні вуглеводні
АМЕМС
• Приклади
розв'язування
завдань
Приклад 1, Напишіть структурні формули всіх ізомерних ароматичних
вуглеводнів складу С8Н10 і вкажіть їхні назви.
Розв'язання: Ізомерія гомологів бензену зумовлена різними структура-
ми, кількістю і положенням замісників у бензеновому кільці. З восьми атомів Карбону шість ато-
мів утворюють бензенове кільце, а два входять до складу замісників (бічних ланцюгів). Існує два
варіанти розподілу двох атомів Карбону по бічним ланцюгам:
1) Один замісник —С2Н6:
етилбензен
2) Два замісники -СН3 (три ізомери — орто-, мета- і пара-):
орто- мета- пара-
1,2-диметилбензен 1,3-диметилбензен 1,4-диметилбензен
Відповідь: чотири ізомери.
Приклад 2. Напишіть рівняння реакцій, які слід провести для здійснення таких перетворень:
Укажіть умови, за яких відбуваються реакції.
Розв'язання: 1. Циклогексан перетворюється на бензен унаслідок пропускання його пари над
нагрітим платиновим каталізатором (300 °С). Відбувається реакція дегідрування:
2. Ввести алкільну групу до бензенового кільця можна, використовуючи дію галогенопохід-
ного алкану (або алкену) за наявності алюміній хлориду або іншого каталізатора (ЕеС13, 2пС12
та ін.):
с„н.
І л з
ХЧ. аісі3 <4.
[І А +с2нБсі-------* || Л +НС1
3. При дії сильних окисників (КМпО4, К2Сг2О7 та ін.) бічний ланцюг у молекулі етилбензену
піддається окисненню з утворенням бензенової кислоти:
С2НБ соон
[|^ + 6(0] КМП-4> |ґ^) +2Н2О + СО2 Т
Приклад 3. При нітруванні гомолога бензену масою 5,3 г утворилась суміш мононітропохідних
загальною масою 4,53 г. Визначте молекулярну формулу гомолога бензену, якщо вихід реакції
нітрування дорівнює 60 %.
Дано: тп(СлН2л_6)=5,3 г; /пр(СлН2л_7ЬЮ2) = 4,53 г,
ц(СлН2л_7К02)=60%.
с„н2п 6-?
Розв'язання: 1. Загальна молекулярна формула гомологів бензену: СлН2л_6. При нітруванні атоми
Гідрогену (один або декілька) заміщуються на нітрогрупи -МО2. Загальна молекулярна формула
суміші ізомерних мононітропохідних бензену: СлН2л_7МО2.
2. Визначаємо масу суміші мононітропохідних, що могли б утворитися при кількісному виході
цього продукту реакції:
т„(С Н„ 7ЇЮ,)100% 4,53г-100%
тп(С Н2 7ЬЮ2) = р ; т(С„Н2л 7ЬГО2) = —------- = 7,55 г.
" 2„-7 2/ т)(С„Н2п 7КО2) " 2"’7 2 60%
3. Складаємо молекулярне рівняння реакції утворення суміші мононітропохідних бензену:
С„Н2л Я+НЛО3 Нг50< >С„Н2„ 7КО2+Н2О.
Згідно з рівнянням реакції
V (СН2л 6)=у(СлН2л 7ЬЮ2)=0,1 моль.
4. Кількість речовини дорівнює
м
Молярна маса гомологів бензену СлН2л_Б дорівнює
М(СлН2л_6)=пМ(С)+2пМ(Н)-6;
М(СлН2л_8)=12п+2п-6=(14п-6) г/моль.
Молярна маса мононітропохідних бензену СпН2п_7ЬГО2 дорівнює:
М(С„Н2„_7КО2 )=п - М(С)+2п М(Н) - 7+М(ЬГ) + 2 • М(О);
М(С„Н2л_7МО2 )=12п+2п - 7+14+32=(14п + 39) г/моль.
5. Отже,
у(С„Н2л ,.)=У'(СПИ..„ ,N0,)
к п £п~Ь' ' п 2П—( 4'
або
™(СПН2„_6) т(С„Н2п_7КО2)
М(С„Н2п_в) М(СлН2л_7МО2)‘
Складаємо наступне рівняння:
5,3 г _ 7,55 г
(14п—6) г/моль (14п +39) г/моль
Знаходимо значення п:
5,3 (14п+39)=7,55 (14п-6); 74,2п+206,7=105,7п-45,3;
31,5п = 252; п = -^- = 8.
31,5
Отже, молекулярна формула гомолога бензену С8Н10.
Відповідь: молекулярна формула гомолога бензену С8Н10.
[Завдання 4.1. Тестові завдання
для самостійного 4.1.1. Укажіть молекулярну формулу ароматичного вуглеводню:
розв'язування а) С6Н6; в) С6Н10;
б) С6Н12; г) С6Н14.
4.1.2. Укажіть гомологи бензену:
4.1.3. Укажіть гомологи бензену:
БОдН
4.1.4. Укажіть формули ізомерів:
4.1.5. Укажіть формули ізомерів:
4.1.6. Природним джерелом добування бензену та його гомологів є:
а) природний та супутний нафтові гази;
б) етиленові вуглеводні;
в) нафта та кам’яне вугілля;
г) ацетиленові вуглеводні.
4.1.7. Бензен можна добути:
а) тримеризацією ацетилену; б) гідруванням гексану; в) тримеризацією етилену; г) крекінгом метану.
4.1.8. Укажіть умови, за яких із бензену утворюється нітробензен:
а) при дії КЬЮ3; в) при дії НЬЮ2;
б) при дії КЬЮ2; г) при дії суміші НЬГО3 та Н28О4.
4.1.9. Укажіть процеси, які проходять з руйнуванням ароматичної системи бензену:
а) хлорування при світлі; в) гідрування;
б) бромування в присутності ГеВг3; г) нітрування.
4.1.10. Укажіть речовини, з якими бензен може реагувати за типом реакції заміщення:
а) галогени; б) кисень; в) нітратна кислота; г) водень.
4.1.11. Укажіть умови, за яких із бензену утворюється хлорбензен:
а) дія НСІ;
б) дія С12 при ультрафіолетовому.опромінюванні;
в) обробка С12 у присутності ГеС13;
г) дія МаСІ.
4.1.12. Укажіть речовини, в реакціях бензену З'якими зберігається ароматична система бензе-
нового кільця:
а) водень; в) хлор при світлі;
б) бром у. присутності ЕеВг3; г) нітратна кислота у присутності сульфатної.
4.1.13. Гексахлорциклогексан утворюється в результаті реакції приєднання:
а) хлору до бензену; в) гідроген хлориду до бензену;
б) хлору до циклогексану; г) хлору до гексану.
4.1.14. Укажіть кількість ізомерних сполук складу С8Н10.
а)4; в) 8;
б) 6; г) 9.
Для підтвердження відповіді складіть структурні формули відповідних ізомерів та вкажіть їхні
назви за номенклатурою ІЮПАК.
4.1.15. Укажіть невідому речовину X у схемі перетворень:
ацетилен -» X —> гексахлоран
а) етилен; в) бензен;
б) етан; ' г) толуен.
Для підтвердження відповіді складіть рівняння відповідних реакцій, укажіть умови перебігу
реакцій.
4.2. Задачі
4.2.1. Унаслідок нітрування гомолога бензену масою 4,6 г добули нітропохідне масою 6,85 г.
Визначте, який гомолог бензену було взято.
4.2.2. Спаливши 0,65 г невідомої органічної речовини, добули 2,2 гкарбон(ІУ) оксиду і 0,45 г води.
Густина пари цієї речовини за повітрям 2,69. Визначте молекулярну формулу речовини.
4.2.3. При спалюванні 31,2 г невідомої органічної речовини утворилось 53,76 л карбон(ІУ) окси-
ду (н. у.) і 21,6 г води. Густина пари цієї речовини за киснем 2,44. Визначте молекулярну формулу
речовини.
4.2.4. У вуглеводні масова частка Карбону дорівнює 92,3 %. Відносна густина пари вуглеводню
за воднем дорівнює 39. Визначте молекулярну формулу вуглеводню.
4.2.5. Внаслідок каталітичного гідрування зразка 500 г бензену утворилось 336 г циклогексану,
що становить 80 % від теоретично можливого виходу. Визначте масову частку бензену у вихідно-
му зразку.
4.2.6. Внаслідок нітрування 156 г бензену добули 210 г нітробензену. Визначте масову частку
виходу продукту від теоретично можливого.
4.2.7. Визначте масу гептану, потрібного для добування толуену масою 17,94 г, якщо масова час-
тка виходу толуену становить 65 %.
4.2.8. Визначте масу толуену, необхідну для добування 145 г 2,4,6-тринітротолуену, якщо масо-
ва частка виходу продукту становить 80 %.
4.2.9. При дії на бензен концентрованої нітратної кислоти масою 200 г з масовою часткою кис-
лоти 63 % утворився нітробензен. Визначте масу цього нітробензену, якщо масова частка виходу
продукту становить 94 %.
4.2.10. При бромуванні у присутності каталізатора бензену масою 157 г утворився бромбензен
масою 157 г. Визначте масову частку виходу продукту (у відсотках).
4.2.11. Вйзначте об’єм ацетилену (н. у.), необхідного для добування 156 г бензену з масовою час-
ткою виходу продукту 40 %.
4.2.12. Добудьте з метану бензен. Визначте, скільки літрів метану (н. у.) необхідно для добуван-
ня 7,8 г бензену.
4.2.13. Визначте, скільки бромбензену можна добути при бромуванні бензену масою 117 г бро-
мом масою 316 г. Яку з вихідних речовин узято в надлишку?
4.2.14. Визначте, скільки грамів гексахлорциклогексану можна добути з бензену масою 15,6 г та
хлору об’ємом 15 л (н. у.) (реакція відбувається при світлі).
4.2.15. Визначте масу розчину калій гідроксиду з масовою часткою КОН 15 %, що викорис-
товується для нейтралізації неорганічного продукту бромування 35,1 г бензену у присутності
каталізатора ГеВг3.
4.3. Вправи
4.3.1. Укажіть назви таких речовин за номенклатурою ІЮПАК:
СН3
4.3.2. Укажіть назви таких речовин за номенклатурою ІЮПАК:
Вг
4.3.3. Укажіть назви таких речовин за номенклатурою ІЮПАК:
4.3.4. Напишіть структурні формули таких аренів:
а) 1,2,3-триметилбензен; ' в) орто-хлортолуен;
б) етилбензен; г) 2,4,6-тринітротолуен.
4.3.5. Скільки ізомерних гомологів бензену відповідають формулі С9Н12? Наведіть структурні
формули всіх ізомерів і вкажіть їхні назви за номенклатурою ІЮПАК.
4.3.6. Напишіть структурні формули всіх ізомерних дихлорбензенів і вкажіть їхні назви за но-
менклатурою ІЮПАК.
4.3.7. Здійсніть такі перетворення:
СН4 —> С2Н2 —> С6Н6 —> СвН12 —> С6Н14 —> С6Нв —> С6Н6Вг.
За допомогою структурних формул напишіть рівняння реакцій і зазначте умови, за яких відбу-
ваються реакції.
4.3.8. Здійсніть такі перетворення:
С6Н5С1
т
С2Н2 —» С6Н6 —> свн12
І
СбНвС16
І
За допомогою структурних формул напишіть рівняння реакцій і зазначте умови, за яких відбу-
ваються реакції.
4.3.9. Здійсніть такі перетворення:
С2Нв -» С2Н4 -» С2Н2 -> С6Н6 -» СвН5С1.
За допомогою структурних формул напишіть рівняння реакцій і зазначте умови, за яких відбу-
ваються реакції.
4.3.10. Наведіть приклади циклічних та аліфатичних вуглеводнів, із яких можна добути бен-
зен. Напишіть рівняння реакцій та вкажіть умови, за яких відбуваються реакції.
4.3.11. Запропонуйте два способи добування етилбензену з бензену. Напишіть рівняння реакцій
та вкажіть умови, за яких відбуваються реакції.
4.3.12. Маючи у своєму розпорядженні метан, добудьте за допомогою неорганічних реагентів:
а) метилбензен;
б) етилбензен.
4.3.13. Маючи у своєму розпорядженні вапняк, добудьте за допомогою неорганічних реагентів
нітробензен.
4.3.14. Вуглеводень А піддається одночасному дегідруванню та циклізації, перетворюючись на
сполуку В, яка здатна при дії суміші концентрованих сульфатної та нітратної кислот утворювати
С — вибухову речовину. Наведіть формули речовин А, В і С. Напишіть рівняння реакцій та вка-
жіть умови, за.яких відбуваються реакції.
4.3.15. Використовуючи наведену нижче схему, напишіть рівняння реакцій перетворення кон-
кретних вуглеводнів. Укажіть умови, за яких відбуваються реакції.
насичені вуглеводні
77
ненасичені ~ ароматичні
вуглеводні вуглеводні
5. Насичені спирти
І Приклади
розв'язування
завдань
Приклад 1. Складіть структурні формули всіх одноатомних спиртів складу
С5НиОН та вкажіть їхні назви за міжнародною номенклатурою.
Розв'язання:
1) н,с—сн — сн-сн—сн-он;
О А Л Л Л
1-пентанол
2) ІІ.П—СН—СН—СН —СН
/ О । л “ о
ОН
2-пентанол
3) Н3С—СН— СН— СН—СН3 ;
ОН
3-пентанол
4) Н3С—СН—СН—СН—ОН;
СН3
З-метил-1-бутанол
5) Н3С—СН2— СН— СН—ОН; -
СН3
2-метил-1-бутанол
6) сн3
Нзс—с—сн2—ОН;
СН3
2,2-диметил-1-пропанол
7) н3с—сн—сн—сн3;
СН3 ОН
З-метил-2-бутанол
8) *ОН
н3с—с—сн—сн3.
сн3
2-метил-2.-бутанол
Приклад 2. Які сполуки можна добути при:
а) гідратації 3,3-диметил-1-бутену;
б) лужному гідролізі хлорбензену;
в) міжмолекулярній дегідратації етанолу у присутності сульфатної кислоти?
Складіть рівняння відповідних реакцій.
Розв'язання:
СН,
І н+
н2с=сн—с—сн3 + н2о —*•
СН3
сн,
І 3
н,с—сн—с—сн,
3 І І 3
он сн3
З, З-диметил-2-бутанол
фенол
Н+
в) н,с—сн,—сн,— сн,— он-’--* н,с—сн,—СН=СН, + Н2О
Рі £°
н,с=сн— сн,—сн,---:нс=с— сн—сн,+н2
& О Л О “
Приклад 3. За допомогою яких реакцій можна здійснити такі перетворення:
а) 1,1-дибромбутан —>2-бутанол;
б) 1-бутанол—> 1-бутин?
Розв'язання:
Вг
І
а) НС—СН2—СН—СН3+2ИаОІІ (спирт) * НС=С—СН—СН3+2МаВг+ 2Н2О
Вг
N1
НС=С—СН—СН.. + Н, з» Н2С=СН—СН2— СН,
н+
н,с=сн—сн,— сн, + н2о —* н,с—сн—сн—сн,
£ £ А & О । £ А
он
б) н3с—сн2-сн2-сн2-он-----Н+-о- н3с— сн2— СН=СН2 + Н2О
н,с=сн— сн,—сн,-----:---* нс=с—сн,—сн,+н2
£ £ А £ О **
(Завдання 5-1- Тестові завдання
для самостійного 5.1.1. Укажіть клас органічних сполук, до якого належить метанол:
розв'язування а) спирти; в) етери;
б) феноли; г) альдегіди.
5.1.2. Укажіть формулу 1-пропанолу:
а) ^0 н3с—сн2—Сч н в) н3с—сн2—сн2—ОН г) н3с—сн2—он
б) Н3С—СН—СН3
1 он * _
5.1.3. Укажіть формулу одноатомного спирту:
а) Н3С—СН—СН—СООН в) н3с—сн—СН—сн3
б) н3е—ОН ОН ОН г) Н3С—СНО
5.1.4. Укажіть формулу двохатомного спирту:
а) Н2С—СН2 ОН ОН ' в) Н3С—ОН г) н3с—сн2—сн2—ОН
б) н3с—СН2—ОН
5.1.5. Укажіть формулу трьохатомного спирту:
а) Н3С—ОН в) н2с—СН—СН2
б) н3с—сн—сн3 ОН ОН он
ОН г) н3с—сн—он
5.1.6. Укажіть назву органічної сполуки, яка належить до двохатомних спиртів:
а) метанол;
б) етиленгліколь;
в) гліцерин;
г) етанол.
5.1.7. Укажіть назву органічної сполуки, яка належить до трьохатомних спиртів:
а) метанол;
б) етиленгліколь;
5.1.8. Етиленгліколь — це:
а) двохатомний спирт;
б) найближчий гомолог гліцерину;
в) гліцерин;
г) етанол.
в) насичений одноатомний спирт;
г) найпростіший фенол.
5.1.9. Укажіть вид ізомерії, не характерний для спирту С5НиОН:
а) карбонового скелета;
б) положення гідроксильної групи;
в) міжкласова;
г) положення кратного зв’язку.
5.1.10. Укажіть органічну речовину, яка може бути одним із реагентів для добування етанолу:
а) ацетилен;
б) етилен;
в) етан;
г) бензен.
5.1.11. Укажіть органічну речовину, яка утворюється при окисненні етанолу купрум(П) окси-
дом:
а) мурашиний альдегід;
б) оцтовий альдегід;
в) мурашина кислота;
г) оцтова кислота.
5.1.12. Натрій етилат утворюється при взаємодії:
а) СН3ОН з №;
б) СН3ОН з МаОН(розчин);
в) С2Н6ОН з №;
г) С2Н5ОН з МаОН(розчин).
5.1.13. Укажіть рівняння хімічної реакції добування метанолу у промисловості:
а) СО + 2Н2 г '~'' >СН3ОН;
б) СН3С1 + КОН (водний розчин) -» СН3ОН + КС1;
в) С2Н4 +Н2О--^С2Н5ОН;
г) СЙН]2ОВ да1жджі >2СаНрН + 2СО2 ?.
5.1.14. Укажіть кількість ізомерних одноатомних спиртів складу С4Н9ОН:
а) 4;
6)5;
в) 6;
г)7.
Для підтвердження відповіді складіть структурні формули відповідних ізомерів та вкажіть їхні
назви за номенклатурою ПОПАК.
5.1.15. Укажіть невідомі речовини X та У у такій схемі перетворень:
С2НЙ —^С,Н,С1—^С2Н5ОН
а) Х-НС1; У-КОН (водний розчин); в) Х-МаС1; У-КОН (водний розчин);
б) X - С12; У - КОН (водний розчин); г) X - НСІ; У - Сп(ОН)2.
Для підтвердження відповіді складіть рівняння відповідних реакцій, укажіть умови перебігу
реакцій.
5.2. Задачі
5.2.1. Визначте об’єм водню (н. у.), який виділиться при дії 2,3 г металічного натрію на 34 г ети-
лового спирту.
5.2.2. Визначте об’єм етилену (н. у.), необхідного для добування реакцією гідратації 54 г етило-
вого спирту, якщо вихід продукту від теоретично можливого становить 80 % (за масою).
5.2.3. У лабораторії зі 129 г брометану отримано 45 г етанолу. Визначте вихід продукту (у відсот-
ках) від теоретично можливого.
5.2.4. Визначте масу етиленгліколю, необхідну для приготування 20 кг 62-відсоткового розчину.
5.2.5. Визначте, чи вистачить 69 г металічного натрію для повного заміщення Гідрогену гідрок-
сильних груп гліцерину, якщо для реакції взяли 72,7 мл гліцерину (густина 1,265 г/см3). Відповідь
підтвердіть необхідними розрахунками.
5.2.6. У невідомій органічній речовині масова частка Карбону складає 37,5 %, Гідрогену —
12,5 %, а Оксигену — 50 %. Відносна густина пари речовини за воднем дорівнює 16. Визначте
молекулярну формулу речовини.
5.2.7. У невідомій органічній речовині масова частка Карбону складає 38,7 %, Гідрогену —
9,7 %, Оксигену — 51,6 %. Відносна густина пари речовини за воднем дорівнює 31. Визначте мо-
лекулярну формулу речовини.
' 5.2.8. При спалюванні 2,3 г органічної речовини утворилось 4,4 г карбон(ІУ) оксиду та 2,7 г води.
Відносна густина пари речовини за повітрям складає 1,59. Визначте молекулярну формулу
сполуки.
5.2.9. Установіть формулу алканолу, при взаємодії 14,8 г якого з металічним натрієм виділяєть-
ся 2,24 л газу (н. у.).
5.2.10. Установіть формулу насиченого одноатомного спирту, при взаємодії 0,46 г якого з ме-
талічним натрієм виділяється 112 мл водню (н. у.).
5.3. Вправи
5.3.1. Укажіть назви відповідних сполук за номенклатурою ІЮПАК:
в) Н,С—СН—СН—СН—СН,
3 І І І
он сн3 он
г) н,с—сн—сн—СН,
2| І І 3
« ОН он сн3
ОН
а) Н3С—СН—СН2—С—СН3
сн3 ;сн2
£сн2
7сн3
он
б) н3с—сн—с—сн—сн2—сн—сн3
сн, сн, сн
5.3.2. Складіть структурні формули ізомерних одноатомних спиртів складу С4Н9ОН та вкажіть
їхні назви за номенклатурою ІЮПАК.
5.3.3. Складіть структурні формули можливих ізомерних гліколів, що мають склад С3Не(ОН)2,
та вкажіть їхні назви за систематичною номенклатурою.
5.3.4. Добудьте гідратацією таких етиленових вуглеводнів такі спирти:
а) 3,3-диметил-2-пентанол;
б) 2-метил-2-бутанол;
в) З-метил-2-гексанол.
5.3.5. Добудьте двома способами 2-пропанол із пропану. За допомогою структурних формул на-
пишіть рівняння відповідних реакцій.
5.3.6. Добудьте двома способами етиленгліколь, виходячи з етилену. За допомогою структурних
формул напишіть рівняння відповідних реакцій.
5.3.7. Складіть рівняння реакцій дегідратації таких сполук:
а) 2-метил-1-бутанолу; в) 2,3-диметил-3-пентанолу;
б) 2-пентанолу; г) 1,2-пропандіолу.
5.3.8. Складіть рівняння реакцій, що відповідають схемі:
С,Н, -> С,Н. -> С2Н,ОН
І
С2Нв —> С2НВС1 —> С2Н5ОН
5.3.9. Визначте речовину, яка є отруйною, добре розчиняється у воді, солодкувата на смак;
реагуючи з металічним натрієм, утворює сполуку складу С2Н4О2На2. Складіть молекулярну та
структурну формули цієї речовини. Складіть рівняння реакцій взаємодії цієї речовини з:
а) натрієм; б) хлороводнем.
5.3.10. Укажіть назву речовини, яка є в’язкою, солодкуватою на смак рідиною без кольору, доб-
ре розчинною у воді; реагує за звичайних умов з купрум(ІІ) гідроксидом, утворюючи темно-синій
розчин. Складіть молекулярну та структурну формули цієї речовини. Напишіть для цієї речовини
рівняння реакцій:
а) взаємодії з нітратною кислотою; • б) горіння.
6. Фенол
(приклад
розв'язування
завдань
Як здійснити такі перетворення;
С2Н2 -^Х. —2->СвН5Вг—5-»Х2 -^-»СвН2(ОН)Вц?
Напишіть рівняння відповідних реакцій. Визначте проміжні продукти Х4 та Х2.
Розв'язання:
(Завдання
для самостійного
розв'язування
6.1. Тестові завдання
6.1.1. Укажіть формулу фенолу:
а)
Н3С-С
ОН
6) СН3
6.1.2. Укажіть схему реакції, яка відображає хімічні властивості фенолу:
а) 2С2Н,ОГІ+2Па -> 2С2Н,(Жа+Н2 Т; в) 2СН3СООН+2Па -» 2СН3СО(Жа+Н2 Т;
'40 40 4 ' 'О «З 4
б) С6Н5ОН+ПаОН -> С6Н,,СЖа+Н2О; г) СН3СООН+ПаОН -> СН3СО(Жа+Н2О.
6.1.3. Укажіть речовину, яку необхідно додати до фенолу, щоб здійснити перетворення
фенол —> натрій фенолят:
а) натрій; в) натрій карбонат;
б) натрій оксид; г) натрій хлорид.
6.1.4. Укажіть тип реакції, до якого належить взаємодія фенолу з бромною водою:
а) заміщення; в) приєднання;
б) гідрування; г) дегідратація.
6.1.5. Укажіть речовину, яка утворюється при бромуванні фенолу надлишком брому:
а) 2-бромфенол; в) 2,5-дибромфенол;
б) 2,3-дибромфенол; г) 2,4,6-трибромфенол.
6.1.6. Феноли відрізняються від одноатомних насичених спиртів здатністю:
а) реагувати з активними металами; в) реагувати з галогеноводнями;
б) утворювати естери; г) реагувати з лугами.
6.1.7. Для добування фенолоформальдегідної смоли використовують:
а) С6Н5ОН; в) С6Н5СН3;
б) С6Н5ПО2; г) С6Н,\’Н2.
6.1.8. Укажіть речовину, з якою реагує як фенол, так і етанол:
а) натрій; в) гідроген хлорид;
б) калій гідроксид;. г) бромна вода.
