Главная стр 1
скачать
Всероссийская олимпиада школьников по химии

II этап 8 класс 2008-2009 уч. Год
Х-1 [8] Необходимо определить, в каких фразах говорится о химическом элементе, а в каких – о простом веществе. Верному утверждению в таблице соответствует буква. Выберите эти буквы и составьте из них фамилию учёного – естествоиспытателя. Какой закон носит имя этого учёного (приведите формулировку).




Химический элемент

Простое вещество

кальций необходим для роста клеток

Р

К

азот входит в состав воздуха

М

О

натрий входит в состав глауберовой соли

О

Е

натрий растворяется в ртути с образованием амальгамы

И

Д

кислород необходим для дыхания

Я

А

хлор получают электролизом расплава поваренной соли

Л

Г

капуста содержит около 0,08% серы

А

Б

фтор входит в состав зубной эмали

В

Н


Ответ. Учёный – Авогадро. Закон: Равные объёмы различных газов при одинаковых условиях содержат одинаковое число молекул.

Х-2 [8] Атмосфера планеты Уран состоит из трёх газообразных веществ А, Б, В. Об этих веществах нам известно следующее:






А

Б

В

Масса молекулы вещества легче молекулы кислорода в

2 раза

16 раз

8 раз

Продукты взаимодействия с кислородом

Углекислый газ и вода

вода

Не взаимодействует

Объёмные доли в атмосфере Урана

2%

83%

15%




  1. Определите, какие вещества входят в состав атмосферы Урана.

  2. Запишите уравнения реакций взаимодействия газов А и Б с кислородом.

  3. Содержатся ли вещества А, Б, В в атмосфере Земли?

  4. Найдите массовые доли газов А, Б, В в атмосфере Урана.

Ответ:

1) Mr(A)/ Mr(O2) = ½ ; Mr(A)/ 32 = ½ ; Mr(A)= 16

Так как при горении образуются углекислый газ и вода, то исходное вещество состоит из атомов углерода и водорода, т.к Mr(A)= 16, то А-СН4

Mr(Б)/ Mr(O2) = 1/16 ; Mr(Б)/ 32 = 1/16 ; Mr(Б)= 2

Так как при горении образуются только вода, то исходное вещество состоит из атомов водорода, т.к Mr(Б)= 2, то Б – Н2

Mr(В)/ Mr(O2) = 1/8; Mr(В)/ 32 = 1/8 ; Mr(В)= 4

Так как с кислородом не взаимодействует и имеет Mr(В)= 4, то В- Не

2) СН4 + 3О2 = СО2 + 2Н2О, 2Н2 + О2 = 2Н2О

3) в атмосфере Земли содержится только гелий

4)Рассмотрим 1моль газовой смеси, тогда n(CH4) = 0,02 моль, n(H2) = 0,83 моль, n(He) = 0,15моль.

m(CH4) = 0,02 моль×16г/моль = 0,32г

m(H2) = 0,83 моль×2г/моль = 1,66г

m(He) = 0,15моль×4г/моль = 0,6г

m(CH4) + m(H2) + m(He) = 2,58г

ω(CH4) =0,32г/2,58г×100% = 12,4%

ω(H2) =1,66г/2,58г×100% = 64,3%

ω(He) =0,6г/2,58г×100% = 23,3%
Х-3 [8] Ученик получил задание, в котором по названиям веществ необходимо было составить их химические формулы. Выполняя это задание, он не оставил пробелы между формулами веществ, в результате чего у него получилась запись:

H2OP2O5AlO2NaH2O3CO2Na3NCFeCl3N2К2SSiO2



  1. Выделите из этой записи формулы индивидуальных веществ, подчеркните простые вещества;

  2. Как было сформулировано задание, которое выполнял ученик.


Ответ: 1) H2O P2O5 Al O2 Na H2 O3 CO2 Na3N C FeCl3 N2 К2S SiO2

Формулировка задания:

Составьте формулы веществ, имеющих следующие названия: вода, оксид фосфора (V), алюминий, кислород, водород, озон, углекислый газ (или оксид углерода(IV)), нитрид натрия, уголь (алмаз), хлорид железа (III), азот, сульфид калия, оксид кремния (кремнезём).

Х-4 [8] Магний может гореть в атмосфере кислорода, хлора, озона, углекислого газа и даже в воде. Составьте уравнения реакций горения магния в перечисленных веществах, учитывая, что в трёх случаях протекает реакция соединения, а в двух реакция замещения. Почему все реакции называют горением?



