Теоретични основи на химията

Електронна обвивка

1. Колко електрона най-много могат да заемат една атомна орбитала?

   • 1
   • 2
   • 4
   • 8

   Отговор: 2 електрона

   Според принципа на Паули в една орбитала има най-много два електрона с противоположни спинове.

2. С коя буква се означава главното квантово число?

   • n
   • l
   • m
   • s

   Отговор: n

   Главното квантово число n определя енергийното ниво и размера на орбиталата.

3. Колко електрона има неутралният атом на кислорода (Z = 8)?

   • 8
   • 16
   • 6
   • 2

   Отговор: 8

   В неутралния атом броят на електроните е равен на атомния номер.

4. Кое квантово число определя формата на атомната орбитала?

   • главното n
   • орбиталното (азимутално) l
   • магнитното m_l
   • спиновото m_s

   Отговор: Орбиталното квантово число l

   При l = 0 орбиталата е s (сферична), при l = 1 е p (с форма на осморка) и т.н.

5. Колко орбитали има d-подслоят?

   • 3
   • 7
   • 5
   • 1

   Отговор: 5

   d-подслоят има 5 орбитали и побира най-много 10 електрона.

6. Колко електрона най-много побира вторият енергиен слой (n = 2)?

   • 2
   • 18
   • 32
   • 8

   Отговор: 8

   Максималният брой е 2n² = 2 · 4 = 8.

7. Колко несдвоени електрона има азотният атом (Z = 7) в основно състояние?

   • 3
   • 1
   • 2
   • 5

   Отговор: 3 несдвоени електрона

   1s²2s²2p³: трите p-електрона заемат поотделно трите p-орбитали (правило на Хунд).

8. Каква е електронната конфигурация на хлора (Z = 17)?

   • 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶
   • 1s²2s²2p⁶3s²3p³
   • 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵
   • 1s²2s²2p⁶3s¹3p⁶

   Отговор: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵

   2 + 2 + 6 + 2 + 5 = 17 електрона.

9. Кой принцип забранява два електрона в атома да имат еднакви стойности на четирите квантови числа?

   • Правилото на Хунд
   • Правилото на Клечковски
   • Принципът на Паули
   • Принципът на неопределеността

   Отговор: Принципът на Паули

   Затова една орбитала побира най-много два електрона с противоположни спинове.

10. Каква е електронната конфигурация на желязото (Z = 26)?

    • [Ar]3d⁸
    • [Ar]3d⁶4s²
    • [Ar]3d⁵4s²
    • [Ar]4s²4p⁶

    Отговор: [Ar]3d⁶4s²

    След аргона (18 e) се запълва 4s², а останалите 6 електрона са в 3d-подслоя: 18 + 2 + 6 = 26.

11. Колко несдвоени електрона има кислородният атом (Z = 8) в основно състояние?

    • 2
    • 0
    • 4
    • 6

    Отговор: 2

    2p⁴: в една от трите p-орбитали има двойка, а в другите две има по един електрон.

12. Кой подслой се запълва непосредствено след 4s?

    • 4p
    • 3d
    • 4d
    • 5s

    Отговор: 3d

    По правилото на Клечковски 3d има по-ниска енергия от 4p.

13. Кой елемент има валентни електрони 4s²4p⁵?

    • хлор
    • селен
    • бром
    • криптон

    Отговор: Бромът

    Четвърти период (n = 4) и 7 валентни електрона (s²p⁵), т.е. 17 група: това е бромът.

14. Каква е електронната конфигурация на медта (Z = 29)?

    • [Ar]3d⁹4s²
    • [Ar]3d¹⁰4s²
    • [Ar]3d⁸4s²4p¹
    • [Ar]3d¹⁰4s¹

    Отговор: [Ar]3d¹⁰4s¹

    При медта един електрон преминава от 4s в 3d, защото напълно запълненият d-подслой е по-стабилен.

15. Колко несдвоени електрона има йонът Fe³⁺ (Z = 26)?

