Въглерод и негови неорганични съединения

Алотропни форми

1. С колко съседни въглеродни атома е свързан всеки атом в кристала на диаманта?

   • С 2
   • С 3
   • С 4
   • С 6

   Отговор: С 4 атома (тетраедрично)

   Здравите ковалентни връзки във всички посоки правят диаманта много твърд.

2. Как изглежда графитът?

   • Прозрачен и безцветен
   • Тъмносив, с метален блясък
   • Жълт на прах
   • Червен и блестящ

   Отговор: Тъмносив, с метален блясък

   Графитът е тъмносиво, мазно на пипане вещество с метален блясък.

3. Какво са алотропните форми на един химичен елемент?

   • Различни елементи с еднаква маса
   • Съединения на елемента с кислород
   • Различни прости вещества от един и същ елемент
   • Различни изотопи на елемента

   Отговор: Различни прости вещества от един и същ елемент

   Диамантът, графитът и фулерените са различни прости вещества, изградени само от въглерод.

4. Как се нарича алотропната форма на въглерода с кълбовидни молекули, например C₆₀?

   • Кокс
   • Фулерен
   • Карбид
   • Графен

   Отговор: Фулерен

   Фулерените са открити през 1985 г.; молекулата C₆₀ прилича на футболна топка.

5. Кое свойство на диаманта го прави подходящ за режещи и пробивни инструменти?

   • Електропроводимостта
   • Мекотата
   • Разтворимостта във вода
   • Голямата твърдост

   Отговор: Голямата твърдост

   Диамантът е най-твърдото природно вещество и реже стъкло и скали.

6. За какво се използва графитът в бита?

   • За бижута
   • За сърцевина на моливи
   • За прозорци
   • За сапун

   Отговор: За сърцевина на моливи

   Графитът е мек и оставя следа, затова от него (смесен с глина) се прави сърцевината на моливите.

7. Как се нарича слой графит с дебелина само един атом?

   • Графен
   • Сажди
   • Фулерен
   • Антрацит

   Отговор: Графен

   Графенът е много здрав и провежда електричен ток; за изследванията му е присъдена Нобелова награда (2010 г.).

8. Защо диамантът не провежда електричен ток?

   • Има свободни електрони
   • Всички валентни електрони участват във връзки
   • Изграден е от йони
   • Съдържа вода

   Отговор: Всички валентни електрони участват във връзки

   Всеки атом е свързан с 4 съседа и няма свободни електрони, за разлика от графита.

9. Какъв вид кристална решетка има диамантът?

   • Йонна
   • Молекулна
   • Метална
   • Атомна

   Отговор: Атомна

   В диаманта всички атоми са свързани със здрави ковалентни връзки в атомна кристална решетка.

10. Защо графитът е мек и оставя следа върху хартията?

    • Той е течен при стайна температура
    • Съдържа много вода
    • Молекулите му са кълбовидни
    • Слоевете му са свързани със слаби сили и лесно се разместват

    Отговор: Слоевете от атоми са свързани помежду си със слаби сили и се плъзгат един спрямо друг

    Вътре в слоя атомите са свързани здраво, но между слоевете връзката е слаба.

11. С колко съседни атома е свързан всеки въглероден атом в слой от графит?

    • С 4
    • С 2
    • С 3
    • С 6

    Отговор: С 3

    В слоя атомите образуват шестоъгълници и всеки е свързан с 3 съседа; четвъртият електрон е подвижен.

12. Как се нарича аморфният въглерод, който се образува при непълно изгаряне и се използва за гуми и печатарско мастило?

    • Сажди
    • Кокс
    • Графен
    • Антрацит

    Отговор: Сажди

    Саждите са фин черен прах от почти чист въглерод, който се образува при горене с недостиг на кислород.

13. Какво вещество се получава при изгаряне на диамант в кислород?