Ответ: 2Mg + O2 =2 MgO

3Mg + O3 =3 MgO

Mg + Cl2 = MgCl2

2Mg + CO2 = 2MgO +C

Mg + H2O = Mg(OH)2 + H2 (допустима запись уравнения с образованием оксида магния)

Данные реакции протекают с выделением тепла и света, поэтому их называют горением.
Х-5 [8] На уроках химии часто показывают опыт «вулканчик». Для проведения этого опыта вещество с названием бихромат аммония насыпают горочкой на металлический лист и для начала реакции нагревают. Внешний эффект от этого опыта напоминает извержение вулкана. Установите формулу исходного бихромата аммония, если в результате разложения 1 моль этого вещества образуются: азот объёмом 22.4 л (н.у), 1 моль оксида хрома, массовая доля кислорода в котором 31,58% и 72 г воды. (Аr(Cr) = 52)

Ответ:

  1. n(N2) = 22.4л÷22.4л/моль = 1 моль

  2. так как у кислорода валентность II, то формула оксида хрома может быть выражена формулой Сr2Ox используя данные о массовой доле кислорода можно найти х . 0,3158 = х×16÷(2×52 + х×16) х= 3, формула Сr2O3

  3. n (H2O) = 72г÷18г/моль = 4 моль

  4. 1 NаНбСrвОг = 1 N2 + 1Сr2O3 + 4H2O Из этого следует, что а=2, б=8, в=2, г=7

Формула: N2H8Cr2O7 или (NH4)2Cr2O7


Всероссийская олимпиада школьников по химии

II этап 9 класс 2008-2009 уч.год
Х-1 [9 класс] «…Ранним утром, часов в шесть, он отправился на работу, на берег реки, где в сарае устроена была обжигательная печь для алебастра и где толкли его. Отправилось туда всего три работника. Один из арестантов взял конвойного и пошел с ним в крепость за каким-то инструментом; другой стал изготовлять дрова и накладывать в печь…»

(Ф.М.Достоевский)

Составьте уравнения реакций, описывающие процессы, происходящие в печах, упомянутых в отрывке из известного произведения русской литературы XIX века. Как использовали в строительстве продукт обжига алебастра? Как используют соединение, образующееся при сплавлении этого продукта с одним из веществ, образующихся при горении древесины? Составьте уравнения реакций, упомянутых в вашем ответе. Укажите название произведения, из которого взят отрывок, и фамилию главного героя этого произведения.

Решение.

В настоящее время алебастром называют минерал, состав которого соответствует дигидрату сульфата кальция. При прокаливании вода частично удаляется и образуется полугидрат:



2CaSO4∙2H2 O → 2CaSO4∙0,5H2 O + 3H2 O

Мелкоразмолотый полугидрат используют в качестве вяжущего в строительных смесях для оштукатуривания стен, в травматологии – для гипсовых повязок и т.д.

Ранее алебастром называли минерал, состоящий из карбоната кальция (кальцитовый алебастр).

При обжиге карбонат кальция разлагается с образованием оксида кальция (негашеная известь):



CaCO3 → CaO + CO2

Обработка полученного твердого вещества водой (гашение) приводит к образованию гидроксида кальция (гашеной извести):



CaO + H2O → Ca(OH)2

Раствор гидроксида кальция используют для побелки стен, так как при взаимодействии с углекислым газом, содержащимся в воздухе, он образует карбонат кальция (мел).



Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3

При горении древесины, кроме углекислого газа образуется уголь. Сплавление оксида кальция с углем приводит к образованию карбида кальция:



CaO + 3 C → CaC2 + CO

Гидролиз карбида кальция:



CaC2 + 2 H2O → Ca(OH)2 + C2H2

приводит к выделению ацетилена – газа, сгорающего в кислороде с выделением большого количества теплоты. Горение ацетилена применяют для получения высокотемпературного пламени, используемого в газосварке:



2 C2H2 + 5 O2 → 4 CO2 + 2 H2O

Отрывок взят из эпилога романа Ф.М. Достоевского «Преступление и наказание». Главного героя зовут Родион Романович Раскольников.


Х-2 [9 класс] При растворении бесцветного кристаллического вещества в воде образуется голубой раствор. Добавление к нему соляной кислоты приводит к появлению у раствора зеленой окраски. Если прилить к этому раствору раствор аммиака, то можно получить голубоватый осадок. При этом можно наблюдать образование над раствором легкого дыма. Добавление избытка аммиака приводит к образованию темно-синего раствора. Объясните происходящие явления, составьте уравнения реакций, назовите образовавшиеся вещества.

Решение.

