Химия -

Инструкция для учащихся по выполнению работы (2 этап)
СЕВЕРО-ВОСТОЧНАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ПО ХИМИИ 2014
Работа состоит из 2 частей и включает 15 заданий. На его выполнение отводится 3
часа (180 минут). Внимательно прочтите задания. Постарайтесь выполнять задания в том
порядке, в котором они даны. Для экономии времени пропускайте задание, которое не
удается выполнить сразу, и переходите к следующему. К пропущенному заданию вы
сможете вернуться после выполнения всей работы, если останется время.
Часть 1 включает 10 заданий (№1 - №10). Все задания по сложности не выходят за
рамки школьной программы по химии. Большое внимание уделено пониманию и
применению знаний свойств веществ в новых ситуациях. Каждое задание оценивается в 5
баллов, всего за 1 часть - 50 баллов.
Часть 2 содержит 5 заданий повышенного уровня по общей, неорганической и
органической химии. Задания требуют полного (развернутого) ответа, каждое из них
оценивается в среднем в 10 баллов. Общая сумма баллов за 2 часть – 50 баллов.
При выполнении работы вы можете пользоваться периодической системой
химических элементов Д.И. Менделеева, таблицей растворимости солей, кислот и оснований
в воде, электрохимическим рядом напряжений металлов, а также непрограммируемым
калькулятором.
Баллы, полученные вами за выполненные задания, суммируются, всего: 50 (1 часть) +
50 (2 часть) = 100 баллов. Постарайтесь выполнить как можно больше заданий и набрать
наибольшее количество баллов.
Желаем успехов!
Северо-Восточная олимпиада школьников
по химии
второй (заключительный) этап
2013-2014 уч. г.
Демонстрационный вариант
Часть 1
Задание 1.1. Тема: Химические свойства неорганических соединений. Генетическая связь
металлов.
В результате следующих превращений образуется алюминийсодержащее вещество:
S,t
H2O
H2SO4( разб) BaCl2 NaOH(разб, изб)
Al → X1 → X2 → X3 → X4 → X5
Напишите уравнения реакций, получения Х1 - Х5
Задание 1.2. Тема: Химические свойства неорганических соединений. Генетическая связь
неметаллов.
Диоксид кремния реагирует с:
1) MgO, H2SO4, Cr, CaCO3, NaOH
2) NaOH, H2O, Cl, CaCO3, Mg
3) MgCO3, Mg, HF, NaOH, C
4) N2O, Mg, C, NaOH, Al
Выберите подходящий ряд веществ и напишите уравнения реакций
Порядок веществ в
выбранном ряду
Кремнийсодержащий
продукт
1)
2)
3)
4)
5)
Задание 1.3. Тема: Вещества, свойства неорганических веществ.
Соединения этого элемента известны давно. В природе элемент встречается в самородном
виде, в осадочных породах, в вулканических возгонках, в некоторых минеральных
источниках. Его водородное газообразное соединение для человека столь же ядовито, как и
цианистый водород. Отравляющее действие его объясняется тем, что он разрушает
гемоглобин.. Цвет крови изменяется: из красной она становится почти черной. Несмотря на
свое пагубное действие на человека, это соединение используют и в медицинских целях.
При реакции с пермангангатом калия в среде серной кислоты образуется осадок.
А) Назовите элемент, его оксид, водородное соединение и гидроксид.
1) С, СО, СН4, Н2СО3
2) S, SO2, H2S, H2SO4
3) N2, NO, NH3, HNO3
Б) Напишите уравнение описанной окислительно-восстановительной реакции и в виде
последовательности цифр представьте коэффициенты перед восстановителем, окислителем в
левой части уравнения
1) 3,2
2) 3,5
3) 5,2
4) 4,3
Задание 1.4. Познание и применение химических знаний
Установлено, что за вегетационный период дерево, имеющее 10 кг листьев, может
обезвредить без ущерба для него свыше 500 г сернистого газа и 250 г хлора.