6.1.9. Укажіть речовину, з якою реагує як фенол, так і метанол:
а) натрій гідроксид; в) ферум(Ш) хлорид;
б) калій; г) гідроген бромід.
6.1.10. Відмінність у хімічних властивостях спиртів і фенолів виявляється у їхній взаємодії з:
а) ПаОН; в) СО2;
б) Па; г) Па2СО3.
6.2. Задачі
6.2.1. Визначте масу фенолу, необхідного для приготування 10 кг 2-відсоткового розчину (за
масою) карболової кислоти.
6.2.2. Визначте масу калій феноляту, який можна добути при взаємодії фенолу масою 10 г з калій
гідроксидом масою 10 г.
6.2.3. Розчин фенолу в бензені масою 20 г обробили бромною водою. При цьому утворилось
6,62 г осаду. Визначте масову частку (у відсотках) фенолу у вихідному розчині.
6.2.4. Визначте масу органічного продукту реакції, який утворюється при взаємодії
25 г 94-відсоткового (за масою) розчину фенолу (нагрітого до 80 °С) з 75 г 1-відсоткового водного
розчину брому.
6.2.5. Визначте масу фенолу, який можна добути з 36 кг хлорбензену, якщо втрати виробництва
становлять 10 % (за масою).
6.2.6. Визначте масу фенолу, який можна добути з 150 г 25-відсоткового (за масою) розчину на-
трій феноляту. Якою речовиною треба обробити розчин натрій феноляту?
6.2.7. Визначте об’єм нітратної кислоти (густина 1,4 г/мл) з масовою часткою НЬГО3 68 %, яка
вступить в реакцію з фенолом, якщо при цьому утворюється 22,9 г 2,4,6-тринітрофенолу.
І 6.2.8. На хлорбензен масою 35 г з масовою часткою домішок 10 % подіяли розчином натрій
гідроксиду масою 50 г з масовою часткою ИаОН 20 %. Маса добутого фенолу склала 10,8 г. Ви-
значте масову частку виходу продукту (у відсотках) від теоретичного.
> 6.2.9. Визначте масові частки (у відсотках) етанолу та фенолу в суміші, якщо при дії на неї ме-
талічним натрієм виділилось 2,24 л водню (н. у.), а при взаємодії суміші з бромом утворився 2,4,6-
трибромфенол масою 33,1 г.
і 6.2.10. Для нейтралізації суміші фенолу з оцтовою кислотою знадобилось 23,4 мл 20-відсотково-
го розчину калій гідроксиду (густина 1,2 г/мл). При взаємодії вихідної суміші з бромною водою
утворилось 16,55 г осаду. Визначте склад (у грамах) вихідної суміші.
б.З. Вправи
6.3.1. Укажіть назви відповідних сполук за номенклатурою ІЮПАК:
- 6.3.2. Складіть структурні формули ізомерних ароматичних оксисполук складу С7Н8О та вка-
жіть їхні назви. ~
6.3.3. Виберіть із наведених формул ті, що за своїм складом можуть відповідати фенолам:
С6Н6О2, С6Н6О3, С8Н12О3,^С7Н8О, С8Н10О, С7Н14О,СвН14О.
6.3.4. Які сполуки можна добути при лужному гідролізі таких сполук:
а) бромбензен;
б) о-нітрохлорбензен;
в) 2,4,6-тринітрохлорбензен?
Написати рівняння відповідних реакцій.
6.3.5. Складіть схеми добування оршо-метилфенолу та 2,4,6-тринітрофенолу із бензену.
6.3.6. Складіть рівняння хімічних реакцій між:
а) фенолом і металічним натрієм;
б) фенолом і натрій гідроксидом;
в) фенолом і бромною водою.
6.3.7. Складіть рівняння реакцій, що підтверджують:
а) подібність за хімічними властивостями фенолу та етанолу;
б) відмінність за хімічними властивостями фенолу та етанолу;
в) подібність за хімічними властивостями фенолу та бензену;
г) відмінність за хімічними властивостями фенолу та бензену.
6.3.8. У трьох склянках містяться речовини: розчин фенолу, етиловий спирт, гліцерин. Якими
характерними реакціями можна розпізнати кожну з речовин? Наведіть рівняння відповідних
реакцій.
6.3.9. Визначте будову речовини складу С7Н8О, якщо відомо, що вона не дає кольорової реакції
з ферум(ІП) хлоридом, при взаємодії з НВг утворює сполуку складу С7Н8Вг, а при дії сильного
окисника (КМпО4) окиснюється в речовину складу С7Н6О2.
6.3.10. Наведіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
метан —> ацетилен —> бензен —> X —» фенол —» натрій фенолят.
Визначте назву невідомої речовини. Укажіть умови, за яких відбуваються реакції.
^Приклади'
розв'язування
завдань
Розв'язання:
7. Альдегіди
Приклад 1. Складіть структурні формули всіх ізомерних альдегідів складу
С6Н10О та вкажіть їхні назви.
1) Н3С—СН — СН--СН— сч
Н
пентаналь
2) Н„С-СН-СН2—С
3 І 2 4
сна
3-метилбутаналь
3) н3с—сн2—сн—Сч
Ін, н
2-метилбутаналь
сна _
4) Н,с4>°
ІН. «
2,2-диметилпропаналь
Приклад 2. Які альдегіди можна добути при окисненні або каталітичному дегідруванні таких
сполук:
а) 1-бутанол;
б) 2,4-диметил-1-пентанол?
Складіть рівняння відповідних реакцій.
Розв'язання:
а) [О]
’ н,с-сн2-сн2-сн2-он-------*- Н,С-СН2-СН2-С +Н2О
н
бутаналь
Рі, Є0 ''
н,с-сн—сн2-сн2-он-----------*• н,с-сн—сн-с +н.
н
бутаналь
н,с-сн-сн2-сн-сн2 -—>• н,с-сн-сн2—сн-с + Н2О
3 І 2 І І 2 3 І І н
сн, сн, он сна сн,
о о о о
2,4-диметилпентаналь
б) н,с-сн-ен2-сн-сн2—ра’*° *• н,с-сн-сн,-сн-с^ +н2
сн, сн, он сн, сна
о о о а
2,4-диметилпентаналь
Приклад 3. Для пропаналю складіть рівняння реакцій:
а) окиснення; б) відновлення.
Укажіть назви продуктів реакцій.
Розв'язання:
[О]
а) Н3С—СН2—Сч ------*НаС—СН2—;
Н ОН
пропанова кислота
Реї, 1°
б) Н,С—СН,—С + Н,-----------*• НЧС—СН,—СН,—ОН
Н 1-пропанол
[завдання 7.1. Тестові завдання
для самостійного 7.1.1. Укажіть клас органічних сполук, до якого належить етаналь:
розв'язування а) спирти; в)етери;
б) феноли; г) альдегіди.
7.1.2. Укажіть назву органічної сполуки, яка належить до альдегідів:
а) метаналь; , в) гліцерин;
б) етиленгліколь; г) 2-пропанол.
7.1.3. Укажіть назву альдегіду:
н3с—сн—сн2—Сх
н
а) метаналь; в) етаналь;
б) пропаналь; г) бутаналь.
7.1.4. Укажіть клас органічних сполук, до якого належить бутаналь:
а) спирти; в) етери;
б) феноли; г) альдегіди.
7.1.5. Укажіть речовину, яка утворюється при окисненні альдегіду:
а) первинний спирт; в) карбонова кислота;
б) простий ефір; г) вторинний спирт.
7.1.6. Укажіть речовину, яка утворюється при відновленні альдегіду:
а) первинний спирт; в) карбонова кислота;
б) третинний спирт; г) вторинний спирт.
7.1.7. Укажіть речовину, для якої відбувається реакція «срібного дзеркала»:
а) метаналь; в) оцтова кислота;
б) етанол; г) фенол.
7.1.8. Укажіть хімічну формулу реагенту, який використовують для якісного виявлення альде-
гідної групи:
а) Си(ОН)2 (кімнатна температура);
б)Ае2О(КН3);
в) ГеС13;
г) КМпО4 (нейтральне середовище).
7.1.9. Укажіть'відносну молекулярну масу невідомої речовини X у схемі перетворень:
СН3ОН-> X-> НСООН.
а) 46; в) ЗО;
б) 32; г) 28.
Для підтвердження відповіді складіть рівняння відповідних реакцій, укажіть умови перебігу
реакцій. •
7.1.10. Укажіть невідому речовину X у схемі перетворень:
СаС, -» С,Н, -> X -> С,Н5ОН -» С,Н5С1.
а) СН3СООН; в) СН3СНО;
б) едСІ2; г) С2Н6.
Для підтвердження відповіді складіть рівняння відповідних реакцій, зазначте умови перебігу
реакцій.
7.2. Задачі
7.2.1. Визначте масу оцтового альдегіду, який можна добути з 44,8 м3 ацетилену, якщо практич-
ний вихід складає 90 % (за масою) від теоретичного.
7.2.2. При взаємодії етанолу масою 13,8 г з купрум(ІІ) оксидом масою 28 г добули альдегід, маса
якого становила 9,24 г. Визначте масову частку виходу продукту від теоретично можливого.
7.2.3. Визначте масу оцтового альдегіду, що утворюється при окйсненні 50 мл 96-відсоткового
(за масою) розчину етилового спирту (густина 0,8 г/см3).
7.2.4. Визначте об’єм 20-відсоткового (за масою) розчину оцтового альдегіду (густина 1 г/см3), що
окиснюється при взаємодії з купрум(П) гідроксидом, якщо при цьому утворюється 14,4 г купрум(І)
оксиду.
7.2.5. При взаємодії ЗО г 25-відсоткового (за масою) розчину формальдегіду з амоніачним розчи-
ном аргентум(І) оксиду виділилось 46,4 г срібла. Визначте, скільки відсотків (за масою) це складає
від теоретично можливого виходу.
7.2.6. Визначте масу срібла, що утвориться за реакцією «срібного дзеркала», якщо до амоніач-
ного розчину аргентум(І) оксиду додали водний розчин етаналю масою 200 г і масовою часткою
альдегіду 3,3 %.
7.2.7. У невідомій органічній речовині масова частка Карбону складає 54,55 %, Гідрогену —
9,09 %, а Оксигену — 36,36 %. Відносна густина пари за воднем дорівнює 22. Відомо, що речовина
легко відновлює амоніачний розчин аргентум(І) оксиду, утворюючи кислоту. Визначте структур-
ну формулу цієї речовини.
7.2.8. При окйсненні альдегіду масою 14,4 г було отримано 17,6 г відповідної одноосновної наси-
ченої карбонової кислоти. Визначте молекулярну формулу альдегіду.
7.2.9. При дії амоніачного розчину аргентум(І) оксиду на 0,52 г насиченого альдегіду добули
1,25 г срібла. Масова частка виходу продукту становила 80 % від теоретично можливого. Визначте
молекулярну формулу альдегіду.
7.2.10. При окйсненні 53,56 г насиченого одноатомного спирту купрум(П) оксидом утворилося
46,11 г альдегіду. Масова частка виходу альдегіду становила 90 %. Визначте молекулярну форму-
лу спирту.
7.3. Вправи-
7.3.1. Укажіть назви відповідних сполук:
7.3.2. Складіть структурні формули таких альдегідів:
а) метаналю;
б) етаналю;
в) 4,4-диметилпентаналю;
г) 2,3-диметилгексаналю.
7.3.3. Складіть структурні формули всіх ізомерних альдегідів складу С6Н12О та вкажіть їхні
назви.
7.3.4. Окисненням яких спиртів можна добути такі альдегіди:
а) пропаналь; в) 4-метилпентаналь;
б) бутаноль; г) 2-метилгексаналь?
Напишіть рівняння відповідних реакцій.
7.3.5. Які альдегіди утворюються при окисненні таких спиртів:
а) етанолу; в) 2,3-диметил-1-бутанолу;
б) 1-пропанолу; г) 1,2-етандіолу?
Напишіть рівняння відповідних реакцій.
7.3.6. Які спирти утворюються при відновленні альдегідів:
а) бутаналь;
б) 2-метилпропаналь;
в) етаналь;
г) 2,2'Диметилпентаналь?
Напишіть рівняння відповідних реакцій.
7.3.7. Напишіть рівняння реакцій окиснення амоніачним розчином аргентум(І) оксиду таких
альдегідів:
а)оцтового;
б) пропіонового;
в) масляного.
Поясніть, чому ця реакція є якісною на альдегіди.
7.3.8. Як з етану добути етаналь? Напишіть рівняння реакцій. Укажіть умови реакцій та визна-
чте назви утворених речовин.
7.3.9. Як здійснити такі перетворення:
метан —> хлорметан —» метанол —» метаналь?
Напишіть рівняння відповідних реакцій.
7.3.10. Як здійснити такі перетворення:
а) СаС2 -> СН3СНО;
б) СН4-»СН8СНО;
в) С2Н4 -»СН3СНО?
Напишіть рівняння відповідних реакцій.
8. Карбонові кислоти
Гїїри клади
розв'язування
завдань
Приклад 1. Складіть структурні формули монокарбонових кислот складу
С5Н1оО2 та вкажіть їхні назви за міжнародною номенклатурою.
Розв'язання: До складу молекул монокарбонових кислот, що мають формулу
С5Н10О2, входять карбоксильна група -СООН та вуглеводневий радикал складу С4Н9. Оскільки
існує чотири радикали С4Н9 (н-бутил, ізобутил, вшор-бутил та тпретп-бутил), то кількість кислот
складу С6Н10О - чотири:
1) н3с—сн2—сн2—сн2—Сч
он
пентанова кислота
н3с—сн-сн2—Сч
3-метилбутанова кислота
2) Н3С~СН2—СН-Сч
!н3 он
4)
2-метилбутанова кислота
СНЧ „
І 3
н„с—с—с
к он
2,2-диметилпропанова кислота
Приклад 2. Як здійснити такі перетворення:
етанол—ї—»етаналь—Метанова кислота——>хлоретанова кислота?
Напишіть рівняння відповідних реакцій.
Розв'язання:
ГО1 4"
1) Н..С—СН„— ОН - Н,С-С +Н,О
'А с. О \ "
н
[О]
2) Н3С-С -^»Н3С-Сч
н он
РС1
3) Н3С—С +С12 СІ—СН—С +НС1
хон он
І Завдання для самостійного розв'язування 8.1. Тестові завдання 8.1.1. Укажіть назву функціональної групи, наявної у карбонових кислотах:
а) гідроксильна; в) карбоксильна;
б) карбонільна; г) ацильна.
8.1.2. Укажіть назву карбонової кислоти:
Н3С-<
ОН
а) мурашина;
б) оцтова;
8.1.3. Укажіть назву карбонової кислоти:
в) стеаринова;
г) пальмітинова.
н3с—сн2—сн2—с
он
а)бутанова;
б)етанова;
в) пропанова;
г) метанова.
8.1.4. Укажіть структурну формулу мурашиної кислоти:
а) Н3С—С в) Н-С
ОН ОН
б) г) О.
хс-с с-сн2-с
НО ОН НОХ ОН ;
8.1.5. Укажіть продукти нагрівання мурашиної кислоти з концентрованою Н28О4:
а) СО+Н2О; в) (СООН)2+Н2О;
б) СО2+Н2О; г) С+Н2О.
8.1.6. Укажіть речовину, з якою реагує оцтова кислота:
а) метан; в) мідь;
б) натрій гідроксид; г) калій хлорид.
8.1.7. Укажіть продукти окиснення мурашиної кислоти:
а) СО+Н2О; в) (СООН)2+Н2О;
б) СО2+Н2О; г) С+Н2О.
8.1.8. Укажіть назву органічної речовини, для якої характерна реакція «срібного дзеркала»:
а) етан; в) оцтова кислота;
б) бензен; г) мурашина кислота.
8.1.9. Укажіть речовину, з якою не реагує оцтова кислота:
а) метан; в) калій;
б) натрій гідроксид; г) етиловий спирт.
8.1.10. При взаємодії карбонових кислот зі спиртами утворюються:
а) альдегіди; в) естери;
б) етери; г) солі.
8.1.11. Укажіть органічну речовину, яка утворюється при окисненні пропаналю:
а) пропанол; в) пропен;
б) пропанова кислота; г) пропін.
8.1.12. Карбонові кислоти добувають:
а) фракційною перегонкою нафти; в) гідруванням алкінів;
б) окисненням альдегідів; г) гідратацією алкенів.
8.1.13. На відміну від стеаринової кислоти олеїнова кислота:
а) рідка при кімнатній температурі; в) знебарвлює бромну воду;
б) розчинна у воді; г) реагує з розчинами лугів.
8.1.14. Укажіть невідому речовину X у такій схемі перетворень:
етилен —> етан —> хлоретан —> X —> етаналь —» етанова кислота
а) етанова кислота; в) етен;
б) етанол; г) етин.
Для підтвердження відповіді складіть рівняння відповідних реакцій, укажіть умови перебігу
реакцій.
8.1.15. Укажіть речовину Х4 у такій схемі перетворень:
0 Д +Вг2,Iа +НаОН(водний розчин) [О] +А£2О(КН3)
2 6 1. 2 3 4
а) альдегід; в) карбонова кислота;
б) первинний спирт; г) естер.
Для підтвердження відповіді складіть рівняння відповідних реакцій, укажіть умови перебігу
реакцій.
8. Карбонові кислоти
8.2. Задачі
8.2.1. Визначте масу 80-відсоткового розчину етанової кислоти, яку можна добути при окиснен-
_ ні 2 кг етаналю.
8.2.2. Визначте масу технічного кальцій карбіду з масовою часткою СаС2 80 %, яку необхідно
витратити, щоб добути ЗО кг оцтової кислоти.
8.2.3. При нагріванні 1,36 г технічного натрій ацетату з.надлишком розбавленої сульфатної
кислоти добуто 0,6 г оцтової кислоти. Визначте масову частку (у відсотках) натрій ацетату в цьому
зразку.
8.2.4. При дії надлишку магнію на 200 г розчину оцтової кислоти виділяється 22,4 л водню
(н. у.). Визначте масову частку (у відсотках) оцтової кислоти в розчині.
8.2.5. Визначте масу мурашиної кислоти, якщо в результаті її окиснення амоніачним розчином
аргентум(І) оксиду було добуто 0,1 моль срібла. Який об’єм вуглекислого газу (н. у.) виділився при
цьому?
8.2.6. Визначте масу кальцій стеарату, який утворюється при сплавленні 28,4 г стеаринової кис-
лоти з достатньою кількістю негашеного вапна.
8.2.7. Визначте масу естеру, який утвориться у результаті взаємодії мурашиної кислоти масою
50 г з етанолом масою 50 г. Вкажіть назву утвореного естеру.
^-^8.2.8. Визначте молекулярну формулу насиченої одноосновної карбонової кислоти, коли відомо,
що на нейтралізацію 7,04 г цієї речовини витратили 20 г 22,4-відсоткового розчину калій гідрок-
сиду.
4" 8.2.9. Для нейтралізації 1,2 г одноосновної карбонової кислоти витратили 20 г 4-відсоткового
розчину натрій гідроксиду. Обчисліть молекулярну масу кислоти та напишіть її структурну фор-
мулу.
8.2.10. Для нейтралізації 12 г одноосновної карбонової кислоти витратили 32 мл 20-відсотково-
го розчину натрій гідроксиду (густина 1,25 г/мл). Установіть формулу кислоти.
8.3. Вправи
8.3.1. Складіть структурні формули таких кислот:
а) пропіонової; д) валеріанової;
б) масляної; ' е) пальмітинової;
в) ізомасляної; ж) стеаринової.
г) триметилоцтової;
Наведіть назви кислот за міжнародною номенклатурою.
8.3.2. Складіть структурні формули всіх ізомерних кислот складу С6Н12О2. Наведіть назви кис-
лот за міжнародною номенклатурою.
8.3.3. Наведіть промисловий метод добування мурашиної кислоти. Наведіть рівняння реакцій,
в яких виявляються відмінності її властивостей від властивостей інших кислот цього гомологіч-
ного ряду.
8.3.4. Добудьте пропіонову кислоту окисленням:
а) спирту;
б) альдегіду;
в) етиленового вуглеводню.
8.3.5. З якими із зазначених сполук реагуватиме оцтова кислота: фенол, етиловий спирт, гаше-
не вапно, харчова сода, хлор, натрій, формальдегід? За допомогою структурних формул напишіть
рівняння можливих реакцій. Укажіть умови реакцій.
8.3.6. Закінчіть рівняння хімічних реакцій:
а) С17Н35СООН+КаОН->;
б) С17Н35СООН+Ка2СО3 ->;
в) С17Н33СООН+Н2 ( П Ці»'
Укажіть назви продуктів реакцій.
8.3.7. Складіть рівняння реакцій, що підтверджують:
а) подібність за хімічними властивостями мурашиної та оцтової кислот;
б) відмінність за хімічними властивостями мурашиної та оцтової кислот;
в) подібність мурашиної та оцтової кислот із неорганічними кислотами.
8.3.8. Складіть рівняння реакцій, що відповідають такій схемі:
С2Н2-»Х-»СН3СООН.
Визначте невідому речовину X.
8.3.9. Виконайте перетворення, вкажіть назви речовин Хх, Х2 та Х3:
етан -» X! —+Нг° > етанол -> Х2 -> етанова кислота—+сгн»он >хз.
8.3.10. Виконайте перетворення, вкажіть назви речовин Х1 та Х2:
етилен -» етан —> хлоретан —» Х4 —> Х2 —> етанова кислота.
9. Естери. Жири. Мила
Приклади
розв'язування
завдань
Приклад 1. Складіть структурні формули естерів складу С4Н8О та вкажіть
їхні назви за міжнародною номенклатурою.
Розв'язання: Загальна формула естерів складу С4Н8О має вигляд:
ЕСООЕ', де Е та Е’— два вуглеводневі радикали з сумарною формулою С3Н8. Слід пам’ятати, що
Е' не може бути атомом Гідрогену, тому що у цьому випадку буде не естер, а монокарбонова кис-
лота, яка ізомерна естеру. Існують чотири естери такого виду:
1) н..с-сн?—сн„—о—с-н о а а ц 0 н-пропіловий естер мурашиної кислоти 3) няс—сн~—о—с—СН- 0 А || 0 0 етиловий естер оцтової кислоти
2) няс—сн—о—с-н 8 1 II сн3 О ізопропіловий естер мурашиної кислоти 4) н3с—о—с—сн2—сня II 3 О метиловий естер пропіонової кислота
Приклад 2. Як здійснити такі перетворення:
ацетилен—>Х. -^Х2 +С1^РС1> >Х3 >Х4?
Напишіть рівняння відповідних реакцій. Визначте кінцевий продукт Х4.
Розв'язання:
Нн2+ 4>°
1) НС=СН + Н2О---=-»- Н3С-СЧ
н
X,
101
2)Н3С-СЧ Н3С—О
н он
3)нзс-с^ + С12 Р-С1Ь> С1-СН—+НС1
он он
4) сі-сн-Є + нзс-он
он
н+
•д- *• н,с—о—с—сн„—сі + н2о
* 3 я
о
Кінцевий продукт Х4 — метиловий естер монохлороцтової кислоти.
ІЗавданая для самостійного розв'язування 9.1. Тестові завдання 9.1.1. Укажіть назву органічної речовини, яка належить до естерів: а) натрій фенолят; в) калій етилат; б) фенілацетат; г) натрій форміат.
9.1.2. Укажіть назву хімічної реакції, яку можна використати для добування естерів:
а) нейтралізація; в) естерифікація;
б) полімеризація; г) гідратація.
9.1.3. Естер можна добути внаслідок взаємодії оцтової кислоти з:
а) пропеном; в) етилформіатом;
б) метанолом; 9.1.4. Жири належать до: г) мурашиною кислотою.
а) альдегідів; б) естерів; в) етерів; г) карбонових кислот.
9.1.5. Укажіть назву хімічної реакції, яку можна використати для добування жирів:
а) нейтралізація; в) естерифікація;
б) полімеризація; г) гідратація.
9.1.6. Укажіть назву карбонової кислоти, яка може входити до складу жиру:
а) пальмітинова; в) оцтова;
б) пропіонова; г) мурашина.
9.1.7. Укажіть назву карбонової кислоти, яка може входити до складу жиру:
а) олеїнова; в) щавлева;
б) оцтова; г) мурашина.
9.1.8. Укажіть речовини, які утворюються при лужному гідролізі жирів:
а) гліцерин і мило; в) гліцерин і карбонові кислоти;
б) карбонові кислоти та вода; г) гліцерин і вода.
9.1.9. Укажіть речовини, які утворюються при лужному гідролізі (у присутності КОН) триглі-
цериду стеаринової кислоти:
а) калій стеарат; в) стеаринова кислота;
б) калій гліцерат; г) гліцерин.
9.1.10. Укажіть речовини, з якими реагує жир, до складу якого входять залишки стеаринової
кислоти:
а) водень;
б) бромна вода;
в) водний розчин ИаОН;
г) вода (у присутності сильної кислоти).
9.1.11. Для перетворення рідких жирів у тверді застосовують реакцію:
а) дегідрогенізації; в) гідрогенізації;
б) гідратації; г) дегідроциклізації.