    • SiO₂
    • Не изгаря при никакви условия
    • H₂O
    • CO₂

    Отговор: Въглероден диоксид, CO₂

    Така се доказва, че диамантът е изграден само от въглерод: C + O₂ → CO₂.

14. При какви условия от графит може да се получи изкуствен диамант?

    • При много високо налягане и температура
    • При охлаждане до 0 °C
    • При разтваряне във вода
    • При осветяване

    Отговор: При много високо налягане и температура

    Под огромно налягане и висока температура атомите се преподреждат в диамантена решетка.

15. Каква маса CO₂ се получава при изгарянето на 1,2 g графит? (C = 12, O = 16)

    • 2,2 g
    • 8,8 g
    • 4,4 g
    • 44 g

    Отговор: 4,4 g

    n(C) = 1,2 : 12 = 0,1 mol, n(CO₂) = 0,1 mol, m = 0,1 · 44 = 4,4 g.

Въглероден оксид

1. Каква е формулата на въглеродния оксид (угарния газ)?

   • C₂O
   • CO₃
   • CO
   • CO₂

   Отговор: CO

   Въглеродният оксид е безцветен газ без мирис.

2. Какъв е въглеродният оксид на цвят и мирис?

   • Кафяв газ с остра миризма
   • Безцветен газ без мирис
   • Жълтозелен газ
   • Бял дим с миризма на чесън

   Отговор: Безцветен газ без мирис

   Угарният газ не се вижда и не мирише, затова е особено коварен.

3. Кое устройство в дома предупреждава за опасна концентрация на угарен газ?

   • Термометър
   • Датчик за въглероден оксид
   • Барометър
   • Влагомер

   Отговор: Датчик за въглероден оксид

   Датчикът за CO подава звуков сигнал, защото самият газ няма цвят и мирис.

4. Към кой вид оксиди се отнася CO?

   • Несолеобразуващ (неутрален)
   • Амфотерен
   • Основен
   • Киселинен

   Отговор: Несолеобразуващ (неутрален) оксид

   CO не реагира с вода, киселини и основи до образуване на соли.

5. Кога се образува опасно количество CO в домовете?

   • При варене на вода на ток
   • При проветряване
   • При отглеждане на стайни растения
   • При горене в печки с недостиг на въздух

   Отговор: При горене в печки с недостиг на въздух

   При недостиг на кислород горивото изгаря непълно и се отделя CO.

6. Каква е молната маса на въглеродния оксид CO? (C = 12, O = 16)

   • 28 g/mol
   • 44 g/mol
   • 16 g/mol
   • 12 g/mol

   Отговор: 28 g/mol

   M(CO) = 12 + 16 = 28 g/mol.

7. Каква роля има CO в реакцията Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂?

   • Катализатор
   • Разтворител
   • Редуктор
   • Окислител

   Отговор: Редуктор: отнема кислорода от железния оксид

   Реакцията е в основата на добива на желязо в доменните пещи.

8. Каква е степента на окисление на въглерода в CO?

   • +2
   • +4
   • −2
   • 0

   Отговор: +2

   x + (−2) = 0, откъдето x = +2.

9. Каква е първата помощ при отравяне с въглероден оксид?

   • Пострадалият да пие вода
   • Затопляне в затворена стая
   • Изнасяне на чист въздух
   • Пострадалият да легне до печката

   Отговор: Изнасяне на чист въздух

   Най-важно е пострадалият да диша чист въздух (и да се повика спешна помощ), за да се освободи хемоглобинът от CO.

10. Как гори въглеродният оксид във въздуха?

    • С жълт пламък до C
    • С червен пламък до H₂O
    • Със син пламък до CO₂
    • Не гори

    Отговор: Със син пламък: 2CO + O₂ → 2CO₂

    CO е горим газ и се използва като гориво в състава на газови смеси.

11. Какво се получава при пропускане на CO над нагорещен меден оксид CuO?

    • Cu₂O и C
    • CuCO₃
    • Cu и CO₂
    • Cu и O₂

    Отговор: Cu и CO₂

    CuO + CO → Cu + CO₂: CO редуцира оксида до мед.