А) Рассчитайте, какое количество указанных газов может обезвредить одно такое дерево.
Б) Напишите уравнения реакций обезвреживания этих ядовитых веществ.
В) Опишите пути обезвреживания ядовитых веществ растениями. Какую роль могут играть
продукты взаимодействия этих газов с компонентами клетки растений?
Задание 1.5. Тема: Строение органических соединений
Это газообразный углеводород с резким запахом служит одним из важнейших мономеров
для производства синтетических каучуков и латексов, пластмасс и других органических
соединений. Впервые получен в 1931 г. академиком С.В.Лебедевым из этилового спирта
дегидратацией и дегидрогенизацией.
А) Назовите данный углеводород и укажите класс;
Б) Напишите молекулярную и структурную формулу данного вещества;
В) Укажите тип гибридизации атомов углерода в этом соединении;
Г) Какие изменения происходят в результате сопряжения кратных связей;
Д) Напишите уравнение описанного способа получения этого вещества.
Задание 1.6. Тема: Свойства органических соединений
Задача Муравья Антца
Когда на нас нападают термиты, то в моем организме образуется
некое вещество, вызывающее чувство тревоги. Определите строение
этого вещества и назовите это вещество по номенклатуре, если оно
взаимодействует с гидроксиламином, с синильной кислотой дает
вещество состава С7Н15ОN, при каталитическом гидрировании
образует 4-метил гексанол-3 и напишите описанные уравнения
реакций.
Ответ: _____________________________
(название соединения по номенклатуре ИЮПАК)
Задание 1.7. Тема: Выведение молекулярной формулы органического соединения
Запах свежескошенного сена обусловлен, главным образом,
веществом, которое называют кумарином. В этом веществе
содержится 73,97% углерода, 4,11% водорода и 21,92%
кислорода. Выведите простейшую формулу вещества.
Предположите природу кумарина (класс), его применение.
Ответ: _________
Задание 1.8. Тема: Химические свойства органических соединений. Вклад ученых в
развитии химии.
Недостаточно только получить знания: надо найти им приложение. Гёте И.В.
Расшифруйте именные реакции в органической химии:
1)
2)
3)
4)
5)
13≡13 + 18 → 44
16 + 63 → 61 + 18
3 * 14 = 14 + 2 * 158 + 4 * 18 → 3 * 62 + 2 * 87 + 2 * 56
2 * 95 + 2 * 23 → 15 – 15 + 2 * 103
77-46 + 6*1 → 77-16 + 2*18
Напишите уравнения именных реакций
Именные реакции (фамилии ученых в род.падеже)
1
2
3
4
5
Задание 1.9. Познание и применение химических знаний. Химическая технология
Эрнест Гастон Сольве
Карбонат натрия является исходным материалом при производстве стекла,
медикаментов, щелочных ПАВ и т.д. Один из способов его промышленного
производства основан на методе Сольве, который описывается суммарной
химической реакцией: 2NaCl+CaCO3→Na2CO3 + CaCl2. Хлорид натрия
непосредственно не реагирует с карбонатом кальция.
Процесс Сольве происходит с участием аммиака и включает 5 стадий:
CaCO3→[A] + [B]
NaCl+ NH3 +[B] + H2O→[C] + [D]
2 [C] → Na2CO3 + H2O + [B]
[A] + H2O→[E]
[E] + 2 [D] →CaCl2 + 2H2O + 2NH3
Определите неизвестные вещества [A] – [E]
Ответ:
А
В
С
Д
Е
Задание 1.10. Познание и применение химических знаний. Химическая технология
Один из старинных промышленных способов получения водорода заключался в
пропускании водяных паров через раскаленные железные стружки.
Так,
установка, созданная в 1803 г. русским химиком Я.Д. Захаровым
вмещала 819 кг железных стружек и производила 91 м3 водорода в час.
