Открытый банк заданий ЕГЭ 2023 по химии. Соответствует примерам ФИПИ 2023

Ответ: 2

Пояснение:

Гомологи – вещества, принадлежащие одному классу органических соединений и отличающиеся на одну или несколько CH₂-групп.

Глицерин и этиленгликоль являются трехатомным и двухатомным спиртами соответственно, отличаются количеством атомов кислорода, поэтому не являются ни изомерами, ни гомологами.

Метанол и бутанол-1 являются первичными спиртами с неразветвленным скелетом, отличаются на две CH₂-группы, следовательно, являются гомолоами.

Пропин и этилен относятся к классам алкинов и алкенов соответственно, содержат разное количество атомов углерода и водорода, следовательно, не являются между собой ни гомологами, ни изомерами.

Пропанон и пропаналь принадлежат к разным классам органических соединений, но содержат по 3 атома углерода, 6 атомов водорода и по 1 атому кислорода, следовательно, являются изомерами по функциональной группе.

Ответ: 33,6 л

Пояснение:

Полное сгорание аммиака в кислороде описывается уравнением:

4NH₃ 3O₂ → 2N₂ 6H₂O

Следствием из закона Авогадро является то, что объемы газов, находящихся в одинаковых условиях, относятся друг к другу так же, как и количества молей этих газов. Таким образом, по уравнению реакции

ν(N₂) = 1/2ν(NH₃),

следовательно, объемы аммиака и азота соотносятся между собой точно так же:

V(N₂) = 1/2V(NH₃)

V(N₂) = 1/2V(NH₃) = 67,2 л/2 = 33,6 л

Ответ: 44,8 л

Пояснение:

В присутствии катализатора − диоксида марганца перекись разлагается с образованием кислорода и воды:

2H₂O₂ → 2H₂O O₂

По уравнению реакции количество образующегося кислорода в два раза меньше количества пероксида водорода:

ν(O₂) = 1/2ν(H₂O₂), следовательно, ν(O₂) = 4 моль/2 = 2 моль.

Объем газов рассчитывается по формуле:

V = V_m · ν, где V_m – молярный объем газов при н.у., равный 22,4 л/моль

Объем кислорода, образующийся при разложении перекиси, равен:

V(O₂) = V_m · ν(O₂) = 22,4 л/моль ·2 моль = 44,8 л

Ответ: А-3; Б-2; В-1; Г-5

Пояснение:

Спирты – органические вещества, содержащие одну или несколько гидроксильных групп (-OH), непосредственно связанных с насыщенным атомом углерода. Этиленгликоль является двухатомным спиртом, содержит две гидроксильные группы: CH₂(OH)-CH₂OH.

Углеводы – органические вещества, содержащие карбонильную и несколько гидроксильных групп, общая формула углеводов записывается в виде C_n(H₂O)_m (где m, n > 3). Из предложенных вариантов к углеводам относится крахмал – полисахарид, высокомолекулярный углевод, состоящий из большого числа остатков моносахаридов, формула которого записывается в виде (C₆H₁₀O₅)_n.

Углеводороды – органические вещества, в состав которых входят исключительно два элемента – углерод и водород. К углеводородам из предложенных вариантов относится толуол – ароматическое соединение, состоящее только из атомов углерода и водорода и не содержащее функциональных групп с гетероатомами.

Карбоновые кислоты – органические вещества, в молекулах которых содержится карбоксильная группа, состоящая из связанных между собой карбонильной и гидроксильной групп. К классу карбоновых кислот относится масляная (бутановая) кислота – C₃H₇COOH.

Ответ: А-1; Б-4; В-6; Г-3

Пояснение:

Окислитель – вещество, в состав которого входят атомы, способные в ходе химической реакции присоединять электроны и таким образом понижать степень окисления.

Восстановитель – вещество, в состав которого входят атомы, способные в ходе химической реакции отдавать электроны и таким образом повышать степень окисления.