9.1.12. Укажіть назву карбонової кислоти, яка може входити до складу мила:
а) оцтова; в) стеаринова;
б) масляна; г) мурашина.
9.1.13. Укажіть назву карбонової кислоти, яка може входити до складу мила:
а) щавлева; в) мурашина;
б) пропіонова; г) пальмітинова.
9.1.14. Мило належить до класу:
а) солей; в) естерів;
б) спиртів; . г) карбонових кислот.
9.1.15. Укажіть невідому речовину Х3 у такій схемі перетворень:
с2н2 >Х, >Х2 +сн«соон )Х3.
а) диетиловий етер; в) етилацетат;
б) етанол; г) етаналь.
9.2. Задачі
9.2.1. Визначте масу естеру, який утвориться у результаті взаємодії етанової кислоти масою
65 г з метанолом масою 84 г. Укажіть назву утвореного естеру.
9.2.2. Визначте масу етилацетату, який утворюється при дії 100 г оцтової кислоти на 69 г ети-
лового спирту.
9.2.3. Визначте масу етанолу, необхідного для добування 35,5 г етилацетата, якщо відомо, що
вихід продукту складає 80 % від теоретично можливого.
9.2.4. Для реакції гідролізу 5,6 г суміші етилових ефірів оцтової та мурашиної кислот знадо-
билось 26,2 мл -10-відсоткового розчину натрій гідроксиду (густина 1,08 г/см3). Визначте масовий
склад (у відсотках) вихідної суміші.
9.2.5. Визначте масу розчину лугу з масовою часткою КаОН 25 %, необхідного для добування
мила у процесі переробки 3 кг тригліцериду олеїнової кислоти.
Р 9.2.6. При гідролізі 0,5 моль тригліцериду стеаринової кислоти в надлишку лугу добуто 40 г глі-
церину. Визначте масу жиру, який не гідролізувався.
9.2.7. Технічний жир з масовою часткою тригліцериду пальмітинової кислоти 85 % піддали гід-
ролізу. Добули 5,88 кг гліцерину. Визначте масу жиру, який узяли для переробки.
9.2.8. Визначте масу жиру (тригліцериду стеаринової кислоти), яка знадобиться для добування
5,5 т гліцерину. Відомо, що при нагріванні з водою розщепилось тільки 85 % жиру.
9.2.9. Визначте об’єм водню (н. у.), необхідний для перетворення 26,7 кг рідкого жиру (тригліце-
риду олеїнової кислоти) у твердий, якщо виробничі втрати водню складають 10 % (за об’ємом).
9.2.10. Визначте масу гліцерину, яку можна добути при гідролізі 2,25 кг природного жиру (триг-
ліцериду стеаринової кислоти), що містить 2 % домішок.
9.3. Вправи
9.3.1. Напишіть структурні формули таких сполук:
а) метиловий.естер оцтової кислоти;
б) етиловий естер мурашиної кислоти;
в) ізопропіловий естер масляної кислоти.
9.3.2. Напишіть структурні формули ізомерних естерів, що відповідають складу. С5Н10О2. На-
ведіть їхні назви.
9.3.3. Напишіть рівняння реакцій між такими речовинами:
а) метанова кислота та 2-пропанол;
б) етанова кислота та метанол;
в) бутанова кислота та етанол.
9.3.4. Напишіть рівняння реакцій кислотного та лужного гідролізу таких речовин:
а) етиловий естер 2-метилпропанової кислоти;
б) метиловий естер бутанової кислоти.
9.3.5. Одна з двох речовин складу С3Н6О2 витісняє карбон(ІУ) оксид із кальцій карбонату, інша
не реагує з кальцій карбонатом, але при нагріванні з натрій гідроксидом утворює спирт та сіль.
Що це за речовина? Складіть рівняння відповідних реакцій.
9.3.6. Напишіть структурну формулу тригліцериду, утвореного одним залишком пальмітинової
та двома залишками олеїнової кислот.
9.3.7. Добудьте тригліцериди таких кислот:
а) стеаринової;
б) пальмітинової;
в) олеїнової. &
Напишіть рівняння реакцій і вкажіть назви тригліцеридів, що утворюються в результаті цих
реакцій.
9.3.8. Складіть рівняння реакцій кислотного та лужного гідролізу тригліцериду стеаринової
кислоти. Укажіть назви продуктів реакцій.
9.3.9. Як здійснити таке перетворення:
олеїнова кислота —> триолеїн -> гліцерин -> тринітрогліцерин ->
-> гліцерин -> тристеарин —> гліцерин?
Напишіть рівняння відповідних реакцій.
9.3.10. Як з трипальмітату гідролізом добути мило, застосовуючи соду? Напишіть рівняння ре-
акцій утворення мила за цим способом.
10. Вуглеводи
Г
ї—• Приклад 1. Наведіть приклади хімічних реакцій, які підтверджують, що
І Приклади
ллзп'оаипаиио глюкоза — речовина, що має двоїсті хімічні властивості. -
пЛуоЯПНл •*-
завдань Розв'язання: Наявність альдегідної групи -СНО у складі молекули глюко-
зи можна довести за допомогою реакції «срібного дзеркала»:
С6Н12О6+А£2О—^С6Н12О7+2А£ і.
Наявність гідроксильних груп -ОН у складі молекули глюкози можна довести за допомогою
свіжоосадженого купрум(ІІ) гідроксиду — реагенту на багатоатомні спирти. Як багатоатомний
спирт, глюкоза зі свіжоосадженим купрум(ІІ) гідроксидом утворює яскраво-синій розчин.
Приклад 2. Як здійснити такі перетворення:
сахароза ——» глюкоза ——> етанол ——> хл оретан?
Напишіть рівняння відповідних реакцій.
Розв'язання:
- і° Н+
1) С12Н22ОЦ+Н2О С6Н12О6 + С6Н12О6 ;
глюкоза фруктоза
2)С6Н12О6—ДЕІ’кД’ї'і-з. 2Н.С—СН2-ОН +2СО2Т;
3) н,с—сн,—он + неї —5* н,с—сн—СІ +Н2О .
' о А о о “
[Завдання для самостійного розв'язування 10.1. Тестові завдання 10.1.1. Укажіть молекулярну формулу глюкози: а) С5Н10О6; в) С6Н13ОН; , б) С6Н12О6; г) С2Н5ОН.
10.1.2. Укажіть молекулярну формулу сахарози:
,а) С12Н26; б) С12Н22ОИ; в) С6Н14О; г) С6Н5ОН.
10.1.3. Укажіть назву функціональної групи, наявної в циклічній формі глюкози:
а) гідроксильна; в) карбоксильна;
б) альдегідна; г) карбонільна.
10.1.4. Глюкоза — це:
а) альдегід; в) багатоатомний спирт; <
б) альдегідоспирт; г) дисахарид.
10.1.5. Укажіть органічну речовину, яка утворюється при відновленні альдегідної групи глю-
кози:
а) п’ятиатомний спирт; в) гідроксикислота;
б) шестиатомний спирт; г) альдегідокислота.
10.1.6. Укажіть органічну речовину, яка утворюється при окйсненні альдегідної групи глю-
кози:
а) п’ятиатомний спирт; в) гідроксикислота;'
б) шестиатомний спирт; г) альдегідокислота.
10.1.7. Укажіть реагент, за допомогою якого можна якісно виявити альдегідну групу в молекулі
глюкози:
а) купрум(ІІ) гідроксид при кімнатній температурі;
б) амоніачний розчин аргентум(І) оксиду при нагріванні;
в) оцтова кислота;
г) водень.
10.1.8. Укажіть реагент, яким можно скористатися для доведення того, що глюкоза —
п’ятиатомний спирт:
а) купрум(ІІ) гідроксид при кімнатній температурі;
б) амоніачний розчин аргентум(І) оксиду при нагріванні;
в) оцтова кислота;
г) водень.
10.1.9. Укажіть назву органічної речовини, яка належить до дисахаридів:
а) глюкоза; б) фруктоза; в) сахароза; г) целюлоза.
10.1.10. Водні розчини сахарози та глюкози можна розпізнати за допомогою:
а) лужного металу; в) натрій гідроксиду;
б) бромної води; г) аргентум(І) оксиду (амоніачний розчин).
10.1.11. Укажіть назву органічної речовини, для якої не характерна реакція «срібного дзер-
кала»:
а) глюкоза; ' в) сахароза;
б) формальдегід; г) етаналь.
10.1.12. Укажіть назву вуглеводу, який утворюється при гідролізі сахарози:
а) целюлоза; в) крохмаль;
б) фруктоза; г) лактоза.
10.1.13. Укажіть продукти реакції гідролізу сахарози:
а) глюкоза та етанол; в) крохмаль;
б) глюкоза та фруктоза; г) целюлоза.
10.1.14. Укажіть органічну речовину, яка утворюється при взаємодії целюлози з нітратною кис-
лотою:
; а) естер; в)етер;
б) альдегід; г) спирт.
10.1.15 . Укажіть речовину, при взаємодії з якою целюлоза утворює естери:
а) хлоридна кислота; в) бромідна кислота;
б) нітратна кислота; г) йодидна кислота.
10.1.16 . Укажіть органічну речовину, яка є кінцевим продуктом гідролізу крохмалю:
а) а-глюкоза; в) клейстер;
б) декстрин; - г) мальтоза.
10.1.17 . Серед наведених речовин укажіть природний полімер:
а) целюлоза; в) етиловий спирт;
б) глюкоза; г) оцтова кислота.
10.1.18 . Укажіть невідомі речовини X та У у такій схемі перетворень:
(СвН10О6 )„ -> X -> С2Н5ОН У -> (- СН2 - СН2 -)„
а) X — етилен; У — етан; в) X — глюкоза; У — етилен;
б) X — 1-пропанол; У — етилен; г) X — гліцерин; У — ацетилен.
Для підтвердження відповіді складіть рівняння відповідних реакцій, укажіть умови перебігу
реакцій.
10.1.19 . Укажіть невідому речовину X у такій схемі перетворень:
крохмаль —> глюкоза —» етанол —> X —> етанова кислота —> натрій ацетат.
а) етаналь; в) етен;
б) етанол; г) етин.
Для підтвердження відповіді складіть рівняння відповідних реакцій, укажіть умови їхнього
перебігу.
10.1.20 . Установіть послідовність хімічних реакцій, необхідних для добування етану з целю-
лози:
а) гідрування; б) дегідратація; в) гідроліз; г) бродіння.
Для підтвердження відповіді складіть рівняння відповідних реакцій, укажіть умови їхнього
' перебігу.
10.2. Задачі
10.2.1. Визначте об’єм вуглекислого газу (н. у.), що утворюється при спиртовому бродінні глю-
кози масою 360 г.
10.2.2. Визначте масу аргентум(І) оксиду, що містить 5 % домішок, необхідного для окиснення
0,5 моль глюкози до глюконової кислоти.
>^10.2.3. При окисненні 50 г водного розчину глюкози амоніачним розчином аргентум(І) оксиду
було отримано 5,4 г осаду. Визначте масову частку (у відсотках) глюкози в розчині-.
10.2.4. При спиртовому бродінні 1,5 моль глюкози добули карбон(ІУ) оксид, який потім додали
в 602 мл розчину лугу (густина 1,33 г/мл) з масовою часткою натрій гідроксиду ЗО %. Визначте
масу солі, що утворилась у розчині.
10.2.5. При гідролізі сахаристої речовини з масовою часткою сахарози 20 % утворилась глюкоза
масою 1 кг. Визначте масу сахаристої речовини.
10.2.6. Визначте масу розчину нітратної кислоти з масовою часткою НПО3 99 %, необхідної для
добування 25 кг тринітроклітковини.
10.2.7. Масова частка крохмалю в картоплі становить 20 %. Визначте масу глюкози, яку мож-
на добути при переробці 150 кг картоплі. Вихід глюкози складає 75 % (за масою) від теоретично
можливого.
10.2.8. Визначте масу етанолу (у кілограмах), який можна добути з 1 т пшениці, яка містить
70 % крохмалю, коли втрати виробництва етанолу становлять 15 % (за масою).
£—10.2.9. Визначте масу глюкози (у кілограмах), яку можна добути з 1 т картоплі, що містить 20 %
крохмалю, якщо вихід продукту становить 70 % (за масою).
10.2.10. Визначте вихід (у відсотках) етанолу від теоретично можливого, якщо відомо, що
з 1 т картоплі, яка містить 20 % (за масою) крохмалю, отримано 120 л 96-відсоткового (за масою)
розчину етилового спирту (густина 0,8 г/мл).
10.3. Вправи
10.3.1. Як за допомогою розчинів натрій гідроксиду і купрум(П) сульфату довести, що в молекулі
глюкози є дві різні функціональні групи? Напишіть рівняння відповідних реакцій.
10.3.2. Як за допомогою одного реактиву можна визначити такі речовини: формальдегід, гліце-
рин та глюкозу? Напишіть рівняння відповідних реакцій.
10.3.3. Напишіть рівняння таких реакцій:
а) окиснення глюкози амоніачним розчином аргентум(І) оксиду;
б) спиртового бродіння глюкози;
в) повного окиснення глюкози, що відбувається у клітинах живої тканини;
г) гідролізу сахарози.
10.3.4. Складіть схему добування естерів целюлози з нітратною та оцтовою кислотами.
10.3.5. Які процеси відбуваються з крохмалем в організмі людини та тварини? Опишіть схему
процесу.
10.3.6. Є три склянки з розчином глюкози, сахарози та крохмалю. Як можна розпізнати ці речо-
вини? Напишіть рівняння відповідних реакцій.
10.3.7. Як здійснити таке перетворення:
динітроцелюлоза <— целюлоза -> глюкоза —> етиловий спирт?
Напишіть рівняння відповідних реакцій.
10.3.8. Як здійснити таке перетворення:
молочна кислота
т
крохмаль —» глюкоза —> глюконова кислота
. сорбіт
Напишіть рівняння відповідних реакцій.
10.3.9. Як здійснити таке перетворення:
крохмаль —> глюкоза —> X, -» оцтовий альдегід Х2 -» кальцій ацетат?
Напишіть рівняння відповідних реакцій. Укажіть назви невідомих речовин X! та Х2.
10.3.10. Як здійснити таке перетворення:
(С6Н10О6)„ ->С6Н12Оа >Х1-^их2?
Напишіть рівняння відповідних реакцій. Укажіть назви невідомих речовин та Х2.
11. Нітрогеновмісні органічні сполуки
і Приклади
розв'язування
завдань
Приклад 1. Складіть структурні формули амінокислот складу С4Н9НО2
та вкажіть їхні назви за міжнародною номенклатурою.
Розв'язання: До складу молекули амінокислоти входять аміногру-
па -КН2, карбоксильна група -СООН та ще три атоми Карбону. Обидві функціональні групи
(-1Ш2 та -СООН) можуть розміщатися як при одному атомі Карбону, так і при кількох. Аміно-
кислот складу С„Н8І\О2 існує п’ять:
1) н3с—сн2—сн—с Ан2 он 2-амінобутанова кислота 2) Н3С-СН-СН—С 1 ОН ЬГН2 3-амінобутанова кислота 4) Н2КГ-СН—СН—С 1 он сн3 З-аміно-2-метилпропанова кислота 5) СН3 н3с—с—сґ к он
3) н2к-сн —СН2—СН-С он 2-аміно-2-метилпропанова кислота
4-амінобутанова кислота
Приклад 2. Складіть структурні формули всіх ізомерних амінів складу С3НдМ та вкажіть їхні
назви.
Розв'язання: Складу С3Н8К відповідають два первинні, вторинний та третинний аміни. В пер-
винних амінах тільки один атом Гідрогену в амоніаку заміщений на радикал:
1) н3с—сн2—сн2-мн2
н-пропіламін
2) Н3С-СН-МН2
СН3
ізопропіламін
У вторинному аміні два атоми Гідрогену в амоніаку заміщені на радикали:
3) Н,С—N11— СН„— СНЯ
етилметиламін
У третинному аміні три атоми Гідрогену в амоніаку заміщені на радикали:
4) Н8С-К-СН3
сн3
триметиламін
Приклад 3. Як здійснити такі перетворення:
СЦ *° } X - —) X ~*~НМО3, Н28Од 4-Н2, № бромна вода у
Напишіть рівняння відповідних реакцій. Визначте кінцевий продукт Х5.
Розв'язання:
Остання реакція (5) є якісною реакцією на анілін. Внаслідок його бромування утворюється бі-
лий осад 2,4,6-триброманіліну (Х5).
Завдання
для самостійного
розв'язання
11.1. Тестові завдання
11.1.1. Укажіть назву аміну Н3С—ИН2:
а) метиламін; в) етиламін;
б) диметиламін; г) диетиламін.
11.1.2. Укажіть назву аміну Н3С—ЬГН—СН2—СН3:
а) диетиламін; в) етилметиламін;
б) диметиламін; г) диізопропіламін.
11.1.3. Укажіть назву аміну Н3С—И—СНз:
а) метиламін; '
'-'Гід
б) диметиламін;
в) триметиламін;
г) етиламін.
11.1.4. Укажіть формулу органічної речовини, яка належить до ароматичних амінів:
а) С2Н5Г\ТО2; в) С6Н5КН2;
б) С6Н8МО2; г) С2Н8КН2.
11.1.5. Укажіть назву органічної кислоти, яка належить до амінокислот:
а) оцтова; ’ в)галова;
б) масляна; г) а-аланін.
11.1.6. Укажіть назву органічної кислоти, яка належить до амінокислот:
а) мурашина; в) оцтова;
б) гліцин; г) бензенова.
11.1.7 . Укажіть структурну формулу амінокислоти:
о
он
а) Н3С-СН2—ЬГО2
в) Н,С—СН— С
3 І 4
ьгн2
б) н3с-сн—С=И г) Нзс—СН-СЧ
КН2
11.1.8. Укажіть структурну формулу гліцину:
а)Н„С—КН—СН; в)НС—СН—;
3 3 за \МН„
б)Н2Н-СН-С-он;
г)НїС-СН-<°н
мн2
11.1.9. Укажіть назву речовини, при взаємодії з якою амінооцтова кислота виявляє кислотні
властивості:
а) хлоридна кислота; в) сульфатна кислота;
б) калій гідроксид; г) нітратна кислота.
11.1.10. Укажіть назву органічної сполуки, що виявляє амфотерні властивості:
а) метиламін; в) оцтова кислота;
б) анілін; г) амінооцтова кислота.
11.1.11. Укажіть речовини, при взаємодії з якими за певних умов ос-амінопропіонова кислота
утворює сіль:
а) етиламін; в) бромідна кислота;
б) калій гідроксид; г) метанол.
11.1.12. Укажіть назву речовини, при взаємодії з якою амінооцтова кислота виявляє основні
• властивості:
а) натрій; в) сульфатна кислота;
б) калій гідроксид; г) метанол.
11.1.13 . Укажіть назву органічної сполуки, що виявляє амфотерні властивості:
а) пропіонова "кислота; в) етиламін;
' б) р-амінопроціонова кислота; г) феніламін.
11.1.14 . Укажіть речбвини, при взаємодії з якими за певних умов амінооцтова кислота утворює
сіль:
а) гідроген хлорид;
б) етанол;
в) натрій гідроксид;
г) фосфор(У) хлорид.
11.1.15. Установіть відповідність між структурною формулою амінокислоти та її назвою:
Структурна формула амінокислоти а) Н С—СН—СН—СООН; Назва амінокислоти V1) 2-аміно-2-метил пропанова;
'о 1 1 мн2 сн3 ^?х^СООН б)Г |Ґ ; ^>^кн2 2) З-аміно-2-метилбутанова; ;»3) 2-аміно-З-метилбутанова; 4) 4-аміно-З-метилбутанова; 5) 2-амінобензенова.
в) СН — СН—СН — СООН;
I I
мг2 сн3
сн3
г) Н,С—СН—СООН.
І
ин2
11.1.16. Укажіть назву кольорової реакції, яка здійснюється дією на білок концентрованою
нітратною кислотою з появою жовтого забарвлення:
а) естерифікації; в) ксантопротеїнова;
б) біуретова; г) Вюрца.
11.1.17. Під первинною стуктурую білка розуміють:
а) послідовність амінокислотних залишків у поліпептидному ланцюгу;
б) просторову конфігурацію поліпептидного ланцюга;
в) об’єм, форму та взаємне розташування ділянок ланцюга;
г) сполучення білкових макромолекул.
11.1.18. Укажіть тип хімічного зв’язку, який обумовлює утворення вторинної структури білка:
а) водневий; в) пептидний;
б) ковалентний; г) йонний.
11.1.19. Стійкість третинної структури білка забезпечується:
а) водневими зв’язками;
б) зв’язками між функціональними групами радикалів;
в) щільною упаковкою молекули;
г) клітинними мембранами.
11.1.20. Установіть відповідність між структурою молекули білка та характером хімічного
зв’язку, що визначає її утворення:
Структура Характер зв’язку
а) первинна; 1) водневий зв’язок;
б) вторинна; 2) дисульфідні містки;
в) третинна; 3) міжмолекулярна взаємодія;
г) четвертинна. 4) пептидний зв’язок.
11.1.21. Укажіть правильне твердження, яке характеризує первинну структуру нуклеїнових
кислот:
✓
а) просторове розташування атомів основного поліпептидного ланцюга;
б) просторова орієнтація полінуклеотидних ланцюгів у молекулі;
в) певна послідовність а -амінокислот, які входять у поліпептидний ланцюг;
г) певна послідовність нуклеотидних ланок у полінуклеотидному ланцюзі.
11.1.22. Укажіть полімерну основу волокна капрон:
а) полімер 6-аміногексанової кислоти;
б) полімер 7-аміногептанової кислоти;
в) полімер 5-амінопентанової кислоти;
г) полімерний матеріал, мономером якого є целюлоза.
11.1.23. Укажіть назву хімічного процесу, завдяки якому можна добути синтетичне волокно
капрон:
а) естерифікація; в) полімеризація;
б) поліконденсація; г) дегідратація.
11.1.24. Укажіть невідому речовину X у такій схемі перетворень:
метан -» ацетилен —> бензен —» X -> анілін.
а) бензальдегід; в) нітробензен;
б) бензенова кислота; г) толуен.
Для підтвердження відповіді складіть рівняння відповідних реакцій, укажіть умови перебігу
реакцій.
11.1.25. Укажіть невідому речовину Х2 у схемі перетворень:
СН3СООН +ВГг >Хх —+мн* > Х2
а) оцтова кислота; в) етиламін;
б) амінооцтова кислота; г) амоній ацетат.
Для підтвердження відповіді складіть рівняння відповідних реакцій, укажіть умови перебігу
реакцій.
11.2. Задачі
11.2.1. Визначте, в якій з речовин — амоніаку, метиламіні, аніліні чи амінооцтовій кислоті —
масова частка Нітрогену більша. Відповідь підтвердіть необхідними розрахунками.
11.2.2. При відновленні 12,3 г нітробензену добуто 8,5 г аніліну. Визначте, скільки відсотків це
становить від теоретично можливого виходу.
11.2.3. Визначте об’єм бромної води з масовою часткою брому 3 % (густина 1,02 г/см3), необхідної
для добування 66 г триброманіліну.
11.2.4. Через 50 г безводної суміші бензену, аніліну та фенолу пропустили гідрогенхлорид.
Осад, що випав при цьому, відфільтрували. Його маса склала 26 г. Фільтрат, оброблений розчином
натрій гідроксиду, розділився на два шари, об’єм верхнього шару 17,7 мл (густина 0,88 г/см3). Ви-
значте масовий склад (у відсотках) суміші.
/’11.2.5. При спалюванні 0,93 г газоподібної органічної речовини утворився карбон(ІУ) оксид
об’ємом 672 мл (н.у.), вода масою 1,35 г та азот. Відносна густина речовини за воднем дорівнює 15,5.
Установіть формулу речовини.
11.2.6. Первинний алкіламін масою 15,5 г може нейтралізувати 500 г 8,1-відсоткового розчину
бромідної кислоти. Установіть формулу аміну та наведіть його назву.
ь 11.2.7. Визначте об’єм розчину етанолу з масовою часткою спирту 96 % (густина 0,80 г/мл), ви-
користаного для естерифікації 2 моль амінооцтової кислоти.
11.2.8. Визначте формулу амінокислоти, 10 г якої можуть прореагувати з 18 г 25-відсоткового
розчину натрій гідроксиду.
11.2.9. Для нейтралізації 7,5 г невідомої амінокислоти знадобилось 16 мл 20-відсоткового розчи-
ну натрій гідроксиду (густина 1,25 г/мл). Установіть формулу амінокислоти та наведіть її назву.
11.2.10. Для повного гідролізу дипептиду масою 24 г використали 2,7 г води. Установіть струк-
туру дипептиду, якщо відомо, що при гідролізі утворилась тільки одна амінокислота.
11.3. Вправи
11.3.1. Напишіть структурні формули всіх ізомерних аліфатичних амінів, які відповідають
складу С4НИМ. Укажіть первинні, вторинні й третинні аміни.
11.3.2. Напишіть рівняння реакцій взаємодії аніліну, амоніаку, метиламіну з хлоридною кис-
лотою. Які спільні властивості виявляють ці сполуки?
11.3.3. Як здійснити таке перетворення:
кальцій карбід —> ацетилен —> етилен —» етан —> нітроетан —> етиламін? ,
Напишіть рівняння відповідних реакцій.