Запишите уравнение реакции получения водорода этим способом.
Сколько воды потребляла данная установка в час? Сколько чистого
железа расходуется в такой установке в час? Сколько часов могла
работать данная установка? Ответы необходимо давать с точностью до
десятых.
m(H2O)
m (Fe)
Время
Ответы
______ кг
________ кг
_______час
Часть 2
Задание 2.1. В таблице изображены знакомые Вам продукты различных производств.
Ваша задача – установить соответствия между картинками и химической формулой
основного (действующего) компонента и указать происхождение этого продукта (природное
или синтетическое).
Продукт
Химическая
Продукт
Химическая
формула
формула
H2CO3
С18H38
C12H22O11
NaHCO3
Na2SiO3
(C6H10O5)n
NH4OH
I2
NaCl
KMnO4
10 баллов
Задание 2.2. Юному химику Васе по заданию учителя было необходимо синтезировать
FeSO4 для школьных опытов. Не утруждая себя ознакомлением соответствующей
литературы, он тут же приступил к делу.
К порошку железа массой 15,5532 г был прилит 1 л 1 М раствора H2SO4. После того,
как весь металл растворился, а вода с избытком кислоты была выпарена, на дне и стенках
сосуда были обнаружены желтовато-зеленые кристаллы, которые Вася аккуратно перенес
без остатка в мерную колбу на 1 л и доведя уровень дистиллированной воды до метки,
растворил их.
Результаты качественного анализа продукта синтеза озадачили Васю. Как оказалось,
полученный раствор давал осадок интенсивно-синего цвета при добавлении желтой
кровяной соли и кроваво-красное окрашивание при добавлении раствора роданида калия. В
то же время, при добавлении раствора красной кровяной соли исследуемый раствор давал
темно-синий осадок.
Далее, пока что, не отчаиваясь, юный химик отобрал пипеткой Мора аликвоту 10,00 мл
раствора продукта синтеза, перенес в коническую колбу, подкислил 5 мл раствора H2SO4 и
оттитровал 0,0965 М раствором KMnO4.
Средний затрачиваемый объем титранта составил 19,35 мл.
Произведя необходимые вычисления, Вася сделал вывод, что ошибся, но так как
железо кончилось, решил перевести побочный продукт в целевой.
1. Напишите уравнения реакций, осуществлявшихся Васей. В чем была ошибка юного
химика?
2. Вычислите количественный состав синтезированных желтовато-зеленых кристаллов.
3. Предложите верный на Ваш взгляд путь синтеза FeSO4, осуществимый в условиях
школьной лаборатории.
4. Каким образом Вася мог отделить FeSO4 от примеси? Как можно перевести
полученный продукт в целевой?
10 баллов
Задание 2.3. Ниже приведена цепь превращений этана и соединений А – Л.
Ниже приведена цепь превращений этана и соединений Б – Л.
1. Напишите уравнения представленных в цепи реакций.
2. Изобразите структурные формулы соединений Б – Л.
3. Назовите соединения Б – Л.
10 баллов
Задание
2.4.
Озонолиз
6,4
г
неизвестного
углеводорода
с
последующими
восстановлением избытком воды и окислением этих продуктов избытком подкисленного
раствора KMnO4 дают смесь 2 карбоновых кислот.
Из раствора, полученного путем количественного растворения этих кислот в 1,00 л
дистиллированной воды, отбирали аликвоту 10,00 мл и последовательно оттитровали 0,2 М
раствором NaOH сначала в присутствии индикатора метилового оранжевого, а затем
фенолфталеина.
На титрование с метиловым оранжевым в среднем расходовалось 16 мл раствора
щелочи, а с фенолфталеином – 8 мл щелочи.
Определите строение неизвестного углеводорода.
