doc, 185 кб

Заочная химическая олимпиада для абитуриентов БГУ 2010 год (11 класс)
1.
Возможна ли реакция, соответствующая следующей схеме С3Н6О2 → С4Н8О2. Если возможна, то
напишите уравнение реакции, укажите условия её протекания. Дайте названия реагентам, и
определите, к какому типу реакций она относится. (4 балла)
реакция этерификации (1 балл) (кислотный катализ) (1 балл)
CH3-CH2-COOH +
CH3OH
→ CH3-CH2-COOCH3 +
пропионовая кислота метанол
метилпропионат
2.
H2O (1 балл)
вода (1 балл)
Составьте уравнение реакции полимеризации углеводорода С4Н8 с разветвлённым углеродным
скелетом. (3 балла)
nCH2=CH(CH3)2 → (–CH2 – CH(CH3)2–) n (3 балла)
3.
Доменный газ содержит CO2, CO, H2, CH4, C2H4 и N2. При последовательном пропускании
300 мл доменного газа через раствор NaOH и бромную воду объем уменьшился соответственно
до 264 и 263,4 мл. Непрореагировавшие газы смешали с 60 мл кислорода и полностью сожгли.
После конденсации водяных паров получили 264,3 мл газовой смеси. В результате
последовательного пропускания этой смеси через раствор NaOH и щелочной раствор
пирогаллола ее объем уменьшился до 178,5 и 168,6 мл соответственно. Вычислите состав
доменного газа в процентах по объему. (5 баллов)
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O объём углекислого раза 300-246 = 36 мл.(12%)
С2Н4 + Br2 = C2H4Br2 объём этилена 264-263,4 = 0,6 мл.(0,2%)(1 балл)
2H2 + O2 = 2H2O; 2CO + O2 = 2CO2; CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O; так, как вода сконденсировалась, а
оставшийся кислород поглотился пирогаллолом, то объём азота 168,6 мл (56,2%). (1 балл)
Изменение объёма равно объёму водорода (263,4-168,6)- (264,3-9,9-168,6) = 9 мл (3%). (1 балл)
Обозначив объём угарного газа за х, а метана за у, получаем два уравнения х+у=85,8; 0,5х+2у=45,6.
Откуда объём метана 1,8 мл (0,6%), объём угарного газа 84 мл (28%).(2 балла)
4.
К раствору, содержащему 1,6 г сульфата меди (II) и 1,61 г сульфата цинка добавили
разбавленный раствор щелочи, содержащий 0,24 г гидроксида натрия. Смесь отфильтровали.
Определите число молей солей, содержащихся в фильтрате. Что осталось на фильтре? Запишите
необходимые уравнения реакций. (5 баллов)
CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + Na2SO4 (1 балл)
ZnSO4 + 2NaOH = Zn(OH)2↓ + Na2SO4 (1 балл)
Количества сульфата меди (II) и сульфата цинка равны 0,01 моль. Количество гидроксида натрия
равно 0,006 моль. (1 балл) Так как гидроксид натрия полностью вступает в реакцию, то общее
количество солей в растворе будет 0,02 моль. (1 балл) 0,003 моль осадка на фильтре – смесь
гидроксидов меди и цинка массой от 0,294 до 0,297 г. (1 балл)
5. В четырёх пробирках имеются растворы серной кислоты, гидроксида натрия, хлорида бария и
вода. Как распознать содержимое каждой пробирки с помощью раствора хромата натрия?
(4 балла)
Раствор хромата натрия жёлтого цвета, добавляем его во все оставшиеся пробирки. (1 балл)
В пробирке с хлоридом бария выпадет осадок хромата бария жёлтого цвета:
BaCl2 + Na2CrO4 = BaCrO4 + 2Na Cl. (1 балл)
В пробирке с серной кислотой раствор станет оранжевого цвета:
2Na2CrO4 + H2SO4 = Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O. (1 балл)
Получившийся бихромат приливают к двум оставшимся пробиркам, там где раствор приобретёт
жёлтую окраску – щёлочь: Na2Cr2O7 + 2NaOH = 2Na2CrO4 + H2O, в оставшейся пробирке вода.
(1 балл)
6.