12. Кое уравнение описва получаването на CO при пропускане на CO₂ над нажежен въглен?

    • CO₂ + C → CO
    • 2CO₂ + C → 3CO
    • CO₂ → CO + O
    • CO₂ + C → 2CO

    Отговор: CO₂ + C → 2CO

    CO₂ + C → 2CO: въглеродът редуцира CO₂ до CO. Така се образува CO и в доменните пещи.

13. Колко литра CO₂ (н.у.) се получават при пълното изгаряне на 56 g CO? (C = 12, O = 16)

    • 56 L
    • 44,8 L
    • 22,4 L
    • 11,2 L

    Отговор: 44,8 L

    n(CO) = 56 : 28 = 2 mol; по уравнението 2CO + O₂ → 2CO₂ се получават 2 mol CO₂, т.е. 2 · 22,4 = 44,8 L.

14. Каква е масата на 5,6 L CO при нормални условия? (C = 12, O = 16)

    • 14 g
    • 5,6 g
    • 7 g
    • 28 g

    Отговор: 7 g

    n = 5,6 : 22,4 = 0,25 mol; m = 0,25·28 = 7 g.

15. Колко литра кислород (н.у.) са нужни за пълното изгаряне на 44,8 L CO? (2CO + O₂ → 2CO₂)

    • 44,8 L
    • 22,4 L
    • 11,2 L
    • 67,2 L

    Отговор: 22,4 L

    При газовете обемите се отнасят като коефициентите: V(O₂) = 44,8 : 2 = 22,4 L.

Въглероден диоксид

1. Какво е CO₂ при стайна температура?

   • Бяла твърда сол
   • Безцветен газ без мирис, по-тежък от въздуха
   • Безцветна течност
   • Жълт газ с остра миризма

   Отговор: Безцветен газ без мирис, по-тежък от въздуха

   Молната маса на CO₂ (44 g/mol) е по-голяма от средната за въздуха (около 29 g/mol).

2. Каква е формулата на въглеродния диоксид?

   • CO₂
   • CO
   • C₂O
   • CO₃

   Отговор: CO₂

   Молекулата съдържа един въглероден и два кислородни атома.

3. Кой газ съдържа издишаният въздух в по-голямо количество от вдишания?

   • Кислород
   • Азот
   • Въглероден диоксид
   • Водород

   Отговор: Въглероден диоксид

   При клетъчното дишане се отделя CO₂, затова издишаният въздух съдържа повече CO₂.

4. Как се нарича твърдият въглероден диоксид?

   • Креда
   • Сода
   • Варовик
   • Сух лед

   Отговор: Сух лед

   Сухият лед сублимира (минава направо в газ) при −78 °C.

5. От кои вещества се получава CO₂ в лабораторията?

   • Мед и вода
   • Сяра и кислород
   • Цинк и солна киселина
   • Мрамор (CaCO₃) и солна киселина

   Отговор: Мрамор (CaCO₃) и солна киселина

   CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂.

6. Каква е степента на окисление на въглерода в CO₂?

   • +2
   • +4
   • −4
   • 0

   Отговор: +4

   Кислородът е −2, два кислородни атома дават −4, значи въглеродът е +4.

7. Какво се получава при разтваряне на CO₂ във вода?

   • Солна киселина
   • Въглеродна киселина H₂CO₃
   • Водород
   • Натриева основа

   Отговор: Слаба и нестабилна въглеродна киселина: CO₂ + H₂O ⇄ H₂CO₃

   Газираните напитки съдържат разтворен CO₂.

8. Как се държи съдът, в който се събира CO₂ чрез изместване на въздуха?

   • С отвора надолу
   • С отвора нагоре
   • Хоризонтално
   • Под вода с отвора нагоре

   Отговор: С отвора нагоре

   CO₂ е по-тежък от въздуха и се събира на дъното на съда.

