Главная > Тесты > Московская олимпиада по химии 2005
Московская олимпиада по химии 20052-06-2010, 15:52. Разместил: admin |
|||
Задания 9 класса9-1. Выберите вещества, реагирующие с оксидом кальция: а) BaO ; б) H2CrO4 ; в) SO2 ; г) Al2O3 ; д) NaOH ; е) Sr(OH)2 ; ж) С Если реакция возможна, напишите ее уравнение и укажите условия. 9-2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить цепочку превращений: графит углекислый газ гидрокарбонат кальция карбонат кальция углекислый газ сажа. Укажите условия проведения реакций. 9-3. Пользуясь периодической таблицей, сравните свойства элементов № 34 и № 42: а) У какого из этих элементов высшая кислородная кислота может быть более сильной и почему? б) Чем и почему отличаются свойства элементов № 34 и № 42 в виде простых веществ? (приведите примеры не более трех различающихся свойств) 9-4. 2,0 г кальция сожгли в избытке кислорода, продукт сгорания поместили в воду и пропускали в полученную взвесь оксид серы (IV) до прекращения поглощения газа. Определите состав и массу образовавшейся соли. Какой объем оксида серы (IV) (при н.у.) может быть получен из данной соли при обработке ее серной кислотой? 9-5. В лаборатории есть смесь карбонатов стронция и бария. Как химическим способом определить массовую долю каждого из карбонатов в смеси, если есть широкий выбор химической посуды, весы, но из реактивов имеется только 20%-ная соляная кислота? Опишите ход анализа и вычисления. 9-6. К 50 г 34%-ного раствора пероксида водорода добавили оксид марганца (IV) и собрали весь выделившийся газ. Определите массу образовавшейся жидкости. Какой объем пропана C3H8 (н.у.) может полностью сгореть в выделившемся газе? Решения9-1. Ответ: б), в), г), ж); равновесие возможно в д), е) б) H2CrO4 + CaO = CaCrO4 + H2O реакция с раствором хромовой кислоты в) SO2 + CaO = CaSO3 сернистый газ с твердым оксидом г) Al2O3 + CaO = Ca(AlO2)2 твердые вещества при нагревании д) 2 NaOH + CaO Na2O + Ca(OH)2 при нагревании твердых веществ, установится равновесие е) Sr(OH)2 + CaO SrO + Ca(OH)2 при нагревании твердых веществ, установится равновесие ж) CaO + 3 C = CaC2 + CO при высокой температуре 9-2. C + O2 = CO2 2 CO2 + Ca(OH)2 = Ca(HCO3)2 приизбытке CO2 Ca(HCO3)2 = CaCO3 + CO2 + H2O при нагревании раствора CaCO3 = CO2 + CaO реакция при прокаливании CO2 + 2 Mg = 2 MgO + C горение магния в атмосфере CO2 9-3. а) Высшая кислородная кислота селена (34) H2SeO4 будет сильнее, чем аналогичная кислота молибдена (42) H2MoO4 . В селеновой кислоте электроны сильнее оттягиваются от атомов водорода, освобождая протоны, потому что атом селена меньше по размерам, более электроотрицательный б) Селен - неметалл, а молибден - металл У молибдена больше электропроводность, блеск, ковкость + химические свойства 9-4. Ca + 1/2 O2 = CaO ; CaO + H2O = Ca(OH)2 Ca(OH)2 + SO2 = CaSO3 + H2O ; CaSO3 + SO2 + H2O = Ca(HSO3)2 реакция прекращается после превращения всего гидроксида в кислую соль. 2,0 г кальция соответствуют 2/40 = 0,05 (моль). По цепочке: Ca Ca(OH)2 CaSO3 Ca(HSO3)2 получается 0,05 моль кислой соли или 202х0,05 = 10,1 (г) Ca(HSO3)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2 SO2 + 2 H2O Объем сернистого газа (н.у.): 22,4*0,05*2 = 2,24 л Ответ: 10,1 г Ca(HSO3)2 ; 2,24 л SO2 9-5. Взвесить смесь, и навеску растворить в соляной кислоте, измеряя объем выделившегося газа. Измеренный объем газа привести к нормальным условиям Далее - пример расчетов: Х моль SrCO3 и У моль BaCO3 , масса навески m г, объем СО2 при н.у. V л 148Х + 197У = m Х + У = V/22,4 Находим количества (Х и У), затем массы и массовые доли 9-6. 2 H2O2 = 2 H2O + O2 (MnO2 - катализатор) В растворе содержалось 50*0,34 = 17 г пероксида водорода или 0,5 моль. Из него выделяется (по уравнению реакции) 0,25 моль кислорода или 32*0,25 = 8 (г). Масса образовавшегося раствора, а на самом деле воды 50 - 8 = 42 г. C3H8 + 5 O2 = 3 CO2 + 4 H2 O Объем пропана при полном сгорании в 5 раз меньше объема кислорода: 0,25/5 = 0,05 моль или 22,4*0,05 = 1,12 (л) Ответ: 42 г ; 1,12 л Задания 10 класса10-1. Качественная реакция на альдегиды — реакция серебряного зеркала — представляет собой взаимодействие альдегидов с аммиачным раствором оксида серебра. 1. Какие химические неточности содержатся в названии "аммиачный раствор оксида серебра?". Что в действительности представляет собой этот реактив? 