Бесцветное кристаллическое вещество – это безводный сульфат меди. При растворении его в воде образуется синий раствор комплексной соли сульфата тетрааква меди (II):



CuSO4 + 4H2O = [Cu(H2O)4]SO4

При высокой концентрации хлорид-ионов, которой можно добиться добавлением соляной кислоты или хорошо растворимого хлорида, вода замещается на хлорид ионы, в результате этого образуется хлоридный комплекс меди, придающий раствору зеленую окраску:



[Cu(H2O)4]2+ + 4Cl- = [CuCl4] 2-+ 4H2O

Можно условно записать уравнение этой реакции в молекулярной форме:



[Cu(H2O)4]SO4 + 4 HCl = H2[CuCl4] + 4H2O + H2SO4

Можно предположить, что добавление к раствору небольшого количества аммиака приводит к образованию голубого осадка гидроксида меди:



H2[CuCl4] + 4 NH3 + 2 H2O = Cu(OH)2↓ + 4 NH4Cl

Можно также считать, что образующийся светлоголубой осадок – это основная соль – гидроксосульфат меди (II):



H2[CuCl4] + H2SO4 + 6 NH3 + 2 H2O = [Cu(OH)]2SO4 ↓ + 4 NH4Cl + (NH4)2SO4

Легкий дым, о котором идет речь в задаче, это хлорид аммония:



NH3 + HCl = NH4Cl

При добавлении избытка аммиака в растворе образуется комплексный катион – тетрааминмеди (II) темно-синего цвета.



Cu2+ + 4NH3 = [Cu(NH3)4]2+

В молекулярной форме:



Cu(OH)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4](OH)2

Или:


[Cu(OH)]2SO4 + 4NH3 = [Cu(NH3)4] SO4

Х-3 [9 класс] При производстве фосфорной кислоты образуется большое количество твердого отхода. Предложите способ превращения технологии этого производства в безотходную. Составьте уравнения реакций.

Решение.

Речь идет о производстве фосфорной кислоты экстракционным способом. Из курса географии известно, что фосфорную кислоту и фосфатные удобрения получают из фосфорита. Этот минерал в основном состоит из фосфата кальция. Фосфорную кислоту вытесняют более сильной серной кислотой:



Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 = 3CaSO4 + 2H3PO4

В результате этой реакции образуется «фосфогипс» - сульфат кальция (правильнее - дигидрат сульфата кальция CaSO4∙2H2 O). Он и является твердым отходом.

Прокаливанием этого кристаллогидрата можно получать полугидрат, который используется для производства гипсовых смесей:

2CaSO4∙2H2 O → 2CaSO4∙0,5H2 O + 3H2 O

На самом деле, в настоящее время это превращение проводят нагреванием фосфогипса в водном растворе при температуре 90оС и при рН = 9.0 – 9.5. Полученный осадок высушивают и прокаливают.

Можно также использовать сульфат кальция для получения серы или ее соединений, таких как сульфид кальция:

CaSO4 + 4С = СaS + 4CO

Сероводород:



CaS + 2HCl = CaCl2 + H2S

Сернистый газ:



2H2S + 3O2 = 2H2O + 2SO2

При смешивании этих газов образуется молекулярная сера:



2H2S + SO2 = 2H2O + 3S


Х-4 [9 класс] После прокаливания смеси нитрата меди с медным порошком общая масса уменьшилась на 45,45%. Вся ли медь прореагировала? Рассчитайте состав исходной смеси.
Решение.

  1. Допустим, что масса исходной смеси mисх.=100г

Пусть количество вещества нитрата меди ν(Cu(NO3)2) – х моль, ν(Cu) – y моль.

  1. Уравнение реакции разложения нитрата меди:

х моль х моль

2Cu(NO3)2 = 2 CuO + 4NO2↑ + O2

2х188г 2х80г

Выделяющийся кислород соединяется с металлической медью:
y моль 0,5у моль y моль

2Cu + O2 = 2CuO

2х64г 2х80г


  1. II. Допустим, что х > у. то есть вся медь переходит в оксид CuO. Масса оксида меди (II) после прокаливания:

m(CuО) = 100 – 45,45 = 54,55 (г)

Составим систему уравнений:

80х + 80у = 54,55

188х + 64у = 100

х=0,4545 (моль); у=0,2274(моль)

m(Cu(NO3)2) = 0,4545 х 188 = 85,45 г; ω(Cu(NO3)2) = 85,45%

m(Cu) = 0,2274 х 80 = 14,55 г; ω(Cu) = 14,55%


  1. II. Допустим, что x < y. Только часть меди переходит в оксид.

Тогда масса меди, которая не прореагировала: m(Cu) = 64 – (у-х)

Составим систему уравнений:

80х + 80х + 64 – (у-х) = 54,55

188х + 64у = 100

х=0,494 (моль); у=0,11 (моль), но в этом случае х > у, что противоречит допустимому условию II подхода.
Ответ: вся медь прореагировала.

Состав исх.смеси: ω(Cu(NO3)2) = 85,45% и ω(Cu) = 14,55%



Х-5 [9 класс] Известно, что древние египтяне умели получать стекло из природных материалов. Анализ древнеегипетского стекла показал, что оно содержит следующие оксиды: SiO2, Na2O, K2O, CaO, MgO, Al2O3, Fe2O3, MnO. Силикаты каких элементов можно использовать для получения этого стекла? Предложите схему процесса получения такого стекла и составьте уравнения возможных реакций.

Решение.