9. За какво се използва CO₂ в хранителната промишленост?

   • За газиране на напитки
   • За подсладяване
   • За оцветяване
   • За осоляване

   Отговор: За газиране на напитки

   CO₂ се разтваря под налягане в напитките и ги прави газирани.

10. Защо CO₂ се използва в пожарогасителите?

    • Не поддържа горенето и е по-тежък от въздуха
    • Гори с много горещ пламък
    • Е отровен за огъня
    • Охлажда само металите

    Отговор: Не поддържа горенето и като по-тежък от въздуха покрива огъня

    CO₂ изолира горящото вещество от кислорода.

11. Какво се получава при реакцията на CO₂ с излишък от натриева основа?

    • NaHCO₃ и H₂
    • Na₂O и CO
    • NaOH и C
    • Na₂CO₃ и H₂O

    Отговор: Na₂CO₃ и H₂O

    CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O: киселинен оксид с основа дава сол и вода.

12. Кой метал продължава да гори в атмосфера от въглероден диоксид?

    • Мед
    • Злато
    • Сребро
    • Магнезий

    Отговор: Магнезий

    Магнезият отнема кислорода от CO₂: 2Mg + CO₂ → 2MgO + C. Затова горящ магнезий не се гаси с CO₂.

13. Каква е масата на 11,2 L CO₂ при нормални условия? (C = 12, O = 16)

    • 44 g
    • 11 g
    • 88 g
    • 22 g

    Отговор: 22 g

    n = 11,2 : 22,4 = 0,5 mol; m = 0,5 · 44 = 22 g.

14. Колко пъти приблизително CO₂ е по-тежък от въздуха? (M на въздуха ≈ 29 g/mol)

    • ≈ 2 пъти
    • ≈ 1,5 пъти
    • ≈ 3 пъти
    • Еднакво тежки са

    Отговор: ≈ 1,5 пъти

    D = 44 : 29 ≈ 1,52.

15. Около колко мола CO₂ се съдържат в 1000 L от този газ при н.у.?

    • 22,4 mol
    • 4,46 mol
    • 44,6 mol
    • 1000 mol

    Отговор: 44,6 mol

    n = V : V_m = 1000 : 22,4 ≈ 44,6 mol.

Карбонати

1. Каква е формулата на калциевия карбонат (варовик, мрамор, креда)?

   • CaO
   • CaCl₂
   • CaCO₃
   • Ca(OH)₂

   Отговор: CaCO₃

   Варовикът, мраморът и тебеширът (кредата) са природни форми на CaCO₃.

2. Каква е формулата на калцинираната сода?

   • NaHCO₃
   • CaCO₃
   • Na₂CO₃
   • NaCl

   Отговор: Na₂CO₃

   Калцинираната сода е натриев карбонат Na₂CO₃.

3. Разтваря ли се калциевият карбонат във вода?

   • Да, много добре
   • Практически не се разтваря
   • Разтваря се само в студена вода
   • Реагира с водата и експлодира

   Отговор: Практически не се разтваря

   CaCO₃ е практически неразтворим, затова варовиковите скали съществуват в природата.

4. Как се нарича NaHCO₃ в бита?

   • Каустична сода
   • Гасена вар
   • Готварска сол
   • Сода бикарбонат

   Отговор: Сода бикарбонат (натриев хидрогенкарбонат)

   Каустичната сода е NaOH, а гасената вар е Ca(OH)₂.

5. Кой газ се отделя, когато на сода бикарбонат се капне оцет?

   • Въглероден диоксид
   • Водород
   • Кислород
   • Хлор

   Отговор: Въглероден диоксид

   Киселината разлага хидрогенкарбоната и се отделят мехурчета CO₂.

6. В производството на какво се използва най-много калцинираната сода Na₂CO₃?

   • На горива
   • На азотни торове
   • На стъкло
   • На лекарства за кашлица

   Отговор: На стъкло

   Стъклото се получава при стопяване на пясък, сода и варовик.