2. Неизвестный альдегид маccой 1,5 г ввели в реакцию с избытком аммиачного раствора оксида серебра. При этом было получено 21,6 г металлического серебра. Какой альдегид был взят? 10-2. Одинаковые навески двух веществ — соединений одного и того же металла с кислородом и с водородом — полностью прореагировали с водой с образованием растворов 1 и 2. На нейтрализацию раствора 1 израсходовано в 1,625 раз больше соляной кислоты, чем на нейтрализацию раствора 2. Определите неизвестный металл и напишите уравнения упомянутых реакций. 10-3. Предложите химические реакции, позволяющие осуществить следующие превращения и выделить все указанные вещества в индивидуальном виде. Каждая стрелка может соответствовать как одной стадии, так и нескольким. NH3 NO HNO3 (NH4)2SO4 NH4Cl 10-4.В лаборатории стоят пять колб с водными растворами различных веществ. На каждой колбе имеется этикетка с названием. На первой колбе написано "иодид калия", на второй – "карбонат калия", на третьей – "соляная кислота", на четвертой – "хлорид меди" и на пятой – "гидроксид бария". К сожалению, этикетки перепутаны, так что ни один из растворов не подписан правильно. При сливании раствора из первой колбы с раствором из второй колбы выделяется газ, а при сливании содержимого первой колбы с содержимым третьей колбы образуется белый осадок. 1. Какие растворы в действительности находятся в каждой из колб? 2. Напишите уравнения реакций, упомянутых в условии. 3. Какие еще реакции можно провести между указанными веществами? 10-5.Газообразный тритий T2подвергается радиоактивному -распаду с образованием газообразного гелия (изотопа 3He). Во сколько раз изменится давление в сосуде по истечении двух периодов полураспада трития? Температуру считать постоянной. 10-6. Вещество А состава C3H6Br2 ввели в реакцию с избытком спиртового раствора гидроксида калия при нагревании. При этом был получен углеводород Б, который вступает в реакцию с водой в присутствии соли ртути с образованием вещества В. При нагревании вещества Б с активированным углем при 600°С выделено два изомерных углеводорода Г и Д. При бромировании в присутствии хлорида железа(III) вещество Г образует одно монобромпроизводное, а Д — три монобромпроизводных. Определите строение веществ А—Д, напишите уравнения упомянутых реакций. Какие изомеры возможны для вещества А? Решения10-1 а. Реактив готовят обычно растворением нитрата серебра в водном растворе аммиака, то есть слова "аммиачный раствор" не соответствуют действительности, так как растворителем является вода. В растворе также находится не оксид серебра, а комплексное соединение: [Ag(NH3)2]OH б. RCHO + 2 [Ag(NH3)2]OH = RCOONH4 + 2 Ag + 3 NH3 + H2O расчет: 21,6 г серебра составляют 0,2 моль. Значит альдегида было взято 0,1 моль. Таким образом, его молярная масса 1,5 10 = 15. Очевидно, что такого не может быть. Остается предположить, что речь идет о формальдегиде, который окисляется по обеим карбонильным группам HCHO + 4 [Ag(NH3)2]OH = (NH4)2CO3 + 6 NH3 + 2 H2O + 4 Ag Проверим предположение: 0,2 моль серебра получается из 0,05 моль формальдегида. Тогда его молярная масса должна составить 30 г/моль, что соответствует условию. 10-2. Условно считаем металл одновалентным, т.е. определяем эквивалент MH MOH, MOH + HCl = MCl + H2O 0,5 M2O MOH, MOH + HCl = MCl + H2O Расчет: определяем массу HCl (у) на m г оксида металла. Пусть х - атомная масса металла. Тогда (х + 8) / m = 36,5 / y y = 36,5 m /(x + 8). Аналогично для гидрида металла (х + 1) / m = 36,5 / 1,625 y y = 36,5 m /1,625 (x + 1). Решение системы относительно х дает 10,2 - такого металла не существует. Остается предположить, что соединение с кислородом является не оксидом, а пероксидом. Тогда 0,5 M2O2MOH, MOH + HCl = MCl + H2O Тогда (х + 16) / m = 36,5 / y y = 36,5 m /(x + 16), y = 36,5 m /1,625 (x + 1). Решение дает х = 23, неизвестный металл - натрий. Уравнения реакций NaH + H2O = NaOH + H2 Na2O2 + H2O = оцениваются любые разумные продукты - H2O2 или О2. 