10 баллов
Задание 2.5. На одну из чаш весов поместили сосуд, содержащий 850 г 10 %-го
раствора H2SO4, а на другую – сосуд, содержащий 860 г насыщенного раствора NaCl.
Кусок Zn массой 30,59 г, опущенный в раствор H2SO4,полностью в нем растворился.
Сколько времени потребуется на электролиз с диафрагмой при силе тока I = 20 A
раствора NaCl, находящегося на другой чаше весов, для того, чтобы чаши
весовуравновесились?
Растворимостью участвующих в описанных процессах газов в воде следует
пренебречь.
10 баллов
СЕВЕРО-ВОСТОЧНАЯ ОЛИИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ПО ХИМИИ - 2014
Решение олимпиадных заданий
Часть 1
Задание 1.1. Ответ:
1) 2Al + 3S = Al2S3
2) Al2S3 + 6H2O = 3H2S + 2Al(OH)3
3) 2Al(OH)3 + 3H2SO4 = 6 H2O + Al2(SO4)3
4) Al2(SO4)3 + 3BaCl2 + 3BaSO4↓ + 2AlCl3
5) AlCl3 + 4NaOH(изб) = Na[Al(OH)4] + 3NaCl
Ответ: Na[Al(OH)4]. За каждое уравнение по 1 б, всего 5 баллов.
Задание 1.2. Ответ:
Ответ: 3 ряд
Порядок веществ в
выбранном ряду
Кремнийсодержащий
продукт
1) MgCO3
MgSiO3
2) Mg
Si
3) HF
SiF4
(Н2[SiF6]
4) NaOH
Na2SiO3,
Na4SiO4
5) C
Si
(SiC)
1) SiO2 + MgCO3 = MgSiO3 + CO2 (при t)
2) SiO2 + 2Mg = Si + 2MgO (при t)
3) SiO2 + 4HF(газ) = SiF4 + 2H2O или SiO2 + 6HF(р-р) = Н2[SiF6] + 2H2O
4) SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O или SiO2 + 4NaOH = Na4SiO4 + 2H2O
5) SiO2 + C = Si +2CO (при t) или SiO2 + 3C = SiC(карборунд) +2CO (при t )
За каждое уравнение по 1 б.
Задание 1.3. Ответ А: 2) S, SO2, H2S, H2SO4. H2S – сероводород в чистом виде почти
мгновенно убивает все живое. Взаимодействует с железом гемоглобина с образованием
черного сульфида железа.
3 балла
Ответ Б: 3) 5,2
5H2S + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5S + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
2 балла
Всего 5 баллов
Задание 1.4. Ответ:
A) Сначала находим, что одно дерево может обезвредить:
ν(SO2) = 500г /64г/моль = 7,82 моль;
1б
ν(Cl2) = 250 /71 = 3,51моль;
1б
Б) Обезвреживание SO2
2SO2 + О2 = 2SO3, SO3 + Н2О = H2SO4 (кислотные дожди),
1б
Обезвреживание Cl2: Cl2 + Н2О = HClO + HCl; 2HClO =2HCl + O2
1б
В) Газы и пары, легко проникают в ткани растений через устьица, непосредственно влияют
на обмен веществ клеток, вступают в химические взаимодействия уже на уровне клеточных
стенок и мембран. Кислые газы и кислые дожди нарушают водный режим тканей, приводят
к постоянному закислению цитоплазмы клеток, изменению работы транспортных систем
мембран (плазмалеммы, хлоропластов). Хлор в форме хлорид-аниона перемещается вместе с
калием, обеспечивая электронейтральность клетки, входит в число активаторов ферментов,
катализирующих фотосинтетическое фосфорилирование.
1 б.
