Задание №1

Из предложенного перечня выберите два соединения, в которых присутствует ионная химическая связь.

• 1. Ca(ClO 2) 2
• 2. HClO 3
• 3. NH 4 Cl
• 4. HClO 4
• 5. Cl 2 O 7

Ответ: 13

Определить наличие ионного типа связи в соединении в подавляющем большинстве случаев можно по тому, что в состав его структурных единиц одновременно входят атомы типичного металла и атомы неметалла.

По этому признаку мы устанавливаем, что ионная связь имеется в соединении под номером 1 - Ca(ClO 2) 2 , т.к. в его формуле можно увидеть атомы типичного металла кальция и атомы неметаллов - кислорода и хлора.

Однако, больше соединений, содержащих одновременно атомы металла и неметалла, в указанном списке нет.

Среди указанных в задании соединений есть хлорид аммония, в нем ионная связь реализуется между катионом аммония NH 4 + и хлорид-ионом Cl − .

Задание №2

Из предложенного перечня выберите два соединения, в которых тип химической связи такой же, как в молекуле фтора.

1) кислород

2) оксид азота (II)

3) бромоводород

4) иодид натрия

Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.

Ответ: 15

Молекула фтора (F 2) состоит из двух атомов одного химического элемента неметалла, поэтому химическая связь в данной молекуле ковалентная неполярная.

Ковалентная неполярная связь может быть реализована только между атомами одного и того же химического элемента неметалла.

Из предложенных вариантов ковалентный неполярный тип связи имеют только кислород и алмаз. Молекула кислорода является двухатомной, состоит из атомов одного химического элемента неметалла. Алмаз имеет атомное строение и в его структуре каждый атом углерода, являющегося неметаллом, связан с 4-мя другими атомами углерода.

Оксид азота (II) - вещество состоящее из молекул, образованных атомами двух разных неметаллов. Поскольку электроотрицательности разных атомов всегда различны, общая электронная пара в молекуле смещена к более электроотрицательному элементу, в данном случае к кислороду. Таким образом, связь в молекуле NO является ковалентной полярной.

Бромоводород также состоит из двухатомных молекул, состоящих из атомов водорода и брома. Общая электронная пара, образующая связь H-Br, смещена к более электроотрицательному атому брома. Химическая связь в молекуле HBr также является ковалентной полярной.

Иодид натрия - вещество ионного строения, образованное катионом металла и иодид-анионом. Связь в молекуле NaI образована за счет перехода электрона с 3s -орбитали атома натрия (атом натрия превращается в катион) на недозаполненную 5p -орбиталь атома иода (атом иода превращается в анион). Такая химическая связь называется ионной.

Задание №3

Из предложенного перечня выберите два вещества, между молекулами которых образуются водородные связи.

• 1. C 2 H 6
• 2. C 2 H 5 OH
• 3. H 2 O
• 4. CH 3 OCH 3
• 5. CH 3 COCH 3

Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.

Ответ: 23

Пояснение:

Водородные связи имеют место в веществах молекулярного строения, в которых присутствуют ковалетные связи H-O, H-N, H-F. Т.е. ковалентные связи атома водорода с атомами трех химических элементов с наивысшей электроотрицательностью.

Таким образом, очевидно, водородные связи есть между молекулами:

2) спиртов

3) фенолов

4) карбоновых кислот

5) аммиака

6) первичных и вторичных аминов

7) плавиковой кислоты

Задание №4

Из предложенного перечня выберите два соединения с ионной химической связью.

• 1. PCl 3
• 2. CO 2
• 3. NaCl
• 4. H 2 S
• 5. MgO

Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.

Ответ: 35

Пояснение:

Сделать вывод о наличии ионного типа связи в соединении в подавляющем большинстве случаев можно по тому, что в состав структурных единиц вещества одновременно входят атомы типичного металла и атомы неметалла.

По этому признаку мы устанавливаем, что ионная связь имеется в соединении под номером 3 (NaCl) и 5 (MgO).

Примечание*

Помимо указанного выше признака, о наличии ионной связи в соединении можно говорить, если в составе его структурной единицы содержится катион аммония (NH 4 +) или его органические аналоги - катионы алкиламмония RNH 3 + , диалкиламония R 2 NH 2 + , триалкиламмония R 3 NH + или тетраалкиламмония R 4 N + , где R - некоторый углеводородный радикал. Например, ионный тип связи имеет место в соединении (CH 3) 4 NCl между катионом (CH 3) 4 + и хлорид-ионом Cl − .

Задание №5

Из предложенного перечня выберите два вещества с одинаковым типом строения.

4) поваренная соль

Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.

Ответ: 23

Задание №8

Из предложенного перечня выберите два вещества немолекулярного строения.

2) кислород

3) белый фосфор

5) кремний

Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.

Ответ: 45

Задание №11

Из предложенного перечня выберите два вещества, в молекулах которых присутствует двойная связь между атомами углерода и кислорода.

3) формальдегид

4) уксусная кислота

5) глицерин

Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.

Ответ: 34

Задание №14

Из предложенного перечня выберите два вещества с ионной связью.

1) кислород

3) оксид углерода (IV)

4) хлорид натрия

5) оксид кальция

Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.

Ответ: 45

Задание №15

Из предложенного перечня выберите два вещества с таким же типом кристаллической решетки, как у алмаза.

1) кремнезем SiO 2

2) оксид натрия Na 2 O

3) угарный газ CO

4) белый фосфор P 4

5) кремний Si

Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.

Ответ: 15

Задание №20

Из предложенного перечня выберите два вещества, в молекулах которых есть одна тройная связь.

• 1. HCOOH
• 2. HCOH
• 3. C 2 H 4
• 4. N 2
• 5. C 2 H 2

Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.

Ответ: 45

Пояснение:

Для того, чтобы найти правильный ответ, нарисуем структурные формулы соединений из представленного списка:

Таким образом, мы видим, что тройная связь имеется в молекулах азота и ацетилена. Т.е. правильные ответы 45

Задание №21

Из предложенного перечня выберите два вещества, в молекулах которых есть ковалентная неполярная связь.

Задание №1.

