Тесты по химии к аттестации школы

Окончание. Начало см. в № 3/2006

* «Звездочка» означает к о м м е н т а р и и: какие контролируются знания и умения, решения заданий.

Тесты, предлагаемые в 1-м и 2-м полугодиях, различаются по охватываемому материалу школьной программы. Мы рассматриваем задания, рассчитанные на начало учебного года. Здесь проверяются знания учащихся по предыдущему году обучения. Например, в 11-м классе большинство вопросов (10 из 15) посвящены органической химии. Во 2-м полугодии в задания тестов войдут вопросы, изученные в 1-м полугодии текущего года обучения.

Что же надо знать учащимся 11-го класса при выполнении данного теста? Это понятия «функциональная группа», «гомологи», «изомеры»; названия и химические формулы десяти линейных алканов: метана СН 4 , этана С 2 Н 6 , пропана С 3 Н 8 и т. д; тривиальные названия кислород- и азотсодержащих органических соединений: ацетальдегида, формальдегида, уксусной кислоты, этилового спирта, фенола, метилацетата, метиламина; химические свойства веществ; качественные реакции, например, фенола, алкенов, альдегидов, глицерина. Проверяются знания классификации неорганических соединений, в частности оксиды – кислотные, основные и амфотерные; умение пользоваться электронными формулами атомов; виды химических связей и кристаллических решеток, типы химических реакций, расчеты по уравнению реакции.

11-й класс

Вариант 1

1. Соединения, в состав которых входит функциональная группа NН 2 , относятся к классу:

1) аминов; 2) нитросоединений;

3) карбоновых кислот; 4) альдегидов.

* Функциональные группы (определяющие свойства всего класса веществ) азот- и кислородсодержащих органических соединений: а) NН 2 – аминов; б) NО 2 – нитросоединений;
в) СООН – карбоновых кислот; г) С(О)Н – альдегидов.

2. Гомологом этана является:

1) С 2 Н 4 ; 2) С 2 Н 6 ; 3) С 6 Н 6 ; 4) С 3 Н 8 .

* Гомологи – вещества, сходные по строению, различающиеся на одну или несколько групп СН 2 . Сходные – значит принадлежащие к одному классу веществ, например алканы. Более того, у гомологов – одинаковые цепи: либо линейные, либо разветвленные. Сначала надо по названию (этан) написать химическую формулу вещества (С 2 Н 6). Затем, складывая (С 2 Н 6 + СН 2 С 3 Н 8), получить ответ.

3. Пропан взаимодействует с:

1) бромом; 2) хлороводородом;

3) водородом; 4) гидроксидом натрия (р-р).

* Чтобы ответить на вопрос, надо знать о принадлежности пропана к алканам, а также свойства алканов. Для алканов характерны реакции свободнорадикального замещения с галогенами:

4. Этанол не взаимодействует с:

1) Сu; 2) Nа; 3) НСl; 4) О 2 .

* Проверяются знания химических свойств спиртов. В учебниках приводят свойства веществ изучаемого класса (в данном вопросе – свойства спиртов). Только ответить надо, с каким из четырех предложенных веществ этанол не взаимодействует. Реакции этанола:

Может сбить с верного пути следующая реакция:

Однако в ней участвует не медь – восстановитель, а оксид меди(II) – окислитель, хотя и слабый.

5. Этилацетат образуется при взаимодействии уксусной кислоты с:

1) ацетальдегидом; 2) этиленом;

* Этилацетат – сложный эфир – продукт взаимодействия уксусной кислоты с этиловым спиртом:

Присоединение к уксусной кислоте других реагентов, например этилена, не происходит, т. к. уксусная кислота – слабая.

6. Ацетальдегид взаимодействует с:

1) этаном; 2) водородом;

3) оксидом углерода(IV); 4) толуолом.

* Из предложенных веществ ацетальдегид реагирует только с водородом:

7. Вещество Х в схеме реакции

СН 3 СООН + СН 3 ОН Х + Н 2 О:

1) этилацетат; 2) этанол;

3) метилацетат; 4) диэтиловый эфир.

* Надо воспользоваться уравнением реакции из ответа на задание 5. Различие – в используемом спирте (вместо этанола – метанол) и в продукте реакции, здесь ответ – метилацетат.