Всего 5 баллов
Задание 1.5. Ответ:
А) бутадиен-1,3 или дивинил; диен
Б) С4Н6; Н2С=СН-НС=СН2
В) sp2
Г) в результате сопряжения кратных связей, крайние связи имеют несколько большую длину,
чем обычная двойная связь, а центральная связь – несколько короче простой (образование
единой электронной системы или выравнивание двойных и одинарных связей)
Д) 2 С2Н5ОН → Н2С=СН-НС=СН2 + Н2 + 2 Н2О
За каждый ответ по пунктам А-Д по 1 б, всего 5 баллов
Задание 1.6. Ответ: Ответ: 4-метил-гексанон-3 (кетон)
-1б
СН3-СН2-С-СН-СН2-СН3 + NH2OH →СН3-СН2-С-СН(CH3)-СН2-СН3 + H2O
|| |
||
О СН3
NOH
СН3-СН2-С-СН-СН2-СН3 + HCN →СН3-СН2-С(CN)-СН-СН2-СН3
О СН3
ОH СН3
СН3-СН2-С-СН-СН2-СН3 + H2 → СН3-СН2-СH-СН-СН2-СН3
О СН3
ОH СН3
За уравнение 1 – 2 балла, за уравнения 2,3 - по 1 баллу; всего 5 баллов
Задание 1.7. Решение
Ответ: Дано:
W(C)=73,97%
W(H)=4,11%
W(O)=21,92%
------------------CxHyOz
1) составляем соотношение между атомами
С : Н : О 73,97 : 4,11 : 21,92
12
1
16
6,16 : 4,11 : 1,37
4,5 : 3 : 1 или 9:6:2
формула кумарина: С9Н6О2
Разбалловка: за нахождение формулы вещества – 3 балла, за предположение, что это
соединение
–
ароматическое
соединение
(кислородсодержащее
гетероциклическое
соединение), – 1б, применение – в парфюмерии – 1б; всего 5 баллов.
Задание 1.8. Ответ: Реакция Кучерова: СН≡СН + Н2О → СН3 – СНО
Реакция Коновалова: СН4 + НNО3 → СН3 NО2 + Н2О
Реакция Вагнера:3СН2=СН2 +2KMnO4 + 4Н2О → 3CН2ОН- CН2ОН + 2КОН + 2MnО2
Реакция Вюрца: 2 СН3Br + 2 Na → CH3 – CH3 + 2 NaBr
Реакция Зинина: С6H5NO2 + 6H → С6H5NH2 + 2H2O
Именные реакции (в род.падеже)
1
2
3
4
5
Кучерова
Коновалова
Вагнера
Вюрца
Зинина
За каждое уравнение по 0,5 б, за узнавание фамилии ученых по 0,5 б; всего 5 баллов
Задание 1.9. Ответ:
CaCO3→CaO + CO2
NaCl + NH3 + CO2 + H2O → NaHCO3 + NH4Cl
2NaHCO3→Na2CO3 + CO2 + H2O
CaO + H2O → Ca(OH)2
Ca(OH)2 + 2NH4Cl → CaCl2 + 2H2O + 2 NH3
А
CaO
В
С
CO2
NaHCO3
За каждое уравнение по 1 б, всего 5 баллов.
Д
NH4Cl
Е
Ca(OH)2
Задание 1.10. Ответ: 3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2
1б
3
3
Количество водорода в молях = 91 м / 0,0224м = 4062,5 моль.
0,5 б
Количество воды тоже равнялось 4062,5 моль.
0,5 б
Масса воды равна 4062,5 моль x 18 г/моль = 73125 г или 73,1 кг.
1б
За 1 час работы установки расходуется 3 x 4062,5 / 4 = 3046,88 моль железа или 170,6 кг. 1б
Общее время работы установки составляет: 819 кг / 170,625 кг/час = 5,2 часа.
1б
Ответы
m(H2O)
73,1
m (Fe)
170,6
Время
5,2
Всего 5 баллов
Часть 2
Задача 2.1. Решение:
Продукт
Химическа Происх.
я формула
Продукт
Химическая
Происх.
формула
NaHCO3
Прир.
C12H22O11
Прир.