Электронную конфигурацию 1s 2 2s 2 2p 6 имеют частицы:

Объяснение: дана конфигурация частицы, второй энерегтический уровень которой заполнен (как у неона). Если атом натрия отдаст 1 электрон, то примет конфигурацию неона, а если фтор примет один электрон, то тоже станет неоном. Правильный ответ - 34.

Задание №2.

Расположите в порядке увеличения атомного радиуса химические элементы

Объяснение: атомный радиус увеличивается в группе сверху вних и в периоде справа налево, поэтому радиус натрия будет больше, чем радиус магния, а радиус калия - больше, чем натрия. Правильный ответ - 213.

Задание №3.

Степен окисления +2 могут проявлять оба элемента

Объяснение: степень окисления +2 проявляют, обычно, металлы (щелочно-земельные или переходные), так как металлы - хорошие восстановители (то есть отдают электроны), поэтому выберем магний и хром (MgO, CrSO4). А еще такую степень окисления могут проявлять неметаллы, имеющие много степеней окисления, например, углерод и азот (CO, NO). Правильный ответ - 13.

Задание №4.

В хлориде аммония присутствуют химические связи

2. Ковалентные полярные

3. Ковалентные неполярные

4. Водородные

5. Металлические

Объяснение: хлорид аммония - NH4Cl. Водород и азот соединяеются при помощи ковалентной полярной связи, а ион аммония с ионом хлора - при помощи ионной связи (ионная связь соединяет ионы металла и неметалла, но здесь ион аммония ведет себя как металл). Правильный ответ - 12.

Задание №5.

Установите соответствие между формулой вещества и классом, к которому это вещество принадлежит.

Формула вещества

1. Соль средняя

2. Оксид кислотный

3. Оксид несолеобразующий

4. Соль кислая

Объяснение: NH4HSO4 - гидросульфат аммония, кислая соль

KClO4 - перхлорат калия - средняя соль

N2O - несолеобразующий оксид (так как не имеет соответствующей кислоты)

Правильный ответ - 413.

Задание №6.

Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых реагирует медь

1. Хлорид цинка (р-р)

2. Сульфат натрия (р-р)

3. Разбавленная азотная кислота

4. Концентрированная серная кислота

5. Оксид алюминия

Объяснение: медь стоит в ряду напряжений металлов после водорода, поэтому не может вытеснить цинк и натрий из их солей и алюминий из оксида. Но зато медь реагирует с кислотами:

1. С разбавленной азотной кислотой

3Сu+8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO

2. С концентрированной серной кислотой

Cu + 2H2SO4 (конц) → CuSO4 + SO2 + 2H2O

Правильный ответ - 34.

Задание №7.

Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с каждым из которых реагирует углекислый газ

1. Оксид железа (III)

2. Оксид кальция

3. Концентрированная азотная кислота

4. Гидроксид хрома (III)

5. Гидроксид калия

Объяснение: СО2 - солеобразующий оксид, значит он реагирует с оксидами щелочно-земельный металлов с образованием солей:

CaO + CO2 → CaCO3

и с гидроксидами щелочных металлов с образованием соли и воды:

CO2 + 2KOH → K2CO3 + H2O

Правильный ответ - 25.

Задание №8.

Гидроксид алюминия реагирует с

Объяснение: Al(OH)3 - нерастворимое основание, имеет амфотерные свойства, значит реагирует как с кислотами:

2Al(OH)3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 6H2O

так и с основаниями:

2Al(OH)3 + Sr(OH)2(тв) → Sr(AlO2)2 + 4H2O

Правильный ответ - 14.

Задание №9.

В заданной схеме превращений

N2 → Ca3N2 → NH3

Объяснение: чтобы из молекулярного азота получить нитрид кальция, проведем реакцию с кальцием

3Ca + N2 → Ca3N2

а теперь, чтобы получить аммиак добавим воду

Ca3N2 + 6H2O → 3Ca(OH)2 + 2NH3

Правильный ответ - 13.

Задание №10.

Установите соответствие между формулой вещества и степенью окисления азота в ней

Формула вещества

Степень окисления азота

Объяснение: в ионе аммония, как и в аммиаке, азот имеет степень окисления -3, в NO2F - +5, в NOCl - +3, BaN2O2 - +2. Правильный ответ - 1654.

Задание №11.

Установите соответствие между простыми веществами и формулами реагентов, с которыми они могут взаимодействовать

Формулы реагентов

1. H2SO4(разб), Al

6. H2SO4(разб), S

Объяснение: Br2 - неметалл и из представленного перечня реагирует с гидроксидом калия:

6KOH+3Br2 → 5KBr+KBrO3+3H2O

и вытесняет йод из его соли:

Br2 + 2KI → 2KBr + I2

Водород реагирует с этиленом:

С2Н4 + Н2 → С2Н6

и с кислородом (со взрывом):

2Н2 + О2 → 2Н2О

Сера реагирует с кислородом:

и с алюминием:

3S + 2Al → Al2S3

Натрий реагирует с разбавленной серной кислотой:

Na + H2SO4(разб) → Na2SO4 + H2

и с серой:

2Na + S → Na2S

Правильный ответ - 2356.

Задание №12.

Установите соответствие между названием соединения и общей формулой гомологического ряда, к которому оно принадлежит.

Название соединения

А. Изобутан

Б. Бутен-2

В. Пентин-1

Г. Транс-пентен-2

Общая формула

Объяснение: изобутан (как и сам бутан) относится к алканам, они имеют общую формулу CnH2n+2.

Бутен-2 - алкен, общая формула CnH2n.

Пентин-1 - алкин, общая формула CnH2n-2.

Транс-пентен-2 - (изомер пентена-2) относится к алкенам, они имеют общую формулу - CnH2n.

Правильный ответ - 1232.

Задание №13.

Изомерами пентена-2 являются

1. Пентен-1

2. Циклопентан

3. Пентин-2

4. 2-метилпентен-2

5. Метилциклопентан

Объяснение: пентен-2 - алкен, СН3-СН=СН-СН2-СН3.

Это задание можем решать двумя способами:

1. Напишем структурные формулы всех вариантов ответа и роанализируем их

2. Запишем брутто-формулы всех вариантов ответа, ведь изомеры имеют одну и ту же формулу, но разное строение.