Для получения этого стекла использовались силикаты, которые древние египтяне могли обнаружить в виде отдельных минералов. По причине климатических особенностей, в Египте не могут образовываться залежи растворимых силикатов - силикатов натрия и калия. Таким образом, египтяне могли использовать для производства стекла минералы, содержащие силикаты магния, алюминия, железа (III) и марганца.

Кальций, присутствующий в стекле, вводился туда в виде карбоната (известняк). Соду (смесь карбоната и гидрокарбоната натрия) добывали по берегам озер в ливийской пустыне, поташ (карбонат калия) извлекали из золы, получающейся при сжигании водорослей.

Схема получения стекла могла бы выглядеть так: В тигле, например, глиняном, нагревали мелко растертую смесь известняка, песка, соды и поташа до получения однородного расплава. Известняк могли и не добавлять, так как песок (белый) содержит большое количество карбоната кальция. Для получения стекла разного цвета и качества в расплав добавляли минералы, содержащие силикаты других металлов. Приготовленный расплав разливали в глиняные формы. После застывания стекла, полученные предметы подвергали механической обработке.


SiO2 + Na2 СO3 + K2 CO3 + Ca CO3 + MgSiO3 + Al2 (SiO­3)­­3 + Fe2 (SiO­3)­­3+ MnSiO­3.→
→SiO2 ∙ Na2O ∙ K2O ∙ CaO ∙ MgO ∙ Al2O3 ∙ Fe2O3 ∙ MnO.
Х-6 [9 класс] Ряд неорганических веществ являются взрывоопасными. Приведите примеры таких веществ. Выведите формулу огнеопасного неорганического бинарного соединения, в составе которого содержится 97,6% сурьмы (Sb).

Решение.

  1. За каждое вещество в качестве примера

  2. Обозначим формулу вещества SbXn

  3. Тогда ν(Х)= nν(Sb)

97,6n/122 = (100 – 97,6)/ М(Х)

М(Х) = 3/ n, n = 3; М(Х) = 1, след. это водород.



Формула вещества - SbН3

Всероссийская олимпиада школьников по химии

II этап 10 класс 2008-2009 уч.год
Х-1 [10 класс] Восстановите левую часть приведенных ниже уравнений.

2KBr + MnO2 + 2H2SO4 → Br2 + MnSO4 + K2SO4 + 2H2O

Al2S3 + 8HNO3 разб. → 2Al(NO3)3 + 2NO↑ + 3S↓ + 4H2O

5H2S + 2KMnO4 + 3H2SO4 .→ 5S↓ + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O

2FeCl3 + 3Na2S → S↓+ 2FeS + 6NaCl

2FeBr2 + 3Cl2 → 2Br2 + 2FeCl3

Ba(HSO3)2 + 2KOH → BaSO3↓ + K2SO3 + 2H2O

3CuO + 2NH3 3Cu↓ + N2↑ + 3H2O

(NH4)2HPO4 + 3KOH → K3PO4 + 2NH3↑+ 3H2O

KHCO3 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + KOH + H2O

Ba(HCO3)2 + NH4HSO4 → CO2↑ + H2O + BaSO4↓ + NH4HCO3
Х-2* [10 класс] Составьте уравнение реакции взаимодействия магния с азотной кислотой, если продуктами ее восстановления являются N2O и NH3 (NH4NO3) в молярном отношении 7:3. Вычислить молярную долю азотной кислоты, подвергшейся восстановлению.

4Mg + 10HNO3 = 4Mg(NO3)2+ N2O + 5H2O x7

4Mg + 10HNO3 = 4Mg(NO3)2+ NH4NO3 + 3H2O x3

28Mg + 70HNO3 = 28Mg(NO3)2+ 7N2O + 35H2O

12Mg + 30HNO3 = 12Mg(NO3)2 + 3NH4NO3 + 9H2O
40Mg + 100HNO3 = 40Mg(NO3)2+ 7N2O + 3NH4NO3 + 44H2O
(HNO3)общ = 100 моль. Подверглось восстановлению (HNO3) = 17 моль. Молярная доля азотной кислоты, подвергшейся восстановлению, составляет



Х-3 [10 класс] Какой объем раствора азотной кислоты (w(HNO3)=70,00%; ρ=1,413 г/мл) следует добавить к 10 г олеума (w(SO3)=30,00%), чтобы массовая доля серной кислоты стала в 2 раза больше массовой доли азотной кислоты в полученном растворе?

m(SO3)=3,00г

10 г олеума

m(H2SO4 )=7,00г
ν(SO3)=3,00/80=0,0375 моль

SO3 + H2O = H2SO4

0,0375моль 0,0375моль

m(H2SO4 )=98х0,0375=3,675г


m(H2SO4 )общ.=7,00+3,675=10,675 г
пусть объем раствора азотной кислоты равен V мл, тогда m(HNO3)=(1,413•V•0,7) г
w(H2SO4) / w(HNO3) = 2; w(H2SO4) / w(HNO3) = 10,675/(1,413•V•0,7)