8. Метиламин взаимодействует с:

1) метаном; 2) кислородом;

* Метиламин – газ (t кип = –42 °С), его выпускают в виде 40%-го водного раствора. Из концентрированных растворов он улетучивается, и, если поднести зажженную спичку к горлышку склянки, газ СН 3 NH 2 вспыхивает:

4СН 3 NН 2 + 9О 2 4СО 2 + 10Н 2 О + 2N 2 .

9. Непредельные углеводороды отличают от предельных с помощью:

1) H 2 SO 4 (конц.); 2) NaOH (р-р);

3) Ag 2 O; 4) KMnO 4 (р-р).

* Качественные реакции в химии связаны с выделением газа, образованием осадка и изменением окраски раствора. Непредельные углеводороды обесцвечивают розовый раствор марганцовки (происходит гидроксилирование по двойной связи). В присутствии кислоты получается бесцветный раствор, а в нейтральной среде выпадает бурый осадок MnO 2:

10. Взаимодействие растворов хлорида меди(II) и гидроксида натрия относится к реакциям:

1) соединения; 2) разложения;

3) обмена; 4) замещения.

* Уравнение реакции хлорида меди(II) и гидроксида натрия, протекающей в растворе:

CuCl 2 + 2NaOH = Cu(OH) 2 + 2NaCl.

11. Какой элемент имеет низшую степень окисления в соединении NаНSО 4 ?

1) Водород; 2) сера;

3) кислород; 4) натрий.

* Низшая степень окисления (условный заряд атома) в соединении NaHSO 4 – у атома кислорода, она равна –2. У атомов натрия, водорода и серы в NaHSO 4 положительные (и значит, большие, чем –2) степени окисления.

12. Химическая связь в молекулах фтора и метана:

* Связь между одинаковыми атомами неметалла (F–F) – ковалентная неполярная, а между атомами разных неметаллов (С–Н) – ковалентная полярная.

13. Укажите основный оксид:

1) SO 3 ; 2) FeO; 3) Al 2 O 3 ; 4) ZnO.

* Условие необходимое, но недостаточное: основный оксид – оксид металла. Поэтому исключаем оксид SO 3 . Среди трех оставшихся веществ Al 2 O 3 и ZnO – амфотерные оксиды, а FeO – основный оксид.

14. Электронная формула внешнего энергетического уровня атома бора:

1) 2s 2 2p 1 ; 2) 3s 2 3p 1 ; 3) 3s 2 3p 3 ; 4) 3s 1 .

* Бор – элемент 2-го периода таблицы Д.И.Менделеева, поэтому варианты ответа 2–4, где фигурирует 3-й энергетический уровень, отпадают.

15. Количество вещества брома Вr 2 , которое может присоединить ацетилен объемом 11,2 л (н.у.) по уравнению реакции

С 2 Н 2 + 2Вr 2 С 2 Н 2 Вr 4 ,

1) 1 моль; 2) 2 моль; 3) 0,5 моль; 4) 0,25 моль.

*Рассчитаем количество вещества ацетилена, взятого в реакцию:

(C 2 H 2) = V /V M = 11,2/22,4 = 0,5 моль.

Коэффициенты перед формулами веществ в уравнении реакции показывают количества веществ участников реакции в молях. Составим пропорцию:

1 моль С 2 Н 2 присоединяет 2 моль Br 2 ,

0,5 моль С 2 Н 2 » » х моль Br 2 .

Отсюда х = 1 моль.

Ответы

Вариант 2

1. Вещество с молекулярной формулой С 6 Н 6 относится к классу:

1) алканов; 2) аренов;

3) алкинов; 4) алкенов.

* Общие формулы углеводородов разных классов: С n H 2n +2 – алканы, С n H 2n – алкены, С n H 2n –2 – алкины, С n H 2n –6 – арены. Подставляя n = 6, находим, что индексу 6 при водороде удовлетворяет класс веществ «арены».

2. Изомерами являются:

1) этилен и ацетилен;

2) 2-метилпропан и 2-метилбутан;

3) 2-метилбутан и н -пентан;

4) н -пентан и н -бутан.

* Среди углеводородов изомеры – вещества с одинаковым числом атомов углерода, а также атомов водорода. Молекулярные формулы предложенных веществ:

1) С 2 Н 4 и С 2 Н 2 ; 2) С 4 Н 10 и С 5 Н 12 ;

3) С 5 Н 12 и С 5 Н 12 ; 4) С 5 Н 12 и С 4 Н 10 .

Отсюда видно, что верный ответ – 3.