Правильный ответ - 12.

Задание №14.

Циклопропан, в отличие отпропана, реагирует с

1. Водородом

2. Кислородом

5. Бромоводородом

Объяснение: циклоалканы, в отличие от алканов, вступают в реакции присоединения, например, с водородом или бромоводородом. Алканам же свойственны реакции замещения. Правильный ответ - 15.

Задание №15.

Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, с которыми реагирует пропанол-1.

1. Гидроксид натрия (р-р)

2. 2-метилбутан

4. Оксид углерода (IV)

5. Бромоводородная кислота

Объяснение: пропанол-1 - спирт. Спирты реагируют с металлами:

2СН3-СН2-СН2-ОН + 2К → 2СН3-СН2-СН2-ОК + Н2

И с галогенводородами:

С3Н7OH + HBr → C3H7Br + H2O

Правильный ответ - 35.

Задание №16.

Из предложенного перечня выберите два вещества, с которыми реагирует метиламин.

2. Водород

3. Кислород

4. Бромоводород

5. Алюминий

Объяснение: метиламин относится к аминам. Амины окисляются кислородом (как и все органические вещества):

2CH3NH2 + 9/2O2 → N2 + 2CO2 + 5H2O

Аминогруппа обладает основными свойствами и может присоединять галогенводороды:

CH3NH2 + HBr → CH3NH3 + Br -

Правильный ответ - 34.

Задание №17.

В заданной схеме превращений

НСООН → СН3ОН → СН3ОСН3

веществами Х и У соответственно являются:

Объяснение: в первой реакции из ацетальдегида образуется метиловый спирт, то есть происходит восстановление альдегида до соответствующего спирта. Это может произойти при взаимодействии с водородом:

CHOH + H2 → CH3OH

Во второй реакции из метилового спирта образуется диметиловый эфир - это реакция дегидратации (отсоединения воды) происходит в присутствии сильного водоотнимающего агента: 2CH3OH (H2SO4) → CH3OCH3 + H2O.

Правильный ответ - 15.

Задание №18.

Установите соответствие между реагирующими веществами и органическим продуктом, который преимущественно образуется при взаимодействии этих веществ.

Реагирующие вещества

А. Метан (изб.) и хлор

Б. Ацетилен и водород

В. Пропан и бром

Г. Циклопропан и водород

Продукт взаимодействия

1. Тетрахлорметан

2. Хлорметан

4. 1-бромпропан

5. 2-бромпропан

Объяснение:

А - метан реагирует с хлором на свету, при этом получается хлорметан:

CH4 + Cl2 (hν) → CH3Cl + HCl

Б - ацетилен присоединяет водород до получения этана

CHΞCH + H2 → CH3-CH3

В - пропан вступает в реакцию галогенирования с бромом, при этом бром присоединяется ко второму атому углерода (по правилу Марковникова)

СН3-СН2-СН3 + Br2 (hν)→ CH3-CH(Br)-CH3 + HBr

Г - циклопропан реагирует с водородом, при этом цикл разрывается и образуется пропан

С3Н6 + Н2 → С3Н8

Правильный ответ - 2356.

Задание №19.

Установите соответствие между реагирующими веществами и углеродсодержащим продуктом, который образуется при взаимодействии этих веществ.

Реагирующие вещества

А. Этанол и натрий

Б. Этанол и бромоводород

В. Этан и бром

Г. Этанол и метанол

Продукт взаимодействия

1. Этилнатрий

2. Этилат натрия

3. Бромэтан

4. Бромэтен

5. Метилэтанол

6. Метилэтиловый эфир

Объяснение: в реакции этанола с натрием получается этилат натрия:

2C2H5OH + 2Na → 2C2H5ONa + H2

При взаимодействии этанола с бромоводородом аолучается бромэтан и вода

C2H5OH + HBr → C2H5Br + H2O

При взаимодействии этана с бромом на свету получается бромэтан и бромоводород

C2H6 + Br2 (hν)→ C2H5Br + HBr

При взаимодействии спиртов между собой в присутствии сильного водоотнимающего агента - серной кислоты - получаются простые эфиры (в данном случае - метилэтиловый эфир)

C2H5OH + CH3OH (H2SO4)→ C2H5OCH3 + H2O

Правильный ответ - 2336.

Задание №20.

Взаимодействие натрия с водой относится к рекциям

1. Каталитическим

2. Гомогенным

3. Практически необратимым

4. Окислительно-восстановительным

Объяснение: запишем уравнение взаимодействия натрия с водой:

2Na + 2H2O → 2NaOH + H2

В данной реакции водород выделяется из реакционной смеси (и улетает навсегда), то есть в обратном направлении реакция пойти не можнт, то есть она - практически необратима. Натрий меняет степень окисления с 0 на +1, а водород, наоборот забирает элетроны (+1 → 0), значит это окислительно-восстановительная реакция.

Правильный ответ - 34.

Задание №21.

Скорость реакции 2NO + O2 = 2NO2 + Q

уменьшится при

1. Внесении катализатора

2. Уменьшении концентрации NO2

3. Увеличении концентрации NO2

4. Уменьшении давления в системе

5. Уменьшении концентрации кислорода

Объяснение: при уменьшении давления в системе частицы сталкиваются реже между собой, что уменьшает скорость реакции. При уменьшении концентрации кислорода не все молекулы оксида азота (II) могут прореагировать с молекулами кислорода (потому что их стало меньше), это тоже способствует уменьшению скорости реакции. Правильный ответ - 45.

Задание №22.

Установите соответствие между формулой соли и продуктом, выделяющимся на аноде при электролизе водного расвтора этого вещества.

Формула соли

Анодный продукт

1. Кислород

2. Галоген

3. Водород

Объяснение: перед решение данного задания рекомендуем повторить тему "Электролиз" . На аноде оседают анионы. При электролизе водных растворов фосфатов на аноде получается кислород, как при электролизе водных растворов фторидов. А при электролизе водных растворов галогенидов (кроме фтора) выпадает сам галоген. Правильный ответ - 1212.

Задание №23.