/' 11.3.4. Як здійснити таке перетворення:
СН. -» С,Н, -> СВНВ -> СвН,МО, -> СВН.МН2 ?
ч сі а о о ч а сі о о сі
. Напишіть рівняння відповідних реакцій.
і-11.3.5. Як здійснити таке перетворення:
метан —» ацетилен —> бензен —> хлорбензен —> анілін —» п-броманілін?
Напишіть рівняння відповідних реакцій.
11.3.6. Написати структурні формули всіх ізомерних амінокислот, що відповідають складу
С5НИНО2. Укажіть назви цих амінокислот за міжнародною номенклатурою.
11.3.7. Напишіть рівняння реакцій, які характеризують амфотерний характер амінооцтової
кислоти. Чому розчин цієї кислоти не діє на лакмус? Що називається біполярним йоном?
11.3.8. Визначте, з якими речовинами взаємодіє амінооцтова кислота:
а) НаОН;
б) СН4;
в) С2Н5ОН;
г) Си;
Д) неї.
Напишіть рівняння відповідних реакцій. \
11.3.9. Як із метану можна добути метиловий естер амінооцтової кислоти? Напишіть рівняння
відповідних реакцій.
11.3.10. Як здійснити таке перетворення:
етилен —> етиловий спирт —> етиловий естер амінооцтової кислоти —> амінооцтова кислота?
Напишіть рівняння відповідних реакцій.
Відповіді
Алкани як представники насичених вуглеводнів
1.1.1. Г. 1.1.2. В, Г. 1.1.3. Г. 1.1.4. Г. 1.1.5 Б, В, Г. 1.1.6. А, Г. 1.1.7. В. 1.1.8. В. 1.1.9. Б. 1.1.10. В.
1.1.11. В. 1.1.12. Б. 1.1.13. А, В. 1.1.14. В. 1.1.15. Б, В. 1.1.16. В. 1.1.17. Г. 1.1.18. А В ГБ Е Д. 1.1.19. Б.
1.1.20. В, Г. 1.1.21. В. 1.1.22. Г. 1.1.23. А. 1.1.24. А. 1.1.25. В.
1.2.1. С7Н16-1-2.2. СС14.1.2.3. С2Нв. 1.2.4. СН4.1.2.5. СН4.1.2.6. С4Н10; 6,5 л 02.1.2.7. С2Не; 3,5 л 02.
1.2.8. С„Н„; 3,5 л0„. 1.2.9. С,Н„. 1.2.10. СДП. 1.2.11.24%. 1.2.12.43,5 л. 1.2.13.11,52 г. 1.2.14.26,7 л.
1.2.15. 2234 л.
Алкени як представники ненасичених вуглеводнів
2.1.1. Б. 2.1.2. Б. 2.1.3. А. 2.1.4. В. 2.1.5 В. 2.1.6. В. 2.1.7. Б. 2.1.8. Б, В. 2.1.9. Б. 2.1.10. В. 2.1.11. Г.
2.1.12. А, Б. 2.1.13. Г. 2.1.14. Б. 2.1.15. Г. 2.1.16. А, Б, В. 2.1.17. А. 2.1.18. Б. 2.1.19. А. 2.1.20. А.
2.2.1. С4Д.2.2.2. С6Н12.2.2.3. С3 Д. 2.2.4. С2Н4; 6 л 02.2.2.5 С2Н4.2.2.6. С3Н6.2.2.7. СД.. 2.2.8. СД6.
2.2.9. С,Д. 2.2.10. СДЙ. 2.2.11. 23,5%. 2.2.12. 69%. 2.2.13. 90%. 2.2.14. 49,75%. 2.2.15.17,92 л.
Л 4 6 о
Алкіни як представники ненасичених вуглеводнів
3.1.1. А. 3.1.2?Д.^3.1.3. Б. 3.1.4. А, В, Г. 3.1.5 Б. 3.1.6. Б. 3.1.7. В. 3.1.8. А, В. 3.1.9. А. 3.1.10. Г.
3.1.11. Б. 3.1.12. А. 3.1.13. В. 3.1.14. Г. 3.1.15. В.
3.2.1. С4Д. 3.2.2. С4Д. 3.2.3. СД. 3.2.4. С4Д. 3.2.5 СД10. 3.2.6. СД4. 3.2.7. СД8.
3.2.8. 59,4 г 1,1-дихлоретану. 3.2.9. 25 г хлоретилену. 3.2.10. 22 л. 3.2.11. 74,3%. 3.2.12. 240 м3.
3.2.13. 14,7%. 3.2.14. 80%. 3.2.15. 5,26 м3.
Ароматичні вуглеводні
4.1.1. А. 4.1.2. А, Г. 4.1.3. В, Г. 4.1.4. А, Г. 4.1.5 А, В. 4.1.6. В. 4.1.7. А. 4.1.8. Г. 4.1.9. А, В.
4.1.10. А, В. 4.1711. В. 4.1.12. Б, Г. 4.1.13. А. 4.1.14. А. 4.1.15. В.
4.2.1. СД8. 4.2.2. СД6. 4.2.3. СД.. 4.2.4. СД6. 4.2.5 49,92%. 4.2.6. 85%. 4.2.7. 12,67 г.
4.2.8.286,2 г. 4.2.9.231,2 г. 4.2.10.49,7%. 4.2.11.53,76 л. 4.2.12.13,44 л. 4.2.13.235,5 г. 4.2.14.58,2 г.
4.2.15.168 г.
Насичені спирти
5.1.1. А. 5.1.2. В. 5.1.3. Б. 5.1.4. А. 5.1.5 В. 5.1.6. Б. 5.1.7. В. 5.1.8. А. 5.1.9. Г. 5.1.10. Б. 5.1.11. Б.
5.1.12. В. 5.1.13. А. 5.1.14. А. 5.1.15. А.
5.2.1. 1,12 л. 5.2.2. 32,9 л. 5.2.3. Б2,3%. 5.2.4. 12,4 кг. 5.2.5. 69 г. 5.2.6. СН4О. 5.2.7. СДО.
5.2.8. СД О. 5.2.9. С4ДОН. 5.2.10. СД.0Н.
Фенол
6.1.1. В. 6.1.2. Б. 6.1.3. А. 6.1.4. А. 6.1.5 Г. 6.1.6. Г. 6.1.7. А. 6.1.8. А. 6.1.9. Б. 6.1.10. Б.
6.2.1. 0,2 кг.’ 6.2.2. 14 г. 6.2.3. 9,4%. 6.2.4. 0,52 г. 6.2.5 27,07 кг. 6.2.6. 30,4 г. 6.2.7. 19,85 мл.
6.2.8. 26%. 6.2.9. 32,85% етанолу; 67,15% фенолу. 6.2.10. 4,7 г фенолу; 3,0 г оцтової кислоти.
Альдегіди
7.1.1. Г. 7.1.2. А. 7.1.3. Г. 7.1.4. Г. 7.1.5 В. 7.1.6. А. 7.1.7. А. 7.1.8. Б. 7.1.9. В. 7.1.10. В.
7.2.1. 79,2 кг. 7.2.2. 70%. 7.2.3. 36,7 г. 7.2.4. 22 см3. 7.2.5. 86%. 7.2.6. 32,4 г. 7.2.7. СДСНО.
7.2.8. СД7СНО. 7.2.9. СДСНО. 7.2.10. СДОН.
6 1 О І 6 •)
Карбонові кислоти
8.1.1. В. 8.1.2. Б. 8.1.3. А. 8.1.4. В. 8.1.5 А. 8.1.6. Б. 8.1.7. Б. 8.1.8. Г. 8.1.9. А. 8.1.10. В. 8.1.11. Б.
8.1.12. Б. 8.1.13. А, В. 8.1.14. Б. 8.1.15. В.
8.2.1. 3,41 кг. 8.2.2. 40 кг. 8.2.3. 60,3%. 8.2.4. 60%. 8.2.5. 2,3 г; 1,12 л. 8.2.6. 57,4 г. 8.2.7. 89,4 г.
8.2.8. СНСООН. 8.2.9. С,Н СООН. 8.2.10. СН,СООН.
4 9 4 3 о
Естери. Жири. Мила
9.1.1. Б. 9.1.2. В. 9.1.3. Б. 9.1.4. Б. 9.1.5 В. 9.1.6.^9.1.7. А. 9.1.8. А. 9.1.9. А, Г. 9.1.10. А, В, Г.
9.1.11. В. 9.1.12. В. 9.1.13. Г. 9.1.14. А. 9.1.15. В.
9.2.1. 80,14 г. 9.2.2. 80,7 г. 9.2.3. 23,2 г. 9.2.4.41% етилацетату, 59% етилформіату. 9.2.5 1,63 кг.
9.2.6. 57,85 г. 9.2.7. 60,6 кг. 9.2.8. 62,6 г. 9.2.9. 2 м3. 9.2.10. 0,23 кг.
Вуглеводи
10.1.1. Б. 10.1.2. Б. 10.1.3. А. 10.1.4. Б. 10.1.5 Б. 10.1.6. В. 10.1.7. Б. 10.1.8. А. 10.1.9. В.
10.1.10. Г. 10.1.11. В. 10.1.12. Б. 10.1.13. Б. 10.1.14. Г. 10.1.15. Б. 10.1.16. А. 10.1.17. А.
10.1.18. В. 10.1.19. В. 10.1.20. ВГБА.
10.2.1.89,6 г. 10.2.2.122 г. 10.2.3.9%. 10.2А. 318 г натрій карбонату. 10.2.5.9,5 кг. 10.2.6.16,1 кг.
10.2.7. 25 кг. 10.2.8. 337,8 кг. 10.2.9.155,6 кг. 10.2.10. 81%.
Нітрогеновмісні органічні сполуки
11.1.1. А. 11.1.2. В. 11.1.3. В. 11.1.4. В. 11.1.5 Г. 11.1.6. Б. 11Д.7. В. 11.1.8. Б. 11.1.9. Б.
11.1.10. Г. 11.1.11. Б, В. 11.1.12. В. 11.1.13. Б. 11.1.14. А, В. 11.1.15. А2, Б5, В4, Г1. 11.1.16. В.
11.1.17. А. 11.1.18. А. 11.1.19. А. 11.1.20. А4, Б1, В2, ГЗ. 11.1.21. Г. 11.1.22. А. 11.1.23. Б. 11.1.24. В.
11.1.25. Б.
11.2.1. ЬГН3(82,4% И). 11.2.2. 91,4%. 11.2.3. 3,14 л. 11.2.4. 37% аніліну; 31% бензену;
32% фенолу. 11.2.5. СН^Н.,. 11.2.6. СН^Н.,. 11.2.7.119,8 мл. 11^.8. Аланін. 11.2.9. СН2(МН2)СООН.
11.2.10. Аланіл. "
Розчинність кислот, основ та солей у воді
Таблиця 1
Катіони
Аніони ІГ Ід* к* На* ин4* Ва2* Са2* мд2* 8г2* А13+ Сг3* Ге2* Ге3* Ні2* Со2* Мп2* 2п2* АЄ* Не2* РЬ2* 8п2* Си2*
он- Р р Р р Р м н м н н н н н н н н — — н н Н
Г р Р р Р р М н н м р н н н р р м р р м н р Р
сі- р Р р Р р Р р р р р р р р р р р р н р м р Р
Вг- р Р р Р р Р р р р р р р р р р р р н м м р Р
Г р Р р Р р Р р р р р ? р 7 р р р р н н н м Р
З2" р Р р Р р Р м н р — — н — н н н н н н н н н
8О|- р Р р Р р м м м н ? — м 7 н н ? м м н н 7 7
ЗО2’ р Р р Р р н м р н р р р р р р р р р — н р р
N0" р Р р Р р р р р р р р р р р р р р м р р — р
N0" р Р р Р р р р р р ? 7 7 р м ? 7 н 7 7 7 7
ро3- .р н р Р — н н н н н н н н н н н н н н н н н
СО|- р р р Р р н н н н ? 7 н 7 н н н н 7 7 н 7 н
СН3СОО- р р р Р р р р р р — р р — р р р р р р р — р
8і0|- н р р Р н н -н н ? 7 н 7 7 7 н н 7 7. н 7 7
Р — розчиняється (> 2 г у 100 г Н2О): М — мало розчиняється (від 0,1 г до 1 г у 100 г Н2О); Н — не розчи-
няється (< 0,1 г у 100 г Н2О); ? — немає даних про існування сполук.
Таблиця 2
Відносні молекулярні маси деяких неорганічних речовин
Н* НН4* На* К* Ва2* Са2* Ме2* АГ3* Сг3* Ге3* Ге2* Мп2* 2п2* Ае+ Си2* РЬ2* 8п2*
О2- 62 94 153 56 40 102 152 160 72 71 81 232 80 223 135
Е- 20 37 42 58 175 78 62 84 109 113 94 93 103 127 102 245 157
СГ 36,5 53,5 58,5 74,5 208 111 95 133,5 158,5 162,5 127 126 136 143,5 135 278 190
Вг- 81 98 103 119 297 200 184 267 292 296 216 215 225 188 224 367 279
Г 128 145 150 166 391 294 278 408 433 437 310 309 319 235 318 461 373
он- 18 .35 40 56 171 74 58 78 103 107 90 89 99 125 98 241 153
N0- 63 80 85 101 261 164 148 213 238 242 180 179 189 170 188 331 243
8а- 34 68 78 110 169 72 56 150 200 208 88 87 97 248 96 239 151
8О2’ 82 116 126 158 217 120 104 294 344 352 136 135 145 294 144 287 199
802' 98 132 142 174 233 136 120 342 392 400 152 151 161 312 160 303 215
ро3- 98 149 164 212 601 310 262 122 147 151 358 355 385 419 382 811 547
8іО|- 78 112 122 154 213 116 100 282 332 340 132 131 141 292 140 283 195
СО|" 62 96 106 138 197 100 84 234 284 292 116 115 125 276 124 267 179
Таблиця З
Відносні молекулярні маси деяких органічних речовин
-н -СІ -Вг -І -ОН -СОН -СООН -СООСН3 -СООС2Н3 -ИН2
-н 2 36,5 81 128 18 ЗО 46 60 74 17
Насичені радикали _СпН2п+1 -сн3 16 50,5 95 142 32 44 60 74 88 31
-С2Н6 зо 64,5 109 156 46 58 74 88 102 45
-С3Н, 44 78,5 123 170 60 72 88 102 116 59
-с4н9 58 92,5 137 184 74 86 102 116 130 73
-с5ни 72 106,5 151 198 88 100 116 130 144 87
-СіЛ, 212 246,5 291 338 228 240 256 270 284 227
—С17Н35 240 274,5 319 366 256 268 284 298 312 255
Ненасичені радикали е сч к о" 1 -С2Н3 28 62,5 107 154 44 56 72 86 100 43
-С3Н3 42 76,5 121 168 58 70 86 100 114 57
-С4Н, 56 90,5 135 182 72 84 —іоо 114 128 71
-с5н9 70 104,5 149 196 86 98 114 128 142' 85
—С17Н33 238 272,5 317 364 254 266 282 296 310 253
со -С2Н 26 60,5 105 152 42 54 70 84 98 41
-С3Н3 40 74,5 119 166 56 68 84 98 112 55
-с4н3 54 88,5 133 180 70 82 98 112 126 69
-С6Н, 68 102,5 147 194 84 96 112 126 140 83
Ароматичні радикали -С6Н3 78 112,5 157 204 94 106 122 136 150 93
-с,н7 92 126,5 171 218 108 120 136 150 164 107
зно
тренувальні вправи
Розділ III
ТРЕНУВАЛЬНІ ВАРІАНТИ
ВАРІАНТ 1
Завдання 1—35 мають по чотири варіанти відповідей. У кожному завданні лише ОДНА відповідь
правильна. Оберіть правильну, па вашу думку, відповідь та позначте її в бланку відповідей.
1. Виберіть твердження, що розкриває закон сталості складу: кожна хімічна сполука має сталий якісний та кількісний склад незалежно від: А) складу вихідної речовини; В) способу та умов її добування; Б) її розчинності; Г) кількості речовини.
2. Укажіть співвідношення мас натрієвої селітри МаКО3 та води для приготування 0,1 % -го роз- чину для поливання кімнатних рослин. А) 1 до 999; В) 2 до 1000; Б) 2 до 50;. Г) 1 до 1000.
3. Укажіть формулу, яку використовують для обчислення молярного об’єму газів. А) С = ^; В) У = Ут V; V V Б) <р= речоавнн ; Г) V =—. ' ж у ’ V суміші
4. Укажіть формулу несолетворного оксиду. А) Ге2О3; В) СО; Б) МпО; Г) 8О2.
5. Визначте найважливіші природні сполуки Алюмінію. А) Сильвініт і карналіт; Б) боксит і каолініт; В) галіт і карналіт; Г) пірит і гематит.
6. Укажіть хімічну формулу добрива, яке називають селітрою. А) Са(Н2РО4)2; Б) (КН4)2НРО4; В) СО(МН2)2; Г) ин4ью3.
7. Укажіть формули солей, що спричиняють постійну твердість води. А) СаСО3 і МеСО3; Б) Са8О4іМ£СО3; В) МЄ(НСО3')2 і Са(НСО3)2; Г) Са5О4іМ£8О4.
8. Укажіть молекулярну формулу бутану. А) С4Н10; В) С5Н10; Б) С4Н8; Г) С6Н12.
9. Визначте загальну формулу карбонових кислот.
А) В—ОН;
В) В-СЄ°„Н;
В) В-С=Л_В,;
Г) В—ЬГН2.
10. Обчисліть і вкажіть заряди йона Натрію і сульфід-іона, гцо існують у розчині натрій суль-
фіду-
А) 2- та 2+; В) 2— та 1+;
Б) 1+ та 2—; Г) 2+ та 1—.
11. Визначте назви лужних металічних елементів.
А) Купрум, Літій; В) Калій, Аурум;
Б) Натрій, Рубідій; Г) Аргентум, Літій.
12. Визначте рівняння реакції, що характеризує хімічні властивості нерозчинних основ.
А) №С12 + 2МаОН = №(ОН)2І + 2КаС1;
Б) Мє(ОН)2—^МеО + Н^О;
В) 6КОН + Р2О6 = 2К3РО4 + ЗН2О;
Г) 2МаОН + 2пО + Н2О = Ка2[2п(ОН)Д.
13. Визначте загальну формулу оксидів елементів V групи періодичної системи Д. І. Менделєєва.
А) ВО; В) В2О;
Б) В2О3; Г) В2О6.
14. Визначте назву вуглеводню, структурна формула якого:
сн3
сн3 — с — с = сн2
А) 2-метил-3,3-диметил-1-бутен;
Б) 2,2-диметил-3-метил-1-бутен;
В) 2,3,3-триметил-1-бутен;
Г) З-метил-1-бутен.
сн, сн.
15. Визначте структурну формулу спирту 2,2,4-триметил-З-пентанол.
А) СН2ОН — СНОН — СН2ОН;
Б) СН3 — СН(ОН) — СН2 — СН3;
В) СН — СН(СН,) — СН(ОН) — С(СН,), — СН,;
<5 о о* & о
Г) сн2он —сн2он.
16. Визначте назву вуглеводу, молекулярна формула якого С12Н22ОП.
А) Фруктоза;
Б) сахароза;
В) глюкоза;
Г) крохмаль.
17. Укажіть форму орбіталей валентних електронів атома Калію.
А) Гантель;’
Б) інша;
В) кільце;
Г) сфера.
18. Укажіть особливість утворення металічного зв’язку.
А) Йони намагаються приєднати електрони;
Б) атоми з однаковою електронегативністю притягуються;
В) усуспільнені електрони рухаються в електронному просторі;
Г) атоми утворюють спільні електронні пари.
19. Визначте речовину, з якою взаємодіє вода.
А) Силіцій (IV) оксид; В) кисень;
Б) мідь; Г) натрій.
20. Укажіть метал, що не розчиняється в концентрованій нітратній кислоті.
А) М^; В) 2п;
Б) Ге; Г) Си.
21. У давні часи рудокопи, що добували руду міді у копальнях, помітили, як їх залізні кирки
покривалися міддю при стиканні поверхні з рудниковими водами. Укажіть причину цього
явища. А) Наявність домішок у міді; В) відновлення міді;
Б) відновлення заліза; Г) наявність домішок у залізі.
22. Визначте йони, що містяться в лікарському розчині «Нашатирний спирт», якщо відомо, що
в цьому розчині колір універсального індикаторного папірця змінюється на синій.
А) Гідроксид-іони;
Б) йони Натрію;
В) йони Гідрогену;
Г) хлорид-іони.
23. Укажіть властивості азоту.
А) Бере участь у процесі гниття, дихання;
Б) хімічно активний, має високу розчинність у воді:
В) неотруйний, має специфічний запах;
Г) газ, без кольору і запаху, розчинність у воді незначна.
24. Укажіть структурну формулу фенолу.
Б) СН2 = СН — СН2 — СН = СН — ОН;
ОН
6н
н2с "ут2
Н2С^ /СН2
сн2
он
25. Позначте, які хімічні властивості аніліну зумовлені присутністю у молекулі бензинового
ядра.
А) Бере участь у реакції заміщення з бромною водою;
Б) реагує з кислотами з утворенням солей;
В) солі аніліну реагують з лугами;
Г) зменшуються основні властивості у порівнянні з амоніаком.
26. При спалюванні в кисні вуглеводню утворилося 8,8 г карбон (IV) оксиду і 1,78 г води. Відносна
густина цього вуглеводню за воднем дорівнює 13. Знайдіть молекулярну формулу вуглеводню
й укажіть масу кисню, яка пішла на його спалювання.
А) 32 г;
Б) 4 г;
В) 8 г;
Г) 48 г.
27. Визначте речовину, розчинність якої у воді є найбільшою.
А) Магній гідроксид;
Б) барій'ізульфат;
В) ферум (III) хлорид;
Г) алюміній ортофосфат.
28. Визначте послідовність процесів добування нітратної кислоти (амоніачний метод).
А) Відновлення; гідратація, окиснення;
Б) окиснення, доокиснення, гідратація;
В) відновлення, гідратація, доокиснення;
Г) окиснення, гідратація, відновлення.
29. Укажіть речовину, яка вступає в реакцію приєднання.
А) Пропан; В) пропанова кислота;
Б) 1-пропанол; Г) пропен.
ЗО. Укажіть екологічно небезпечну речовину, що утворюється під час добування сульфатної кис-
лоти.
А) Амоніак; В) водень;
Б) фенол; Г) сульфур (IV) оксид.
31. Визначте, як впливатиме на хімічну рівновагу реакції СО + ЗН2 СН4 + Н2О(г) зменшення
концентрації вихідних продуктів.
А) Константа рівноваги не зміниться;
Б) зміщення вправо
В) зміщення вліво ;
Г) не впливає.
32. Укажіть основну властивість білка.
А) Йонний електроліт;
Б) амфотерний електроліт;
В) неелектроліт;
Г) молекулярний розчин.
33. Укажіть речовину, яку можна одержати під час реакції пропену з гідроген бромідом.
А) 1-бромпропан;
Б) 1,2-дибромпропан;
В) 2-бромпропен;
Г) 2-бромпропан.
34. Визначте формулу кінцевого продукту перетворень.
А)
Б)
В)
Г)
Ва(ОН)2;
ВаС12;
Ва;
ВаО.
Ва- >Х- >У >г.
35. Укажіть хімічний реагент, за допомогою якого можна провести якісну реакцію на ненасичені
вуглеводні.
А) Індикатор;
Б) купрум (II) гідроксид;
В) розчин калій перманганату;
Г) нітратна кислота.
У завданнях 36—40до кожного з завдань, позначених ЛІТЕРАМИ, доберіть один правильний,
на вашу думку, варіант відповіді, позначений ЦИФРОЮ. Запишіть цифри в таблицю, наведену
до кожного завдання. Потім послідовність цифр перенесіть до бланка.
36. Установіть відповідність між рівняннями хімічних реакцій та їх типами.
Рівняння хімічної реакції Тип хімічної реакції А
А) 2п(ОН)2 —^2пО + Н2О; 1. Заміщення. Б
Б) Н2+Вг2 =2НВгТ; 2. Обміну. 3. Розкладу. В г
В) М£+2НС1=МеС12+Н2 Т; 4. Сполучення.
Г) СиО + Н28О4 = Си8О4 +Н2О. 5. Нейтралізації.
37. Установіть відповідність між дією гідроксид-аніону на запропоновані катіони й ознаками цих
якісних реакцій.
Запропоновані катіони Ознаки якісних реакцій А
А) Сг3+; 1. Білий аморфний осад. Б
Б) ЮН;; 2. Синьо-сірий осад. В
В) М£г+; 3. Бурий газ. Г
Г) Ее3+. 4. Бурий осад.
5. Газ із різким запахом.
38. Установіть відповідність між хімічними формулами та назвами складних неорганічних сполук.
Назва сполуки А
Хімічна формула , „ кг ЧО- Ь БаР1и0™ ' а2 1 3’ 2. Сульфітна кислота. в
Б) Сп(ОН)„; т . .т . . г ' нчо 3‘ КупРум (П) гідроксид. Ш—І ’ г з» 4. Натрій силікат.
Г) ВаО. _ „ ,. ’ 5. Сульфідна кислота.
39. Установіть відповідність між хімічними формулами та класами органічних сполук.