7. Защо содата бикарбонат бухва тестото при печене?

   • Поглъща вода
   • Образува водород
   • Отделя кислород
   • При нагряване отделя CO₂

   Отговор: При нагряване се разлага и отделя CO₂: 2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂

   Мехурчетата газ правят тестото пухкаво.

8. Как може лесно да се провери дали една скала съдържа карбонат?

   • Нагрява се с вода до 50 °C
   • Капва се солна киселина и се отделят мехурчета
   • Поставя се до магнит
   • Поставя се под лампа

   Отговор: Капва се солна киселина и се отделят мехурчета

   Карбонатите реагират с киселини и се отделя CO₂, който образува мехурчета.

9. Каква е средата на воден разтвор на натриев карбонат?

   • Кисела
   • Неутрална
   • Силно кисела
   • Основна

   Отговор: Основна

   Разтворът на сода е основен и оцветява фенолфталеина в малиново.

10. Кое уравнение на реакцията на варна вода с CO₂ е вярно изравнено?

    • 2Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O
    • Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O
    • Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + 2H₂O
    • Ca(OH)₂ + 2CO₂ → CaCO₃ + H₂O

    Отговор: Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O

    Утайката от CaCO₃ размътва варната вода.

11. Коя сол е главната съставка на яйчените черупки и на черупките на мидите?

    • NaCl
    • CaSO₄
    • Na₂CO₃
    • CaCO₃

    Отговор: CaCO₃

    Черупките са изградени главно от калциев карбонат, затова реагират с оцет и отделят CO₂.

12. Как се нарича минералът, който е двоен карбонат на калция и магнезия CaCO₃·MgCO₃?

    • Доломит
    • Гипс
    • Кварц
    • Халит

    Отговор: Доломит

    Доломитът е CaMg(CO₃)₂. Гипсът е калциев сулфат, кварцът е SiO₂, а халитът е NaCl.

13. Как CO₂ и водата участват в образуването на карстови пещери?

    • Превръщат CaCO₃ в CaCl₂
    • Превръщат CaCO₃ в разтворим Ca(HCO₃)₂
    • Разлагат варовика до Ca и C
    • Превръщат варовика в гранит

    Отговор: CaCO₃ + H₂O + CO₂ → Ca(HCO₃)₂ (разтворим калциев хидрогенкарбонат)

    Обратната реакция отлага CaCO₃ и образува сталактити и сталагмити.

14. Как се образуват сталактитите в пещерите?

    • Ca(HCO₃)₂ се разлага на CaCO₃, H₂O и CO₂
    • CaO се свързва с водата
    • CaCO₃ се разтваря в чиста вода
    • Пясъкът се стопява

    Отговор: Ca(HCO₃)₂ се разлага на CaCO₃, H₂O и CO₂

    От капещата вода се отделя CO₂ и неразтворимият CaCO₃ се отлага.

15. Колко грама CaO се получават при пълното разлагане на 200 g CaCO₃? (Ca = 40, C = 12, O = 16)

    • 56 g
    • 112 g
    • 88 g
    • 200 g

    Отговор: 112 g

    n(CaCO₃) = 200 : 100 = 2 mol, CaCO₃ → CaO + CO₂, n(CaO) = 2 mol, m = 2 · 56 = 112 g.

Кръговрат на въглерода

1. При кой процес растенията поглъщат CO₂ от въздуха?

   • Фотосинтеза
   • Горене
   • Гниене
   • Дишане

   Отговор: Фотосинтеза

   При фотосинтезата от CO₂ и вода на светлина се образуват глюкоза и кислород.

2. Кой газ отделят растенията при фотосинтезата?

   • Въглероден диоксид
   • Азот
   • Кислород
   • Метан

   Отговор: Кислород

   При фотосинтезата растенията поглъщат CO₂ и отделят O₂.

3. Какво явление се засилва от натрупването на парникови газове в атмосферата?