V(HNO3 р-ра) = 5,4 мл
Х-4 [10 класс] Составьте уравнения реакций по схеме с использованием структурных формул, предварительно выбрав подходящее значение n:

CnH2n → X → CnH2n

Исходное и конечное вещество изомерны друг другу. Для конечного вещества напишите уравнения реакции полимеризации.
n=4; Х : CH3―CH2―CHCl―CH3

1) CH3―CH2―CH═CH2 + HCl ——→ CH3―CH2―CHCl―CH3

бутен-1

2) CH3―CH2―CHCl―CH3 + KOHспирт. р-р ——→ CH3―CH═CH―CH3 + KCl + H2O



бутен-2

Реакция полимеризации бутена-2




Х-5 [10 класс] Установите строение и назовите по систематической номенклатуре предельный углеводород, который при гидрировании дает 3-метилпентан, а в результате бромирования превращается в 2,4-дибром-3-метилпентан. Сколько литров кислорода потребуется для полного сгорания навески этого соединения массой 37,8 г?
CH3―CH2―CH(CH3)―CH2―CH3 CH3―CHBr―CH(CH3)―CHBr―CH3

1,2,3-триметилциклопропан (С6Н12)

37,8г

С6Н12 + 9О2 = 6СО2 + 6 H2O



ν(С6Н12)=37,8/84=0,45 моль

V(СО2)=0,45 • 9 • 22,4=90,72л
Х-6 [10 класс] Алкан C6H14 может быть получен восстановлением при помощи цинка и соляной кислоты (Zn/HCl) только двух алкилхлоридов (C6H13Cl) и гидрированием только двух алкенов (C6H12). Какова структура алкана?

CH2═C(СH3)―CH(CH3)―CH3 Ni

+ H2 ——→ CH2―CH(СH3)―CH(CH3)―CH3

CH2―C(СH3)═C(CH3)―CH3

CH2―CH(СH3)―CCl(CH3)―CH3 Zn + HCl

——→ CH2―CH(СH3)―CH(CH3)―CH3

CH2―CH(СH3)―CH(CH3)―CH2Cl

(восстановление по Клеменсу)



Х-7 [10 класс] Предложите схемы синтеза соединений, используя только неорганические реактивы:

А) пентена-2 из пентанола-1;

Б) 2,2,5,5-тетраметилгексана из диметилпропана;

В) 1,2,3,4-тетрахлорбутана из этанола;

Г) гесадиена-1,5 из пропилена;

Д) бутина-1 и бутина-2 из ацетилена.

-------------------------------------------------

А) пентена-2 из пентанола-1:

1) CH3CH2CH2CH2CH2–OH CH3CH2CH2CH=CH2 + H2O

2) CH3CH2CH2CH=CH2 + HBr → CH3CH2CH2CH(Br)–CH3

3) CH3CH2CH2CH(Br)–CH3 + KOH CH3CH2CH=CHCH3 + KBr + H­2O
Б) 2,2,5,5-тетраметилгексана из диметилпропана;

1) CH3–(CH3)2C–CH3 + Cl2 CH3–(CH3)2C–CH2–Cl + HCl

2) CH3–(CH3)2C–CH2–Cl + 2Na → CH3–(CH3)2C–CH2–CH2–(CH3)2C–CH3 + 2NaCl
В) 1,2,3,4-тетрахлорбутана из этанола;

1) C2H5OH CH2=CH–CH=CH2 + 2H2O + H2

2) CH2=CH–CH=CH2 + 2Cl2 CH2Cl–CHCl–CHCl–CH2Cl
Г) гексадиена-1,5 из пропилена;

1) CH3―CH═CH2 + Cl2 ClCH2―CH═CH2 + HCl

2) 2ClCH2―CH═CH2 + 2Na → CH2=CH―CH2―CH2―CH=CH2 + NaCl
Д) бутина-1 и бутина-2 из ацетилена.

1) C2H2 + 2NaNH2 → NaC≡CNa + 2NH3

2) NaC≡CNa + 2CH3Br → CH3C≡CCH3 + 2NaBr

3) C2H2 + NaNH2 → NaC≡CН + NH3

2) NaC≡CН + C2H5Br → CH3CH2C≡CH + NaBr
Х-8* [10 класс] При окислении алкадиена с изолированными двойными связями перманганатом калия в присутствии серной кислоты образовалось некоторое количество углекислого газа. При сгорании того же количества вещества этого алкадиена образовалось в три раза больше углекислого газа. Определите строение алкадиена и напишите уравнение реакции его окисления подкисленным раствором перманганата калия.


