III (областной) тур Всероссийской химической олимпиады школьников
Стр 1 из 8Следующая ⇒ ЦЕНТРАЛЬНАЯ МЕТОДИЧЕСКАЯ КОМИССИЯ ПО ХИМИИ
ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ТУР
|
КИРОВ
III (областной) тур Всероссийской химической олимпиады школьников
Уч. года
X класс
ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ТУР
Задача X-1. Хлорофилл является важным пигментом, обусловливающим зеленый цвет листьев растений. При сжигании 89,2 мг хлорофилла в избытке кислорода получаются только следующие четыре вещества: 242 мл газа, которым обычно газируют напитки, 64,8 мг жидкости, составляющей основу этих напитков, 5,60 мг газа, которого больше всего в земной атмосфере и 4,00 мг белого порошка, который является оксидом легкого широко используемого металла, составляющего приблизительно 2,3 % земной коры.
Вопросы:
О каких веществах идет речь?
Рассчитайте формулу хлорофилла, учитывая, что его молекула содержит только один атом металла.
Напишите уравнение реакции горения хлорофилла.
Содержит ли хлорофилл хлор? Откуда взялось название “хлорофилл”?
Приведите пример природного вещества, содержащего фрагмент структуры сходного строения.
Задача X-2. В лаборатории торгинспекции проанализировали фальсифицированную водку “Кристалл”. В результате ее фракционной перегонки выделен плохо растворимый в воде продукт Х, кипящий на 30 0С выше, чем этанол. При реакции раствора, содержащего 0,37 г продукта Х в 10 мл гексана с избытком металлического натрия выделилось 60 мл горючего газа (1 атм, 20 0С). Продукт Х взаимодействует с избытком концентрированной серной кислоты при нагревании; при этом получается легко сжижаемый газ Y. При реакции Y с хлороводородом образуется монохлорид Z. При анализе продуктов радикального бромирования Z удалось обнаружить только одно монохлормонобромпроизводное.
|
|
|
Определите состав и возможное строение X,Y, Z; приведите уравнения реакций и условия их проведения.
Задача X-3. В книге Б. Конарева “Любознательным о химии” можно прочитать об истории открытия двух соединений:
“В 1814 г. на улицах Лондона появилось газовое освещение. Светильный газ хранили под давлением в специальных железных баллонах, которые держали в подвалах. В зимнее время, особенно в сильные холода, газ не давал яркого света. Владельцы газового завода обратились за помощью к знаменитому физику и химику Майклу Фарадею. Тот установил, что при охлаждении часть светильного газа собирается на дне баллонов в виде прозрачной жидкости. В ней Фарадей нашел новый углеводород и дал ему название “карбюрированный водород”. 16 июня 1825 г. ученый докладывал о своем открытии Лондонскому королевскому обществу. Как оказалось, вещество имело формулу...”
Здесь мы прерываем цитату и задаем Вам несколько вопросов:
Какова формула “карбюрированного водорода” и каково его современное название, если по данным Фарадея массовая доля углерода в нем 92, 3 % а пары в 39 раз тяжелее водорода?
Какова формула другого открытого Фарадеем углеводорода, содержащего 85,7 % углерода и с плотностью по азоту 2?
Рассчитайте, при каких объемных соотношениях смеси паров этих углеводородов с воздухом будут наиболее взрывчатыми.
Оцените приблизительный линейный размер молекулы “карбюрированного водорода”, если современное значение плотности этого вещества примерно 0,9 г/см3.
Знаменитый физик А. Столетов так отозвался о Фарадее: “Никогда со времен Галилея свет не видел стольких поразительных и разнообразных открытий, вышедших из одной головы, и едва ли скоро увидит другого Фарадея...”. А что Вы знаете об открытиях Фарадея, в частности — в химии? Какие новые термины он ввел в науку? Приведите примеры.
|
|
|
Задача X-4. Юный химик взял два стаканчика одинаковой массы. В первый он налил раствор, содержащий 1 моль карбоната натрия в 1 кг раствора (раствор I), во второй — раствор, содержащий 1 моль хлороводорода в 1кг раствора (раствор II). Масса каждого из растворов составляет 100 г. В первый стаканчик Юный химик очень медленно и при тщательном перемешивании добавил 100 г раствора II, а во второй — такую же массу раствора I (при тех же условиях). Каково будет соотношение масс стаканчиков после окончания реакции?
Задача X-5. При полной нейтрализации 200 мл соляной кислоты с массовой долей 0,0352 (r = 1036 кг/м3) раствором КОН выделилось 11,18 кДж теплоты (условия стандартные).
В реакции нейтрализации 500 мл 0,1 М этановой кислоты при тех же условиях выделилось 2, 38 кДж.
Определите молярную теплоту диссоциации воды. Ответ обоснуйте.
Предложите способ (теоретический или экспериментальный) определения молярной теплоты диссоциации воды.
Как меняется величина ионного произведения воды (Кв = [OH—][H+]) с ростом температуры? Ответ обоснуйте.
III (областной) тур Всероссийской химической олимпиады школьников
Уч. года
X класс
ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ТУР
Задача X-1. Общие требования к составу и свойствам водных объектов хозяйственно-питьевого водопользования (ГОСТ 17.1.1.01-77) включают в себя следующие показатели качества: реакция среды (не должна выходить за пределы рН 6,5-8,5), минеральный состав (в том числе хлоридов не более 350 мг/л, сульфатов не более 500 мг/л по сухому остатку), содержание взвешенных веществ и плавающих примесей и ряд других. Освобождение воды от придающих ей мутность и окраску грубодисперсных и коллоидных примесей, физико-химические свойства которых не позволяют их удалить методом безреагентного отстаивания или фильтрования, проводят методом коагуляции.