    • 5
    • 3
    • 4
    • 6

    Отговор: 5

    Fe³⁺ е [Ar]3d⁵; петте d-електрона са в отделни орбитали.

Химична връзка

1. Какъв е видът на химичната връзка в NaCl?

   • Ковалентна неполярна
   • Ковалентна полярна
   • Йонна
   • Метална

   Отговор: Йонна

   Натрият отдава електрон, хлорът го приема и се образуват йони Na⁺ и Cl⁻.

2. Какъв е видът на химичната връзка в медта?

   • Йонна
   • Метална
   • Ковалентна полярна
   • Водородна

   Отговор: Метална

   В металите катионите са свързани от общ „облак“ свободни електрони.

3. Какъв е видът на химичната връзка в молекулата на H₂?

   • Ковалентна полярна
   • Ковалентна неполярна
   • Йонна
   • Метална

   Отговор: Ковалентна неполярна

   Връзката е между еднакви атоми, затова общата електронна двойка не е изместена.

4. Каква е формата на молекулата на водата?

   • Ъглова
   • Линейна
   • Тетраедрична
   • Плоска триъгълна

   Отговор: Ъглова

   Кислородът има две несподелени електронни двойки, затова молекулата е ъглова с ъгъл около 104,5°.

5. Каква е формата на молекулата на CO₂?

   • Ъглова
   • Линейна
   • Тетраедрична
   • Пирамидална

   Отговор: Линейна

   Въглеродът е sp-хибридизиран и двете двойни връзки са под 180°.

6. Каква е формата на молекулата на метана CH₄?

   • Тетраедрична
   • Линейна
   • Плоска триъгълна
   • Ъглова

   Отговор: Тетраедрична

   Въглеродът е sp³ хибридизиран и четирите връзки сочат към върховете на тетраедър.

7. Каква е хибридизацията на бора в молекулата на BF₃?

   • sp
   • sp³
   • sp³d
   • sp²

   Отговор: sp²

   Три хибридни орбитали, насочени под 120°: молекулата е плоска триъгълна.

8. Каква е хибридизацията на въглеродните атоми в етена C₂H₄?

   • sp
   • sp³
   • Нехибридизирани
   • sp²

   Отговор: sp²

   Всеки въглерод образува три σ-връзки и една π-връзка.

9. Между какви частици действа металната връзка?

   • Между катиони и аниони
   • Между неметални атоми чрез общи електронни двойки
   • Между отделни молекули
   • Между металните катиони и свободно движещи се електрони

   Отговор: Между металните катиони и свободно движещи се електрони

   Делокализираните електрони обясняват топлопроводимостта и електропроводимостта на металите.

10. Колко σ- и π-връзки има в молекулата на N₂?

    • 1 σ и 2 π
    • 3 σ
    • 2 σ и 1 π
    • 1 σ и 1 π

    Отговор: Една σ- и две π-връзки

    Тройната връзка N≡N се състои от една σ- и две π-връзки.

11. По какъв механизъм се образува четвъртата връзка N−H в амониевия йон NH₄⁺?

    • Донорно-акцепторен
    • Йонен
    • Метален
    • Чрез водородна връзка

    Отговор: Донорно-акцепторен

    Азотът дава неподелената си електронна двойка на свободната орбитала на H⁺.

12. Коя от връзките е най-полярна?

    • H−Cl
    • H−Br
    • H−F
    • H−I

    Отговор: H−F

    Флуорът има най-голяма електроотрицателност сред халогените.

13. Кой водороден халогенид има най-висока температура на кипене?

    • HF
    • HCl
    • HBr
    • HI

    Отговор: HF

    Между молекулите на HF се образуват водородни връзки, затова той кипи при около 19,5 °C, а останалите под −30 °C.

14. Коя молекула е неполярна, въпреки че връзките в нея са полярни?

    • H₂O
    • NH₃
    • CCl₄
    • HCl

    Отговор: CCl₄

    Тетраедричната симетрия на CCl₄ кара диполните моменти на връзките взаимно да се компенсират.