А) Окисление аммиака кислородом в присутствии катализатора приводит к образованию монооксида азота и воды. Окислителем является молекулярный кислород, изначально имеющий степень окисления 0, который, присоединяя электроны, восстанавливается до степени окисления -2 в соединениях NO и H₂O.

Б) Нитрат меди Cu(NO₃)₂ – соль, содержащая кислотный остаток азотной кислотой. Степени окисления азота и кислорода в нитрат-анионе равны 5 и -2 соответственно. В ходе реакции нитрат-анион превращается в диоксид азота NO₂ (со степенью окисления азота 4) и кислород O₂ (со степенью окисления 0). Следовательно, окислителем является азот, поскольку понижает степень окисления с 5 в нитрат-ионе до 4 в диоксиде азота.

В) В данной окислительно-восстановительной реакции окислителем является азотная кислота, которая, превращаясь в нитрат аммония, понижает степень окисления азота с 5 (в азотной кислоте) до -3 (в катионе аммония). Степень окисления азота в кислотных остатках нитрата аммония и нитрата цинка остается неизменной, т.е. такая же, как у азота в HNO₃.

Г) В данной реакции азот в диоксиде диспропорционирует, т.е. одновременно и повышает (от N ⁴ в NO₂ до N ⁵ в HNO₃), и понижает (от N ⁴ в NO₂ до N ² в NO) свою степень окисления.

Ответ: А-4; Б-3; В-2; Г-5

Пояснение:

Электролиз – окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах при прохождении постоянного электрического тока через раствор или расплав электролита. На катоде преимущественно происходит восстановление тех катионов, которые обладают наибольшей окислительной активностью. На аноде в первую очередь окисляются те анионы, которые обладают наибольшей восстановительной способностью.

Электролиз водного раствора

1) Процесс электролиза водных растворов на катоде не зависит от материала катода, но зависит от положения катиона металла в электрохимическом ряду напряжений.

Для катионов в ряду

Li − Al³ процесс восстановления:

2H₂O 2e → H₂ 2OH⁻ (на катоде выделяется H₂)

Zn² − Pb² процесс восстановления:

Meⁿ ne → Me⁰ и 2H₂O 2e → H₂ 2OH⁻ (на катоде выделяется H₂ и Me)

Cu² − Au³ процесс восстановления Meⁿ ne → Me⁰ (на катоде выделяется Me)

2) Процесс электролиза водных растворов на аноде зависит от материала анода и от природы аниона. Если анод нерастворимый,т.е. инертный (платина, золото, уголь, графит), то процесс будет зависеть только от природы анионов.

Для анионов F⁻, SO₄^2-, NO₃⁻, PO₄^3-, OH⁻ процесс окисления:

4OH⁻ − 4e → O₂ 2H₂O или 2H₂O – 4e → O₂ 4H (на аноде выделяется кислород)

галогенид-ионов (кроме F⁻) процесс окисления 2Hal⁻ − 2e → Hal₂ (выделяются свободные галогены)

органических кислот процесс окисления:

2RCOO⁻ − 2e → R-R 2CO₂

Суммарное уравнение электролиза:

А) раствора Na₂CO₃:

2H₂O → 2H₂(на катоде) O₂(на аноде)

Б) раствора Cu(NO₃)₂:

2Cu(NO₃)₂ 2H₂O → 2Cu(на катоде) 4HNO₃ O₂(на аноде)

В) раствора AuCl₃:

2AuCl₃ → 2Au(на катоде) 3Cl₂(на аноде)

Г) раствора BaCl₂:

BaCl₂ 2H₂O → H₂(на катоде) Ba(OH)₂ Cl₂(на аноде)

Ответ: А-2; Б-3; В-2; Г-1

Пояснение:

Гидролиз солей – взаимодействие солей с водой, приводящее к присоединению катиона водорода H молекулы воды к аниону кислотного остатка и (или) гидроксильной группы OH⁻ молекулы воды к катиону металла. Гидролизу подвергаются соли, образованные катионами, соответствующими слабым основаниям, и анионами, соответствующими слабым кислотам.