3. При полном сгорании пропана С 3 Н 8 образуются:

1) С и Н 2 О; 2) СО 2 и Н 2 О;

3) СО и Н 2; 4) СО и Н 2 О.

* При полном сгорании углеводородов образуются углекислый газ и вода (оксиды элементов, составляющих исходный углеводород).

4. Сходство фенола и одноатомных спиртов проявляется во взаимодействии с:

1) NаОН (р-р); 2) Nа;

3) НСl; 4) НNО 3 (р-р).

* И фенол, и спирт реагируют с натрием:

5. Бутилацетат образуется при взаимодействии бутанола с:

1) ацетальдегидом; 2) уксусной кислотой;

3) этиловым спиртом; 4) ацетиленом.

* Проверяется знание реакции этерификации, а вместе с тем – номенклатуры сложных эфиров («бутилацетат»). Уравнение реакции:

6. Формальдегид взаимодействует с:

1) метаном; 2) кислородом;

3) гидроксидом кальция; 4) бензолом.

* Некоторую сумятицу в этот вопрос вносят сведения о первом синтезе сахаристых веществ действием гидроксида кальция на формальдегид (А.М.Бутлеров, 1861 г.):

Выбрать следует окисление формальдегида кислородом:

7. Уксусная кислота может реагировать с каждым веществом пары:

1) метанол и серебро;

2) гидроксид меди(II) и метанол;

3) серебро и гидроксид меди(II);

4) магний и метан.

* Три вещества: метанол, серебро и гидроксид меди(II) – повторяются попарно в разных сочетаниях. Надо вспомнить ряд напряжений металлов и положение в нем серебра (правее водорода). Серебро с уксусной кислотой не реагирует, варианты 1 и 3 исключаем. Метан из варианта ответа 4 тоже инертное вещество по отношению к СН 3 СООН. Выбираем ответ 2:

2СН 3 СООН + Сu(ОН) 2 (СН 3 СОО) 2 Сu + 2Н 2 О,

СН 3 СООН + СН 3 ОН СН 3 СООСН 3 + Н 2 О.

8. Этиламин может реагировать с:

1) KOH и HNO 3 ; 2) H 2 SO 4 и O 2 ;

3) NaOH и CH 3 OH; 4) NaCl и O 2 .

* Амины проявляют свойства оснований и реагируют с кислотами. Напротив, с основаниями амины не реагируют, поэтому исключаем варианты ответа 1 и 3. Кстати, СН 3 ОН тоже не взаимодействует с этиламином. Амины горят (+О 2), а с солью NaCl не реагируют, как и любое другое органическое вещество. Верный выбор описывается уравнениями реакций:

9. Глицерин в водном растворе можно обнаружить с помощью:

1) хлорной извести; 2) хлорида железа(III);

3) гидроксида меди(II); 4) гидроксида натрия.

* Качественная реакция на глицерин – образование ярко-синего глицерата меди(II) при взаимодействии с гидроксидом меди(II):

10. Взаимодействие магния с соляной кислотой относится к реакциям:

1) соединения; 2) разложения;

3) обмена; 4) замещения.

* Это – замещение. Уравнение реакции:

Mg + 2HCl = MgCl 2 + H 2 .

11. Атомную кристаллическую решетку имеет вещество:

1) вода; 2) озон; 3) графит; 4) аммиак.

* Атомную кристаллическую решетку имеет графит. Прочность связей многих атомов углерода одинаково высокая. В веществах молекулярного строения (Н 2 О, О 3 , NH 3) связи внутри молекулы прочные, а между молекулами – слабые.

12. Химическая связь в молекулах воды и водорода:

1) ковалентная полярная и ковалентная неполярная;

2) ионная и ковалентная полярная;

3) ковалентная неполярная и ковалентная полярная;

4) ионная и ковалентная неполярная.

* В задании упомянуты вещества с ковалентной связью, о чем свидетельствует выражение «в молекулах». Вода – полярное соединение, водород – неполярное.

13. Укажите кислотный оксид:

1) оксид магния; 2) оксид цинка;

3) Cr 2 O 3 ; 4) СО 2 .

* Кислотный оксид – СО 2 . Ему соответствует угольная кислота Н 2 СО 3 .

14. Электронная формула внешнего энергетического уровня (n ) атомов элементов Vа группы (главной подгруппы):

1) ns 2 np 1 ; 2) ns 2 np 2 ; 3) ns 2 np 3 ; 4) ns 2 np 5 .