Установите соответствие между названием соли и средой ее водного раствора.

Название соли

А. Гидросульфид калия

Б. Гидросульфит натрия

В. Ортофосфат калия

Г. Хлорид хрома (III)

Среда раствора

1. Нейтральная

3. Щелочная

Объяснение: гидросульфид калия образован щелочью - гидроксидом калия и слабой сероводородной кислотой и хоть это и кислая соль, но из-за силы гидроксида ее водный раствор имеет щелочную среду. То же самое можно сказать про ортофосфат калия. В водном растворе гидросульфита натрия константа диссоциации больше константы гидролиза, это означает, что раствор гидросульфита натрия имеет кислую среду, как и раствор хлорида хрома (из-за сильной соляной кислоты и слабого нерастовримого основания). Правильный ответ - 3232.

Задание №24.

Установите соответствие между уравнением химической реакции и направлением смещения химического равновесия при увеличении давления в системе:

Уравнение реакции

А. N2(г) + 3H2(г) ↔ 2NH3(г)

Б. 2H2(г) + O2(г) ↔ 2H2O(г)

В. H2(г) + Cl2(г) ↔ 2HCl(г)

Г. SO2(г) + Cl2(г) ↔ SO2Cl2(г)

Направление смещенияхимического равновесия

1. В сторону продуктов реакции

2. В сторону исходных веществ

3. Практически не смещается

Объяснение: при увеличении давления равновесие смещается в сторону уменьшения количества газообразных веществ, то есть в сторону понижения давления; при уменьшении давления равновесие смещается в сторону возрастания количеств газообразных веществ, то есть в сторону увеличения давления. Если реакция протекает без изменения числа молекул газообразных веществ, то давление не влияет на положение равновесия в этой системе.

Значит, в первой реакции равновесие сдвинется в сторону продуктов реакции, как и во второй. В третьей реакции количество молекул справа и слева одинаково, поэтому равновесие практически не смещается, и в последней реакции равновесие смещается вправо.

Правильный ответ - 1131.

Задание №25.

Установите соответствие между веществами и реагентом, с помощью которого их можно отличить друг от друга.

Вещества

А. Ацетилен и этилен

Б. Этилен и этан

В. Этандиол-1,2 и этанол

Г. Фенол и этанол

4. H2SO4 (р-р)

Объяснение: аммиачный раствор оксида серебра реагирует с алкинами (ацетиленом), но не с алкенами (этиленом). Для алкенов характерны реакции присоединения (так как они имеют непредельные связи), в отличие от алканов. Отличим этилен и этан при помощи бромной воды. Многоатомные спирты вступают в реакцию с гидроксидом меди, в отличие от одноатомных спиртов (такая реакция является качественной на многоатомные спирты). Фенол и этанол отличим при помощи бромной воды, с которой реагирует фенол. Правильный ответ - 2151.

Задание №26.

Наиболее токсичны для живого организма ионы:

Объяснение:

Ртуть токсична в любой своей форме. Ртуть в природных условиях довольно быстро превращается в летучее токсическое соединение — хлорид метилртути. В организме ионы метилртути быстро попадают в эритроциты, печень и почки, оседают в мозге, вызывая серьезные необратимые кумулятивные нарушения ЦНС. Это приводит, к конце концов, к общему и церебральному параличу, деформации конечностей, особенно пальцев, затрудненному глотанию, конвульсиям и смерти. Ртуть блокирует активность ряда важнейших ферментов, в частности карбоангидразы, карбоксипептидазы, щелочной фосфатазы. Легко замещает кобальт в корриноидах, извращая метаболические реакции, связанные с витамином В12. Повреждение механизма биосинтеза ДНК из-за недостаточности витамина В12 является причиной мегалобластических анемий и наиболее распространенной формы - пернициозной анемии, что приводит к дегенеративным изменениям нервной системы. (Источник - http://www.forens-med.ru/book.php?id=1839)

Медь является необходимым кофактором для нескольких важнейших ферментов, катализирующих разнообразные окислительно-восстановительные реакции, без которых нормальная жизнедеятельность невозможна. Медь входит в качестве необходимого элемента в состав цитохромоксидазы, тироназы и других белков. Их биологическая роль связана с процессами гидроксилирования, переноса кислорода, электронов и окислительного катализа. В тканях здорового организма концентрация меди в течение всей жизн и поддерживается строго постоянной. В норме существует система, препятствующая непрерывному накоплению мед и в тканях путем ограничения ее абсорбции ил и стимуляции ее выведения. Хронический избыток меди в тканях При соответствующих заболеваниях вызывают токсикоз: ведет к остановке роста, гемолизу, снижению содержания гемоглобина, к деградации тканей печени, почек, мозга. Около 95 % меди в организме присутствует в составе гликопротеина крови церулоплазмина. Известен факт недостатка этого белка При болезни Вильсона-Коновалова - врожденном дефиците метаболизма (гепатолентикулярная дегенерация). Из-за генетического дефекта в синтезе церулоплазмина его содержание в крови резко снижено. В результате медь не связывается в комплекс с нормальной для организма константой устойчивости. Это приводит к недостатк у мед и в цеп и реакций метаболизма, приводящей к естественному для здорового организма синтез у соединительной ткани. Для осуществления нормального процесса сшивки мономеров эластина и коллагена не хватает активной Си-лизолоксидазы. С другой стороны «освободившиеся» ионы меди, лишившись по сути единственного нормального потребителя, откладываются в специфических тканях (печень, ядра мозга, почки, эндокринные железы, радужная оболочка глаз), где оказывают прямой токсический эффект. Создается парадоксальная ситуация избытка меди в специфических тканях при ее недостатке в нормальной цепи метаболизма. (Источник - http://www.forens-med.ru/book.php?id=1839).

Правильный ответ - 13.

Задание №27.

К 200 г 5%-ного раствора хлорида аммония добавили 15 г этой же соли и столько же граммов воды. Чему равна массовая доля хлорида аммония в получившемся растворе?

Объяснение: найдем массу чистого хлорида аммония

m(чистого вва) = 200 x 0,05 = 10 г

Найдем массовую долю хлорида аммония в получившемся растворе:

ω(NH4Cl) = 25/230 х 100% = 11%

Ответ: 11%.