Хімічна формула Клас органічних сполук А
А) СН3-СН2-ОН; 1. Альдегіди. Б
2. Карбонові кислоти. В
Б) і^^ОН; в) сн-с^н; Г) СН-С^°. 3. Спирти. 4. Феноли. 5. Естери. г
40. Установіть відповідність між назвами речовин та типами хімічного зв’язку.
Назви речовин Типи хімічного зв’язку А
А) Бром; 1. Ковалентний неполярний. Б
Б) калій; 2. Ковалентний полярний.
В) натрій хлорид; 3. Металічний. Г
Г) гідроген йодид. 4. Йонний.
5. Водневий.
У завданнях 41—50 розташуйте певні дії (поняття, формули, характеристики) у правильній, па
вашу думку, послідовності. Запишіть ЛІТЕРИ, якими позначені дії (поняття, формули, характе-
ристики), у таблиці в тесті. Перша дія (поняття, формула, характеристика) має відповідати цифрі
1 у таблиці, друга — цифрі 2 і т. д. Потім послідовність букв перенесіть до бланка відповідей.
41. Установіть послідовність зростання електронегативності атомів елементів.
А)МЄ;
Б)А1;
В) Е;
Г)Н.
42. Установіть послідовність збільшення основних властивостей оксидів елементів другої групи
головної підгрупи періодичної системи. 1
А) МдО; 2
Б) ВаО; 3
В) СаО; 4
Г)ВеО.
43. Установіть послідовність послаблення окисних властивостей хімічних елементів, які мають
таку електронну конфігурацію атомів:
А) І822з22р6Зз2Зр6Згі104з24р5; 1
Б) І822в22р6; 2
В) 1822з22р63з23р5; 3
Г) 1822822р63823р63й1о4824р64гііо5825р5. 4
44. Установіть послідовність зменшення ступеню окиснення Сульфуру в сполуках, яким відповідають
наступні хімічні формули.
А) Н28;
Б) Ка28О4;
В) 8;
Г) 8О2.
45. Установіть генетичний ланцюжок одержання ферум (ІП) оксиду.
А) Ферум (ПІ) гідроксид;
Б) залізо;
В) ферум (II) хлорид;
Г) ферум (II) гідроксид.
2
з
4
46. Установіть послідовність перетворень при одержанні азоту.
А) Амоній нітрат;
Б) нітратна кислота;
В) нітроген (І) оксид;
Г) нітроген (IV) оксид.
1
2
3
4
_1_
£
З
4
47. Установіть послідовність перетворень при одержанні з кам’яновугільної смоли (КС) аніліній
хлориду.
А) Нітробензен;
Б) КС;
В)бензен;
Г) анілін.
1
2
48. Установіть генетичний ланцюжок одержання амінооцтової кислоти.
А) Калій ацетат;
Б) метиловий естер оцтової кислоти;
В) хлороцтова кислота;
Г) оцтова кислота.
49. Установіть послідовність перетворень при одержанні кальцій хлориду.
А) Глюкоза;
Б) карбон (IV) оксид;
В) целюлоза;
Г) кальцій карбонат.
50. Розташуйте послідовно схеми рівнянь хімічних реакцій згідно з поданим ланцюжком:
реакція обміну з утворенням осаду — реакція обміну не відбувається до кінця — реакція обміну
з утворенням газуватого продукту реакції та слабкого електроліту (води) — реакція обміну
з утворенням слабкого електроліту (води).
А) Ва(ОН)2 + НС1 —[ТГ~
Б) НС1 + Ма28О3 2
В) К28О4 + N аВг —
Г) А£М03 + Масі ->. ІАІ_
У завданнях 51—60 після слова «Відповідь» напишіть числа, які ви отримаєте після певних
обчислень (запис розв’язання при цьому не вимагається). Перенесіть свою відповідь до бланка.
Цифри записуйте послідовно, починаючи з крайньої лівої клітинки.
51. Атом елемента має на один електрон більше, ніж аніон Хлору. Укажіть протонне число еле-
мента.
Відповідь:
52. Методом електронного балансу розставте коефіцієнти в рівнянні окисно-відновної реакції.
Укажіть загальну суму коефіцієнтів вихідних речовин.
+ НМО3(канц)-»Ме(МО3)2 + м2оТ + Н2О
Відповідь:
53. Обчисліть загальну суму коефіцієнтів у рівнянні реакції кальцій гідроксиду з хлоридною кис-
лотою з утворенням середньої солі.
Відповідь:
54. Укажіть число нітрогруп у нітрогліцерині, який утворюється, якщо гліцерин взаємодіє з
нітратною кислотою.
Відповідь:
55. Укажіть число структурних ізомерів складу С6Н10 за положенням потрійного зв’язку.
Відповідь:
56. Обчисліть масу (г) води, яку треба використати для приготування 1 л 20 % -го розчину кислоти
з густиною 1,14 г/мл. У наявності маємо 93,6 %-й розчин кислоти.
Відповідь:
57. Обчисліть об’єм (л) (н. у.) водню, що виділився під час взаємодії розведеної сульфатної кислоти
зі зразком заліза масою 20 г, що містить 4,8 % (за масою) домішок.
Відповідь:
58. Обчисліть відносну атомну масу металу, який при взаємодії з водою утворив 0,2 моль водню,
якщо маса одновалентного металу становить 9,2 г.
Відповідь:
59. Обчисліть об’єм кисню (м3) (н. у.), який утворився в процесі фотосинтезу поряд із 50 кг глю-
кози.
Відповідь:
60. Обчисліть об’єм (л) (н. у.) ацетилену, який можна отримати з 300 л природного газу,
у якому об’ємна частка метану 96 %. Відносний вихід ацетилену дорівнює 65 % (за об’ємом).
Відповідь:
Бланк відповідей до зошита з хімії
Увага! Заповнюйте бланк відповідей цифрами або великими літерами. Записана цифра або літера
не повинна виходити за межі білого прямокутника.
Якщо Ви позначили неправильну відповідь, правильну можна записати в спеціально відведено-
му місці, розташованому внизу бланка.
У завданнях 1-35 правильну відповідь позначайте тільки так: 03
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
*□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
»□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
2( А Е Б Е В Е Г Е ) і ] [ ’1 □ 22 23 24 25 І і І—II II—І N І II II II І О) 27 28 29 ЗС ?!□□□□ т □ □ □ □ ЗА 35
У завданнях 36-40 правильну відповідь записуйте тільки цифрами. А Б В Г 36 □ □ □ □ 37 □ □ □ □ 38 □ □ □ □ 39 □ □ □ □ 40 □ □ □ □ 41 42 43 44 45 1 У завданнях 41-50 правильну відповідь записуйте великими літерами. 2 3 4 1 2 ] □ □ □ 46 □ □ ] □ □ □ 47 □ □ | ] □ □ □ 48 □ □ ] □ □ □ 49 □ □ [ □ □ □ 50 □ □ 3 4 □ □
Завдання 51-60
Завдання 1-35
Завдання 36-40
Номер за-
вдання д Б В
Завдання 41-50
Номер за-
вдання 12 3 4
ВАРІАНТ 2
Завдання 1—35 мають по чотири варіанти відповідей. У кожному завданні лише ОДНА відповідь
правильна. Оберіть правильну, на вашу думку, відповідь та позначте її в бланку відповідей.
1. Виберіть твердження, що розкриває закон об’ємних відношень: за однакових умов об’єми
газів, що'вступають у реакцію, відносяться один до одного і до об’ємів утворених газоподібних
продуктів як:
Л) об’ємні Частки цих газів;
Б) відносні густини цих газів;
В) добутки цілих чисел;
Г) невеликі цілі числа.
2. Укажіть співвідношення глюкози та води у фізіологічному розчині «Глюкоза 2 % ».
А) Ідо 49; В) 1 до 20;
Б) 2 до 40; Г) 2 до 20.
3. Укажіть формулу, яку використовують для обчислення об’ємної частки газу в суміші.
А) = ; К у2 V Гї речовини . Б) у суміші т В)Р=-; 0) — ^речовини т розчину
4. Укажіть формулу кислотного оксиду.
А) 2пО; В) 8О3;
Б) Кта2О; Г) МпО.
5. Визначте найважливіші природні сполуки Калію.
А) Пірит і гематит; В) галіт і карналіт;
Б) боксит і каолініт; Г) сильвініт і карналіт.
6. Укажіть хімічну формулу добрива карбаміду.
А) СО(ЬШ2)2; В) (КН4)2НРО4;
. Б) Са(Н2РО4)2; Г) КН,КО:!.
7. Укажіть катіони, що спричиняють загальну твердість води.
А) М^2 і Ва2*; В) А13+ і Са2+;
Б) Са2* і М£2'; Г) М£24 і 2п2+.
8. Укажіть молекулярну формулу пропану.
А) С4Н6; . В) С3Н8;
Б) С5Н10; - Г) С3Н6.
9. Визначте загальну формулу спиртів.
А) Е-ОН;
Б) В-МН2;
В) Е1;
О в-с^н..
10. Обчисліть і вкажіть заряди катіонів й аніонів у розчині алюміній сульфату.
А) 3- та 2+; В) 2- та 2+;
Б) 3+ та 2-; ‘ Г) 3+ та 1-.
11. Визначте назви елементів благородних металів.
А) Аурум, Вісмут; В) Іридій, Платина;
Б) Тантал, Осмій; Г) Аргентум, Телур.
12. Визначте рівняння реакції, що характеризує хімічні властивості нерозчинних основ.
А) Ге(ОН)2 4 ГеО + Н2О;
Б) СиС12 + 2МаОН = 2ПаС1 + Си(ОН)2і;
В) 2К0Н + 8О2 = К28О3 + Н2О;
Г) А1(0Н)3 + КаОН 4 ПаА102 + 2Н2О.
13. Визначте загальну формулу вищих оксидів металічних елементів VI групи Періодичної систе-
ми Д. І. Менделєєва.
А) ВО4;
Б) ВО;
В) К2О3;
Г) ВО3.
14. Визначте назву вуглеводню, структурна формула якого:
СН3 — СН2 — СН = С — сн3
А) 2,2-диметил-З-пентин;
Б) 2-етил-2-пентен;
В) З-метил-З-гексин;
Г) 2-метилпентен.
сн2—сн3
15. Визначте структурну формулу спирту 3,4-диметил-3-гексанол.
А) СН3 — С(СН3)2 — СН2ОН;
Б) СН3 — СН2 — СН(ОН) — СН3;
В) СН3 — С(СН3)(С2Н5) — СН2 — СНОН — СН2 — СН3;
Г) снз —СН2 —СН(СН3) —С(СН3)ОН —сн2 —сн3.
16. Визначте назву вуглеводу, молекулярна формула якого (С6Н10О5)п.
А) Целюлоза;
Б) сахароза;
В) рибоза;
Г) фруктоза.
17. Укажіть форму орбіталей валентних електронів атома Магнію.
А) Сфера;
Б) гантель;
В) інше;
Г) кільце.
18. Укажіть особливість утворення ковалентного зв’язку за донорно-акцепторним механізмом.
А) Кожен атом надає по одному електрону в спільне користування;
Б) диполі сусідніх молекул притягуються;
В) усуспільнені електрони рухаються в електронному просторі;
Г) донор надає електронну пару, акцептор — вільну орбіталь.
19. Визначте речовину, з якою взаємодіє калій оксид.
А) Карбон (IV) оксид;
Б) водень;
В) барій оксид;
Г) натрій хлорид.
20. Укажіть метал, що не розчиняється у розведеній сульфатній кислоті.
А) ЬГі; В) Сг;
Б) Си; Г) М$.
21. Щоб хімічним шляхом видалити з алюмінієвої каструлі продукти корозії, алюміній оксид
і алюміній гідроксид і не пошкодити метал, треба подіяти на неї послідовно...
А) кислотою та содою;
Б) лугом та натрій хлоридом;
В) кислотою та лугом;
Г) натрій хлоридом та содою.
22. Визначте йони-, що містяться в розчині вітаміну С (таблетка), якщо відомо, що в цьому розчині
колір універсального індикаторного папірця змінюється на червоний.
А) Гідроксид-іони;
Б) йони Гідрогену;
В) йони Натрію;
Г) йони амонію.
23. Укажіть властивості водню.
А) Бере участь у процесах гниття, горіння, дихання;
Б) активний, блакитного кольору, кутової будови;
В) отруйний, зеленого кольору;
Г) безбарвний газ, без запаху, має відновні властивості.
24. Укажіть структурну формулу аніліну.
А) КО2;
Б)
мн2;
он
КН ;
. II І
нн2 — сн2 — С— N — СН3.
25. Визначте наслідок зміщення електронної густини до атома Оксигену карбонільної групи в
молекулі карбонової кислоти.
А) Зв’язок між атомами Оксигену і Гідрогену в гідроксильній групі стає більш полярним;
Б) карбоксильна група не впливає на вуглеводневий радикал;
В) частковий позитивний заряд центрального атома Карбону збільшується;
Г) атом Гідрогену в гідроксильній групі набуває меншої рухомості.
26. При спалюванні в кисні вуглеводню утворилось 2,2 г карбон (IV) оксиду і 0,9 г води. Відносна
густина цього вуглеводню за повітрям дорівнює 1,45. Укажіть, який об’єм кисню (н. у.) треба
витратити на спалювання 10 л такого газу.
А) 41 л; В) 32 л;
Б) ЗО л; Г) 45 л. - -
27. Укажіть назву речовини, розчинність якої у воді є найбільшою.
А) Магній ортофосфат;
Б) барій гідроксид;
В) озон;
Г) барій сульфід.
28. Визначте хімічну властивість глюкози, яка обумовлена наявністю альдегідної групи.
А) Реакція з карбоновими кислотами і утворенням складного ефіру;
Б) спиртове бродіння;
В) реакція з аргентум (І) оксидом і утворення металічного срібла;
Г) реакція з основою і утворення алкоголяту.
29. Укажіть речовину, яка вступає в реакцію полімеризації.
А) Етен;
Б) етан;
В) етанол;
Г) етанова кислота.
ЗО. Укажіть екологічно небезпечну речовину, що утворюється під час спалювання палива.
А) Азот; В) водень;
Б) карбон (IV) оксид; Г) сірка.
31. Визначте, як впливатиме на хімічну рівновагу реакції С.Н,П => С.НО + Н„; ДН > 0 підвищення
температури.
А) Зміщення вправо—>;
Б) зміщення вліво
В) зміна константи рівноваги;
Г) не впливає.
32. Укажіть, скільки просторових структур може мати білкова молекула.
А) 3; В) 4;
Б) 2; Г) 5.
33. Укажіть, яка реакція підпорядковується правилу Марковникова.
А) Галогенування алкенів;
Б) гідрогалогенування алканів;
В) галогенування алканів;
Г) гідрогалогенування алкенів.
34. Визначте формулу кінцевого продукту перетворень.
ря тт +сі2; РеСІд к V +ИаОН . тл +МаОН . г?
Ь6М6 -неї =№сї
А) С6Н5-ОКа;
Б) С6Н5—ОН;
В) СвН5-С1;
Г) С6Н6.
35. Укажіть хімічний реагент, за допомогою якого можна провести якісну реакцію на.хлорид-іон.
А) Йон Кальцію Са2+;
Б) йон Аргентуму А£+;
В) йон Магнію М&2+;
Г) катіон'Феруму Ге2+.
У завданнях 36—40до кожного з завдань, позначених ЛІТЕРАМИ, доберіть один правильний,
на вашу думку, варіант відповіді, позначений цифрою. Запишіть цифри в таблицю, наведену до
кожного завдання. Потім послідовність цифр перенесіть до бланка.
36. Установіть відповідність між рівняннями хімічних реакцій та їх типами.
Рівняння хімічної реакції Тип хімічної реакції А
А) ВаС12 +Ка28О4 = Ва8О4 X +2КаС1; 1. Сполучення. Б
Б) СаО+Н2О = Са(ОН)2; 2. 3. Розкладу. Заміщення. В [
В) 2КС1О3 —Ї-» 2КС1+ЗО2; 4. Обміну.
Г) 2Ка+2Н2О = 2КаОН+Н2 ?. 5. Нейтралізації.
37. Установіть відповідність між дією гідроксид аніону на запропоновані катіони й ознаками цих
якісних реакцій. Запропоновані катіони Ознаки реакції А
А) Ге2+; 1. Бурий газ. Б
Б) РЬ2+; 2. Білий драглистий осад. В
в) кн;; 3. Сіро-зелений осад. Г
Г) А13+. 4. Газ із різким запахом.
5. Білий аморфний осад.
38. Установіть відповідність між хімічними формулами та назвами складних неорганічних сполук.
Хімічна формула
А) N0,;
Б) №і28О3;
В) Са(ОН)2;
Г) Н28іО3.
Назва сполуки
1. Кальцій гідроксид.
2. Нітроген (IV) оксид,
3. Силікатна кислота.
4. Натрій сульфіт.
5. Натрій сульфід.
39. Установіть відповідність між хімічними формулами та класами органічних сполук.
Хімічна формула
Б) СвН.2Ов;
В) СН-С«°Н;
ин2
Клас органічних сполук
1. Амінокислоти.
2. Естери.
3. Вуглеводи.
4. Ароматичні аміни.
5. Феноли.
40. Установіть відповідність між назвами речовин та типами хімічного зв’язку.
Назви речовин
А) Алюміній;
Б)
В)
Г)
Типи хімічного зв’язку
1. Йонний.
натрій бромід; 2. 3. Ковалентний полярний. Металічний.
азот; 4. Ковалентний неполярний.
гідроген хлорид. 5. Водневий.
У завданнях 41—50 розташуйте певні дії (поняття, формули, характеристики) у правильній, на
Вашу думку, послідовності. Запишіть ЛІТЕРИ, якими позначені дії (поняття, формули, характе- '
ристики), у таблиці в тесті. Перша дія (поняття, формула, характеристика) має відповідати цифрі
1 у таблиці, друга — цифрі 2 і т. д. Потім послідовність букв перенесіть до бланка відповідей.
41. Установіть послідовність зростання електронегативності атомів елементів.
А) СІ;
Б)Ве;
В)8і;
Г)8.
42. Установіть послідовність зменшення сили гідрогеногалогенових кислот.
А) НСІ;
Б) НІ;
В) НЕ;
Г) НВг.
1
2
_3
4
43. Установіть послідовність посилення неметалічних властивостей хімічних елементів, які мають
таку електронну конфігурацію атомів:
А) 1822а22р5;
Б) 18г2822рг;
В) І822а22р4;
Г) 1522а22р3.
44. У становіть послідовність зростання ступеню окиснення Мангану в сполуках, яким відповідають
наступні хімічні формули.
А)
Б)
В)
Г)
МпО2;
КМпО4;
Мп2°3;
МпО.
1
2
3^
4
45. Установіть послідовність стадій виробництва сульфатної кислоти із піриту.
А) Поглинання сульфур (VI) оксиду олеумом;
Б) окиснення сульфур (IV) оксиду киснем за допомогою каталізатора;
В) випал піриту у «киплячому шарі»;
Г) очищення сульфур (IV) оксиду від пилу та осушування.
46. Установіть послідовність добування алюміній гідроксихлориду.
А) Натрій алюмінат;
Б) алюміній нітрат;
В) алюміній хлорид;
Г) алюміній гідроксид.
47. Установіть генетичний ланцюжок одержання натрій феноляту.
А) Хлорбензен;
Б)бензен; .
В) циклогексан;
Г) фенол.
1
2
3^
4
48. Установіть генетичний ланцюжок одержання нітроген (IV) оксиду.
А) Купрум (II) оксид;
Б) купрум (II) хлорид;
В) купрум (II) нітрат;
Г) купрум (II) гідроксид.
49. Установіть генетичний ланцюжок добування хлороцтової кислоти.
А) Етаналь;
Б) етанол;
В) глюкоза;
Г) оцтова кислота.
50. Розташуйте послідовно схеми рівнянь хімічних реакцій згідно з поданим ланцюжком:
реакція обміну з утворенням лише слабкого електроліту (води) — реакція обміну не відбувається
до кінця — реакція обміну з утворенням газуватого продукту реакції та слабкого електроліту
(води) — реакція обміну з утворенням осаду.
А) КОН+НСІ-»; [ТТ-
Б) К2СО3+Н28О42
В) Ка28О4+К0Н —_3_
Г) РЬ(ЬЮ3)2 +Иа28
У завданнях 51—60 після слова «Відповідь» напишіть числа, які ви отримаєте після певних
обчислень (запис розв’язання при цьому не вимагається). Перенесіть свою відповідь до бланка.
Цифри записуйте послідовно, починаючи з крайньої лівої клітинки.
51. Атом елемента має на один електрон менше, ніж аніон Сульфуру. Укажіть протонне число еле-
мента.
Відповідь:
52. Методом електронного балансу розставте коефецієнти в рівнянні окисно-відновної реакції.
Укажіть загальну суму коефіцієнтів у лівій частині рівняння.
Ее8О4 + КМпО4 + Н28О4 Ее2(8О4)3 + Мп8О4 + К28О4 + Н2О.
Відповідь:
- 53. Обчисліть загальну суму коефіцієнтів у рівнянні реакції натрій гідроксиду та ортофосфатної
кислоти з утворенням середньої солі.
Відповідь:
54. Укажіть число бромопохідних метану, що утворюються під дією ультрафіолетового
випромінювання або за нагрівання суміші метану з бромом до температури 250-400 °С.
Відповідь: -
55. Укажіть чйєло структурних ізомерів складу С4Н9ОН за положенням гідроксильної групи
в карбоновому ланцюзі.
Відповідь:
56. Обчисліть, масову частку (% ) кислоти в одержаному розчині, якщо до 1 л 50 % -го розчину
нітратної кислоти, густина якого дорівнює 1,31 г/мл, додали 690 мл води.
Відповідь:
57. Обчисліть масу глюкози (кг), яку можна одержати з 405 кг картоплі, в якій масова частка
крохмалю становить 20%.
Відповідь:
58. Обчисліть відносну атомну масу металу, який при взаємодії з хлором утворив, 11,7 г хлориду,
якщо маса одновалентного металу 4,6 г.
Відповідь:
59. Визначте масу міді (кг), яку можна добути при відновленні купрум (II) оксиду за допомогою
48 кг вугілля, якщо втрати виробництва міді складають 5% .
Відповідь:
60. Обчисліть масу солі (г), яка утворюється при взаємодії 14,5 г амінооцтової кислоти з 48 мл '
20%-го розчину натрій гідроксиду (густина 1,25 г/мл).
Відповідь:
ВАРІАНТ З
Завдання 1—35 мають по чотири варіанти відповідей. У кожному завданні лише ОДНА відповідь
правильна.-Оберіть правильну, на Вашу думку, відповідь та позначте її в бланку відповідей.
1. Виберіть твердження, що розкриває закон Авогадро: в однакових об’ємах різних газів за одних
і тих самих умов (Р, Т) міститься:
А) однакова молярна маса газів;
Б) різнакількість молекул;
В) однакова кількість молекул;
Г) кількість атомів, що чисельно дорівнює кількості атомів у 23 г натрію.
2. Укажіть співвідношення натрій гідрогенкарбонату та води у 10 % розчині.
А) 1 до 10; В) 1 до 9;
Б) 2 до 40; Г) 2 до 20.
3. Укажіть формулу, яку використовують для обчислення масової частки розчиненої речовини
в розчині.
А) у = —; В) т = У р;
V т
ТТ\ __ речовини ж речовини
Ь) <Р = —----. А) ----------•
V т
розчину розчину
4. Укажіть формулу основного оксиду.
А) СаО; В) 8О3;
Б) 8іО2; Г) 8О2.
5. Визначте найважливіші природні сполуки Натрію.
А) Пірит і гематит; В) боксит і каолініт;
Б) галіт і сильвініт; Г) сильвініт і карналіт.
6. Укажіть хімічну формулу мінералу піриту.
А) Ге3О4; В) Ге2О3;
Б) Ге2О3-пН2О; Г) Ге82.
7. Укажіть формули солей, що спричиняють тимчасову твердість води.
А) КС1 і КаСІ; В) Са8О4 і Са(НСО3)2;
Б) Са(НСО3)2 і М&(НСО3)2; Г) М&8О4іСа8О4.
8. Укажіть молекулярну формулу гептану.
А) С6Н12; - В) С7Н16;
Б) С7Н12; ’ Г) С7Н14.
9. Визначте загальну формулу естерів.
а)В-сє£„Еі;
Б) В-ОН;
В) к-с?°н;
Г) к-нн2. .
10. Обчисліть і вкажіть заряди катіонів й аніонів у розчині амоній хлориду.
А) 2+ та 1-; В) 2- та 2+;
Б) 1+та1-; Г) 3+та2~.
11. Визначте назви елементів, що відносяться до лужних металів.
А) Аргентум, Калій; В) Аргентум, Літій;
Б) Купрум, Рубідій; Г) Рубідій, Натрій.
12. Визначте рівняння реакції, що характеризує хімічні властивості нерозчинних основ.
А) Сг(ОН)2 4 СгО + Н2О;
Б) 2№іОН + СгО3 4 На2СгО4 + Н2О;
В) 2КОН + 8О3 = К28О4 + Н2О;
Г) А12О3 + 6КаОН + ЗН2О = 2Ка3[А1(ОН)6].
