Экзамены не за горами...

Вариант экзаменационных билетов в 11 классе средней общеобразовательной школы

Билет 15

• Вопрос 1. Глюкоза. Ее строение, свойства и применение.

Ответ. Глюкоза – представитель углеводов.

Углеводы – сложные органические вещества, состоящие из углерода, водорода и кислорода, с общей формулой С_х(Н₂О)_y. Глюкоза – моносахарид С₆Н₁₂О₆, молекулярная масса 180.

Строение молекулы

Линейная форма глюкозы:   СНОСН(ОН)СН(ОН)СН(ОН)СН(ОН)СН₂(ОН).

Глюкоза преимущественно существует в циклическом виде. Молекулы циклической глюкозы содержат кольца с пятью (4С + 1О) или шестью (5С + 1О) атомами. Известны a- и b-формы циклической глюкозы, различающиеся ориентацией гидроксила при С-1:

Изомер глюкозы – фруктоза является кетоноспиртом:  CH₂(ОH)CH(ОН)CH(ОН)CH(ОН)–СО–CH₂(ОH).

Физические свойства

Кристаллическое вещество, хорошо растворимо в воде, содержится в соке плодов, в меде, сладкое, имеет низкие температуры кипения и плавления.

Химические свойства

Р е а к ц и и   п о   с п и р т о в ы м   г р у п п а м

а) Взаимодействие с карбоновыми кислотами:  С₆H₁₂O₆ + CH₃COOH = С₆H₁₁O₆–CO–CH₃ + H₂O.

б) Взаимодействие с гидроксидом меди(II) при комнатной температуре: 

Р е а к ц и и   п о   а л ь д е г и д н о й   г р у п п е

а) Реакция серебряного зеркала: 

б) Окисление гидроксидом меди(II) при нагревании:  

В о с с т а н о в л е н и е

О с о б ы е   с в о й с т в а

а) Спиртовое брожение: 

б) Молочно-кислое брожение: 

в) Масляно-кислое брожение:  

г) Полное окисление в организме: 

Применение

У живых существ – источник энергии; в пищевой отрасли промышленности – кондитерские изделия, сорбит (заменитель сахара); в медицине – сырье в производстве витамина С, глюконата кальция; в органическом синтезе – производство спирта и других веществ.

• Вопрос 2. Скорость химических реакций. Условия, влияющие на скорость реакций.

Ответ. В зависимости от однородности среды реакции подразделяются на гомогенные и гетерогенные.

Гомогенные реакции протекают в одной фазе, например газовой или жидкостной. При этом все вещества, вступающие в реакцию, либо находятся в виде газов, либо растворены в одной жидкости.

Гетерогенные реакции протекают между веществами, находящимися в разных фазах. Пример такой реакции – растворение железных стружек в соляной кислоте.

Скорость гомогенной реакции – это величина, определяемая изменением концентрации одного из вступивших или образующихся в результате реакции веществ в единицу времени в единице объема:

Скорость гетерогенной реакции – величина, определяемая числом молей веществ, вступивших в реакцию или образовавшихся в единицу времени на единице поверхности:

Частицы реагентов соприкасаются только на поверхности.

• Вопрос 3. В трех пробирках находятся серная кислота, фосфорная кислота, азотная кислота. Определите, в какой пробирке находится каждая кислота.

Ответ. Можно воспользоваться характерными химическими реакциями:

Билет 16

Вопрос 1. Белки. Их состав, структура и свойства. Значение белков в живой природе.

Ответ. Белки – сложные высокомолекулярные природные соединения. Молекулы белков построены из остатков a-аминокислот, соединенных пептидными связями.

Белок – полипептид, в состав которого входит около 20 видов аминокислот.

Структура

Первичная структура белка – свойственная данному белку последовательность аминокислотных остатков.

Вторичная структура белка – спиральная пространственная конфигурация полипептидной цепи, поддерживаемая за счет водородных связей  С=О ^{. . .} Н–N.

Третичная структура белка – специфическое взаимное расположение участков спиральной цепи  молекулы белка и отдельных молекул. Третичная структура обусловлена наличием дисульфидных, сложноэфирных и солевых мостиков, а также межмолекулярных водородных связей.

Четвертичная структура белка – полимерные соединения белков, где «мономерами» являются макромолекулы белка.

Физические свойства

Белки бывают растворимые в воде – гидрофильные – и нерастворимые – гидрофобные.