NaCl
Прир.
H2CO3
Синт.
NH4OH
Синт.
KMnO4
Синт.
Na2SiO3
Синт.
(C6H10O5)n
Прир.
С18H38
Прир.
I2
Синт.
За каждое верное соответствие «Изображение – формула» и «Изображение –
происхождение» – 0,5 и 0,5 баллов
10 баллов.
Задание 2. 2. Решение:
1. Изначально Вася выбрал неверный путь для синтеза. Серная кислота при
взаимодействии с железом хоть и образует FeSO4, но параллельно со значительной
скоростью (тем более, при нагревании) идет процесс окисления ею же катиона Fe2+ до Fe3+.
(0,5 баллов)
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 (0,5баллов)
4FeSO4 + 2H2SO4 + O2 = 2Fe2(SO4)3 + 2H2O (0,5 баллов)
О
появлении
нежелательной
примеси
говорит
и
цвет
продукта
синтеза
(кристаллогидрат FeSO4∙7H2O имеет бледно-зеленый цвет, а у Васи – желтые-зеленые
кристаллы, что характерно для солей Fe3+), и реакции на групповые реагенты:
FeSO4 + K3[Fe(CN)6] = KFe[Fe(CN)6]↓ + K2SO4 (темно-синий осадок) (0,5 баллов)
Fe2(SO4)3 + 2K4[Fe(CN)6] = 2KFe[Fe(CN)6] + 3K2SO4 (ярко-синий осадок) (0,5 баллов)
Fe2(SO4)3 + 6KSCN = 2Fe(SCN)3 + 3K2SO4 (0,5 баллов)
Осознавая то, что выполненные качественные реакции достаточно чувствительные,
Вася предположил, что, быть может, содержание Fe2+ преобладает. Для их количественного
определения
он
воспользовался
методом
перманганатометрии,
оттитровывая
перманганатом калия в кислой среде. При этом происходит превращение:
Fe2+
10Fe2+ + 8H+ + 2MnO4- + 10
= 10Fe3+ + 2Mn2+ + 8H2O (1 баллов)
2. Согласно закону эквивалентов:
C( FeSO4) =
=
= 0,1867 M (0,5 баллов)
ν(FeSO4) = 0,1867∙0,1= 0,0187 моль
Содержание Fe3+ вычисляется следующим образом:
ν(Fe3+) = (15,5532/56) моль – 0,0187 моль = 0,2590 моль. (0,5 баллов)
При выпаривании воды происходит кристаллизация сульфатов железа (II) и (III). (0,5
баллов)
Таким образом, массовый состав желто-зеленых кристаллов следующий:
m(FeSO4∙7H2O) = (0,0187∙152) + (0,0187∙7∙18) = 5,1986 г (0,5 баллов)
m(Fe2(SO4)3∙9H2O) = (0,2590∙464/2) + (0,2590∙4,5∙18) = 81,0670 г (0,5 баллов)
3. Обычно FeSO4∙7H2O в лабораторных условиях синтезируется по реакциям:
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2(0,5 баллов)
FeCl2 + H2SO4
FeSO4 + 2HCl↑ (0,5баллов)
FeSO4 + 7H2O
FeSO4∙7H2O(0,5баллов)
4. Разделить соли можно методом перекристаллизации, который основывается на
разности температур кристаллизации кристаллогидратов из раствора. Так, например,
растворимость Fe2(SO4)3 составляет 440 г на 100 г воды при 18оС, а растворимость FeSO4 при
той же температуре – всего 25 г на 100 г воды.