13. Визначте загальну формулу вищих оксидів елементів III групи Періодичної системи Д. І. Мен-
делєєва.
А) Ме2О; В) Ме2О5;
Б) Ме2О3; Г) Ме2О7.
14. Визначте назву вуглеводню, структурна формула якого.
СН3—СН—СН—СН2—СН=СН2
СН3 СН—СН3
А) 4-діетил-5-метилгексан;
Б) 2-метил-3-етил-4-гексен;
В) 4-етил-5-метил-1-гексен;
Г) 3-метил-2-етил-6-гексен.
15. Визначте структурну формулу спирту 2-метилгексанол-З.
А) СН3 — СН2 — СН2 — С(СН,)(ОН) — СН2 — СН ;
Б) СН3 —С(СН3)2 —СН2ОН;
В) СН3 — СН(СН3) — СН(ОН) — СН2 — СН(СН3)2;
Г) СН, — СН(СН,) — СН(ОН) — СН, — СН, — сн,.
16. Визначте назву вуглеводу, молекулярна формула якого С6Н12О6.
А) Фруктоза;
Б) лактоза;
В) крохмаль;
Г) сахароза.
17. Укажіть форму орбіталей валентних електронів атома Літію.
А) Кільце;
Б) гантель;
В) інше;
Г) сфера.
18. Укажіть особливість утворення йонного зв’язку.
А) Диполі сусідніх молекул притягуються;
Б) атоми з однаковою електронегативністю притягуються;
В) йони притягуються за рахунок електростатичних сил;
Г) йони намагаються приєднати електрони.
19. Визначте речовину, з якою взаємодіє натрій гідроксид.
А) Калій хлорид; В) кальцій оксид;
Б) купрум (II) сульфат; Г) натрій нітрат.
20. Позначте,метал, що не розчиняється в концентрованій нітратній кислоті.
А) V; В) Мо;
Б) Си; . Г) Р1.
21. Для прискорення введення в експлуатацію нових цегляних будинків пропонують ставити
в кімнатах нагрівані. Виберіть причину виникнення вологи на стінах.
А) Конденсація на стінах вологи з повітря;
Б) гашене вапно при твердінні утворює воду;
В) цегла містить воду;
Г) суміш гашеного вапна з цементом перемішують з водою.
22. Позначте йони, що містяться в медичному препараті «Альмагель» (уживається при підвищеній
кислотності шлунку), якщо відомо, що в цій суспензії колір універсального індикаторного
папірця змінюється на синій.
А) Йони Магнію;
Б) Йони Гідрогену;
В) гідроксид-іони;
Г) сульфат-іони.
23. Позначте властивості сульфур (IV) оксиду.
А) Безбарвний газ із різким запахом, розчиняється у воді з частковою хімічною реакцією;
Б) дуже активний, блакитного кольору;
В) утворюється при електричному розряді у повітрі;
Г) безбарвний газ із запахом тухлих яєць, отруйний.
24. Укажіть структурну формулу 2-нітротолуену.
25. Позначте наслідок зміщення електронної густини до атома Оксигену в молекулі спиртів.
А) Гідроген гідроксильної групи має основний характер;
Б) утворення у водному розчині водневого зв’язку;
В) властивості Гідрогену гідроксильної групи схожі з Гідрогеном у вуглеводневому ради-
калі;
Г) у молекулах утворюються неполярні зв’язки О—Н.
26. При спалюванні в кисні вуглеводню утворилося 22 г карбон (IV) оксиду і 9 г води. Відносна
густина вуглеводню за повітрям дорівнює 0,966. Визначте, скільки літрів креню треба витра-
тити на спалювання 20 л (н. у.) такого газу.
А) 40 л; В) 45 л;
Б) 28 л; Г) 60 л.
27. Укажіть назву речовини, розчинність якої у воді є найбільшою.
А) Натрій ортофосфат;
Б) бензен;
В) кальцій ортофосфат;
Г) метан.
28. Визначте послідовність процесів одержання сталі з чавуну.
А) Добавка вапна та розкиснювача, окиснення домішок киснем;
Б) окиснення домішок ферум (II) оксидом, добавка розкиснювача;
В) окиснення домішок киснем та ферум (II) оксидом, добавка вапна та розкиснювача;
Г) добавка розкиснювача, окиснення домішок та заліза.
29. Укажіть речовину, яка вступає в реакцію гідрування.
А) Бутан;
Б) 1-бутен;
В) 1-бутанол;
Г) бутанова кислота.
ЗО. Укажіть екологічно небезпечну речовину, яка утворюється під час виробництва акуму-
ляторів.
А) Солі Плюмбуму;
Б) солі Натрію;
В) калій гідроксид;
Г) ферум (III) оксид.
31. Визначте, як впливатиме на хімічну рівновагу реакції Н2 + Вг2 2НВг підвищення тиску.
А) Зміщення вліво ;
Б) не впливатиме;
В) зміщення вправо —>;
Г) зміна константи рівноваги.
32. Укажіть причину, яка викликає денатурацію білків.
А) Перебудова структури;
Б) агрегація молекул;
В) вплив зовнішніх чинників;
Г) розчинність у воді.
33. Укажіть причину аномально високих для своїх молекулярних мас температур кипіння
спиртів.
А) Утворення водневих зв’язків між молекулами спирту;
Б) вплив вуглеводневого радикалу;
В) відновлення Гідрогену гідроксильної групи;
Г) внутрішньомолекулярна дегідратація.
34. Визначте формулу кінцевого продукту перетворень.
А) КаОН;
Б) Си(ОН)2;
В) Си;
Г) СиО.
35. Укажіть хімічний реагент, за допомогою якого можна провести якісну реакцію на бензен.
А) Розчин натрій гідрогенкарбонату;
Б) бромна вода;
В) луг і купрум (II) сульфат;
Г) нітратна кислота.
У завданнях 36—40до кожного з завдань, позначених ЛІТЕРАМИ, доберіть один правильний,
на вашу думку, варіант відповіді, позначений цифрою. Запишіть цифри в таблицю, наведену до
кожного завдання. Потім послідовність цифр перенесіть до бланка.
36. Установіть відповідність між рівняннями хімічних реакцій та їх типами.
Рівняння хімічної реакції Тип хімічної реакції А
А) 8О3+Н2О = Н28О4; 1. Обміну. Б
Б) СаО+2НВг = СаВг2 + Н2О; 2. Сполучення. В
В) Ва+2Н2О = Ва(ОН)2 + Н2 Т; 3. 4. Заміщення. Розкладу. 1
Г) МеСО3 МеО+СО2 Т. 5. Нейтралізації.
37. Установіть відповідність між дією гідроксид-аніона на запропоновані катіони й ознаками цих
якісних реакцій.
Катіони Ознаки якісних реакцій А
А) 2п2+; 1. Газ із різким запахом. Б
Б) Си2+; 2. Білий драглистий осад. В
В) Ге34; Г) Ке24. 3. Сіро-зелений осад, пластівчатий. 4. Блакитний драглистий осад. г
5. Бурий осад.
38. Установіть відповідність між хімічними формулами та назвами складних неорганічних сполук.
Хімічна формула
А) Ва8;
Б) Ге(ОН)3;
В) Н3РО4;
Г) Ка2О.
Назва сполуки
1. Натрій оксид.
2. Барій сульфід.
3. Ферум (III) гідроксид.
4. Ортофосфатна кислота.
5. Барій сульфіт.
39. Установіть відповідність між хімічними формулами та класами органічних сполук.
Хімічна формула
А) С7Н14;
Б) С7Н8;
В) С7Н16;
Г) С7Н12.
Клас органічних сполук
1. Алкани.
2. Ароматичні вуглеводні.
3. Алкіни.
4. Алкени.
5. Вуглеводи.
40. Установіть відповідність між назвами речовин та типами хімічного зв’язку.
Назви речовин Типи хімічного зв’язку
А) Калій йодид; 1. Металічний.
Б) метан; 2. Ковалентний неполярний.
В) сплав золота з міддю; 3. Йонний.
Г) кисень. 4. Ковалентний полярний.
5. Водневий.
У завданнях 41—50 розташуйте певні дії (поняття, формули,'характеристики) у правильній,
на вашу думку, послідовності. Запишіть букви, якими позначені дії (поняття, формули, харак-
теристики), у таблиці в тесті. Перша дія (поняття, формула, характеристика) має відповідати
цифрі 1 у таблиці, друга — цифрі 2 і т. д. Потім послідовність букв перенесіть до бланка
відповідей.
41. Установіть послідовність зростання електронегативності атомів елементів.
А)8і;
Б)К;
В)МЄ;
Г)С.
42. Установіть послідовність збільшення кислотних властивостей вищих оксидів V групи. а)р2о8; Б)8Ь2О5; В)М2О9; І
Г)А82О8.
43. Установіть послідовність послаблення відновних властивостей хімічних елементів, які мають
таку електронну конфігурацію атомів:
А) І822з22р63823р1;
Б) І822822р6Зз2Зр3;
В) 1822з22рв382;
Г) 1822§22р63823р2.
44. Установіть послідовність зменшення ступеню окиснення Нітрогену в сполуках, яким
відповідають наступні хімічні формули.
А) НН3; • [Тр
Б) НЬЮ3; 2
В) ЬГ2О; 3__
г) кью2. ' І4!
45. Установіть генетичний ланцюжок одержання хлору.
А) Натрій гідроксид;
Б) натрій;
В) натрій карбонат;
Г) натрій хлорид.
46. Установіть послідовність стадій одержання заліза.
А) Ферум (III) оксид;
Б) ферум (III) гідроксид;
В) ферум (III) хлорид;
Г) хлор.
1
2 3
4
47. Установіть генетичний ланцюжок добування металічного срібла.
А) Етанол;
Б) етилформіат;
В)етен;
Г) мурашина кислота.
48. Установіть генетичний ланцюжок добування 2-хлорбутану.
А) Ацетилен;
Б) хлоретан;
В)бутан;
Г) етилей.
49. Установіть генетичний ланцюжок одержання етилацетату.
А) Оцтова кислота;
Б) етин;
В) метан;
Г) етаналь.
_1^
2
2
4
X
2
3^
4
50. Розташуйте послідовно схеми рівнянь хімічних реакцій згідно з поданим ланцюжком:
реакція обміну з утворенням осаду — реакція обміну з.утворенням газуватого продукту
реакції — реакція обміну з утворенням лише слабкого електроліту (води) — реакція обміну не
відбувається до кінця.
А) МаСІ(крист.) + Н28О4(конц.)—>;
Б) НС1+Ка2ЄіО3
В) НС1+Ка2804 —
Г) Си(ОН)2+Н28О4 —
У завданнях 51—60 після слова «Відповідь» напишіть числа, які ви отримаєте після певних
обчислень (запис розв’язання при цьому не вимагається). Перенесіть свою відповідь до бланка.
Цифри записуйте послідовно, починаючи з крайньої лівої клітинки.
51. Атом елемента має на два електрони менше, ніж іон Натрію. Укажіть протонне число еле-
мента. _______________________
Відповідь:
52. Методом електронного балансу розставте коефіцієнти в рівнянні окисно-відновної реакції.
Укажіть загальну суму коефіцієнтів у лівій частині рівняння.
№N0,, + КМпО + КОН -> МаКО, + К9МпО4 + Н90.
Відповідь:
53. Обчисліть загальну суму коефіцієнтів у рівнянні реакції алюміній гідроксиду з нітратною кис-
лотою з утворенням середньої солі.
Відповідь:
54. Укажіть число атомів Хлору, які може приєднати бензен, що вступає в реакцію приєднання
під дією сонячного світла або ультрафіолетового випромінювання.
Відповідь:
55. Укажіть число структурних ізомерів складу С8Н10 за різним положенням замісників у бензе-
новому кільці.
Відповідь:
56. Обчисліть об’єм (л) (н. у.) гідроген хлориду, потрібний для приготування-хлоридної кислоти
масою 250 г з масовою часткою розчиненої речовини 18%.
Відповідь:
57. Обчисліть масову частку (у % ) кальцій карбіду у зразку технічного препарату масою 50 г,
якщо при дії води на нього одержали 14,7 л (н. у.) ацетилену.
Відповідь:
58. Обчисліть відносну атомну масу металу, якщо 18 г сполуки Ме(ОН)2 при розкладанні утворює
14,4 г сполуки МеО.
Відповідь:
59. Визначте масу етанолу (кг), який можна добути з 500 кг пшениці, що містить 70 % крохмалю,
якщо вихід етанолу становить 80 % (за масою) від теоретично можливого.
Відповідь:
60. Обчисліть об’єм (л) (н. у.) амоніаку, який утворюється при взаємодії 7,4 г кальцій гідроксиду
з 25 г амоній хлориду, який містить 5 % домішок.
Відповідь:
•
-
-
ВАРІАНТ 4
Завданий 1—35 мають по чотири варіанти відповідей. У кожному завданні лише ОДНА відповідь
правильна. Оберіть правильну, на вашу думку, відповідь та позначте її в бланку відповідей.
1. Виберіть твердження періодичного закону Д. І. Менделєєва (сучасне формулювання): властивості
елементів, а також форми і властивості їхніх сполук перебувають у періодичній залежності
від:
А) відносних атомних мас елементів;
Б) кількості енергетичних рівнів елемента;
В) кількості електронів на зовнішньому рівні елемента;
Г) заряду ядер атомів.
2. У лікарській практиці для промивання ран і полоскання горла застосовується 0,5 % -й розчин
калій перманганату у воді. Укажіть співвідношення калій перманганату та води.
А) 5 до 10.0; В) 2 до 100;
Б) 1 до 99; Г) 1 до 199.
3. Укажіть формулу, яку використовують для обчислення відносної густини газій.
А) р = -; В)М = 7;
М
В) Г) У-У..у.
4. Укажіть формулу оксиду, який взаємодіє з водою з утворенням лугу.
А) ВаО; В) К2О8;
Б) 8ІО2; Г) СиО.
5. Визначте, який металічний елемент входить до складу природних сполук: гіпсу, вапняку,
кальциту, мармуру.
А) Калій; В) Кальцій;
Б) Силіцій; Г) Кадмій.
6. Укажіть назву дорогоцінного каменю, основою якого є алюміній оксид.
А) Опал; В) смарагд;
Б) халцедон; Г) рубін.
7. Укажіть формули солей, що спричиняють постійну твердість води.
А) А12(8ОДІСа8О4;
Б) СаБО4іМе8О4;
В) 2п8О4іМ£8О4;
Г) Ме8О41КС1.
8. Укажіть молекулярну формулу октану.
А) С8Н14;.
Б) С7Н16;
В) С8Н18;
Г) с8н16.
9. Визначте загальну формулу амінів.
Л) В-С=ї°н;'
Б)В-СС°_ ;
В) В—ОН;
Г) В-ЬШ2.
10. Обчисліть і позначте заряди катіонів й аніонів у розчині магній нітрату.
А) 2+ та 1-;
Б) 2- та 1+;
В) 2+та 2—;
Г) 3+та2—.
11. Визначте назви лужних металічних елементів.
А) Скандій, Ітрій;
Б) Лантан, Магній;
В) Рубідій, Цезій;
Г) Аурум, Барій.
12. Визначте рівняння реакції, що характеризує хімічні властивості нерозчинних основ.
А) БеС13 + ЗКаОН = Ее(ОН)3і + ЗКаСІ;
Б) 2КОН + СО2 = К2СО3 + Н2О;
В) Мп(0Н)2—і->МпО+Н2О;
Г) МеС12 + 2КОН = М£(0П)21 + 2КС1.
13. Визначте загальну формулу вищих оксидів лужноземельних металічних елементів.
А) МеО3;
Б) МеО2;
В) Ме2О3; •
Г) МеО.
14. Визначте назву вуглеводню, структурна формула якого:
сн3— с = с — сн2— сн — сн3
сн3 сн3 сн3
А) 2,4,5-метил-4-гексен;
Б) 2,3,5-триметил-2-гексен;
В) 2,3,5-метилгексан;
Г) 2,3,5-метилгексен.
15. Визначте структурну формулу спирту З-метилгексанол-З.
А) СН3 — СН2— СН2 — С(СН3)(ОН) — СН2 — СН3;
Б) СН3 —СН(ОН) —СН2 —СН3;
В) СН3 — СН2 — СН2 — СН(ОН) — СН3;
Г) СН3 — С(СН3)2 — СН2ОН.
16. Визначте назву вуглеводу, молекулярна формула якого С,„Н„,О„.
А) Рибоза;
Б) сахароза;
В) целюлоза;
Г) глюкоза.
17. Укажіть форму орбіталей валентних електронів атома Берилію.
А) Кільце; В) гантель;
Б) сфера; Г) інше.
18. Укажіть особливість утворення ковалентного полярного зв’язку за обмінним механізмом.
А) Кожен атом надає по одному електрону в спільне користування;
Б) диполі сусідніх атомів притягуються;
В) усуспільнені електрони рухаються в електронному просторі;
Г) один атом надає електронну пару в спільне користування.
19. Визначте речовину, з якою взаємодіє хлоридна кислота.
А) Вода;
Б) сульфур (IV) оксид;
В) алюміній оксид;
Г) калій нітрат.
20. Укажіть метал, що не розчиняється в хлоридній кислоті.
А) АІ; - В) Не;
Б) Сг; Г) 2п.
21. При зануренні у розчин аргентум нітрату невідомого металу І групи періодичної системи
елементів розчин забарвлюється в блакитний колір. Укажіть метал.
А) ВЬ;
Б) Па;
В) Си;
Г) Ьі.
22. Визначте йони, що містяться в розчині «Аспірин для дітей», якщо відомо, що в цьому розчині
колір універсального індикаторного папірця змінюється на червоний.
А) Ацетат-іони;
Б) йони Кальцію;
В) хлорид-іони;
Г) йони Гідрогену.
23. Укажіть властивості кисню.
А) Газ без запаху і смаку, має відновні властивості;
Б) бере участь в окисних процесах горіння, дихання, гниття;
В) дуже активний, блакитного кольору;
Г) газ жовто-зеленого кольору, важчий за повітря.
24. Укажіть структурну формулу гомолога бензену 1,4-диметилбензену.
А)
Б)
СП2-СП3
25. Визначте наслідок зміщення електронної густини до атома Оксигену в молекулі альдегіду.
А) У молекулі є рухомі атоми Гідрогену;
Б) перші члени ряду мають необмежену розчинність у воді;
В) молекула має велику реакційну здатність;
Г) температури кипіння вищі, ніж у спиртів. - .
26. Обчисліть і вкажіть об’єм карбон (IV) оксиду (н. у.), який утворюється при реакції одержання
кальцій нітрату (селітри) з 1 т вапняку, що містить 10% домішок.
А) 201,6 м3;
Б) 190,3 м3;
В) 200 м3;
Г) 150,2 м3.
27. Укажіть назву речовини, розчинність якої у воді є найбільшою.
А) Целюлоза;
Б) барій сульфат;
В) карбон (II) оксид;
Г) калій нітрат.
28. Позначте, який процес одержання металів називають пірометалургією.
А) Електроліз при високих температурах;
Б) відновлення сполук металів при високих температурах;
В) відновлення сполук металів у водних розчинах;
Г) відновлення шляхом електролізу.
29. Укажіть речовину, яка вступає в реакцію гідратації.
А) Етан;
Б) етаналь;
В) етен;
Г) етанол.
ЗО. Укажіть, викиди якого газу зменшують вміст озону, змінюють клімат та утворюють «озонові
дірки».
А) Метан;
Б) гідроген сульфід;
В) карбон (II) оксид;
Г) карбон (IV) оксид.
31. Визначте, як впливатиме На хімічну рівновагу реакції 2СО + О2 2СО2; ЛН < 0 зменшення темпе-
ратури.
А) Зміщення вправо
Б) зміщення вліво ;
В) зміна константи рівноваги;
Г) не впливає.
32. Визначте, що називають нуклідом.
А) Складову частинку атомного ядра;
Б) структурний компонент молекули нуклеїнової кислоти;
В) атом із певним числом протонів і нейтронів;
Г) молекулу нуклеїнової кислоти.
33. Укажіть речовину, що утворюється у вигляді білого осаду при взамодії фенолу з бромною
водою.
А) 2-бромфенол;
Б) 4-бромфенол;
В) 2,4,6-трибромфенол;
Г) 2,4-бромфенол.
34. Визначте формулу кінцевого продукту перетворень.
С2Нв *нс1- >У >г-
л о -н2 — ІЧаСі
А) СН3-СН2-С1;
Б) СН3-СИ2-ОМа;
В) СН3-СН2-ОН;
Г) СН3-С^°.
35. Укажіть хімічний реагент, за допомогою якого можна провести якісну реакцію на йон
Барію. -
А) Амоній карбонат;
Б) барій хлорид;
В) натрій сульфат;
Г) калій бромід.
У завданнях 36—40до кожного з завдань, позначених ЛІТЕРАМИ, доберіть один правильний,
на вашу думку, варіант відповіді, позначений цифрою. Запишіть цифри в таблицю, наведену до
кожного завдання. Потім послідовність цифр перенесіть до бланка.
36. Установіть відповідність між рівняннями хімічних реакцій та їх типами.
Рівняння хімічної реакції Тип хімічної реакції А
А) 2КаЬЮ3 —*->2НаЖ)2+О2Т. 1. Розкладу. Б
Б) 2п+2НС1 = 2пС12+Н2 Т; 2. Сполучення. В
3. Обміну. 1
В) 2Ва+О2=2ВаО; 4. Заміщення.
Г) 2КОН+СО2 =К2СО3 + Н2О. 5. Нейтралізації.
37. Установіть відповідність між дією гідроксид-аніону на запропоновані катіони з ознаками цих
якісних реакцій.
Катіони
А) М&2+;
Б) А13+;
В) Ре2+;
Г) Сг3+. '
Ознаки якісних реакцій
1. Білий драглистий осад.
2. Синьо-сірий осад.
3. Білий аморфний осад.
4. Сіро-зелений пластівчастий осад.
5. Бурий газ.
38. Установіть відповідність між хімічними формулами та назвами складних неорганічних сполук.
Хімічна формула
А) СО;
Б) Са8О4;
В) А1(ОН)3;
Г) НЬЮ3..
Назва сполуки
1. Алюміній гідроксид.
2. Кальцій сульфат.
3. Нітратна кислота.
4. Карбон (II) оксид.
5. Карбон (IV) оксид.
Естери.
Карбонові кислоти.
Спирти.
Альдегіди.
Феноли.
39. Установіть відповідність між хімічними формулами та класами органічних сполук.
Хімічна формула Клас органічних сполук
А) СН,-СН,-СЧ°; 1-
Б) СН3—СН2—СН2—ОН; зі
1 В) сн.-св^-с^н; £
Г) сн,-се°_сн5.
А
Б
В
Ґ
40. Установіть відповідність між назвами речовин та типами хімічного зв’язку.
Назви речовин Типи хімічного зв’язку
А) Залізо; 1. Йонний. Б
Б) озон; 2. Металічний. В
В) калій хлорид; 3. Ковалентний полярний. Г
Г) амоніак. 4. Ковалентний неполярний.
5. Водневий.
У завданнях 41—50 розташуйте певні дії (Поняття, формули, характеристики) у правильній,
на вашу думку, послідовності. Запишіть букви, якими позначені дії (поняття, формули, харак-
теристики), у таблиці в тесті. Перша дія (поняття, формула, характеристика) має відповідати
цифрі 1 у таблиці, друга — цифрі 2 і т. д. Потім послідовність букв перенесіть до бланка
відповідей.
41. Установіть послідовність зростання електронегативності атомів елементів.
А)Са;
Б) В;
В) О;
Г)На.
42. Установіть послідовність збільшення основних властивостей оксидів лужних металічних
елементів.
А)КЬ2О;
Б) Иа2О;
В)Ьі2О;
Г)К2О.
43. Установіть послідовність послаблення неметалічних властивостей хімічних елементів, які ма-
ють таку електронну конфігурацію атомів:
А) І822822рв382Зр®3</104824рв4гі105825р4;
Б) 1822822рв3823р4;
В) 1822822р63823рв3сг1о4824р4;
Г) 1822в22р4.
44. Установіть послідовність зростання ступеню окиснення Хлору в сполуках, яким відповідають
наступні хімічні формули.
А) КС1О3; [УТ"
Б) НСІ; У 2
В) НС1О4; ‘ 3_
Г) НСЮ. ЕС
45. Установіть генетичний ланцюжок добування нітратної кислоти.
А) Нітроген (IV) оксид;
. Б) амоніак;
В) нітроген (II) оксид;
Г)амоній хлорид.
46. Установіть генетичний ланцюжок одержання кристалічного аргентум хлориду.
А) Кальцій хлорид;
Б) кальцій карбонат;
В) кальцій гідрогенкарбонат;
Г) кальцій гідроксид.
47. Установіть генетичний ланцюжок одержання фенолу.
А) Бензен;
Б) хлорбензен;
В)ацетилен;
Г) метан.
48. Установіть генетичний ланцюжок одержання магній ацетату.
А) Оцтова кислота;
Б)етин;
В)етаналь;
Г) метан.
49. Установіть генетичний ланцюжок добування гліцину.
А) Оцтова кислота;
Б)етаналь;
В) хлороцтова кислота;
Г) етанол.