15. Какъв тип кристална решетка има диамантът?

    • Молекулна
    • Атомна (ковалентна)
    • Йонна
    • Метална

    Отговор: Атомна (ковалентна)

    Всеки въглероден атом е свързан с четири други чрез здрави ковалентни връзки.

Енергия и скорост

1. Как се нарича реакция, при която се поглъща топлина?

   • Екзотермична
   • Каталитична
   • Обратима
   • Ендотермична

   Отговор: Ендотермична

   При ендотермичните реакции системата поема топлина от околната среда, ΔH > 0.

2. Какво показва записът ΔH = −286 kJ за една реакция?

   • Поглъщат се 286 kJ топлина
   • Реакцията не протича
   • Отделят се 286 kJ топлина
   • Енергията на активиране е 286 kJ

   Отговор: Отделят се 286 kJ топлина

   Отрицателното ΔH означава, че реакцията е екзотермична.

3. Как се нарича реакция, при която се отделя топлина?

   • Ендотермична
   • Обратима
   • Екзотермична
   • Каталитична

   Отговор: Екзотермична

   При екзотермичните реакции ΔH < 0.

4. Как катализаторът ускорява химичната реакция?

   • Увеличава топлинния ефект
   • Намалява енергията на активиране
   • Измества равновесието надясно
   • Повишава температурата

   Отговор: Намалява енергията на активиране

   Катализаторът води реакцията по друг път с по-нисък енергиен праг, без да се изразходва.

5. Как се променя скоростта на газова реакция при повишаване на налягането?

   • Увеличава се
   • Намалява
   • Не се променя
   • Реакцията спира

   Отговор: Увеличава се

   При по-високо налягане концентрациите на газовете растат, а с тях и скоростта.

6. Кой закон гласи, че топлинният ефект на реакцията зависи само от началното и крайното състояние, а не от пътя?

   • Законът на Авогадро
   • Законът на Хес
   • Законът за действие на масите
   • Законът на Бойл-Мариот

   Отговор: Законът на Хес

   Законът на Хес позволява изчисляване на ΔH чрез комбиниране на реакции.

7. Колко е стандартната енталпия на образуване на O₂(g)?

   • −286 kJ/mol
   • +498 kJ/mol
   • −394 kJ/mol
   • 0 kJ/mol

   Отговор: 0 kJ/mol

   Стандартната енталпия на образуване на простите вещества в най-устойчивата им форма е приета за нула.

8. В кинетичното уравнение v = k·c(A)·c(B) как се нарича k?

   • Константа на равновесие
   • Температурен коефициент
   • Енергия на активиране
   • Константа на скоростта

   Отговор: Константа на скоростта

   Константата на скоростта е числено равна на скоростта при концентрации на реагентите 1 mol/L.

9. За реакцията A → B ΔH = −100 kJ. Колко е ΔH на обратната реакция B → A?

   • +100 kJ
   • −100 kJ
   • 0 kJ
   • −200 kJ

   Отговор: +100 kJ

   Обратната реакция има същия по стойност, но противоположен по знак топлинен ефект.

10. ΔH_f: CO₂ −394, H₂O(l) −286, CH₄ −75 kJ/mol. Колко е ΔH на CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O(l)?

    • −605 kJ
    • −891 kJ
    • −755 kJ
    • +891 kJ

    Отговор: −891 kJ

    ΔH = (−394 + 2·(−286)) − (−75) = −966 + 75 = −891 kJ.

11. ΔH_f(CO₂) = −394 kJ/mol, ΔH_f(H₂O, l) = −286 kJ/mol, а енталпията на изгаряне на етана C₂H₆ е −1560 kJ/mol. Колко е ΔH_f(C₂H₆)?