Перевести Fe3+ в Fe2+ можно по реакции:
Fe2(SO4)3 + 2KI = 2FeSO4 + I2↓ + K2SO4
FeSO4 + Na2CO3 = FeCO3↓ + Na2SO4
Смесь йода и карбоната железа промывают раствором Na2S2O3 до отрицательной
реакции на крахмал, к остатку карбоната железа (II) приливают по каплям разбавленный
раствор серной кислоты до растворения осадка:
FeCO3 + H2SO4 = FeSO4 + H2O + CO2↑
Возможны и другие варианты превращения, которые можно осуществить в школьной
лаборатории. (за описание любого реального с точки зрения здравого смысла способа
разделения с подкрепленными уравнениями реакции – 2 балла; без уравнений – 1 балл)
Всего: 10 баллов
Задание 2.3. Решение:
Б – бромэтан;
В–пропанитрил;
Г – пропановая кислота;
Д – 2-бромпропановая кислота
Е – этин/ацетилен;
Ж – бензол;
З – толуол;
И – фенилхлорметан;
К – фенилметанол (бензиловый спирт)
Л – бензиловый эфир 2-бромпропановой
кислоты (бензил-2-бромпропионат)
За каждое верное название – 0,5 баллов;
За каждую верную структурную формулу – 0,5 баллов.
Всего: 10 баллов.
Задача 2.4. Решение:
Последовательное
оттитровывание в присутствии фенолфталеина и метилового
оранжевого может говорить о нижеследующем:
- одна из карбоновых кислот двухосновная;
- обе карбоновые кислоты двухосновные. (1 балл)
Но при рассмотрении случая с озонолизом можно прийти к выводу, что образование
двух двухосновных кислот должно сопровождаться третьей одноосновной. То есть второй
случай (когда-бы получалось только две двухосновные кислоты) невозможен.(1балл)
Следовательно, имеются одноосновная и двухосновная кислоты. Обозначаем их как
HX и H2Y.
Запишем уравнения реакций.
В присутствии метилового оранжевого (pH перехода 4-6):
H2Y + NaOH = NaHY + H2O
HX + NaOH = NaX + H2O(1балл)
В присутствии фенолфталеина (pH перехода 8-10):
NaHY + NaOH = Na2Y + H2O.(1балл)
Рассчитаем концентрации кислот по закону эквивалентов. Для этого обозначим
V1(NaOH) = 16,00 мл, V2(NaOH) = 8,00 мл, V(HX) = V(H2Y) = 10 мл.
C(1/z HX) =
; C(1/z H2Y) =
С(1/z HX) = (0,2∙16/2∙10) = 0,16 М
C(1/z H2Y) = 2(0,2∙8/10) = 0,32 М (2балл)
Выходит, что искомый углеводород должен иметь четное количество атомов углерода
и как минимум 2 кратные связи.
Анализируя возможные мольные соотношения кислот, полученных из 1 моль CmHn,
делаем вывод, что может образоваться минимум:
- 2 моль одноосновной кислоты и 1 моль двухосновной кислоты;
- по 2 моль одноосновной и двухосновной кислот.(1балл)
В нашем случае, исходя из концентрации кислот в растворе, справедлив второй
вариант.
Тогда M(УВ) =
= 2∙6,4/0,16 = 80 г/моль.(1балл)
Этой молекулярной формуле может соответствовать C6H8.(1балл)
Перебор различных структур, отвечающих условиям задачи, позволяет выделить из них
только одну: CH2=CH–CH=CH2–CH=CH2 (гексатриен-1,3,5). (1балл)
Всего: 10 баллов.
Задача 2.5. Решение:
Сначала вычислим массу сосуда с серной кислотой после окончания растворения Zn.
Zn + 2H2SO4 = ZnSO4 + 2H2O + SO2
(1 балл)
В результате реакции цинка с серной кислотой происходит убыль массы сосуда за
счет выделения газообразного SO2и прибавка массы – за счет добавления цинка.(0,5 баллов)
n(Zn) = 30,59/65 = 0.47 моль; n(H2SO4) = 85/98 = 0,87 моль.
Цинк в недостатке.
m(SO2) = 0,47*65 = 30,55 г. (0,5 баллов)
Тогда масса сосуда с серной кислотой равна 850 + 30,59 – 30,55 = 850,04 г.