Задание №28.

Какой объем азота (н.у.) образуется при полном сгорании 20 л аммиака в избытке кислорода?

Объяснение: запишем уравнение реакции

4NH3 + 3O2 →2N2 + 6H2O

Найдем количество вещества аммиака:

n(NH3) = 20/22,4 = 0,9 моль

Количество вещества азота в два раза меньше, чем количество вещества аммиака (смотрим по коэффициентам: 4 и 2)

Теперь найдем объем получившегося азота:

V(N2) = 0,45 x 22,4 = 10 л

Ответ: 10 л.

Задание №29.

Рассчитайте массу хлорида алюминия, образующегося при действии избытка хлора на 2,7 г алюминия.

Объяснение: запишем уравнение реакции:

2Al + 3Cl2 → 2AlCl3

Найдем количество вещества алюминия, вступившего в реакцию:

n(Al) = 2,7/27 = 0,1 моль

Количество вещества хлорида алюминия равно количеству вещества алюминия так как коэффициенты одинаковы.

n(AlCl3) = n(Al) = 0,1 моль

Теперь найдем массу образовавшегося хлорида алюминия:

m(AlCl3) = 0,1 х (27 + 106,5) = 13,35 г

Ответ: 13,35 г.

Задание №30.

Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции

K2S + ... + KBrO4 → S + KBr + ...

Определите окислитель и восстановитель.

Объяснение:

Среда в данном растворе щелочная (из-за калия), но гидроскид калия в реакции получается, тогда водород слева будет в виде воды.

K2S + Н2О + KBrO4 → S + KBr + КОН

Бром и сера меняют степени окисления. Запишем баланс.

S -2 -2e → S 0 | 4

Br +7 +8e → Br -1 | 1

Расставим коэффициенты.

4K2S + 4Н2О + KBrO4 → 4S + KBr + 8КОН

Задание №31.

Оксид алюминия сплавили с гидроксидом натрия. Продукт реакции внесли в раствор хлорида аммония. Выделившийся газ с резким запахом поглощен серной кислотой. Образовавшуюся при этом среднюю соль прокалили.

Запишите уравнения описанных реакций.

Объяснение: оксид алюминия реагирует с гидроксидом натрия

Al2O3 + 2NaOH (t) → 2NaAlO2 + H2O

Алюминат натрия реагирует с хлоридом аммония в растворе (добавляем дополнительно воду)

NaAlO2 + NH4Cl +H2O → NaCl + Al(OH)3↓ + NH3

Выделившийся газ - аммиак, реагирует с серной кислотой с образованием сульфата аммония

NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4

Теперь получившийся сульфат аммония подвергаем термическому разложению

(NH4)2SO4 (t) → NH3 + NH4HSO4

Задание №32.

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения?

Метан → Х1 → Х2 → этен → этаналь → этанол

При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических соединений.

Объяснение: метан взаимодействует с бромом на свету по реакции радикального замещения

CH4 + Br2 (hν) → CH3Br + HBr

Затем записываем реакцию Вюрца (удвоение алканов) - получаем этан

CH3-CH (Ni, t) → CH2=CH2 + H2

Окисляем кислородом этен в присутствии катализатора

2СH2=CH2 + O2 (kat) → 2CH3CHO

Гидрируем этаналь и получаем этанол

CH3CH=O + H2 → CH3-CH2-OH

Задание 33.

Рассчитайте массовую долю серной кислоты в растворе, полученном смешением 200 мл 15%-ного раствора серной кислоты плотностью 1,2 г/мл и 150 мл 10%-ного раствора нитрата бария плотностью 1,04 г/мл.

Какой вид будет иметь химическая связь, если ее образуют атомы элементов, которые очень различны по электроотрицательности - например, щелочного металла натрия и галогена хлора ?

Электрон атома натрия Na , находящийся на внешнем валентном уровне, большой любитель погулять по окрестностям и часто даже забывает вернуться домой, к родному атомному ядру. И тогда атом натрия остается без своего непутевого электрона и превращается в катион Na + :

Na 0 − 1 e − = Na +

Семь электронов атомахлора Cl , напротив, неисправимые домоседы, ходить в гости они не любят, зато с удовольствием гостей принимают. Если к ним завернет "на огонек" какой-нибудь соседский электрон, значит, атом хлора превратится в анион Cl¯ , который принято называть хлорид -ионом:

Cl 0 + 1 e − = Cl −

Разноименные по заряду ионы будут притягиваться; это образуется ионная связь Na + ~~~~ Cl − . Так получается хлорид натрия NaCl , всем известная поваренная соль .

Природная поваренная соль - это минерал .
В природе этот минерал образуется из соленой морской или озерной воды. При ее охлаждении под слоем раствора соли обнаруживаются ее кристаллы - прозрачные кубики хлорида натрия . Ионы, из которых состоит хлорид натрия , образуют ионный кристалл , состоящий из катионов натрия Na + и хлорид-анионов Cl − .

Когда из растворенных ионов образуется твердое вещество, катионы и анионы укладываются в кристалле не как попало, а таким образом, чтобы положительные и отрицательные заряды чередовались между собой. Тогда получится прочная кристаллическая решетка соли NaCl , состоящая из ионов.

Подобным образом построены и кристаллы других солей - карбоната натрия Na 2 CO 3 (соды ), хлорида аммония NH 4 Cl (нашатыря ), нитрата серебра AgNO 3 (ляписа ) и множества других.

Правда ли, что все соли построены из отдельных, существующих поодиночке ионов? Правда, но есть небольшое "но"...

У катиона соли остается некоторая часть электронного облака, потому что даже самый непослушный озорник-электрон время от времени возвращается домой. Но очень большая часть этого облака смещена в сторону аниона соли. Поэтому ионную связь считают предельным случаем ковалентной полярной связи .