В химических лабораториях синтезируют вещества и проводят их исследования. Результаты
своей работы химики обычно отсылают в редакции научных журналов. Велико было изумление
редактора одного из журналов, когда однажды перед ним оказались сразу две статьи
о гексен-2-ол-1, причем данные о свойствах этих веществ в статьях различались. В одной статье
говорилось, что это вещество содержится в эфирном масле зеленого чая, имеет аромат свежей
травы и листьев, а в другой – что оно не имеет запаха. «Вероятно, в одной из лабораторий в ходе
исследования была допущена грубая ошибка»,- подумал редактор и отложил обе статьи.
Прокомментируйте эту ситуацию. Как бы Вы поступили на месте редактора? (5 баллов)
Гексен-2-ол-1 существует в виде двух геометрических изомеров: цис- (приятный запах) и транс(запаха не имеет). (3 балла, за объяснение причины с написанием формул) Редактору следовало бы
уточнить, какой именно изомер был получен каждым исследователем, а затем объявить о синтезе
сразу двух новых веществ.(2 балла)
7.
Действие пенного огнетушителя основано на реакции между раствором
гидрокарбоната натрия и серной кислотой (смотри рисунок). Объясните принцип
работы огнетушителя, запишите уравнение протекающей реакции. Существуют
модификации пенного огнетушителя, в которых серная кислота заменена
раствором некоторой средней соли. Какая
соль может быть использована для этой А – стеклянная палочка
цели? Запишите уравнение протекающей Б – пробирка с раствором серной кислоты
В – раствор гидрокарбоната натрия
реакции. (4 балла)
2NaHCO3 + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O + 2CO2. (1 балл) Принцип работы виден на картинке. (1 балл)
6NaHCO3 + Al2(SO4)3=3Na2SO4 + 2Al(OH)3 + 6CO2. Протекает совместный гидролиз солей. (2 балла)
8.
Постоянный электрический ток проходит последовательно через два электролизера с
платиновыми электродами: в первом находится раствор сульфата меди (II), во втором - серной
кислоты. Сколько миллилитров гремучего газа должно выделиться во втором электролизере,
если на катоде первого выделилось 0,1247 г меди? (5 баллов)
Первый электролизёр: Сu2+ + 2e = Cu; H2O – 2e = 2H+ + 1/2O2. (1 балл)
Второй электролизёр: 2H+ + 2e = H2; H2O – 2e = 2H+ + 1/2O2. (1 балл)
n(Cu) = 0,1247/64 = 0,00195 моль = n(H2), (1 балл) тогда кислорода будет 0,00195/2=0,000974 моль.
(1 балл) Объём гремучей смеси будет равен 22,4·(0,00195+0,000974) = 0,0655 л = 65,5 мл. (1 балл)
9.
Какие из перечисленных ниже соединений при хранении в плохо закупоренных сосудах и по
каким причинам будут: а) увеличиваться в массе; б) уменьшаться в массе и почему? карбонат
аммония, диэтиловый эфир, серная кислота концентрированная, метанол, гидроксид натрия,
сульфат меди (II), оксид фосфора(V), оксид кальция. (4 балла)
а) увеличиваются в массе: серная кислота концентрированная и гидроксид натрия, так как
гигроскопичны; сульфат меди (II) поглощает воду с образованием кристаллогидрата; оксид
фосфора(V) реагирует с водяными парами с образованием ортофосфорной кислоты, оксид кальция
реагирует с водой с образованием гидроксида и с углекислым газом с образованием карбоната.
б) уменьшаются в массе: карбонат аммония разлагается с образованием аммиака, углекислого газа
и водяных паров; диэтиловый эфир и метанол летучи. (по 0,5 балла за правильное определение с
указанием причины)
10. Какова массовая доля веществ в растворе, получившемся после растворения меди в избытке
раствора азотной кислоты с массовой долей вещества 17,8 %, если после окончания реакции
массовые доли нитрата меди и азотной кислоты стали равны. (5 баллов)
3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O. (1 балл) Возьмём массу раствора 100 г, тогда масса
азотной кислоты равна 17,8 г. Пусть в реакцию вступило х моль меди, тогда азотной кислоты
прореагировало 8/3х моль или 8/3х·64= 170,67х г кислоты. Осталось азотной кислоты 17,8 - 170,67х
г. Нитрата меди образовалось 188х г. 17,8 - 170,67х = 188х. Отсюда х = 0,0496 моль. Массы
нитрата меди и оставшейся азотной кислоты будут равны 188·0,0496 = 9,33 г. Масса раствора
после реакции равна 100 + 64·0,0496 – 2/3·0,0496·30 = 102,18 г. Массовые доли веществ равны
9,33/102,18 = 0,0913 или 9,13 %. (4 балла за правильное решение любым способом)