    • +86 kJ/mol
    • −86 kJ/mol
    • −1474 kJ/mol
    • −3206 kJ/mol

    Отговор: −86 kJ/mol

    C₂H₆ + 3,5O₂ → 2CO₂ + 3H₂O: −1560 = [2 · (−394) + 3 · (−286)] − ΔH_f; ΔH_f = −1646 + 1560 = −86 kJ/mol.

12. При изгарянето на 1 mol въглерод се отделят 394 kJ. Колко kJ се отделят при изгарянето на 6 g въглерод? (C = 12)

    • 394 kJ
    • 788 kJ
    • 98,5 kJ
    • 197 kJ

    Отговор: 197 kJ

    6 g C са 0,5 mol; 0,5 · 394 = 197 kJ.

13. Температурният коефициент на реакция е γ = 3. С колко градуса трябва да се повиши температурата, за да нарасне скоростта 27 пъти?

    • С 27 °C
    • С 9 °C
    • С 30 °C
    • С 90 °C

    Отговор: С 30 °C

    27 = 3³, значи три пъти по 10 °C, т.е. с 30 °C (правило на Вант Хоф).

14. За реакцията 2A(g) + B(g) → C(g) v = k·c²(A)·c(B). Как се променя скоростта, ако обемът на сместа се увеличи 2 пъти?

    • Намалява 2 пъти
    • Намалява 8 пъти
    • Нараства 8 пъти
    • Намалява 4 пъти

    Отговор: Намалява 8 пъти

    Всички концентрации намаляват 2 пъти: (1/2)² · (1/2) = 1/8.

15. За реакцията A + B → C v = k·c(A)·c(B). Как се променя скоростта, ако c(A) се увеличи 3 пъти, а c(B) се намали 3 пъти?

    • Нараства 9 пъти
    • Намалява 3 пъти
    • Не се променя
    • Нараства 3 пъти

    Отговор: Не се променя

    v' = k · 3c(A) · c(B)/3 = v.

Химично равновесие

1. Кое е вярно за състоянието на химично равновесие?

   • Реакциите напълно спират
   • Изходните вещества са изразходвани
   • Концентрациите на всички вещества са равни
   • Скоростите на правата и обратната реакция са равни

   Отговор: Скоростите на правата и обратната реакция са равни

   Равновесието е динамично: двете реакции протичат с еднаква скорост и концентрациите не се променят.

2. Какво е химичното равновесие по своя характер?

   • Статично
   • Необратимо
   • Временно спиране на реакциите
   • Динамично

   Отговор: Динамично

   И при равновесие двете реакции продължават да протичат, но с равни скорости.

3. С кой знак се означава обратимата реакция в уравнението?

   • →
   • ↑
   • ↓
   • ⇌

   Отговор: ⇌

   Двойната стрелка показва, че реакцията протича в двете посоки.

4. Чий принцип описва изместването на химичното равновесие при външно въздействие?

   • на Льо Шателие
   • на Хес
   • на Вант Хоф
   • на Авогадро

   Отговор: Принципът на Льо Шателие

   Системата в равновесие противодейства на външното въздействие, като измества равновесието.

5. Как добавянето на катализатор влияе на равновесната система?

   • Не измества равновесието
   • Измества го надясно
   • Измества го наляво
   • Променя K_c

   Отговор: Не измества равновесието

   Катализаторът ускорява еднакво правата и обратната реакция и само съкращава времето до равновесие.

6. Накъде се измества равновесието при добавяне на още продукт към равновесната смес?

   • Надясно, към продуктите
   • Не се измества
   • Наляво, към реагентите
   • Реакцията спира

   Отговор: Наляво, към реагентите

   По принципа на Льо Шателие системата изразходва част от добавения продукт.

7. N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃, ΔH < 0. Накъде се измества равновесието при повишаване на температурата?

   • надясно
   • не се измества
   • наляво
   • зависи от катализатора

   Отговор: Наляво (към N₂ и H₂)

   Правата реакция е екзотермична, затова нагряването благоприятства обратната, ендотермичната.

8. 2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃, ΔH < 0. Накъде се измества равновесието при понижаване на температурата?