Электронная структура молекулы аммиака:

Точками обозначены электроны, первоначально принадлежавшие атому азота, а крестиками, принадлежавшие атомам водорода. Из восьми внешних электронов атома азота шесть образуют три ковалентные связи и являются общими для атома азота и атомов водорода. Но два электрона принадлежат только азоту и образуют неподеленную электронную пару. Такая пара электронов тоже может участвовать в образовании ковалентной связи с другим атомом, если во внешнем электронном слое этого атома есть свободная орбиталь. Незаполненная 1S-орбиталь имеется, например, у иона водорода H , вообще лишенного электронов:

Поэтому при взаимодействии молекулы аммиака NH 3 c ионом водорода между ними возникает ковалентная связь; неподеленная пара электронов атома азота становится общей для двух атомов, в результате чего образуется ион аммония NH 4 + .

Здесь ковалентная связь возникла за счет пары электронов, первоначально принадлежавшей одному атому (донору электронной пары), и свободной орбитали другого атома (акцептора электронной пары).

В рассмотренном примере донор - азот, акцептор - водород.

Водный раствор аммиака обычно обозначают формулой NH 4 OH и называют гидроксидом аммония.

Щелочная реакция в водных растворах аммиака возникает за счет непосредственного захвата протонов молекулы воды молекулами аммиака. Никаких других химических форм, кроме молекул аммиака, катионов аммония и гидроксид-анионов, в водном растворе не обнаружено.

Катион аммония в пространстве представляет собой тетраэдр, в центре которого находится атом азота, а по вершинам располагаются атомы водорода:

б) с кислотами (в этом случае к молекуле аммиака присоединяется ион водорода кислоты, образуя ион аммония, входящий в состав соли) :

NH 3 + HNO 3 = NH 4 NO 3 - нитрат аммония

NH 3 + H 3 PO 4 = NH 4 H 2 PO 4 - дигидроортофосфат аммония или однозамещенный ортофосфат аммония.

в) с солями:

AgCl +2 NH 3 = Cl - аммиакат хлорида серебра - AgCl . 2NH 3

CuSO 4 +4 NH 3 = SO 4 -аммиакат сульфата меди - CuSO 4 . 4NH 3

Применение аммиака.

Аммиак используется для получения солей аммония, азотной кислоты, азотизации стальных изделий, в медицине, в быту как растворитель, в качестве хладагента в холодильных установках, как азотное удобрение (25% раствор распыляют как жидкое удобрение), в медицине при обмороках.

Соли аммония, применение, свойства.

Соли аммония образуются при взаимодействии аммиака с кислотами.

NH 3 + HCl = NH 4 Cl - хлорид аммония (нашатырь)

NH 3 + HNO 3 = NH 4 NO 3 - нитрат аммония (аммиачная селитра)

2 NH 3 + H 2 SO 4 = (NH 4) 2 SO 4 - сульфат аммония

2 NH 3 + СO 2 + H 2 O = (NH 4) 2 CO 3 - карбонат аммония

H 2 CO 3 СO 2 + H 2 O

NH 3 + H 3 PO 4 = NH 4 H 2 PO 4 - дигидроортофосфат аммония

2 NH 3 + H 3 PO 4 = (NH 4)HPO 4 - гидроортофосфат аммония

3 NH 3 + H 3 PO 4 = (NH 4) 3 PO 4 - фосфат аммония

NH 4 Cl - хлорид аммония (нашатырь) применяется в красильном деле, в ситцепечатании, при паянии и лужении, а также в гальванических элементах Лекланше и медицине. Применение его при паянии основано на том, что он способствует удалению с поверхности металла оксидных пленок, благодаря чему припой хорошо пристает к металлу. При соприкосновении сильно нагретого металла с хлоридом аммония оксиды, находящиеся на поверхности металла, либо восстанавливаются, либо переходят в хлориды. Последние, будучи более летучи, чем оксиды, удаляются с поверхности металла (смотри свойства аммиака - реакции восстановления).

4CuO + 2 NH 4 Cl = 3 Cu + CuCl 2 + N 2 + 4 H 2 O

NH 4 Cl NH 3 + HCl (возгонка)

NH 4 NO 3 - нитрат аммония (аммиачная селитра) применяется в качестве удобрения, кроме того образует взрывчатые смеси с горючими веществами (аммоналы).

NH 4 NO 3 = N 2 O + 2 H 2 O

В состав аммоналов, кроме селитры, входят горючие материалы (алюминий, углерод и др.)

3 NH 4 NO 3 + 2 Al = 3 N 2 + Al 2 O 3 + 6 H 2 O + Q

(NH 4) 2 SO 4 - сульфат аммония раньше применялся как азотное удобрение, сейчас снят с производства, т.к. подкисляет почву и ухудшает ее структуру.

(NH 4) 2 CO 3 - карбонат аммония применяется в хлебопечении.

2(NH 4) 2 CO 3 = NH 4 HCO 3 + 3NH 3 + CO 2 + H 2 O

(NH 4) 2 CO 3 = 2NH 3 + CO 2 + H 2 O

(NH 2) 2 CO - карбамид или мочевина, применяется в сельском хозяйстве в качестве высококонцентрированного азотного удобрения и как добавка к корму жвачных животных. На его основе получают дешевые пластические массы.

Карбамид получают взаимодействием диоксида углерода с аммиаком под давлением:

CO 2 + 2 NH 3 = (NH 2) 2 CO + H 2 O

(NH 2) 2 CO + 2H 2 O = (NH 4) 2 CO 3 (в почве)

NH 4 H 2 PO 4 , (NH 4) 2 HPO 4 - аммофосы применяются как ценные азотнофосфорные удобрения.

Химические свойства солей аммония.

1. реагируют с кислотами:

(NH 4) 2 CO 3 + 2 HCl = 2 NH 4 Cl + CO 2 + H 2 O

2 NH 4 Cl + H 2 SO 4 = (NH 4) 2 SO 4 + 2 HCl

2. реагируют с другими солями:

NH 4 Cl + AgNO 3 = AgCl + NH 4 NO 3

Ag + + Cl - = AgCl

(NH 4) 2 SO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 + 2 NH 4 Cl

Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4

3. при высокой температуре разлагаются (чем слабее кислота, тем быстрее разложение)

NH 4 Cl NH 3 + HCl

При охлаждении NH 3 снова реагирует с HCl.