  1. CnH2n-2 + (1,5n-0,5)O2 → nCO2 + (n-1)H2O

1 моль n моль
[O]

II. а) CH2═СH―(CH2)m―CH═CH2 ———————→ 2CO2 + HOOC(CH2)mCOOH

1 моль KMnO4, H2SO4 2 моль
[O]

б) CH3―СH═СH―(CH2)m-1―CH═CH2 ———————→ CO2 + CH3COOH + HOOC(CH2)m-1 COOH

1 моль KMnO4, H2SO4 1 моль

3•ν(CO2)I = ν(CO2)II по условию задачи

а) n=6, т.к. ν(CO2)II а = 2 моль; это гексадиен-1,5

б) n=3, т.к. ν(CO2)II б = 1 моль; это пропадиен

Этот вариант не соответствует условию задачи, т.к., во-первых, алкадиен должен быть с изолированными двойными связями, а пропадиен относится к кумулированным диенам; а во-вторых, при жестком окислении 1 моль пропадиена должно образоваться 3 моль углекислого газа. Следовательно, искомый углеводород – гексадиен-1,5.

Уравнения реакций окисления гексадиена-1,5:

CH2═СH―CH2―CH2―CH═CH2 + 4KMnO4 + 6H2SO4 → 2CO2 + HOOC(CH2)2 COOH + 2K2SO4 + 4MnSO4 + 8H2O

С6H10 + 8,5O2 → 6CO2 + 5H2O



Учащиеся выбирают 6 задач.


Всероссийская олимпиада школьников по химии

II этап 11 класс 2008-2009 уч.год

Х-1 [11 класс] Восстановите левую часть уравнений реакций.

6FeO + 3Cl2t 2Fe2O3 + 2FeCl3

2Cu2(OH)2CO3 + 2NH4Cl t 3Cu↓ + CuCl2 + N2↑ + 2CO2↑ + 6H2O

Ca(HS)2 + 2Cl2 → CaCl2 + 2S↓ + 2HCl

3CS2 4KMnO4 + H2O → 6S↓ + 4MnO2↓ + 2KHCO3 + K2CO3

CaCN2 + 3H2O → 2NH3↑ + CaCO3

COCl2 + 2HCl → CO2↑ + 2HCl

2Na2O2+ 2CO2 → 2Na2CO3 + O2

3FeO + 2NH3 3Fe↓ + N2↑+ 3H2O

FeCl2 + KNO2 + 2HCl → NO↑ + FeCl3 + NaCl + H2O

4HNO3 4NO2↑ + O2↑ + 2H2O
Х-2 [11 класс] В ампуле содержится 12,93 мг изотопа радиоактивного элемента, выделяющего α-частицы. В вакуумированной ампуле через некоторое время установилось давление 67,36 кПа, а масса остатка изотопа составила 10,70 мг. Вычислите число Авогадро, считая, что масса α-частицы m(α)=6,644×10-24 г, объём ампулы 20 см3 и температура 25 °С.
1) Находим количество вещества α-частиц по уравнению Клапейрона-Менделеева

ν(α)=pV|RT=(67,36 • 0,02)/(8,31•298) = 5,44•10-4 (моль)

С другой стороны ν(α)=N(α)/NA = m(α)/mo(α)• NA

m(α)=12,93 — 10,7 = 2,23 мг

NA = m(α)/mo(α)• ν(α) = 6,15 •1023 1/моль
Х-3 [11 класс] Оксид А некоторого металла, проявляющего переменную валентность в соединениях, при нагревании до температуры 420 °С образует два оксида В и С. При 600 °С В разлагается с выделением кислорода, образуя оксид С. Массовые доли металла в оксидах А,В и С составляют соответственно 86,62%, 90,67% и 92,83%.

Определите металл М в оксидах, установите формулы оксидов А, В и С, приведите уравнения реакций термического разложения оксидов А и В.



* Составьте уравнения реакций взаимодействия:

a) оксида А с концентрированным горячим раствором соляной кислоты;

б) оксида А с концентрированным горячим раствором едкого натра;

в) оксида А сернистым газом;

г) оксида В с разбавленной азотной кислотой;

д) оксида В с концентрированным горячим раствором едкого натра.

----------------------------

Молярная масса эквивалента металла в оксидах А и В:



А 86,62 г Ме — 13,38 г О2

М(fэкв. (Ме)Ме) — М(1/4 О2 )=8 г/моль

М(fэкв. (Ме)Ме) = 51,8 г/моль
В 92,83 г Ме — 7,17 г О2

М(fэкв. (Ме)Ме) — М(1/4 О2 )=8 г/моль

М(fэкв. (Ме)Ме) = 103,6 г/моль
По результатам вычислений следует, что искомый металл — свинец, который в оксиде А имеет степень окисления +IV, М(Ме)=51,8•4=207,2 г/моль,

а в оксиде С имеет степень окисления + II.