10-3. NH3 NO HNO3 (NH4)2SO4 NH4Cl (1) 1 стадия, окисление с кат. (2) 1-2 стадии (3) Mg + HNO3 = NH4NO3 + Mg(NO3)2 NH4NO3 + NaOH = NH3 + NaNO3 2 NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4 (4) (NH4)2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2 NH4Cl (5) NH4Cl + NaOH = NaCl + NH3 + H2O 4 NH3 + 3 O2 = 2 N2 + 6 H2O 10-4. (1) колба 1 + колба 2 = газ. Газ образуется только при реакции карбоната с кислотой. Значит первая и вторая колбы - это карбонат калия и соляная кислота. При этом карбонат калия не может находиться во второй колбе, так как на ней написано "карбонат калия", а все надписи не соответствуют действительности. Поэтому карбонат калия находится в первой колбе, а соляная кислота - во второй. колба 1 + колба 3 = белый осадок. K2CO3 + колба 3 = белый осадок. Единственный возможный вариант для третьей колбы - гидроксид бария (CuCl2 образует с карбонатом зеленый осадок, а иодид калия не образует с ним осадка). Надписи на четвертой и пятой колбе остается просто поменять местами, так как все растворы подписаны неправильно. Таким образом, мы получили. 1. K2CO3, 2. HCl, 3. Ba(OH)2, 4. KI, 5. CuCl2 (2) Реакции, упомянутые в условии: K2CO3 + 2 HCl = 2 KCl+ H2O + CO2, K2CO3 + Ba(OH)2 = BaCO3 + 2 KOH (3) Кроме того, указанные вещества могут вступать в следующие реакции: 2 CuCl2 + 2 K2CO3 + H2O = (CuOH)2CO3 + 4 KCl + CO2 Ba(OH)2 + 2 HCl = BaCl2 + 2 H2O CuCl2 +Ba(OH)2 = Cu(OH)2 + BaCl2 2 CuCl2 + 4 KI = 2 CuI + I2 + 4 KCl 10-5. T22 3He + Пусть N исходное число молекул трития. При распаде образуется 2N молекул газа. За один период полураспада распадается N/2 молекул и получается N/2 2 = N (Всего в смеси находится N/2 + N молекул) После второго периода полураспада снова распадается половина имеющегося трития, т.е. N/4. Остается N/4 молекул трития. Получается N/2 молекул гелия. Общее число молекул в смеси N/4 + N + N/2 = 7/4 N. Давление увеличилось в 7/4 раза. 10-6. Судя по реакции с водой в присутствии солей ртути, углеводород Б содержит тройную связь. Следующая реакция представляет собой тримеризацию, при которой образуется бензольное кольцо. Всю схему реакций можно изобразить следующим образом: Возможные изомеры вещества А, которые при отщеплении способны дать углеводород Б: CHBr2-CH2-CH3 и CH2Br-CHBr-CH3 Задания 11 класса11-1. Определите брутто-формулу углеводорода, который имеет плотность по водороду меньше 75 и содержит 87,27% углерода по массе. Предложите строение этого углеводорода, если известно, что он имеет в своей структуре только вторичные и третичные атомы углерода и как минимум два шестичленных цикла. Сколько различных монохлорпроизводных образуется при его неселективном радикальном хлорировании на свету? 11-2. Определите сколько тепла выделится при образовании 1 моль бромоводорода по реакции: 2KBr(раствор) + Cl2(газ) = 2KCl(раствор) + Br2(раствор) + 92,9 кДж Все данные приведены для реакций при одинаковой температуре и давлении. 11-3. В вашем распоряжении имеются три монеты – железная, медная и золотая; водный раствор FeCl3, кварцевые стаканы и дистиллированная вода. Кратко опишите последовательность действий позволяющих покрыть железную и золотую монету слоем меди. Приведите уравнения реакций. 11-4. В ходе вьетнамской войны американская армия применяла гербицид 2,4,5-T, который вызывал опадение листьев в джунглях. Вещество 2,4,5-T синтезировали из основного продукта реакции бензола с избытком хлора в присутствии FeCl3 – вещества X. Обработка X гидроксидом натрия при 150 С приводит к веществу Y состава С6H2Cl3NaO. Однако, как было обнаружено позднее, эта реакция дает еще и соединение Z состава С12H4Cl4O2. Примесь Z в гербициде привела впоследствии к массовой гибели солдат американской армии от рака. Приведите структурные формулы веществ X, Y, Z. Предложите структуру гербицида 2,4,5-Т, если известно, что он получается при реакции Y c хлоруксусной кислотой.Расшифруйте аббревиатуру 2,4,5-Т и приведите тривиальное название вещества Z. 11-5. При нагревании 1,000 грамма некоторой соли образуется три оксида: твердый (0,878 г), жидкий (0,0354 г) и газообразный (0,0866 г) (агрегатное состояние приведено для 25С и 1 атм). С помощью расчетов определите формулу соли и напишите реакцию ее разложения. 11-6.Расшифруйте цепочку превращений (приведите структурные формулы конечного продукта и промежуточных веществ). Изобразите возможное пространственное строение конечного продукта синтеза (C8H16BrLiO4). Предложите метод превращения C8H16BrLiO4 в соединение C8H16O4, которое обладает таким же углеродным скелетом.
Решения11-1. 11-2. 11-3. 11-4. 11-5. 11-6.
Вернуться назад |