Коагулирование примесей, содержащихся в воде, производится добавлением к ней минеральных солей, дающих при диссоциации катионы с большим положительным зарядом (так называемых коагулянтов). Процесс, который известен под названием «Коагулирование воды», состоит из трех стадий: образования разбавленных золей (коллоидных растворов) трудно растворимых соединений катионов; взаимодействие этих золей с коллоидными и взвешенными частицами самой воды; процесса хлопьеобразования и удаления из воды образовавшихся агрегатов. В качестве коагулянтов применяют в основном соли алюминия и железа. Сульфат алюминия – один из наиболее часто используемых коагулянтов, т.к. добывается в природе в виде глинозема сернокислого неочищенного. Однако использование его имеет ряд недостатков: наличие нерастворимых примесей и обогащение воды сульфат-ионами, которые не удаляются из нее даже при кипячении.
|
|
|
1. Какие трудно растворимые соединения алюминия образуют золи, если использовать в качестве коагулянта сульфат алюминия? Напишите уравнения реакций образования этих соединений.
2. Оцените, при каких значениях рН достигается полнота осаждения соединений, указанных Вами в п.1. Ответ обоснуйте.
3. Почему процесс образования трудно растворимых соединений замедляется и происходит неполно?
4. Предложите не менее двух принципиально различных методов, позволяющих, не отказываясь от использования для коагуляции воды ионов алюминия, избежать обогащения воды какими-либо анионами. Напишите уравнения реакций, лежащих в основе предложенных Вами методов, и укажите условия их протекания.
Задача X-2. Для исследования процессов, происходящих с веществами при нагревании на воздухе, используют метод термогравиметрии (ТГА), основанный на определении массы образца в зависимости от температуры. Изучая эту зависимость, делают выводы об изменениях, происходящих с веществом. Ниже приведены результаты ТГА некоторого вещества Х:
| Измерения | Температура, оС | Масса навески, г |
| 1,032 | ||
| 1,032 | ||
| 0,870 | ||
| 0,870 | ||
| 0,816 | ||
| 0,816 | ||
| 0,336 |
Вещество, полученное на последней стадии, растворили в 19,5 мл 5%-ной соляной кислоты (r = 1,025). Избыток кислоты оттитровали 1,5 М раствором гидроксида натрия, причем на титрование пошло 10,27 мл раствора.
|
|
|
1. Определите вещества на всех стадиях процесса ТГА и вещество Х.
2. Напишите уравнения всех протекавших при ТГА вещества Х реакций.
Рассчитайте молярные концентрации всех ионов, содержащихся в растворе, полученном в результате титрования.
Задача X-3. На основании следующих схем реакций, в которых даны все исходные вещества и все продукты реакций:
X + Z2 ® XZ (а)
X + Y2 ® X2Y2 (б) X + Z2Y ® XYZ + Z2 (в)
X2Y2 + Y2 ® XY2 (г)
XYZ + Y3 ® XY3 + Y2 + Z2Y (д)
1. Определите элементы X, Y, Z. Ответы аргументируйте.
2. Напишите уравнения реакций а – д. Назовите участвующие в этих реакциях сложные вещества.
3. Напишите уравнение электролиза раствора вещества XYZ на инертных электродах.
4. Напишите уравнение электролиза расплава вещества XYZ с ртутным катодом.
5. Напишите уравнение реакции вещества ХZ с водой.
6. Напишите уравнение гидролиза вещества Х2Y2.
7. Напишите уравнение реакции вещества ХY2 с водой.
8. Напишите уравнение реакции вещества ХY3 с водой.
9. Предложите способы получения вещества Х2Y, используя только приведенные в схемах а – д вещества. Напишите уравнения соответствующих реакций.
10. Где и зачем применяются соединения Х2Y2, ХY2, ХY3? На примере одного из этих веществ напишите уравнение реакции, лежащей в основе его применения.
 |
В настоящее время соединения с такой структурой получены и их свойства достаточно подробно исследованы.
1. Приведите примеры 5 химических реакций, в которых поведение бензола не согласуется с этими формулами.
2. Соответствует ли число дизамещенных бензола (с одинаковыми заместителями) формулам Дьюара и Ладенбурга? Ответ подтвердите числом изомеров для каждого типа структур.
3. Изобразите пространственное строение бензола и молекул А и В.
Задача X-5. В своих «Летописях» Тит Ливий упоминает матерчатые шнуры, один конец которых покрыт негашеной известью и серой. При смачивании водой эти шнуры воспламенялись. Как можно объяснить принцип действия таких «зажигательных устройств»? Приведите необходимые уравнения реакций.
Задача X-6. Смесь двух изомерных ароматических углеводородов, содержащих 90,57% углерода и имеющих в газовой фазе плотность по воздуху 3,66, окислили водным раствором перманганата калия в присутствии серной кислоты. Отделив твердые органические вещества, образовавшиеся в результате реакции, получили смесь, содержащую 59,51% бензойной кислоты и 40,49% о -фталевой (о -карбоксибензойной) кислоты.
|
|
|
1. Установите структурные формулы исходных углеводородов.
2. Вычислите мольное отношение углеводородов в исходной смеси.
3. Рассчитайте количество перманганата калия, необходимое для окисления 318 г данной смеси углеводородов.
РОССИЙСКАЯ химическая ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ
|
|
|