Химические свойства

а) Денатурация – процесс необратимого свертывания белков, связанный с разрушением исходной структуры. Денатурация происходит при высоких температурах, действии радиации, солей тяжелых металлов, химических веществ (кислот, щелочей, спиртов).
б) Гидролиз белков в присутствии кислот, щелочей или ферментов – расщепление белков на составляющие их аминокислоты.
в) Квантопротеиновая реакция – окрашивание белков в желтый цвет при действии концентрированной азотной кислоты – метод обнаружения остатков ароматических аминокислот.
г) Биуретовая реакция – взаимодействие белка со свежеприготовленной суспензией Cu(OH)2, сопровождающееся появлением красно-фиолетового окрашивания – реакция на пептидные группы.
д) Реакция белка с ацетатом свинца при нагревании в щелочной среде. Выпадение черного осадка PbS указывает на содержание серы в белке.

Значение белков в природе

Функции белков в живых организмах следующие: строительная (из белков состоят тела всех живых существ), двигательная (актин, миозин), транспортная (гемоглобин), защитная (специфические реакции иммунитета – антитела), сигнальная (белки плазмалеммы, рецепторы), каталитическая (пепсины, расщепляют белки), регуляторная (инсулин участвует в обмене углеводов).

• Вопрос 2. Неорганические и органические кислоты, их классификация, строение, свойства.

Ответ. Кислоты – вещества, при диссоциации которых в водных растворах в качестве катионов отщепляются только ионы водорода:

Классификацию кислот нагляднее представить в виде таблицы.

Таблица

а

Формулу кислоты можно представить в виде Э(ОН)_nO_m. Сила кислоты тем больше, чем больше число m и меньше n.

Химические свойства

1. Взаимодействие с основаниями (реакция нейтрализации):

HCl + KOH = KCl + H₂O,

СН₃СООН + КОН = СН₃СООК + H₂O.

2. Взаимодействие с активными металлами:

2HCl + 2K = 2KCl + H₂­,

2СН₃СООН + 2К = 2СН₃СООК + H₂­.

3. Взаимодействие с оксидами металлов:

2HCl + K₂О = 2KCl + H₂О,

2СН₃СООН + К₂О = 2СН₃СООК + H2О.

4. Менее летучие кислоты вытесняют более летучие из их солей:

H₂SO₄ (разб.) + Na₂S = Na₂SO₄ + H₂S­.

5. Сильные минеральные кислоты вытесняют органические кислоты из их солей:

СН₃СООК + HСl = СН₃СООH + KCl.

6. Реакция этерификации кислот спиртами:

• Вопрос 3. В трех пробирках находятся водные растворы муравьиной кислоты, фенола и глюкозы. С помощью химических реакций определите, в какой пробирке какое вещество.

Ответ.

1) При взаимодействии фенола и FeCl₃ образуется раствор коричнево-фиолетового цвета с запахом туши: 3С₆H₅OН + FeCl₃ = (C₆H₅О)₃Fe + 3НCl.

2) При действии на глюкозу Cu(ОН)₂ при нагревании выпадает красный осадок Сu₂O.

3) При добавлении к HCOOH лакмуса появляется красное окрашивание. А также:

Билет 17

• Вопрос 1. Диеновые углеводороды. Их строение, свойства, получение и применение.

Ответ. К диеновым углеводородам относятся органические соединения с общей формулой С_nН_2n–2, в молекулах которых имеются две двойные связи.

Практически значимыми диеновыми углеводородами являются бутадиен-1,3 или дивинил СН₂=СН–СН=СН₂ (группа атомов СН₂=СН– называется винилом)

и 2-метилбутадиен-1,3, или изопрен СН₂=С(СН₃)–СН=СН₂.

Физические свойства

Бутадиен-1,3 при нормальных условиях – газ, который сжижается при –4,5 °С; 2-метилбутадиен-1,3 – летучая жидкость, кипящая при температуре 34,1 °С.

Химические свойства

а) Бромирование:

б) Реакции полимеризации.

Получение

а) Дегидратация и дегидрирование спиртов (по С.В.Лебедеву):

б) Дегидрирование бутана:

Применение диенов

Наибольший интерес представляют сопряженные диены, в которых двойные связи разделены одной простой связью, например изопрен

СН₂=С(СН₃)–СН=СН₂

и хлоропрен

СН₂=ССl–СН=СН₂.