Электролиз раствора NaCl протекает по реакции:
2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2 + Cl2.
(1 балл)
Убыль массы происходит за счет выделения H2и Cl2 (компоненты анодного и
катодного пространств не перемешиваются из-за наличия диафрагмы). (1 балл)
Для нахождения масс продуктов реакции используем математическое выражение
закона Фарадея (2 балла):
m(H2) = ЭIt/F = 1*20*t/96500;
(1)
(0,5 баллов)
m(Cl2) = ЭIt/F = 35,5*20*t/96500;
(2)
(0,5 баллов)
Масса раствора NaCl после электролиза, для того, чтобы чаши весов уравновесились,
должна быть равна 850,04 г. То есть убыль раствора за счет выделения газообразных
продуктов (H2и Cl2) должна составить 9,96 г.
m(H2) + m(Cl2) = 9,96 г.
(1 балл)
(3)
Подставим значения (1) и (2) в (3) и получим:
(20*t/96500) + (35,5*20*t/96500) = 9,96;
(730*t/96500) = 9,96;
t = 1317 с или 21,95 мин.
Всего: 10 баллов.
(2 балла)
Как подготовиться к олимпиаде по химии
Олимпиады нацелены на выявление и развитие творческих способностей и интереса к
научной деятельности, создание необходимых условий для поддержки одарённых ребят,
пропаганду научных знаний.
Подготовка к олимпиаде по химии - весьма трудоемкий процесс. Участие в подобном
мероприятии подразумевает не только наличие знаний, но и способности логически
мыслить, работать над собой.
В первую очередь, необходимо очень хорошее знание школьной программы, т.е. азов химии.
Очень важно знание истории химии, когда и кем были открыты химические элементы,
индивидуальные вещества. Отдельно стоят вопросы изучения свойств веществ. Каждый
участник олимпиады должен знать типичные свойства многих соединений: оксидов, кислот,
оснований, солей, органических соединений.
Желательно визуально знать и представлять себе физические свойства соединений: цвет,
запах, агрегатное состояние, способность растворяться в воде и других растворителях.
Обычно успешно выступают на олимпиадах школьники, не столь много читавшие и
знающие химию, а те, которые думают, умеют сравнивать, сопоставлять свойства веществ.
Очень важно установление логической связи между элементами задачи: откуда что
получилось, это свойство о чем свидетельствует, на что явно указывает описанное явление и
т.д.
В современных олимпиадных заданиях сравнительно мало расчетов, упор делается на знании
веществ, их свойств. Часто в самом условии многих олимпиадных заданий в неявной (редко
и в явной) форме скрывается подсказка, иногда стоит внимательно прочитать условие
задания несколько раз разбивая на части до конца, делая схемы, рисунки.
Помогает разговор самим с собой: к чему это относится, что из этого следует, на что это
указывает, почему акцент сделан на это свойство. Если речь идет об исторических событиях,
то уместно ставить следующие утверждения: это не могло быть в очень древние времена, это
видимо происходит в новое время, это не могло быть в нашей стране и т.д.
Советы:
1. От корки до корки знать школьную программу. Обращать внимание на информацию
мелким шрифтом, для необязательного чтения в учебниках. Выполнять (устно или
письменно) все задания в конце параграфов.
2. В настоящее время в Интернете можно найти любую полезную информацию.
Поищите на темы: Олимпиадные задачи по химии школьного этапа, муниципального
этапа; просто Задачи по химии, Как подготовиться к олимпиаде, Проверь свои
знания. Этого вполне достаточно для успешного участия в олимпиадах.
3. Учитель химии – твой лучший советник. Любой учитель с удовольствием поможет
советом, порекомендует литературу, подбором полезных сайтов.
4. Можно заказать специальную литературу по услуге «Книга-почтой».