   • Озоновата дупка
   • Земетресенията
   • Приливите
   • Глобалното затопляне

   Отговор: Глобалното затопляне

   Парниковите газове задържат топлината, излъчвана от Земята, и средната температура се повишава.

4. При кой процес живите организми отделят CO₂?

   • Фотосинтеза
   • Дишане
   • Кристализация
   • Дестилация

   Отговор: При дишане

   При дишането органичните вещества се окисляват до CO₂ и вода и се отделя енергия.

5. От какво са се образували въглищата и нефтът?

   • От вулканична лава
   • От морска сол
   • От останки на древни организми
   • От пясък

   Отговор: От останки на древни организми

   Изкопаемите горива са се образували за милиони години от растения и микроорганизми.

6. Кои организми връщат въглерода от мъртвите останки обратно в атмосферата като CO₂?

   • Растенията
   • Бактериите и гъбите
   • Тревопасните животни
   • Хищниците

   Отговор: Бактериите и гъбите

   Редуцентите (бактерии и гъби) разграждат мъртвата органична материя и отделят CO₂.

7. Кой е главният парников газ, отделян от човешката дейност?

   • CO₂
   • O₂
   • N₂
   • Ar

   Отговор: Въглероден диоксид

   Изгарянето на въглища, нефт и газ повишава съдържанието на CO₂ във въздуха.

8. Как изсичането на горите влияе на количеството CO₂ във въздуха?

   • Увеличава го
   • Намалява го
   • Не му влияе
   • Превръща го в кислород

   Отговор: Увеличава го

   По-малко дървета поглъщат по-малко CO₂, а при изгаряне на дървесината се отделя още.

9. В кои скали въглеродът е свързан под формата на карбонати?

   • Гранит
   • Пясъчник
   • Базалт
   • Варовик

   Отговор: Варовик

   Варовикът е CaCO₃, образуван най-често от черупки на морски организми.

10. Какво се случва с океаните, когато поглъщат повече CO₂?

    • Стават алкални
    • Замръзват
    • Подкисляват се
    • Стават по-солени

    Отговор: Подкисляват се (понижава се pH)

    Разтвореният CO₂ образува въглеродна киселина; това вреди на кораловите рифове и мидите.

11. Кой въглероден газ, освен CO₂, е силен парников газ, отделян от животновъдството и сметищата?

    • Кислород
    • Азот
    • Аргон
    • Метан

    Отговор: Метан

    Метанът CH₄ задържа топлината много по-силно от CO₂.

12. Каква е приблизително обемната част на CO₂ в атмосферата днес?

    • 21%
    • 4%
    • 0,04%
    • 78%

    Отговор: 0,04%

    CO₂ е около 0,04% от въздуха. 21% е кислородът, а 78% е азотът.

13. Кои са коефициентите в изравненото уравнение на фотосинтезата ?CO₂ + ?H₂O → C₆H₁₂O₆ + ?O₂?

    • 6, 6, 6
    • 3, 6, 3
    • 6, 12, 6
    • 1, 1, 1

    Отговор: 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

    Проверка: C 6 = 6; H 12 = 12; O 12 + 6 = 6 + 12, т.е. 18 = 18.

14. Колко грама CO₂ са нужни на растенията за образуването на 1 mol глюкоза? (C = 12, O = 16)

    • 44 g
    • 264 g
    • 180 g
    • 132 g

    Отговор: 264 g

    6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂; 6·44 = 264 g.

15. Колко литра O₂ (н.у.) отделят растенията при образуването на 18 g глюкоза? (C = 12, H = 1, O = 16)

    • 13,44 L
    • 6,72 L
    • 22,4 L
    • 134,4 L

    Отговор: 13,44 L

    n(глюкоза) = 18 : 180 = 0,1 mol, по уравнението се отделят 6 · 0,1 = 0,6 mol O₂, V = 0,6 · 22,4 = 13,44 L.

Финален въпрос