Эти диены используют для синтеза изопренового

(–СН₂–С(СН₃)=СН–СН₂–)_n

и хлоропренового

(–СН₂–ССl=СН–СН₂–)_n

каучуков.

• Вопрос 2. Электролиз. Основные схемы электролиза.

Ответ. Химические реакции, протекающие под действием электрического тока, на электродах, помещенных в расплав, раствор или твердый электролит, называют электролизом.

Электролиз расплава хлорида натрия (платиновые электроды):

анод: Cl^– – е = 1/2Сl₂ (процесс окисления),

катод: Nа⁺ + е = Nа⁰ (процесс восстановления).

Суммарная реакция:

2NаСl = 2Nа + Cl₂.

Электролиз раствора хлорида меди (угольные электроды):

анод: 2Сl^– – 2e = Cl₂,

катод: Cu₂+ + 2e = Cu⁰.

Cуммарная реакция:  СuCl₂ = Сu + Cl₂.

В электрохимическом ряду активности металлов медь расположена правее водорода, поэтому медь и будет восстанавливаться на катоде, а на аноде будет окисляться хлор.

Электролиз водного раствора сульфата калия (платиновые электроды):

анод: 2Н₂О – 4е = О₂ + 4Н⁺,

катод: 2Н₂О + 2e = Н₂ + 2OH^–.

Суммарная реакция:

2Н₂О = 2Н₂ + О₂.

Аналогично происходит электролиз водного раствора нитрата калия (платиновые электроды).

Электролиз сульфата цинка (графитовые электроды):

анод: 2Н₂О – 4e = O₂ + 4Н⁺,

катод: Zn²⁺ + 2е = Zn⁰.

Суммарная реакция:  2ZnSO₄ + 2H₂O = 2Zn + O₂ + 2H₂SO₄.

Электролиз раствора сульфата меди (медные электроды) – электрохимическое рафинирование:

анод:  Сu⁰ – 2е = Сu²⁺,

катод:  Сu²⁺ + 2e = Cu⁰.

Концентрация сульфата меди в растворе остается постоянной. Процесс сводится к переносу материала анода на катод. Это и есть рафинирование.

При составлении схем электролиза той или иной соли нужно помнить следующее.

1. Катионы металлов, имеющие стандартный электродный потенциал (сэп) больший, чем у водорода (от меди по золото включительно), при электролизе практически полностью восстанавливаются на катоде.
2. Катионы, имеющие значение сэп меньшее, чем у водорода, но большее, чем у алюминия, при электролизе на катоде восстанавливаются одновременно с водой.
3. Катионы, имеющие еще меньший сэп (от лития по алюминий включительно), не восстанавливаются на катоде, а вместо них восстанавливаются молекулы воды до водорода.
4. Если водный раствор содержит смесь катионов различных металлов, например Аg⁺, Сu²⁺, Fe²⁺, то из этой смеси первым восстановится серебро, затем медь и последним железо.
5. На нерастворимом аноде в процессе электролиза происходит окисление анионов или молекул воды. Анионы S^2–, I^–, Br^–, Cl^– окисляются легко. Если раствор содержит анионы кислородcодержащих кислот SO₄^2–, NO₃^–, CO₃^2–, PO₄^3–, то на аноде окисляются молекулы воды до кислорода.
6. Если анод растворимый, то при электролизе он сам подвергается окислению, т. е. посылает электроны во внешнюю цепь. В результате смещается равновесие между электродом и раствором, и анод растворяется.

Ряд напряжений металлов:

Усиление восстановительной способности
¬ѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕ
Li, Cs, K, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Ag, Hg, Pt, Au.
ѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕѕ®
Усиление окислительной способности

• Вопрос 3. З а д а ч а. К 200 г 35%-го раствора нитрата калия добавили 150 г воды. Определить концентрацию нитрата калия в новом растворе.

Ответ.

Дано:

m₁(р-ра KNO₃) = 200 г,
w₁(KNO₃) = 35%,
m(H₂O) = 150 г.

Найти:

w₂(KNO₃) = ?

Решение

m(KNO₃) = 200•35/100 = 70 г,
m₂(р-ра KNO₃) = 200 + 150 = 350 г,
w₂(KNO₃) = (70/350)•100 = 20%.

Ответ. w2(KNO₃) = 20%.

Материал подготовил В.А.Демидов,
учитель химии Синегорской средней школы
(Нагорский р-н, Кировская обл.)