А) Стеарат натрия – соль, образованная стеариновой кислотой (слабой одноосновной карбоновой кислотой алифатического ряда) и гидроксидом натрия (щелочью – сильным основанием), следовательно, подвергается гидролизу по аниону.

C₁₇H₃₅COONa → Na C₁₇H₃₅COO⁻

C₁₇H₃₅COO⁻ H₂O ↔ C₁₇H₃₅COOH OH⁻ (образование слабодиссоциирующей карбоновой кислоты)

Среда раствора щелочная (pH > 7):

C₁₇H₃₅COONa H₂O ↔ C₁₇H₃₅COOH NaOH

Б) Фосфат аммония – соль, образованная слабой ортофосфорной кислотой и аммиаком (слабым основанием), следовательно, подвергается гидролизу и по катиону, и по аниону.

(NH₄)₃PO₄ → 3NH₄ PO₄^3-

PO₄^3- H₂O ↔ HPO₄^2- OH⁻ (образование слабодиссоциирующего гидрофосфат-иона)

NH₄ H₂O ↔ NH₃ · H₂O H (образование растворенного в воде аммиака)

Среда раствора близка к нейтральной (pH ~ 7).

В) Сульфид натрия – соль, образованная слабой сероводородной кислотой и гидроксидом натрия (щелочью – сильным основанием), следовательно, подвергается гидролизу по аниону.

Na₂S → 2Na S^2-

S^2- H₂O ↔ HS⁻ OH⁻ (образование слабодиссоциирующего гидросульфид-иона)

Среда раствора щелочная (pH > 7):

Na₂S H₂O ↔ NaHS NaOH

Г) Сульфат бериллия — соль, образованная сильной серной кислотой и гидроксидом бериллия (слабым основанием), следовательно, подвергается гидролизу по катиону.

BeSO₄ → Be² SO₄^2-

Be² H₂O ↔ Be(OH) H (образование слабодиссоциирующего катиона Be(OH) )

Среда раствора кислая (pH < 7):

2BeSO₄ 2H₂O ↔ (BeOH)₂SO₄ H₂SO₄

Ответ: А-1; Б-2; В-2; Г-3Пояснение:

Данная реакция находится в химическом равновесии, т.е. в таком состоянии, когда скорость прямой реакции равна скорости обратной. Смещение равновесия в нужном направлении достигается изменением условий реакции.

Принцип Ле-Шателье: если на равновесную систему воздействовать извне, изменяя какой-нибудь из факторов, определяющих положение равновесия, то в системе усилится то направление процесса, которое ослабляет это воздействие.

Факторы, определяющие положение равновесия:

— давление: увеличение давления смещает равновесие в сторону реакции, ведущей к уменьшению объема (наоборот, уменьшение давления смещает равновесие в сторону реакции, ведущей к увеличению объема)

— температура: повышение температуры смещает равновесие в сторону эндотермической реакции (наоборот, понижение температуры смещает равновесие в сторону экзотермической реакции)

— концентрации исходных веществ и продуктов реакции: увеличение концентрации исходных веществ и удаление продуктов из сферы реакции смещают равновесие в сторону прямой реакции (наоборот, уменьшение концентрации исходных веществ и увеличение продуктов реакции смещают равновесие в сторону обратной реакции)

— катализаторы не влияют на смещение равновесия, а только ускоряют его достижение.

Таким образом,

А) поскольку реакция получения карбоната магния является экзотермической, уменьшение температуры будет способствовать смещению равновесия в сторону прямой реакции;

Б) углекислый газ является исходным веществом в получении карбоната магния, следовательно, уменьшение его концентрации приведет к смещению равновесия в сторону исходных веществ, т.к. в сторону обратной реакции;

В) оксид магния и карбонат магния являются твердыми веществами, газом является только CO₂, поэтому его концентрация будет оказывать влияние на давление в системе. При уменьшении концентрации углекислого газа снижается давление, следовательно, равновесие реакции смещается в сторону исходных веществ (обратная реакция).