Оксид В представляет собой смешанный оксид 2PbO•PbO2 (Pb3O4 — сурик)

Уравнения реакций:

5PbO2 Pb3O4 + 2PbO + 2O2

2 Pb3O4 6PbO + О2

a) PbO2 + 4HClконц. = PbCl2 + Cl2 + 2H2O

б) PbO2 + 2NaOHконц. + 2H2O = Na2[Pb(OH)6]

в) PbO2 + SO2 = PbSO4

г) Pb3O4 + 4HNO3 разб. = PbO2 + 2Pb(NO3)2 + 2H2O

д) Pb3O4 + 6NaOHконц. + 4H2O 2Na2[Pb(OH)4] + Na2[Pb(OH)6]
Х-4 [11 класс] Безводный нитрат меди (II) массой 18,80 г подвергли полному термическому разложению. Полученную газовую смесь дополнительно нагрели, в результате чего массовая доля кислорода в ней возросла в 1,2 раза. Вычислить объемные доли газов в полученной равновесной смеси, считая, что процесс разложения NO2 при нагревании обратим (при при проведении расчетов пренебречь процессом диспропорционирования NO).

Приведите уравнение реакции, с помощью которой можно синтезировать безводный нитрат меди (II).

-----------------------------

ν(Cu(NO3)2)=0,1 моль

2 Cu(NO3)2t 2CuO + 4NO2 + O2

0,1 моль 0,2 моль 0,05 моль

m(NO2)=9,2г m(O2)=1,6г

ω(O2)нач. =1,6/10,8 • 100%=14,82%

ω(O2)кон.=0,1482 • 1,2=0,1778

m(O2) кон.= m(нач. смеси) • 0,1778=1,92 г

ν(O2) кон.= 1,92/32=0,06 моль

Т.О. в результате обратимого разложения NO2 по уравнению

2NO2 ↔ 2NO + O2

получено ν(O2)=0,06-0,05=0,01 моль

2NO2 ↔ 2NO + O2

0,02 моль 0,02 моль 0,01 моль

Осталось 0,18 моль NO2

Состав конечной газовой смеси:

ν(NO2)=0,18моль — 69,23%

ν(NO)=0,02моль — 7,69%

ν(O2)=0,06моль — 23,08%

ν (смеси газов) = 0,26 моль

Нитрат меди (II) образует несколько кристаллогидратов. Безводный Cu(NO3)2 не может быть получен термическим обезвоживанием кристаллогидратов.

Получение безводного Cu(NO3)2 :

Cu + 3 N2O4(ж.) = [NO]+[Cu(NO3)3]- + 2NO

тринитратокупрат(II) нитрозилия

при нагревании в вакууме этот кристаллический продукт разлагается

[NO]+[Cu(NO3)3]- → Cu(NO3)2 + 2NO2

или упрощенно:

Cu + 2 N2O4 = Cu(NO3)2 + 2NO


Х-5 [11 класс] Углеводороды А и Б относятся к соединениям, отвечающим общей формуле CnH2n-2 . Оба углеводорода имеют одинаковое число атомов углерода в молекулах. Один из углеводородов реагирует с бромной водой и раствором перманганата калия на холоду, другой в эти реакции не вступает. Предложите возможные варианты строения этих углеводородов. В какие реакции, и при каких условиях будут вступать оба углеводорода? Приведите уравнения реакций.
Согласно условию задачи, один УВ не должен содержать кратных связей, т.к. он не вступает в реакции с бромной водой и раствором перманганата калия на холоду (реакция Вагнера). Его молекула содержит на 4 атома водорода меньше, чем молекула алкана с тем же числом атомов углерода. Это означает, что в состав молекулы входят два цикла, не дающих реакции присоединения. такими соединениями могут быть дициклогексил (С12Н22) или дициклопентил (С10Н18)
и другие.

Второй УВ, реагирующий с бромной водой и раствором перманганата калия на холоду, может быть любой диеновый УВ или алкин с таким же числом атомов углерода.

СН3 (СН2)6СН═СН─СН2─СН═СН2 или СН3 (СН2)9С≡СН

Оба УВ реагируют с хлором или бромом, но при разных условиях. Предельные УВ (дициклогексил или дициклопентил) вступают в реакции замещения с бромом и хлором на свету. Непредельные УВ реагируют с растворами галогенов, присоединяя их по кратным связям. Оба УВ горят.

С12Н22 + 17,5О2 = 12СО2+ 11Н2О
Х-6 [11 класс] Предложите схемы синтеза следующих соединений:

А) бутина-1 из бутена-1;

Б) 2-бром-4-нитротолуола из толуола;

В) диизопропилового эфира из пропилена;

Г) янтарной (бутандиовой) кислоты из этилена;

Д) фенацетина (CH3―CO―NH―C6H4―OC2H5) из 4-аминофенола.