50. Розташуйте послідовно схеми рівнянь хімічних реакцій згідно з поданим ланцюжком:
реакція обміну з утворенням газуватого продукту реакції — реакція обміну з утворенням
лише слабкого електроліту (води) — реакція обміну не відбувається до кінця — реакція обміну
з утворенням осаду.
А) МаКО3+КВг->;
Б) НС1 + Са(ОН)2
В) Ее8+НС1—>;
Г) Ая*Ю3 + К3РО4->.
У завданнях 51—60 після слова «Відповідь» напишіть числа, які ви отримаєте після певних
обчислень (запис розв’язання при цьому не потрібен). Перенесіть свою відповідь до бланка. Циф-
ри записуйте послідовно, починаючи з крайньої лівої клітинки.
51. Атом елемента має на три електрони менше, ніж йон Магнію. Укажіть протонне число еле-
мента.
Відповідь:
52. Методом електронного балансу розставте коефіцієнти в рівнянні окисно-відновної реакції.
Укажіть загальну суму коефіцієнтів у лівій частині рівняння.
Си + НКО3(роз6 )^ Си(КО3)2 + N0? + Н2О.
Відповідь:
$$ Ш5Г.'
53. Обчисліть загальну суму коефіцієнтів у рівнянні реакції заліза та розведеної сульфатної кис-
лоти з утворенням середньої солі.
Відповідь:
54. Укажіть число атомів Гідрогену, яке може приєднати бензен при каталітичному гідруванні.
Відповідь:
55. Укажіть число ізомерів складу С4Н9 -СООН за структурою вуглеводневого радикала, сполу-
ченого з карбоксильною групою.
Відповідь:
56. Обчисліть об’єм (см3) розчину (р = 1,8 г/см3), у якому масова частка сульфатної кислоти дорів-
нює 0,88, що потрібен для приготування 1 л розчину із масовою часткою сульфатної кислоти
0,1 (р = 1,069 г/см3).
Відповідь:
57. Обчисліть масову частку (%) глюкози в розчині, якщо під час бродіння 100 г цього роз-
чину одержали карбон (IV) оксид, пропустили його крізь розчин кальцій гідроксиду
і одержали 10 г осаду кальцій карбонату.
Відповідь:
58. При взаємодії 24,8 г оксиду одновалентного металічного елемента з водою добуто 32 г його
гідроксиду. Обчисліть відносну атомну масу цього металічного елемента.
Відповідь:
59. При взаємодії 60 г 25% -го (за масою) розчину формальдегіду з амоніачним розчином арген-
тум (І) оксиду виділилось 92,8 г срібла. Визначте вихід срібла від теоретично можливого.
Відповідь:
60. До розчину, у якому міститься 12,6 г нітратної кислоти, додали розчин, у якому міститься 7,2 г
натрій гідроксиду. Обчисліть масу (г) реагента, що залишився після реакції.
Відповідь:
ВАРІАНТ 5
Завдання 1—35 мають по чотири варіанти відповідей. У кожному завданні лише ОДНА
відповідь правильна. Оберіть правильну, на вашу думку, відповідь та позначте її в бланку
відповідей.
1. Виберіть визначення атомної одиниці маси:
А) 1/16 маси атома нукліду 16 0;
Б) 1/14 маси атома нукліду 14М;
В) 1/12 маси атома нукліду 12С;
Г) 1/12 маси природної суміші атомів нуклідів Карбону.
2. Укажіть процес, хімічна рівновага якого не зміщується при зміні тиску:
А) СаСО3(к) СаО(к)+СО2(г);
Б) М2(Г)+ЗН2(Г)^2МН3(Г);
В) 28О2(г)+О2(г) <з>2803(г);
Б) №2(Г*)+О2(Г) 2ІЧО(Г).
3.
Визначте символ хімічного елемента, атом якого містить стільки електронів, скільки і аніон
Сульфуру:
А)
Б)
В)
Г)
8і;
Сі;
Ме;
Аг.
4. Визначте рядок, який містить лише елементи побічної підгрупи Періодичної системи
Д. І. Менделєєва:
А) К;Си;Сз;
Б) 8; Сг; Мо;
В) Ее;Со;Мі;
Г) Е;С1;Мп.
5. Визначте рядок, який містить лише сполуки з ковалентним полярним зв’язком:
А) МаС1;О2;Н28;
Б) НЕ;СН4;Н2О;
В) РН3;КІ;М2;
Г) СО2; ВаС12; Н2.
6. Визначте правильне твердження, яке характеризує розчин:
А) хімічна сполука;
Б) речовина, що має рідкий агрегатний стан;
В) однорідна суміш речовин;
Г) гетерогенна система, що містить декілька речовин.
7. Визначте пару йонів, які можуть одночасно знаходитись у розчині:
А) К+ і СГ;
Б) Ва2+ і 8О2’;
В) Н+ і ОН";
Г) А&+ і СГ.
8. Укажіть реагенти, які взаємодіють між собою за окисно-відновним механізмом:
А) кислота та метал;
Б) кислота та основнийуоксид;
В) кислота та амфотерний оксид;
Г) кислота та луг.
9. Визначте рядок, який містить лише формули кислотних оксидів:
А) СО, С12О7, СиО;
Б) СО2,К2О, 8О3;
В) Р2О., СО2, 8іО2;
Г) СгО3, Р2О3, ВаО.
10. Визначте рядок, який містить лише формули середніх (нормальних) солей:
А) КаСІ, К2НРО4, ИаН8О4;
Б) КаТК)2, ВаОНВг, Ьі28О4;
В) Си(ЬЮ3)2, ЬіСІ, СаОНСІ;
Г) МЄ8О4, К28О3, Си(ЬЮ3)2.
11. Визначте твердження, яке є неправильним для металів:
А) в атомах всіх металічних елементів на зовнішньому енергетичному рівні міститься не
більше двох електронів;
Б) у кожному періоді атом лужного металічного елемента має найбільший радіус;
В) у хімічних реакціях металам характерні відновні властивості;
Г) металічні елементи складають більшість елементів Періодичної системи.
12. Визначте метал, який витісняє водень із води за кімнатної температури:
А) цинк;
Б) калій;
В) олово;
Г) мідь.
13. Укажіть хімічну формулу оксиду, який утворює сіль при взаємодії як із кислотами, так і з лу
гами:
А) Ма2О;
Б) А12О3;
В) Р2О5;
Г) ВаО.
14. Визначте правильне твердження, яке характеризує хімічні властивості заліза:
А) реагує з розчинами та розплавами лугів;
Б) легко взаємодіє з розчинами кислот-неокисників із виділенням водню;
В) реагує з кислотами-окисниками, оскільки воно не здатне пасивуватися;
Г) реагує з водою за кімнатної температури.
15. Укажіть схему реакції, у якій водень є окисником:
А) Ре2О3 + Н2 ——ї—
Б) Н2+8----!—>;
В) Н2+Г2->; '
Г) Ва + Н2—-—>.
16. Визначте формулу газу, важчого за повітря:
А) Н2;
Б) МН3;
В) СН4;
Г) С12.'
17. Визначте формулу сполуки, у якій Оксиген виявляє позитивний ступінь окиснення:
А) Н2О2;
Б) О2;
В) ОЕ>;
Г) Н2О.
18. Визначте метал, із яким не реагує розведена сульфатна кислота:
А) магній;
Б) залізо;
В) срібло;
,Г) кальцій.
19. Визначте речовину, у реакції з якою амоніак виявляє властивості основи:
А) вода;
Б) кисень;
В) купрум (II) оксид;
Г) сульфатна кислота.
20. Укажіть схему реакції йонного обміну у водному розчині, у результаті якої утворюється осад:
А) Ма28О3+Н28О4
Б) А£ІЧО,+Ма,РО.
В) КаОН+КСІ—>;
Г) Ее8+НС1->.
21. Визначте правильне твердження, яке характеризує графіт:
А) має атомну кристалічну ґратку;
Б) має металічну кристалічну ґратку;
В) має високу твердість;
Г) виявляє високу хімічну активність.
22. Укажіть хімічну формулу віконного скла:
А) В2О3 СаО-68іО2;
Б) К2О СаО 68іО2;
В) Ка2О ЄаО 68іО2;
Г) Ма2О РЬО 68іО2.
23. Визначте характеристику, яка є однаковою для ізомерів:
А) фізичні властивості;
Б) хімічні властивості;
В) структурні формули молекул; .
Г) значення молярних мас.
24. Визначте назву речовини, яка має наступну хімічну формулу Н3С—СН2—СН—СН3:
А) 2-метилбутан; Атт
Б) 2-метил-1-бутин;
В) 2-метил-1-бутен;
Г) 3-метилбутан.
25. Укажіть загальну формулу алкенів:
А) ^пНгп+2»
Б) СПН2„;
В) С„Н2п_2;
Г) СДІ^.
26. Визначте рівняння хімічної реакції добування ацетилену в лабораторії:
А) СаС2 + 2Н2О=С2Н2 + Са(ОН)2;
Б) С2Н2+Н2О—»СН3СНО;
В) С2Н5ОН——>С2Н.+Н2О;
Г) 2СН« * С2Н2 + ЗН2.
27. Укажіть вихідну речовину, із якої добувають 1,3-бутадієн за реакцією С. В. Лебедєва:
А) етилен;
Б) бутан;
В) вінілхлорид;
Г) етанол.
28. Укажіть речовину, із якою бензен може реагувати за типом реакції заміщення:
А) кисень;
Б) водень;
В) нітратна кислота;
Г) хлор при ультрафіолетовому опромінюванні.
29. Укажіть клас вуглеводнів, які входять до складу нафти та природного газу:
А) алкадієни;
Б) алкіни;
В) алкени;
Г) алкани.
ЗО. Укажіть назву органічної сполуки, яка належить до трьохатомних спиртів:
А) гліцерин;
Б) етанол;
В) етиленгліколь;
Г) метанол.
31. Укажіть невідому речовину X у схемі перетворень:
СаС2 С2Н2 -» X -> С2Н5ОН С2НБС1.
А) СН3-СНО;
Б) С2Н2Вг2;
В) С2Н4; -
Г) СН3-СООН.
32. Визначте клас органічних сполук, які утворюються; при взаємодії карбонових кислот зі
спиртами:
А) етери;
Б) естери;
В) альдегіди;
Г) вуглеводи.
33. Укажіть речовини, які утворюються при лужному гідролізі жирів:
А) гліцерин і карбонова кислота;
Б) гліцерин і мило;
В) вода і карбонова кислота;
Г) гліцерин і вода.
.. • Л > У. У .
34. Укажіть реагент, за допомогою якого можна якісно виявили альдегідну групу в молекулі глю-
кози: , 1,
А) ферум (Ш) хлорид;
Б) амоніачний розчин аргентум (І) оксиду при нагріванні;
В) кальцій гідроксид;
Г) купрум (II) гідроксид за кімнатної температури.
35. Виберіть правильне твердження, яке характеризує первинну структуру білка:
А) об’єм, форма та взаємне розташування ділянок ланцюга;
Б) просторова конфігурація поліпептидного ланцюга;
В) сполучення білкових макромолекул;
Г) послідовність амінокислотних залишків у поліпептидному ланцюзі.
У завданнях 36—40 до кожного із завдань, позначених буквами, доберіть один правильний,
па вашу думку, варіант відповіді, позначений цифрою. Запишіть цифри в таблицю, наведену до
кожного завдання. Потім послідовність цифр перенесіть до бланка відповідей.
36. Установіть відповідність між;рівняннями.хімічних реакцій та їх типами:
Рівняння хімічних реакцій Типи хімічних реакцій
- А) ВаО+Н2О = Ва(ОН)2; 1. Сполучення.
Б) 80., +2НаОН = Ка28О4 + Н2О; 2. Розкладу.
В) СаСО3 —> СаО+СО2 ?; 3. Заміщення.
Г) Ме+2НС1=МеС12 + Н2 Т. . : ..4-. 5. Обміну. ... • , Нейтралізації.
А
Б
В
Г
37. Установіть відповідність між реагентами і скороченими йонними рівняннями реакцій між
ними: А Б В
Реагенти Скорочені йонні рівняння реакцій
А) НВг і КОН; 1? Са2++С0|-=СаС0аХ.
Б) СаС12 і Ма2СО3; 2. 2Н++80д-=БО2 Т+Н2О. г
В) АеНО3 і КС1; 3. Ае+ +СГ=АиС1Х.
О Н.,8О, і На,80ч. Л 4 £. о 4. Си(ОН)2 +2Н+ =Си2+ +2Н2О.
5. Н’+0ІГ = Н20.
38. Установіть відповідність між типами кристалічних ґраток та фізичними властивостями
речовин:
Тип кристалічної ґратки Властивість речовини а
А) Атомна; 1. Пластичність та висока теплопровідність. —
Б) молекулярна; 2. Крихкість та висока твердість. __ у—
В) йонна; 3. Крихкість та добра розчинність у воді. ——
Г) металічна. 4. Леткість та низька теплопровідність. .
5. Крихкість та висока електропровідність.
39. Установіть відповідність між хімічними формулами та класами неорганічних сполук:
Формула речовини Клас неорганічних сполук А
А) БО3; 1. Основні оксиди. Б
Б) Ка2О2; 2. Кислотні оксиди. В Ґ
В) СО; 3. Амфотерні оксиди.
Г) А12О3. 4. Несолетворні оксиди. 5. Пероксиди.
40. Установіть відповідність між хімічними формулами та класами органічних сполук:
Формула речовини
А) Н3С — СН,— О — С — СН„;
'о л ц О
0
Б) (СвН1оО5)п;
Г)
В)
Клас органічних сполук
1. Вуглеводи.
2. Феноли.
3. Карбонові Кислоти.
4. Спирти.
5. Естери.
А
Б
В
г
У завданнях 41—50 розташуйте певні дії (поняття, формули, характеристики) у правильній,
на вашу думку, послідовності. Запишіть букви, якими позначені дії (поняття, формули, харак-
теристики), у таблиці в тесті. Перша дія (поняття, формула, характеристика) має відповідати
цифрі 1 у таблиці, друга — цифрі 2 і т. д. Потім послідовність букв перенесіть до бланка
відповідей.
41. Установіть послідовність збільшення числа нейтронів у ядрах атомів хімічних елементів:
А) Кальцій;
Б) Бром;
В) Ферум;
Г) Нітроген.
2
2
2
4
42. Установіть послідовність послаблення неметалічних властивостей хімічних елементів, які ма-
ють таку електронну конфігурацію атомів:
А) 18г2822рв3823р4;
Б) І822822р6 3823р3;
В) 18г2822р®3823р2;
Г) І8г2822р638г3р8.
2
£
з
4
43. Установіть послідовність зростання радіусів атомів хімічних елементів:
А) МЄ;
Б) 8г;
В) Ва;
Г) Са.
44. Установіть послідовність зменшення ступеня окиснення Оксигену у сполуках:
А) О2;
Б) ОЕ,;.
В) Н2О;
Г) ВД.
45. Установіть послідовність посилення основних властивостей гідроксидів металічних
елементів:
А) барій гідроксид; 1
Б) кальцій гідроксид; 2
В) берилій гідроксид; 3
Г) магній гідроксид. 4 —
46. Установіть генетичний ланцюжок добування калій нітриту з поданих речовин:
А) калій;
Б) калій гідроксид;
В) калій нітрат;
Г) калій оксид.
47. Установіть послідовність стадій добування сульфатної кислоти у промисловості:
А) утворення олеуму;
Б) випалювання піриту у киплячому шарі;
В) поглинання сульфур (VI) оксиду концентрованою сульфатною кислотою;
Г) окиснення сульфур (IV) оксиду киснем повітря до сульфур (VI) оксиду.
48. Установіть послідовність розташування гомологів у гомологічному ряді одноосновних насиче-
них карбонових кислот:
А) етанова кислота;
В) бутанова кислота;
В) метанова кислота;
Г) пропанова кислота.
49. Установіть генетичний ланцюжок добування оцтової кислоти з поданих речовин:
А) глюкоза;
Б) оцтовий альдегід;
В) крохмаль;
Г) етанол.'
50. Установіть послідовність дій при добуванні етилацетату з метану:
А) реакція Кучерова;
Б) реакція «срібного дзеркала»;
В) реакція естерифікації;
Г) термічний крекінг.
У завданнях 51—60 після слова «Відповідь» напишіть числа, які ви отримаєте після певних
обчислень (запис розв’язання при цьому не вимагається). Перенесіть свою відповідь до бланка.
Цифри записуйте послідовно, починаючи з крайньої лівої клітинки.
51. Атом елемента має на один електрон менше, ніж іон Натрію. Укажіть нуклонне число еле-
мента. _______________________
Відповідь:
52. Обчисліть загальне число прийнятих електронів в електронному балансі реакції розкладу
бертолетової солі при нагріванні.
Відповідь:
53. Розставте коефіцієнти в рівнянні окисно-відновної реакції методом електронного балансу.
Укажіть коефіцієнт біля формули окисника.
Си+Н804( ->Си8О4 +8О2 ?+Н2О.
Відповідь:
54. Обчисліть загальну суму коефіцієнтів у рівнянні реакції калій гідроксиду та ортофосфатної
кислоти з утворенням середньої солі.
Відповідь:
55. Укажіть число структурних ізомерів амінокислот складу С4НВО2К за положенням аміногрупи
у карбоновому ланцюзі.
Відповідь:
56. Обчисліть об’єм водню (л) (н. у.), який виділиться внаслідок взаємодії хлоридної кислоти
з алюмінієм масою 10,8 г.
Відповідь:
57. Внаслідок взаємодії 2,63 г лужноземельного металу з хлором отримали 3,99 г хлориду. Укажіть
порядковий номер цього металічного елемента в Періодичній таблиці Д. І. Менделєєва.
Відповідь:
58. Внаслідок розчинення 20 г сплаву алюмінію з магнієм у розчині натрій гідроксиду виділилось
8,4 л водню (н. у.). Обчисліть масову частку (у % ) алюмінію в сплаві.
Відповідь:
59. Внаслідок нітрування 160 г бензену отримано 215 г нітробензену. Обчисліть масову частку
(у % ) виходу нітробензену від теоретично можливого.
Відповідь:
60. Обчисліть масу (г) естеру, який можна добути при взаємодії розчину метанолу масою 40 г
з масовою часткою спирту 96 % та розчину мурашиної кислоти масою 60 г з масовою часткою
кислоти 40 % .якщо вихід естеру становить 90 % від теоретично можливого.
Відповідь:
377
ПРАВИЛЬНІ ВІДПОВІДІ ДО ТРЕНУВАЛЬНИХ ВАРІАНТІВ
варіанта № завданням. Варіант 1 Варіант 2 Варіант 3 Варіант 4 Варіант 5
1 В Г В Г В
2 А А В Г Г
3 Г Б Г Б Г
4 В В А А В
5 Б Г Б В Б
6 Г А Г Г В
7 Г Б Б Б А
8 А В В В А
9 Б А А Г В
10 Б Б Б А Г
11 Б В Г В А
12 Б А А В Б
13 Г Г Б Г Б
14 В В В Б Б
15 В Г Г А Г
16 Б А А Б Г
17 Г А Г Б В
18 В Г В А В
19 Г А Б В Г
20 Б Б Г В Б
21 В В А В А
22 А Б В г В
23 Г Г А Б Г
24 Г В Б В А
25 А А Б В Б
26 В Г Г А А
27 В Б А Г Г
28 Б В В Б В
29 Г А Б В Г
ЗО г Б А Г А
Продовження таблиці
варіанта № завдання'''^^ Варіант 1 Варіант 2 Варіант 3 Варіант 4 Варіант 5
31 В А Б А 1 А
32 В В В В Б
33 г Г А В Б
34 Б А Г В Б
35 В Б Г в Г
36 А—3, Б-4, В-1, Г-2 А—4, Б-1, В-2, Г-3 А-2, Б-1, В-3, Г-4 А-1, Б-4, В-2, Г-3 А-1 Б-4 В-2 Г-3
37 А-2, Б-5, В-1, Г—4 •> А—3, Б-5, В-4, Г-2 А-2, Б-4, В—5, Г-3 А-3, Б-1, В-4, Г-2 А-5 Б-1 В-3 Г-2
\ 38 А—4, Б-3, В-2, Г-1 А-2, Б-4, В-1, Г-3 А-2, Б-3, В-4, Г-1 А—4, Б-2, В-1, Г-3 А-2 Б-4 В-3 Г-1
39 А—3, Б-4, В-2, Г-1 А—4, Б-3, В-1, Г-2 А—4, Б-2, В-1, Г-3 А—4, Б-3, В-2, Г-1 А-2 Б-5 В-4 Г-3
40 А-1, Б-3, В—4, Г-2 А-3, Б-1, В-4, Г-2 А-2, Б-4, В-1, Г-3 А-3, Б-1, В-4, Г-2 А-5 •Б-1 В-2 Г-3
41 1-А, 2-Б, 3-Г, 4-В 1-Б, 2-В, 3-Г, 4-А 1-Б, 2-В, 3-А, 4—Г 1-Г, 2-А, 3-Б, 4-В 1Г 2 А ЗВ 4Б
42 1-Г, 2-А, 3-В, 4-Б 1-Б, 2-Г, 3-А, 4-В 1-Б, 2-Г, 3-А, 4-В 1-В, 2-Б, 3-Г, 4-А 1Г 2А ЗБ 4В
43 1-Б, 2-В, 3-А, 4—Г 1-Б, 2-Г, 3-В, 4-А 1-В,2-А, 3-Г, 4-Б 1-Г, 2-Б,3-В, 4-А 1А 2Г 3:Б 4 В
44 1-В, 2-Г, 3-В, 4-А 1-Г, 2-В, 3-А, 4-Б 1-Б, 2-Г, 3-В, 4-А 1-Б, 2-Г, 3-А, 4-В 1Б 2А ЗГ 4В
Продовження таблиці
' - № варіанта № завдання Варіант 1 Варіант 2 Варіант 3 Варіант 4 Варіант 5
45 1-Б,2-В,3-Г, 4-А 1-В, 2-Г, 3-Б, 4-А 1-Б, 2-А, 3-В, 4-Г 1-Г,2-Б, 3-В, 4-А 1В 2Г ЗБ 4А
46 1-Г, 2-Б, 3-А, 4—В 1-Б, 2-Г, 3-А, 4—В 1-Г, 2-В, 3-Б, 4-А 1-Г, 2-Б, 3-В, 4-А 1А 2Г ЗБ 4В
47 1-Б, 2-В, 3-А, 4-Г 1-В, 2-Б, 3-А, 4-Г 1-В, 2-А, 3-Б, 4-Г 1-Г,2-В,3-А, 4-Б 1Б 2Г ЗВ 4А
48 - 1-Б, 2-А, 3-Г, 4—В 1-Б, 2-Г, 3-А, 4-В 1-А, 2-Г, 3-Б, 4-В 1-Г, 2-Б, 3-В, 4-А ЇВ 2А ЗГ 4Б
49 1-В, 2-А, 3-Б, 4-Г 1-В, 2-Б, 3-А, 4-Г 1-В, 2-Б,3-Г, 4-А 1-Г, 2-Б, 3-А, 4-В 1В 2А ЗГ 4Б
50 1-Г, 2-В, 3-Б, 4-А 1-А, 2-В, 3-Б, 4-Г 1-Б, 2-А, 3-Г, 4-В 1-В, 2-Б, 3-А, 4-Г 1Г 2А ЗБ 4В
51 19 17 8 7 19
52 14 20 5 11 6
53 6 8 8 4 2
54 3 4 6 6 8
55 3 2 3 4 3
56 896,4 32,75 27,6 67,5 13,44
57 7,62 90 84 9 56
58 11 11 26 11 33,75
59 37,3 243,2 159 86 85,2
60 93,6 18,75 4,48 1,26 . 28,1
АЛФАВІТНИЙ ПОКАЖЧИК
а-розпад 11
Р+-розпад 11
0-розпад 11
Агрегатні стани 8
Аліфатичні (насичені) амінокислоти 155
Алкани 106
Алкани як представники насичених вуглеводнів 103, 265
Алкени як представники ненасичених вуглеводнів 111, 273
Алкіни як представники ненасичених вуглеводнів 115, 280
Алотропія 8
Альдегіди 131, ЗОЇ
Алюміній 95, 257
Алюміній гідроксид А1(ОН)3 97
Алюміній оксид А12О3 96
Аміни 150
Амінокислоти 154
Амоніак ЬЇН3 67
Амфотерні 38
Аніони 7
Ароматичні вуглеводні 118, 287
Атом 7
Атомна одиниця маси 8
Атомна орбіталь 12
Атомний радіус 17
Багатоатомні насичені спирти 126
Білки 157
Біологічне значення білків 160
Будова атома. Періодичний закон і періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва 10,181
Будова енергетичних рівнів атома 13
Валентність 22
Види дисперсних систем 25
Види ковалентного зв’язку за способом перекривання електронних хмар атомів 21
Види ковалентного зв’язку залежно від кратності 21
Види радіоактивного розпаду 11
Види розчинів 26
Види хімічних реакцій залежно від кількості і складу реагентів і продуктів реакції ЗО
Види хімічних реакцій залежно від напряму перебігу хімічних процесів 31
Види хімічних реакцій залежно від ступеня окиснення атомів 32
Відносна атомна маса 8
Відносна густина одного газу 10
Відносна молекулярна маса 8
Властивості речовин 7
Внутрішньомолекулярні реакції 33
Вода (гідроген оксид) Н2О 51
Водневий зв’язок 24
Вуглеводи 144
Вуглеводи 311
Генетичний зв’язок між класами неорганічних сполук 47
Генетичний ряд 47
Гідроген ,50, 226
Гідроген сульфід та сульфідна кислота Н28 60
Гідроген хлорид та хлоридна кислота, НС1 55
Глюкоза 145
Гомологічний ряд 106
Диполь 22
Дисперсійне середовище 25
Д исперсна фаза 25
Дисперсні системи 25
Донорно-акцепторний механізм утворення ковалентного зв’язку 21
Електроліз 50
Електролітична дисоціація 27, 201
Електронегативність 17
Електронна конфігурація 16
Електронний баланс 34
Енергетичний підрівень 13
Енергетичний рівень 13
Енергія йонізації 17
Естери. Жири. Мила 139, 141,143, 308
Загальна характеристика лужних металічних елементів 89
Загальна хімія 7
Загальні відомості про металічні елементи 85, 247
Закон Авогадро 10
Закон збереження маси 9
Закон кратних відношень 10
Закон об’ємних відношень 10
Закон сталості складу 9
Заряд ядра 11
Ізобари 11
Ізотони 11
Ізотопи 11
Йон 7
Йонний зв’язок 22
Йонні рівняння ЗО
Карбон С 77, 78
Карбон і Силіцій 77, 244
Карбонові кислоти 135, 304
Катіони 7 -
Квантові числа 13
Кислоти 28,40
Кислотний гідроліз 142
Кислотність основи 28
Кількість речовини 8
Класифікація органічних сполук 104
Ковалентний зв’язок 19
Ковалентний неполярний зв’язок 20
Ковалентний полярний зв’язок 20
Коефіцієнт розчинності 26
Компоненти дисперсної системи 25
Компоненти розчину 25 .•••
Концентрація речовин 31
Корпускулярно-хвильовий дуалійм 11' '> 1 ’ ;
Кратність ковалентного зв’язку 21
Кристалічна ґратка 8
Крохмаль 148
Лужний гідроліз 143
Лужні металічні елементи 89, 251 ‘
Лужноземельні металічні елементи та Магній 91, 254
Масова частка елемента 8 ! ;
Масова частка розчиненої речовини 26 < !