* Сумма индексов при обозначениях энергетических подуровней n-го уровня для элементов Vа группы равна пяти. Единственно возможное сочетание: ns 2 np 3 .

15. Масса брома, взаимодействующего с 140 г этилена по уравнению реакции

С 2 Н 4 + Вr 2 С 2 Н 4 Вr 2 ,

1) 400 г; 2) 140 г; 3) 800 г; 4) 80 г.

* Уравнение реакции бромирования этилена:

Через х обозначена искомая масса брома. Коэффициенты перед исходными веществами одинаковы, поэтому (Вr 2) = (С 2 Н 4) = m /М = 140/28 = 5 моль. Соответственно масса брома:

m(Вr 2) = М = 5 160 = 800 г.

Ответы

Уксусный альдегид относится к органическим соединениям и входит в класс альдегидов. Какими свойствами обладает это вещество, и как выглядит формула уксусного альдегида?

Общая характеристика

Уксусный альдегид имеет несколько названий: ацетальдегид, этаналь, метилформальдегид. Это соединение является альдегидом уксусной кислоты и этанола. Его структурная формула выглядит следующим образом: CH 3 -CHO.

Рис. 1. Химическая формула уксусного альдегида.

Особенностью этого альдегида является то, что он встречается как в природе, так и производится искусственным путем. В промышленности объем производства этого вещества может составлять до 1 миллиона тонн в год.

Этаналь встречается в пищевых продуктах, таких как кофе, хлеб, а также это вещество синтезируют растения в процессе метаболизма.

Уксусный альдегид представляет собой жидкость без цвета, но отличающуюся резким запахом. Растворим в воде, спирте и эфире. Является ядовитым.

Рис. 2. Уксусный альдегид.

Жидкость закипает при достаточно низкой температуре – 20,2 градуса по Цельсию. Из-за этого возникают проблемы с ее хранением и транспортировкой. Поэтому хранят вещество в виде паральдегида, а ацетальдегид из него получают в случае необходимости путем нагревания с серной кислотой (либо с любой другой минеральной кислотой). Паральдегид – это циклический тример уксусной кислоты.

Способы получения

Получить уксусный альдегид можно несколькими способами. Самый распространенный вариант – окисление этилена или, как еще называют этот способ, процесс Вакера:

2CH 2 =CH 2 +O 2 —2CH 3 CHO

Окислителем в данной реакции выступает хлорид палладия.

Также уксусный альдегид можно получить пр взаимодействии ацетилена с солями ртути. Данная реакция носит имя русского ученого и называется реакцией Кучерова. В результате химического процесса образуется енол, который изомеризуется в альдегид

C 2 H 2 +H 2 O=CH 3 CHO

Рис. 3. М. Г. Кучеров портрет.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Этаналь (ацетальдегид, уксусный альдегид) - подвижная, бесцветная, легко испаряющаяся жидкость с характерным запахом (строение молекулы представлено на рис. 1).

Он хорошо растворим в воде, спирте и эфире.

Рис. 1. Строение молекулы этаналя.

Таблица 1. Физические свойства этаналя.

Получение этаналя

Наиболее популярным способом получения этаналя является окисление этанола:

CH 3 -CH 2 -OH + [O] →CH 3 -C(O)H.

Кроме этого используются и другие реакции:

• гидролиз 1,1-дигалогеналканов

CH 3 -CHCl 2 + 2NaOH aq →CH 3 -C(O)-H + 2NaCl + H 2 O (t o).

• пиролиз кальциевый (бариевых) солей карбоновых кислот:

H-C(O)-O-Ca-O-C(O)-CH 3 → CH 3 -C(O)-H + CaCO 3 (t o).

• гидратация ацетилена и его гомологов (реакция Кучерова)

• каталитическое окисление ацетилена

2CH 2 =CH 2 + [O] → 2CH 3 -C(O)-H (kat = CuCl 2 , PdCl 2).

Химические свойства этаналя

Типичные реакции, характерные для этаналя - реакции нуклеофильного присоединения. Все они протекают преимущественно с расщеплением:

1. p-связи в карбонильной группе

— гидрирование

CH 3 -C(O)-H + H 2 → CH 3 -CH 2 -OH (kat = Ni).

— присоединение спиртов

CH 3 -C(O)-H + C 2 H 5 OH↔ CH 3 -CH 2 -C(OH)H-O-C 2 H 5 (H +).

— присоединение синильной кислоты

CH 3 -C(O)-H + H-C≡N→CH 3 -C(CN)H-OH (OH —).