А)



Б)



В)



Г) CH2=CH2 + Br2 Br–CH2–CH2–Br

Br─CH2─CH2─Br + 2KCN → CN─CH2─CH2─CN + 2KBr

CN─CH2─CH2─CN + 2H2O → HOOC─CH2─CH2─COOH

или другой способ

CH2═CH2 + Br2 Br─CH2─CH2─Br

Br─CH2─CH2─Br + 2Mg → Br─Mg─CH2─CH2─Mg─Br (реактив Гриньяра)

2О

Br─Mg─CH2─CH2─Mg─Br + 2СО2 → Br─Mg─О─С(О)─CH2─CH2─С(О)─Mg─Br ———→ HOOC─CH2─CH2─COOH

-2Mg(OH)Br


Д) + NaOH →
+ C2H5Cl → + NaCl

+ + CH3COOH

вместо ацетангидрида можно использовать ацетилхлорид


Х-7 [11 класс] Установите строение органических соединений по брутто-формуле и продуктам химических превращений:

А) C4H6 - при исчерпывающем гидрировании образуется бутан, вступает в реакцию Кучерова, но не образует осадка при обработке аммиачным раствором оксида серебра;

Б) C4H6О2 - имеет два геометрических изомера, при окислении подкисленным раствором перманганата калия дает уксусную и щавелевую кислоты.
А) CH3─C≡C─CH3 + 2H2 CH3─CH2─CH2─CH3

CH3─C≡C─CH3 + H2O → [CH3─C(OH)═CH─CH3] → CH3─C(O) ─CH2─CH3

CH3─C≡C─CH3 + [Ag(NH3)2]OH → нет реакции
Б) CH3─CH═CH─COOH

изокротоновая кислота кротоновая кислота

цис-бутен-2-овая к-та транс-бутен-2-овая к-та

CH3─CH═CH─COOH + 8KMnO4 + 12H2SO4 → 5CH3COOH + 5HOOC─COOH + 4K2SO4 + 8MnSO4 + 12H2O


Х-8 [11 класс] При сгорании смеси триметиламина и метиламина объем образовавшегося углекислого газа в 4,4 раза больше, чем объем азота (объемы измерены при н.у.). Вычислите массовые доли триметиламина и метиламина в смеси.

хл 0,5х 3х

(CH3)N + 5,25O2 → 0,5 N2 + 3CO2 + 4,5H2O

yл 0,5у у

CH3NH2 2,25O2 → 0,5 N2 + CO2 + 2,5H2O
(3х +у)/(0,5х+0,5у)=4,4; х=1,5у

Начальный объём: х+у=1,5у+у=2,5у

Объёмные доли φ(CH3NH2)=у/2,5у=0,4

φ((CH3)N)=у/2,5у=0,6 т.к. мольные соотношения численно равны объемным

Пусть количество исходной газовой смеси 1 моль, тогда m(CH3NH2)=0,4•М=0,4• 31=12,4 г

m((CH3)N)=0,4•М=0,6•59=34,5 г

mсмеси = 12,4+35,4=47,8 г
ω1=12,4/47,8=0,259 (26 %); ω2=35,4/47,8=0,741 (74 %).
Х-9* [11 класс] Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения:
C8H18 → C8H10 → C8H6О4 → C12H14О4

C8H92 → C8H12NCl → C8H11N



(дегидроциклизация)


Для дальнейших превращений следует выбрать соединение Б, т.к. при его окислении образуется дикарбоновая кислота, в которой сохраняется исходное число атомов углерода.


В реакции образуются два изомера, которые могут участвовать в дальнейших реакциях






Учащиеся выбирают 6 заданий.
скачать


Смотрите также:
Всероссийская олимпиада школьников по химии II этап 8 класс 2008-2009 уч. Год
266.56kb.
Всероссийская олимпиада школьников 2008/2009 II (муниципальный) этап обществознание
99.98kb.
Всероссийская олимпиада школьников по обществознанию 2009/2010. Школьный этап. 6-7 Класс
246.04kb.
Всероссийская олимпиада школьников по истории Школьный этап 8 класс
51.48kb.
Всероссийская олимпиада школьников по биологии 2011-2012 год. Школьный этап. 7 класс. Задания части Выберите только один ответ из четырех возможных
99.24kb.
2010 год Всероссийская олимпиада школьников по географии (муниципальный этап) 10 – 11 класс Аналитический раунд Задание 1
24.56kb.
Всероссийская олимпиада школьников по мировой художественной культуре Школьный этап 2012-13 уч год фио участника класс Первое задание
50.14kb.
Олимпиада по литературе (школьный этап) 7 класс 2009-2010 учебный год
34.98kb.
Всероссийская олимпиада по литературе — 2011 Школьный этап 7 класс
84.39kb.
Всероссийская олимпиада школьников по истории 2010/2011 уч год Муниципальный этап
88.05kb.
Всероссийская олимпиада школьников по информатике 2011/2012 уч год. Школьный этап. 5-6 классы Задача 1
97.14kb.
Всероссийская олимпиада школьников. I (школьный) этап История 7 класс Задания ученика
49.61kb.