   • Наляво, към SO₂ и O₂
   • Не се измества
   • Надясно, към SO₃
   • Реакцията спира

   Отговор: Надясно, към SO₃

   Охлаждането благоприятства екзотермичната посока, т.е. правата реакция.

9. 2NO₂(g) ⇌ N₂O₄(g). Накъде се измества равновесието при повишаване на налягането?

   • Наляво, към NO₂
   • Надясно, към N₂O₄
   • Не се измества
   • Първо наляво, после надясно

   Отговор: Надясно, към N₂O₄

   Вдясно има по-малко молове газ (1 срещу 2).

10. При коя реакция промяната на налягането НЕ измества равновесието?

    • N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)
    • H₂(g) + Cl₂(g) ⇌ 2HCl(g)
    • 2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g)
    • N₂O₄(g) ⇌ 2NO₂(g)

    Отговор: H₂ + Cl₂ ⇌ 2HCl

    И от двете страни има по 2 mol газове, затова налягането не влияе.

11. За реакцията A ⇌ B K_c = 4. Ако при равновесие [A] = 0,5 mol/L, колко е [B]?

    • 0,125 mol/L
    • 8 mol/L
    • 2 mol/L
    • 4,5 mol/L

    Отговор: 2 mol/L

    K_c = [B] / [A], следователно [B] = 4 · 0,5 = 2 mol/L.

12. Какво означава, че константата на равновесие K_c е много по-голяма от 1?

    • При равновесие преобладават продуктите
    • При равновесие преобладават реагентите
    • Реакцията е много бърза
    • Реакцията е ендотермична

    Отговор: При равновесие преобладават продуктите

    Голямата стойност на K_c показва, че равновесието е силно изместено надясно.

13. N₂O₄ ⇌ 2NO₂. Равновесните концентрации са [N₂O₄] = 0,5 mol/L и [NO₂] = 0,2 mol/L. Колко е K_c?

    • 0,4
    • 0,8
    • 12,5
    • 0,08

    Отговор: K_c = 0,08

    K_c = [NO₂]² : [N₂O₄] = 0,04 : 0,5 = 0,08.

14. H₂ + I₂ ⇌ 2HI. В съд от 1 L са въведени по 1 mol H₂ и I₂. При равновесие са образувани 1,5 mol HI. Колко е K_c?

    • 36
    • 9
    • 24
    • 6

    Отговор: 36

    Изразходвани са по 0,75 mol, остават по 0,25 mol; K_c = 1,5² / (0,25 · 0,25) = 2,25 / 0,0625 = 36.

15. За реакцията A ⇌ 2B K_c = 0,5. Колко е [B] при равновесие, ако [A] = 2 mol/L?

    • 0,5 mol/L
    • 4 mol/L
    • 2 mol/L
    • 1 mol/L

    Отговор: 1 mol/L

    [B]² = K_c · [A] = 0,5 · 2 = 1, следователно [B] = 1 mol/L.

Разтвори и електролити

1. Кое от веществата е силен електролит?

   • CH₃COOH
   • HNO₃
   • захароза
   • етанол

   Отговор: HNO₃

   Азотната киселина дисоциира напълно във воден разтвор. Оцетната е слаб електролит, а захарозата и етанолът са неелектролити.

2. Кое от веществата е неелектролит?

   • NaCl
   • HCl
   • KOH
   • Глюкозата

   Отговор: Глюкозата

   Глюкозата се разтваря като молекули и разтворът ѝ не провежда ток.

3. Какъв е зарядът на катионите?

   • Положителен
   • Отрицателен
   • Нулев
   • Променлив

   Отговор: Положителен

   Катионите са положителни йони и се движат към катода.

4. Каква е моларната концентрация на разтвор, съдържащ 4 g NaOH в 500 mL разтвор? (NaOH = 40)

   • 0,2 mol/L
   • 0,1 mol/L
   • 0,8 mol/L
   • 2 mol/L

   Отговор: 0,2 mol/L

   n = 4 : 40 = 0,1 mol; c = 0,1 : 0,5 = 0,2 mol/L.