Г) введение катализатора не влияет на смещение равновесия.

Ответ: А-4; Б-4; В-2; Г-3

Пояснение:

А) Сера – простое вещество, способно сгорать в кислороде с образованием диоксида серы:

S O₂ → SO₂

Сера (как и галогены) в щелочных растворах диспропорционирует, в результате чего образуются сульфиды и сульфиты:

3S 6NaOH → 2Na₂S Na₂SO₃ 3H₂O

Концентрированная азотная кислота окисляет серу до S ⁶, восстанавливаясь до диоксида азота:

S 6HNO_3(конц.) → H₂SO₄ 6NO₂↑ 2H₂O

Б) Оксид форфора (III) – кислотный оксид, следовательно, взаимодействует со щелочами с образованием фосфитов:

P₂O₃ 4NaOH → 2Na₂HPO₃ H₂O

Кроме того, оксид фосфора (III) окисляется кислородом воздуха и азотной кислотой:

P₂O₃ O₂ → P₂O₅

3P₂O₃ 4HNO₃ 7H₂O → 6H₃PO₄ 4NO↑

В) Оксид железа (III) – амфотерный оксид, т.к. проявляет как кислотные, так и основные свойства (реагирует с кислотам и щелочами):

Fe₂O₃ 6HCl → 2FeCl₃ 3H₂O

Fe₂O₃ 2NaOH → 2NaFeO₂ H₂O (сплавление)

Fe₂O₃ 2NaOH 3H₂O → 2Na₂[Fe(OH)₄] (растворение)

Fe₂O₃ вступает с железом в реакцию конпропорционирования с образованием оксида железа (II):

Fe₂O₃ Fe → 3FeO

Г) Cu(OH)₂ – не растворимое в воде основание, растворяется сильными кислотами, превращаясь в соответствующие соли:

Cu(OH)₂ 2HCl → CuCl₂ 2H₂O

Cu(OH)₂ H₂SO₄ → CuSO₄ 2H₂O

Cu(OH)₂ окисляет альдегиды до карбоновых кислот (аналогично реакции «серебряного зеркала»):

HCHO 4Cu(OH)₂ → CO₂↑ 2Cu₂O↓ 5H₂O

Ответ: А-3; Б-1; В-3; Г-5

Пояснение:

А) Две растворимые соли CaCl₂ и KCl можно различить с помощью раствора карбоната калия. Хлорид кальция вступает с ним в обменную реакцию, в результате которой в осадок выпадает карбонат кальция:

CaCl₂ K₂CO₃ → CaCO₃↓ 2KCl

Б) Растворы сульфита и сульфата натрия можно различить индикатором – фенолфталеином.

Сульфит натрия – соль, образованная слабой неустойчивой сернистой кислотой и гидроксидом натрия (щелочью – сильным основанием), следовательно, подвергается гидролизу по аниону.

Na₂SO₃ → 2Na SO₃^2-

SO₃^2- H₂O ↔ HSO₃^— OH^— (образование малодиссоциирующего гидросульфит-иона)

Среда раствора щелочная (pH > 7), окраска индикатора фенолфталеина в щелочной среде малиновая.

Сульфат натрия – соль, образованная сильной серной кислотой и гидроксидом натрия (щелочью – сильным основанием), не гидролизуется. Среда раствора нейтральная (pH = 7), окраска индикатора фенолфталеина в нейтральной среде бледно-розовая.

В) Соли Na₂SO₄ и ZnSO₄ также можно различить с помощью раствора карбоната калия. В обменную реакцию с карбонатом калия вступает сульфат цинка, в результате которой в осадок выпадает карбонат цинка:

ZnSO₄ K₂CO₃ → ZnCO₃↓ K₂SO₄

Г) Соли FeCl₂ и Zn(NO₃)₂ можно различить раствором нитрата свинца. При его взаимодействии с хлоридом железа образуется малорастворимое вещество PbCl₂:

FeCl₂ Pb(NO₃)₂ → PbCl₂↓ Fe(NO₃)₂