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O

4. реагируют со щелочами (это качественная реакция на соли аммония. При этом выделяется аммиак, который можно определить по запаху или посинению красной лакмусовой бумажки).

NH 4 Cl + HOH NH 3 + HCl + H 2 O

Производство аммиака.

Аммиак образуется при гниении органических веществ, содержащих азот.

В лаборатории его получают:

1. взаимодействием солей аммония со щелочами:

2 NH 4 Cl + Ca(OH) 2 = CaCl 2 + 2 NH 3 + 2 H 2 O

2. гидролизом нитридов и цианамидов:

Mg 3 N 2 + 6 H 2 O = 3 Mg(OH) 2 + 2 NH 3

CaCN 2 + 3 H 2 O = CaCO 3 + 2 NH 3

В промышленности аммиак получают методом Габера-Боша:

450-550 C, 10- 100 M Па

N 2 + 3 H 2 2 NH 3

Fe , K 2 O , Al 2 O 3

Сырьем для получения аммиака являются азот и водород. Азот получают из жидкого воздуха, водород из метана:

CH 4 = C + 2 H 2 CH 4 + H 2 O = CO + 3 H 2

CO + H 2 O = CO 2 + H 2

Добавки оксидов калия и алюминия повышают активность и стабильность железного катализатора (активаторы и промоторы).

В настоящее время синтез аммиака проводят в колоннах синтеза, высотой до 20 м. Они сконструированы из особых сортов стали, т.к. синтез проводят при высоких температуре и давлении. Колонна синтеза состоит из двух цилиндров: внутреннего и внешнего. Внешний цилиндр сделан из цельного куска стали, из которого высверливается внутренняя часть. Внутренний цилиндр, в свою очередь, состоит из катализаторной коробки и теплообменника, соединенных патрубком.

Чтобы материал, из которого изготовлена колонна, мог долгое время сохранять прочность при таких условиях работы, в колонне синтеза между цилиндрической коробкой с катализатором и корпусом колонны оставляют щель (зазор). Холодная азотоводородная смесь турбокомпрессором подается в колонну синтеза через эту щель и предохраняет стенки от чрезмерного нагревания. Внутри колонны есть также трубки теплообменника, между которыми в катализаторную коробку подается азотоводородная смесь, которая подогревается за счет выходящего по этим трубкам горячего циркуляционного газа (NH 3 , H 2 , N 2), т.к. реакция экзотермическая.

Азотоводородная смесь поступает в колонну синтеза сверху, проходит вниз в кольцевом пространстве между стенками основного корпуса и катализаторной коробки и снизу вверх поступает в межтрубное пространство теплообменника. Затем по патрубку проходит в верхнюю часть катализаторной коробки, откуда поступает через слой катализатора сверху вниз и, пройдя по трубам теплообменника, выходит снизу колонны синтеза.

Циркуляционный газ из колонны синтеза подается в холодильник, снабженный "рубашкой", где охлаждается за счет циркуляции воды. Затем смесь поступает в сепаратор, где аммиак сжижается и отправляется на склад. Циркуляционный газ содержит 10 - 12 % аммиака, поэтому, после его отделения, не прореагировавшая смесь азота и водорода вновь отправляется в колонну синтеза помощью циркуляционного компрессора.

Такой технологический процесс, в котором не прореагировавшие вещества отделяются от продуктов реакции и вновь возвращаются в реакционный аппарат, называется циркуляционным.

Основные научные принципы производства аммиака.

1. Оптимальные условия:

а) температура t = 450 - 550 0 C (если t< 450 C, то процесс протекает медленно, если t>550 0 C, то идет обратная реакция)

б) давление 10 -100 МПа (наибольшее распространение получили системы, работающие при среднем давлении 30 МПа; в экономическом отношении они наиболее целесообразны),

в) применение катализатора (порошкообразное железо с примесью оксидов алюминия и калия) Необходима тщательная очистка веществ, 1% серы полностью отравляет катализатор.

2. Использование теплообмена в теплообменнике и холодильнике.

3. Принцип циркуляции.

После реакции смесь газов охлаждается. Аммиак, содержащийся в ней, конденсируется и отделяется, а не прореагировавшие азот и водород смешиваются со свежей порцией газов и снова подаются в колону синтеза. Удаление аммиака из реакционной смеси сдвигает равновесие реакции вправо. За счет этого принципа достигают более высокого выхода аммиака и снижения давления.

4. Непрерывность процесса.

5. Автоматизация производства (контрольно-измерительные приборы следят за температурой и давлением).

1. Наиболее полярными являются связи в молекуле:

а)НС1 б)AsH 3 в)РН 3 r)H 2 S

2. Линейную форму имеет молекула:

а)Н 2 О б)H 2 S в)ВеС1 2 г) OF 2

3. Геометрическая форма молекулы метана СН 4:

а) угловая в) пирамидальная

б) треугольная г) тетраэдрическая

4. Пирамидальную форму имеет молекула:

а)ВС1 3 б)SiBr 4 в)А1Вг 3 г) РС1 3

5. Полярной молекулой является:

а)СО 2 б)СН 4 b)NH 3 r)N 2

6. Число σ-связей в три раза больше числа π-связей в молекуле:

а) хлористой кислоты

б) ортофосфорной кислоты

в) сернистой кислоты

г) хлорноватой кислоты

7. В каком ряду представлены формулы соединений только с ковалентной связью?

а) ВаС1 2 , CdC1 2 , LiF в) NaCl, CuSO 4 , Fe(OH) 3

б) H 2 O, SiO 2 , CH3COOH г) N 2 , HNO 3 , NaNO 3

8. Химические связи какого типа отсутствуют в хлориде аммония?

а) ковалентные полярные

б) ковалентные неполярные

в) донорно-акцепторные

г) ионные

9. Химическая связь, образующаяся между атомами элементов с порядковыми номерами 3 и 9:

а) ковалентная полярная

б) металлическая

в) ковалентная неполярная

г) ионная

10. Сколько электронов, содержащихся в молекуле этилена, не участвуют в образовании химических связей?