5. Каква е степента на дисоциация на силните електролити в разредени разтвори?

   • Близка до 0
   • Близка до 1 (100%)
   • Около 50%
   • Около 10%

   Отговор: Близка до 1 (100%)

   Силните електролити са практически напълно дисоциирани.

6. На какви йони дисоциира NaOH във воден разтвор?

   • Na⁻ и OH⁺
   • Na⁺, O²⁻ и H⁺
   • NaO⁻ и H⁺
   • Na⁺ и OH⁻

   Отговор: Na⁺ и OH⁻

   Основите дисоциират до метален катион и хидроксидни аниони.

7. Какво е pH на разтвор на HCl с концентрация 0,01 mol/L?

   • 12
   • 1
   • 2
   • 0,01

   Отговор: pH = 2

   HCl дисоциира напълно: [H⁺] = 10⁻² mol/L, pH = −lg 10⁻² = 2.

8. Колко е pOH на разтвор с pH = 4 при 25 °C?

   • 4
   • 10
   • 7
   • 14

   Отговор: 10

   pH + pOH = 14, следователно pOH = 14 − 4 = 10.

9. Кое от веществата е слаб електролит?

   • HCl
   • NaCl
   • CH₃COOH
   • KOH

   Отговор: CH₃COOH

   Оцетната киселина дисоциира само частично.

10. Кое е съкратеното йонно уравнение на реакцията между AgNO₃ и NaCl?

    • Na⁺ + NO₃⁻ → NaNO₃
    • AgNO₃ + Cl⁻ → AgCl↓ + NO₃⁻
    • Ag⁺ + NaCl → AgCl↓ + Na⁺
    • Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl↓

    Отговор: Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl↓

    В съкратеното уравнение остават само йоните, които образуват утайката. Na⁺ и NO₃⁻ не участват.

11. Кое съкратено йонно уравнение описва реакцията между Na₂CO₃ и HCl?

    • Na⁺ + Cl⁻ → NaCl
    • H⁺ + OH⁻ → H₂O
    • 2Na⁺ + CO₃²⁻ → Na₂CO₃
    • CO₃²⁻ + 2H⁺ → CO₂↑ + H₂O

    Отговор: CO₃²⁻ + 2H⁺ → CO₂↑ + H₂O

    Карбонатните йони реагират с водородните йони и се отделя въглероден диоксид.

12. Как се променя степента на дисоциация на слаб електролит при разреждане на разтвора?

    • Намалява
    • Нараства
    • Не се променя
    • Става нула

    Отговор: Нараства

    Според закона на Оствалд при разреждане дисоциират повече молекули.

13. Колко грама вода трябва да се добавят към 200 g разтвор с масова част 20%, за да стане 10%?

    • 100 g
    • 400 g
    • 200 g
    • 20 g

    Отговор: 200 g

    m(в-во) = 40 g; нужната маса на разтвора е 40 : 0,10 = 400 g, значи се добавят 400 − 200 = 200 g вода.

14. Колко mL разтвор на NaOH с концентрация 0,2 mol/L са нужни за неутрализиране на 50 mL HCl с концентрация 0,4 mol/L?

    • 100 mL
    • 50 mL
    • 25 mL
    • 200 mL

    Отговор: 100 mL

    n(HCl) = 0,4 · 0,05 = 0,02 mol; V(NaOH) = 0,02 / 0,2 = 0,1 L = 100 mL.

15. Колко грама AgCl се утаяват при реакцията на 0,1 mol NaCl с излишък от AgNO₃? (AgCl = 143,5)

    • 14,35 g
    • 143,5 g
    • 1,435 g
    • 28,7 g

    Отговор: 14,35 g

    n(AgCl) = n(NaCl) = 0,1 mol; m = 0,1 · 143,5 = 14,35 g.

Финален въпрос