Металічний зв’язок 23 "' ‘
Металічні властивості 17
Механізм утворення водневого зв’язку 24
Механізм утворення ковалентного зв’язку 20
Міжмолекулярні реакції 33
Моделі будови атома 10
Молекула 7
Моль 8
Молярна маса 8
Молярний об’єм газу 10
Найважливіші неорганічні кислоти 41
Насичені альдегіди 132
Насичені монокарбонові кислоти 136
Насичені одноатомні спирти 123
Насичені спирти 122, 294
Наслідки із закону Авогадро 10
Натрій та Калій 89
Неметалічні властивості 17
Неорганічна хімія 36
Несолетворні 38
Нітратна кислота НїЮ3 70
Нітроген 65, 237
Нітрогеновмісні органічні сполуки 150, 315
Нуклеїнові кислоти: склад, будова і біологічне значення 160
Нуклід 11
Нуклонне число 11
Об’ємна частка речовини 8
Обмінний механізм утворення 20
Окисно-відновні реакції 33
Оксиген 56, 231
Оксигеновмісні кислоти Хлору та їх солі 56
Оксиди 38
Оксиди Магнію та лужноземельних елементів 93
Оксиди Сульфуру 62
Оксиди Фосфору 75
Органічна хімія 103
Ортофосфатна кислота Н3РО4 76
Основи 28, 42
Основні класи неорганічних сполук 36, 218
Основні положення теорії електролітичної дисоціації 27
Основні поняття та закони хімії 7,167
Основні Стадії промислового виробництва сульфатної кислоти 63
Основні фізико-хімічні величини 9
Основність кислоти 28
Особливості органічних сполук 103
Періодична система хімічних елементів 17
Періодичний закон Д. І. Менделєєва 16
Поняття про синтетичні волокна на прикладі капрону 161
Порівняльна характеристика металів і неметалів 37
Послідовність заповнення енергетичних рівнів та підрівнів електронами 14
Правила заповнення орбіталей електронами 14
Правило Клечковського 14
Правило Хунда 14
Принцип заборони Паулі 14
Принцип Де Шательє 31.
Принцип мінімуму енергії 14
Природні сполуки Сульфуру 59
Проста речовина 7
Проста речовина азот 172 66
Проста речовина Алюміній 95
Проста речовина водень Н2 50
Проста речовина залізо 99
Проста речовина кисень О2 57
Проста речовина сірка 8 59
Проста речовина Фосфор Р 73
Проста речовина хлор С12 54
Прості речовини вуглець і силіцій 79
Протонне число 11
Радіоактивність 11
Реакції диспропорціонування 33
Речовина 7
Речовини в окисно-відновних реакціях 34
Розведений розчин 26
Розділи хімії 7
Розчинення 26
Розчини 25,194
Розчинник 25
Розчинність. 26
Сахароза 147
Силіцій 8і 77, 78
Синтез білків 159
Складна речовина 7
Солі 29, 44
Солі амонію 68
Солі нітратної кислоти 72
Сполуки Феруму 100
Способи добування водню 50
Способи добування кисню 57
Способи добування основ 43
Способи добування середніх (нормальних) солей 46
Способи добування хлору 54
Способи зображення молекул органічних сполук 103
Стала Авогадро 8
Структура Періодичної системи 17
Ступінь електролітичної дисоціації 29
Ступінь окиснення 32
Сульфатна кислота Н28О4 63
Сульфур 59, 234
Суміші 8
Сучасне формулювання періодичного закону 17
Схема утворення йонного зв’язку 22
Температура 31
Тепловий ефект хімічної реакції ЗО
Термохімічне рівняння реакції 31
Термохімія ЗО
Тип хімічного зв’язку 24
Типи окисно-відновних реакцій 33
Типи хімічного зв’язку 19
Типові елементи 17
Тиск 31
Фактори, що впливають на хімічну рівновагу 31
Фактори, що впливають на швидкість хімічної реакції 35
Феноли 128, 298
Ферум 98, 259
Фізичні властивості азоту 66
Фізичні властивості алканів 109
Фізичні властивості алкенів 113
Фізичні властивості алкінів 116
Фізичні властивості алотропних видозмін Фосфору 74
Фізичні властивості алотропних модифікацій Оксигену 57
Фізичні властивості алюміній гідроксиду 97
Фізичні властивості алюміній оксиду 97
Фізичні властивості Алюмінію 95
Фізичні властивості амінів 153
Фізичні властивості амінокислот 156
Фізичні властивості амоніаку 67
Фізичні властивості ароматичних вуглеводнів 121
Фізичні властивості багатоатомних спиртів 127
Фізичні властивості білків 159
Фізичні властивості води 52
Фізичні властивості водню 50
Фізичні властивості гідроген сульфіду 61
Фізичні властивості гідроген хлориду 56
Фізичні властивості глюкози 146
Фізичні властивості елементів VII групи 54
Фізичні властивості естерів 140
Фізичні властивості жирів 142
Фізичні властивості заліза 99
Фізичні властивості кислот 42
Фізичні властивості крохмалю 149
Фізичні властивості металічних елементів 86
Фізичні властивості насичених альдегідів 133
Фізичні властивості насичених монокарбонових кислот 137
Фізичні властивості Натрію та Калію 89
Фізичні властивості нітратної кислоти 71
Фізичні властивості одноатомних спиртів 124
Фізичні властивості Оксигену 57
Фізичні властивості оксидів 39
Фізичні властивості оксидів Сульфуру 62
Фізичні властивості основ 43
Фізичні властивості сахарози 148
Фізичні властивості сірки 59
Фізичні властивості солей 47
Фізичні властивості солей амонію 68
фізичні-властивості сульфатної кислоти 64
Фізичні властивості фенолу 130
Фізичні властивості Фосфору 73
Фізичні властивості целюлози 150
Форми існування хімічного елемента 7
Фосфор 73, 241
Характеристика оксидів Нітрогену 69
Характеристика сімейств елементів 16
Характеристика хімічних елементів VII групи головної підгрупи (галогенів) 53
Характеристика хімічних елементів головної підгрупи VI групи (халькогенів) 56
Характеристика хімічних елементів Карбон С і Силіцій 8і 77
Характеристика хімічного елемента Алюміній 95
Характеристика хімічного елемента Гідроген 50
Характеристика хімічного елемента Нітроген 65
Характеристика хімічного елемента Ферум 98
Характеристика хімічного елемента Фосфору 73
Характеристики ковалентного зв’язку 22
Хімічна властивість ароматичних вуглеводнів 121
Хімічна кінетика 34
Хімічна рівновага 31
Хімічна формула 8
Хімічний елемент 7
Хімічний зв’язок 19,188
Хімічні властивості азоту 66
Хімічні властивості алканів 109
Хімічні властивості алкенів 114
Хімічні властивості алкінів 117
Хімічні властивості алюміній гідроксиду 97
Хімічні властивості алюміній оксиду 97
Хімічні властивості Алюмінію 95
Хімічні властивості амінів 153,154
Хімічні властивості амінокислот 156
Хімічні властивості амоніаку 68
Хімічні властивості багатоатомних спиртів 127
Хімічні властивості білків 159
Хімічні властивості води 52
Хімічні властивості водню 51
Хімічні властивості гідроген сульфіду 61
Хімічні властивості гідроген хлориду 56
Хімічні властивості глюкози 146
Хімічні властивості естерів 140,141
Хімічні властивості жирів 142,143
Хімічні властивості заліза 99
Хімічні властивості кислот 42
Хімічні властивості кисню 58
Хімічні властивості крохмалю 149
Хімічні властивості металічних елементів 86
Хімічні властивості насичених альдегідів 133
Хімічні властивості насичених монокарбонових кислот 137
Хімічні властивості Натрію та Калію 90
Хімічні властивості нітратної кислоти 71
Хімічні властивості одноатомних спиртів 125
Хімічні властивості оксидів 39, 40
Хімічні властивості оксидів Сульфуру 62
Хімічні властивості основ 43,44
Хімічні властивості сахарози 148
Хімічні властивості середніх (нормальних) солей 47
Хімічні властивості сірки 60
Хімічні властивості солей амонію 68
Хімічні властивості сульфатної кислоти 64
Хімічні властивості фенолу 130
Хімічні властивості Фосфору 74
Хімічні властивості хлору 55
Хімічні властивості целюлози 150
Хімічні реакції 206
Хімічні реакції 30
Хімічні реакції залежно від теплового ефекту 31
Хімія 7
Хлор 53
Хлор та гідроген хлорид 229
Целюлоза 149
Чисті речовини 8, 36
Швидкість хімічної реакції 34
ЛІТЕРАТУРА
- - І _ і* „х.-і ’й 'ЇЙІ ''Лй»л<
1. Амірханов В. М., Білдід О. І., Верховод М. М. та ін. Хімія: завдання і тести / під ред. Корнілова
М. Ю. — К.: Школяр, 2000.
2. Базелюк І., Буринська Н., Величко Л., Титаренко Н. Програми для загальноосвітніх навчаль-
них закладів. Хімія. 8-11 класи. — К.: Шкільний світ. — 2001.
3. Барковский Е. В., Врублевский А. И. Тести по химии. — Минск: ЧУП «Изд-во Юнипресс»,
2004.
4. Буринська Н. М. Тестові завдання та вправи з неорганічної хімії. — К.: АТ «ОКО», 1996.
5. Величко Л. П., Єресько О. Г. Програма для загальноосвітніх навчальних закладів. Хімія.
7-11 класи. — К.: «Перун», 2005.
6. Врублевский А. И. 1000 задач по химии с цепочками превращений и контрольньїми тестами
для щкольников и абитуриентов. — Минск: ЧУП «Изд-во Юнипресс», 2006.
7. Габриелян О. С., Воскобойникова Н. П. Химия в тестах, задачах, упражнениях. — М.: Дрофа,
2005.
8. Гранкіна Т. М., Григорович О. В., Ісаєнко Ю. В. Хімія. 9 клас: Плани-конспекти уроків. — X.:
Веста' Видавництво «Ранок», 2005.
9. Егоров А. С. Самоучитель по решению химических задач (для учащихся и абитуриентов). —
Ростов н/Д.: Феникс, 2000.
10. Иванова Р. Н„ Каверина А. А., Корощенко А. С. Тести по химии для 8—11 кл. — М.: Дрофа,
2003.
11. Ісаєнко Ю. В. Програми вступних іспитів у запитаннях. Хімія. — К.: Майстер-клас, 2007—
2008. Вип. 4-й.
12. Каверина А. А., Добротин Д. Ю., Медведев Ю. Н., Корощенко А. С. Учебно-тренировочньїе ма-
териальї для подготовки к єдиному государственному екзамену. Химия. — М.: Интеллект-
Центр, 2004.
13. Кузьменко Н. Е„ Еремин В. В. Химия. 2400 задач для школьников и поступающих в вузьі. —
М.: Дрофа, 1999.
14. Липова Л.А. Дидактичний матеріал з неорганічної хімії: Навч. посібник. — К.: ІСДО, 1995.
15. Оржековский П. А., Богданова Н. Н., Дорофеев М. В. и др. Единьїй государственний зкзамен:
Химия: Тренировочнне задания. — М.: Просвещение, Зксмо, 2005.
16. Попова О. А. Тестовме задания для проверки знаний учащихся по химии: 9 класе. — М.: ТЦ
«Сфера», 2001.
17. Програмові вимоги зовнішнього незалежного оцінювання з хімії // Освіта України, № 10,
2007.
18. Саввин Г.А. Контроль знаний учащихся по химии. 8-9 кл. — Волгоград: Учитель, 2004.
19. Савчин М. М. Збірник задач та вправ з неорганічної хімії. — Л.: ВНТЛ. — 1999.
20. Сорокин В. В., Злотников 3. Г. Тести по химии. — М.: Просвещение, 1997.
21. Структура тесту та форми тестових завдань зовнішнього незалежного оцінювання з хімії //
Освіта України, № 11, 2007.
22. Суровцева Р. П., Гузей Л. С„ Останний Н. И.. ТатурА. О. Тести по химии. 8-9 кл.: Учебно-ме-
тод. пособие. — М.: Дрофа, 2001.
23. Суровцева Р. П„ Гузей Л. С., Останний Н. И. Тести по химии. 10-11 кл.: Учебно-метод. посо-
бие. —-'М.: Дрофа, 2001.
24. Хомченко І. Г. Збірник задач і вправ з хімії: Навч. посібник / Пер. з рос. Є. П. Скоробогат-
ська. — К.: Вища школа, 1992.
25. Ярошенко О. Г„ Новицька В. І., Клубань Л. О., ЛікарчукА. М., Титаренко Н. В. ХІМІЯ: Завдан-
ня для тестової перевірки знань, умінь і навичок випускників загальноосвітніх шкіл, ліцеїв
та гімназій. —К.: ІСДО, 1995.
" ЗМІСТ
ПЕРЕДМОВА.....................................................................З
ХІМІЯ В ОЗНАЧЕННЯХ, СХЕМАХ І ТАБЛИЦЯХ
РОЗДІЛ І
Загальна хімія
ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ТА ЗАКОНИ ХІМІЇ...............................................7
БУДОВА АТОМА. ПЕРІОДИЧНИЙ ЗАКОН І ПЕРІОДИЧНА СИСТЕМА ХІМІЧНИХ
ЕЛЕМЕНТІВ Д. І. МЕНДЕЛЄЄВА...................................................10
ХІМІЧНИЙ ЗВ’ЯЗОК.............................................................19
РОЗЧИНИ..........’......................................................... 25
ЕЛЕКТРОЛІТИЧНА ДИСОЦІАЦІЯ....................................................27
ХІМІЧНІ РЕАКЦІЇ..............................................................ЗО
Неорганічна хімія
ОСНОВНІ КЛАСИ НЕОРГАНІЧНИХ СПОЛУК............................................36
Оксиди............................................................... . 38
Кислоти....................................................................40
Основи.....................................................................42
Солі..................................................................... 44
ГІДРОГЕН.....................................................................50
Характеристика хімічного елемента Гідроген............................... 50
Проста речовина водень Н2.................................... - . ........50
Вода (гідроген оксид) Н2О..................................................51
ХЛОР.........................................................................53
Характеристика хімічних елементів VII групи головної підгрупи (галогенів). ........ 53
Проста речовина хлор С12.................................................. 54
Гідроген хлорид та хлоридна кислота, НСІ................................. 55
Оксигеновмісні кислоти Хлору та їх солі....................................56
ОКСИГЕН......................................................................56
Характеристика хімічних елементів головної підгрупи VI групи (халькогенів).56
Проста речовина кисень О2..................................................57
СУЛЬФУР.................................................................... 59
Проста речовина сірка 8........................................’...........59
Гідроген сульфід та сульфідна кислота Н28..................................60
Оксиди Сульфуру...............................................'............62
Сульфатна кислота Н28О4.................................................. 63
НІТРОГЕН................................................................... 65
Характеристика хімічного елемента Нітроген............................... 65
Проста речовина азот N2.................................................. 66
Амоніак №Н3............................................................67
Солі амонію ...................................................... 68
Характеристика оксидів Нітрогену.......................................69
Нітратна кислота НМО3..................................................70
Солі нітратної кислоти.................................................72
ФОСФОР...................................................................73
Характеристика хімічного елемента Фосфору............................ 73
Проста речовина Фосфор Р.............................................. 73
Оксиди Фосфору.........................................................75
Ортофосфатна кислота Н3РО4.............................................76
КАРБОН І СИЛІЦІЙ.........................................................77
Характеристика хімічних елементів Карбон С і Силіцій 8і................77
Прості речовини вуглець і силіцій......................................79
Оксиди.................................................................81
Кислоти та їх солі.....................................................83
ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО МЕТАЛІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ................................85
ЛУЖНІ МЕТАЛІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ.................................................89
Загальна характеристика лужних металічних елементів....................89
Натрій та Калій........................................................89
ЛУЖНОЗЕМЕЛЬНІ МЕТАЛІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ ТА МАГНІЙ...............................91
Загальна характеристика................................................91
Оксиди Магнію та лужноземельних елементів . ...........................93
Гідроксиди.............................................................94
АЛЮМІНІЙ.................................................................95
Характеристика хімічного елемента Алюміній.............................95
Проста речовина Алюміній...............................................95
Алюміній оксид А12О3...................................................96
Алюміній гідроксид А1(ОН)3.............................................97
ФЕРУМ....................................................................98
Характеристика хімічного елемента Ферум................................98
Проста речовина залізо.................................................99
Сполуки Феруму....................................................... 100
Органічна хімія
АЛКАНИ ЯК ПРЕДСТАВНИКИ НАСИЧЕНИХ ВУГЛЕВОДНІВ............................103
Особливості органічних сполук.........................................103
Способи зображення молекул органічних сполук..........................103
Класифікація органічних сполук........................................104
Алкани .,........................... . ........................... 106
АЛКЕНИ ЯК ПРЕДСТАВНИКИ НЕНАСИЧЕНИХ ВУГЛЕВОДНІВ..........................111
АЛКІНИ ЯК ПРЕДСТАВНИКИ НЕНАСИЧЕНИХ ВУГЛЕВОДНІВ..........................115
АРОМАТИЧНІ ВУГЛЕВОДНІ...................................................118
НАСИЧЕНІ СПИРТИ.........................................................122
Насичені одноатомні спирти........................................... 123
Багатоатомні насичені спирти . . . .у/. ................................. 126
ФЕНОЛИ................................................................. 128
АЛЬДЕГІДИ. . ............................................................131
Насичені альдегіди ....................................................132
КАРБОНОВІ КИСЛОТИ...................................................... 135
Насичені монокарбонові кислоти...............................-.........136
ЕСТЕРИ. ЖИРИ. МИЛА........................................... 1.........139
Естери (складні ефіри).................................................139
Жири................................................................. 141
Мила...................................................................143
ВУГЛЕВОДИ................................................................144
Глюкоза.............................................................. 145
Сахароза...............................................................147
Крохмаль...............................................................148
Целюлоза...............................................................149
НІТРОГЕНОВМІСНІ ОРГАНІЧНІ СПОЛУКИ........................................150
Аміни................................... ..............................150
Амінокислоти...........................................................154
Білки............................................................... 157
Нуклеїнові кислоти: склад, будова і біологічне значення................160
Поняття про синтетичні волокна на прикладі капрону.....................161
ПРАКТИЧНИЙ КУРС ХІМІЇ
РОЗДІЛ II
Загальна хімія
1. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ТА ЗАКОНИ ХІМІЇ............................... 167
Приклади розв’язування завдань....................................167
Завдання для самостійного розв’язування...........................173
2. ПЕРІОДИЧНИЙ ЗАКОН І ПЕРІОДИЧНА СИСТЕМА ХІМІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ
Д. І. МЕНДЕЛЄЄВА. БУДОВА АТОМА..................................... 181
3. ХІМІЧНИЙ ЗВ’ЯЗОК.................................................188
4. РОЗЧИНИ..........................................................194
5. ЕЛЕКТРОЛІТИЧНА ДИСОЦІАЦІЯ........................................201
6. ХІМІЧНІ РЕАКЦІЇ................................................ 206
ВІДПОВІДІ.................................................. ••.....216
Неорганічна хімія
1. ОСНОВНІ КЛАСИ НЕОРГАНІЧНИХ СПОЛУК............................... 218
2. ГІДРОГЕН.........................................................226
3. ХЛОР ТА ГІДРОГЕН ХЛОРИД......................................... 229
4. ОКСИГЕН.......................................................231
5. СУЛЬФУР...................................................... 234
6. НІТРОГЕН......................................................237
7. ФОСфОР........................................................241
8. КАРБОН І СИЛІЦІЙ..............................................244
9. ЗАҐАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО МЕТАЛІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ................... 247
10. ЛУЖНІ МЕТАЛІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ.....................................251
11. ЛУЖНОЗЕМЕЛЬНІ МЕТАЛІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ ТА МАГНІЙ...................254
12. АЛЮМІНІЙ.................................................... 257
13. ФЕРУМ...................................................... 259
ВІДПОВІДІ........................................................263
Органічна хімія
1. АЛКАНИ ЯК ПРЕДСТАВНИКИ НАСИЧЕНИХ ВУГЛЕВОДНІВ..................265
2. АЛКЕНИ ЯК ПРЕДСТАВНИКИ НЕНАСИЧЕНИХ ВУГЛЕВОДНІВ................273
3. АЛКІНИ ЯК ПРЕДСТАВНИКИ НЕНАСИЧЕНИХ ВУГЛЕВОДНІВ................280
4. АРОМАТИЧНІ ВУГЛЕВОДНІ.........................................287
5. НАСИЧЕНІ СПИРТИ...............................................294
6. ФЕНОЛ.........................................................298
7. АЛЬДЕГІДИ................................................... ЗОЇ
8. КАРБОНОВІ КИСЛОТИ.............................................304
9. ЕСТЕРИ. ЖИРИ. МИЛА............................................308
10. ВУГЛЕВОДИ....................................................311
11. НІТРОГЕНОВМІСНІ ОРГАНІЧНІ СПОЛУКИ............................315
ВІДПОВІДІ........................................................321
ЗНО: ТРЕНУВАЛЬНІ ВПРАВИ
РОЗДІЛ III
ТРЕНУВАЛЬНІ ВАРІАНТИ.............................................327
Варіант 1......................................................327
Варіант 2......................................................337
Варіант 3......................................................347
Варіант 4......................................................357
Варіант 5......................................................367
ПРАВИЛЬНІ ВІДПОВІДІ ДО ТРЕНУВАЛЬНИХ ВАРІАНТІВ....................377
АЛФАВІТНИЙ ПОКАЖЧИК............................................. 380
ЛІТЕРАТУРА...................................................... 387
Навчально-довідкове видання
Укладачі
Гога Сергій Тарасович
Ісаєнко Юлія Валеріївна
Видання друге, доповнене та перероблене
ХІМІЯ. КОМПЛЕКСНИЙ ДОВІДНИК
Відповідальний редактор Єресько Т. П.
Редактор Противень І. М.
Коректор Ольховська М.А.
Комп’ютерне макетування Горбенко С. П.
Підписано до друку 8.12.10.
Формат 84x108 */м. Папір друкарський. Гарнітура Шкільна. Друк офсетний.
Наклад 3000 пр. Вам. № 0052.
Свідоцтво про внесення суб’єкта видавничої справи
до Державного реєстру видавців, виготівників
і розповсюджувачів видавничої продукції
сер. ДК № 3125 від 29.02.2008 р.
Свідоцтво про внесення суб’єкта видавничої справи
до Державного реєстру видавців, виготівників
і розповсюджувачів видавничої продукції
ТОВ «Видавничий дім Весна»
сер. ДК № 3813 від 25.06.2010 р.
З питань гуртових поставок звертатися: 61010, Харків, а/с 5556
к. т. 8 (057) 755-41-90, 8 (067) 571-62-63
Е-таіІ: уе8па-Ьоокв@і.иа
угчгт. уезпа-Ьоокз .сот.иа
Віддруковано з готових діапозитивів у ТОВ «Фактор-Друк»
61030, м. Харків, вул. Саратовська, 51, тел.: (057) 7-175-185.