а) 4 б) 8 в) 12 г) 16

11. Число электронов, участвующих в образовании химических связей, наибольшее в молекуле:

а)Н 2 О б)С1 2 b)H 2 S r)N 2

12. Атомную кристаллическую решетку имеет:

а) гидроксид натрия в) железо

б) алмаз г) лед

13. Какой тип кристаллической решетки характерен для соединений s-металлов с р-элементами, имеющими большую электроотрицательность?

а) металлическая в) атомная

б) ионная г) молекулярная

14. В каком ряду перечислены вещества соответственно с атомной, молекулярной и ионной кристаллическими решетками в твердом состоянии?

а) алмаз, хлорид натрия, графит

б) белый фосфор, вода, мел

в) оксид кремния (IV), медь, азот

г) алмаз, углекислый газ, фторид калия

15. Что изменяется при образовании хлорида аммония из аммиака и хлороводорода?

а) степень окисления атома азота

б) степень окисления и валентность атома азота

в) валентность атома азота

г) степень окисления атома водорода

16. Какая из следующих частиц образовалась по донорно-акцепторному механизму?

a)F 2 б)HF в)BF 4 – г)BF 3

17. В каком веществе степень окисления и валент­ность азота равны по абсолютной величине?

a)N 2 б)NH 3 b)HNO 3 г) NH 4 C1

18. Какая из молекул наименее устойчива?

а)Н 2 О 6)H 2 S B)H 2 Se г) Н 2 Те

19. Какая химическая связь наименее прочная?

а) металлическая в) водородная

б) ионная г) ковалентная

20. Атом какого элемента проявляет наибольшую склонность к образованию ионных связей?

а) С б) Si в)F г)P

21. Как изменяется полярность и прочность связи в ряду молекул

HF → НС1 → HI?

а) как полярность, так и прочность связи увеличиваются

б) полярность увеличивается, прочность уменьшается

в) как полярность, так и прочность связи уменьшаются

г) полярность уменьшается, прочность увеличивается

22. Орбитали какого типа атомов водорода и хлора соответственно перекрываются при образовании молекулы хлороводорода?

a) s и s б) s и р в) р и р г) p и s

23. В какой молекуле все связи являются ковалентными полярными?

а)Н 2 О 2 б)С 2 Н 4 в)С 2 Н 2 г)СО 2

24. Какой элемент имеет наибольшее алгебраическое значение высшей степени окисления?

а) фтор б) хром в) углерод г) хлор

25. Какой элемент имеет наименьшее алгебраическое значение низшей степени окисления?

а) азот б) сера в) водород г) бром

26. В каком соединении водород имеет отрицательную степень окисления?

a)NH 4 Cl б)СаН 2 в) Н 2 О 2 г) HF

27. В соединениях ВС1 3 , Ве1 2 и SiBr 4 валентные орбитали центральных атомов находятся соответственно в следующих гибридных состояниях:

a) sp, sp 2 , sp 3 в) sp, sp 3 , sp 2

б) sp 2 ,sp, sp 3 г) sp 3 , sp 2 ,sp

28. Валентность азота в следующих соединениях:

N 2 , NH 3 , NH 4 + , CH 3 NН 2, HNO 3 - равна соответственно:

а) 0, III, IV, V, V в) III, III, IV, III, IV

б) I, III, III, IV, IV r) III, III, III, IV, V

29.Правильной характеристикой ионной связи является:

б) направленная, ненасыщаемая

в) направленная, насыщаемая

г) ненаправленная, насыщаемая

30.Правильной характеристикой ковалентной связи является:

а) ненаправленная, ненасыщаемая

б) направленная, ненасыщаемая

в) направленная, насыщаемая

г) ненаправленная, насыщаемая

31.Двойные связи между атомами существуют в каждом соединении, входящем в группу:

а) СО, СО 2 в) S 8 , C 2 H 4

б) С 2 Н 2 , SO 2 г) СО 2 , С 2 Н 4

32.Тройные связи между атомами существуют в каждом соединении, входящем в группу:

а) СО, N 2 б) N 2 , SO 2 в) S 8 , С 2 Н 2 г) СО 2 , С 2 Н 4

33.Для какого элемента высшая степень окисления больше номера группы, в которой он находится в периодической системе?

а) марганец б) золото в) бор г) азот

34.Количественная характеристика элементов, которая позволяет судить о типе химической связи между атомами этих элементов, - это:

а) радиус атомов в) электроотрицательность

б) заряд ядра г) атомная масса

35.Одинарная полярная, двойная неполярная, одинарная неполярная, тройная полярная связи существуют в молекулах соответственно следующих веществ:

а) HF, С 2 Н 4 , Вг 2 , СО в) Н 2 , СО 2 , НС1, N 2

б) HBr, SO 3 , N 2 , С 2 Н 2 г) С1 2 , О 2 , С 2 Н 6 , СО

36.Общее σ- числои π-связей в молекуле дихромовой кислоты равно соответственно:

а) 10 и 4 б) 4 и 10 в) 6 и 2 г) 2 и 6

37.Даны вещества: хлорид цезия, медь, алмаз, ромбическая сера, лед, оксид натрия, йод, «сухой лед» (твердый СО 2), графит, платина, гидрид калия. Среди них число веществ с атомной кристаллической решеткой равно:

а) 4 б)3 в) 2 г)1

38. Даны вещества: хлорид цезия, медь, алмаз, ромбическая сера, лед, оксид натрия, йод, «сухой лед» (твердый СО 2), графит, платина, гидрид калия. Среди них число веществ с молекулярной кристаллической решеткой равно:

а) 4 б) 3 в) 2 г) 1

39.Даны вещества: хлорид цезия, медь, алмаз, ромбическая сера, лед, оксид натрия, йод, «сухой лед» (твердый СО 2), графит, платина, гидрид калия. Среди них число веществ с ионной кристаллической решеткой равно:

а) 4 б) 3 в) 2 г) 1

40.Даны вещества: хлорид цезия, медь, алмаз, ромбическая сера, лед, оксид натрия, йод, «сухой лед» (твердый СО 2), графит, платина, гидрид калия. Среди них число веществ с металлической кристаллической решеткой равно:

а) 4 б) 3 в) 2 г) 1