— присоединение гидросульфита натрия

CH 3 -C(O)-H + NaHSO 3 →CH 3 -C(OH)H-SO 3 Na↓.

1. связи С-Н в карбонильной группе

— окисление аммиачным раствором оксида серебра (реакция «серебряного зеркала») - качественная реакция

CH 3 -(O)H + 2OH → CH 3 -C(O)-ONH 4 + 2Ag↓ + 3NH 3 + H 2 O

или упрощенно

CH 3 -(O)H + Ag 2 O → CH 3 -COOH + 2Ag↓ (NH 3 (aq)).

— окисление гидроксидом меди (II)

CH 3 -(O)H + 2Cu(OH) 2 → CH 3 -COOH + Cu 2 O↓ + 2H 2 O (OH — , t o).

1. связи С α -Н

— галогенирование

CH 3 -(O)H + Cl 2 → CH 2 Cl-C(O)-H + HCl.

Применение этаналя

Этаналь используется в основном для производства уксусной кислоты и в качестве исходного сырья для синтеза многих органических соединений. Кроме этого этаналь и его производные идут на изготовление некоторых лекарств.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Введение

На сегодняшний день известны миллионы химических соединений. И большинство из них относится к органическим. Эти вещества делят на несколько больших групп, название одной из них - альдегиды. Сегодня мы рассмотрим представителя этого класса - уксусный альдегид.

Определение

Уксусный альдегид является органическим соединением класса альдегидов. Его могут называть и по-другому: ацетальдегидом, этаналем или метилформальдегидом. Формула уксусного альдегида - CH 3 -CHO.

Свойства

Получение

В основном уксусный альдегид получают с помощью окисления этилена (процесс Вакера). В роли окислителя выступает хлорид палладия. Еще данное вещество можно получить во время гидратации ацетилена, в которой присутствуют соли ртути. Продуктом реакции является енол, который изомеризуется в искомое вещество. Еще один способ получения уксусного альдегида, который был наиболее популярным задолго до того, как стал известен процесс Вакера, - окисление или дегидратация этанола в присутствии медного или серебряного катализаторов. При дегидратации, помимо искомого вещества, образуется водород, а во время окисления - вода.

Применение

С помощью обсуждаемого соединения получают бутадиен, альдегидные полимеры и некоторые органические вещества, в том числе и одноименную кислоту. Она образуется при его окислении. Реакция выглядит так: "кислород + уксусный альдегид = уксусная кислота". Этаналь - важный прекурсор ко многим производным, и это свойство широко применяется в синтезе
многих веществ. В организмах человека, животных и растений ацетальдегид является участником некоторых сложных реакций. Также он входит в состав сигаретного дыма.

Заключение

Ацетальдегид может приносить как пользу, так и вред. Он плохо воздействует на кожу, является ирритантом и, возможно, канцерогеном. Поэтому его присутствие в организме нежелательно. Но некоторые люди сами провоцируют появление ацетальдегида, куря сигареты и употребляя алкоголь. Подумайте над этим!

Смотрите также:

• АЦЕТАТЫ , соли уксусной кислоты, в лабораторной практике применяются для изготовления буферных растворов. Введенные в организм, А., подобно другим солям жирных кислот, окисляются до углекислых солей, вызывая повышение щелочности крови и...
• АЦЕТИЛЕН , имеет химич. формулу С2Н2 (формула строения НС СН) и представляет собой при обыкновенных условиях бесцветный ядовитый газ, при 0° и 26 атм. сгущающийся в жидкость. 1 л А. ...
• АЦЕТОЗОН , бензозон, С6Н6С0.02.СОСН„ перекись бензоил-ацетила, белый кристал-лич. порошок, плав, при 40°, растворяющийся в воде; водные растворы, подобно перекиси водорода, являются сильными окислителями; щелочами и органическими веществами ацетозон разлагается; при нагревании...
• АЦЕТОМЕТР (от лат. acetum - уксус и греч. metron -мера), прибор, изобретенный Отто для определения количества свободной уксусной кислоты в уксусе в тех случаях, когда не предполагается присутствия посторонних кислот и...
• АЦЕТОН , CH3-CO-CH3 (диметилкетон), бесцветная, воспламеняющаяся жидкость с удельным весом 0,79 при 18°, с приятным запахом, жгучего вкуса. Кипит при 56,5°, легко растворяется в воде, в алкоголе и эфире. Ацетон получается...