III (областной) тур Всероссийской химической олимпиады школьников

Уч. года

Десятый класс

Задача 10-1

Определите состав (в % по массе) смеси карбидов алюминия и кальция, при взаимодействии которой с соляной кислотой образуется газовая смесь с плотностью по водороду 11,35.

Задача 10-2

Кислотно-основные индикаторы представляют собой органические вещества, которые меняют свой цвет в зависимости от концентрации ионов H⁺ (рН среды). В общем виде можно записать, что In _a + H₂O «In _b + H₃O⁺, (1)

где In_a и In_b соответствено кислотная и основная формы индикатора, которые окрашены различно. Считают, что цвет одной формы индикатора четко фиксируется, если её концентрация в 10 раз превышает концентрацию другой формы. Изменение окраски происходит в области рН = рК_In ± 1 (интервал перехода), где pH = – lg [H⁺], pK_In= – lg K_In, a K_In – константа равновесия реакции (1).

1. Установите брутто-формулу индикатора фенолфталеина, если при сгорании 1,59 г его образуется 2,24 дм³ СО₂ и 0,63 см³ Н₂О (н.у.), a молярная масса индикатора составляет 318 г/моль.

2. Напишите уравнение реакции равновесия кислотной и основной формы фенолфталеина и выражение для константы этого равновесия.

3. Оцените величину К_In для фенолфталеина, если интервал перехода pH составляет 8,2 – 9,8

4. Преподаватель (В.В. Загорский) перед тем как выпить чашку чая “Каркаде” решил измерить pH его заварки. С помощью pН-метра он установил, что pH = 2,7. Добавляя к заварке щёлочь, он получил следующие результаты:

 

pH	Цвет раствора
2,7	Ярко-красный
5,0	Красный
6,0	Красно-коричневый
7,0	Коричнево-чёрный
8,0	Коричнево-зелёный
10,5	Болотный
	Ярко-зелёный

 

К получившемуся зелёному раствору он начал добавлять кислоту и получил такие же результаты. На основании этого он пришёл к выводу, что в чае содержится вещество, являющееся индикатором. По приведённым данным оцените интервал перехода “Каркаде “. Ответ обоснуйте.

5. Что будет наблюдаться, если к заварке “Каркаде“ порциями прибавлять кристаллики стиральной соды? Ответ обоснуйте.

6. Какой индикатор (метиловый оранжевый, фенолфталеин или “каркаде“) лучше выбрать, чтобы распознать 2М растворы (NH₄)₂SO₄ и CH₃COONH₄? Ответ обоснуйте уравнениями соответствующих реакций.

Примечание: интервал перехода метилового оранжевого 3,1 – 4,4.

 

Задача 10-3

При термическом разложении 1 моль вещества А и 1 моль вещества Б (оба – неорганические бесцветные кристаллические вещества) получены следующие результаты:

1) при 200^оС как А, так и Б разлагаются без твердого остатка с образованием смеси газов равных объемов и одинакового количественного состава;

2) при разложении при 600^оС общие объемы газовых смесей, получившихся из А и Б, соотносятся не как 1: 1, а как 6: 7, а после приведения к н.у. объемы газовых смесей соотносятся как 2: 3.

При разложении 1 г вещества А при 200^оС объем образующейся газовой смеси при этой температуре составляет 1,815 л (р = 1,013×10⁵ Па).

1. Установите формулы соединений А и Б, если = 1,25. Ответ подтвердите расчетами.

2. Напишите уравнения реакций разложения А и Б при 200^оС и 600^оС.

 

Задача 10-4

Как известно, при нагревании выше 500^оС алканы подвергаются пиролизу с образованием сложной смеси продуктов. При этом происходит расщепление углерод-углеродных связей с образованием алкильных радикалов.

Для алкильных радикалов характерны два основных типа превращения: рекомбинация и диспропорционирование. При рекомбинации два радикала соединяются, образуя алкан. При диспропорционировании радикал либо отщепляет атом водорода от исходного алкана или алкана, образующегося в результате рекомбинации радикалов (перенос радикального центра), либо претерпевает так называемый b-распад. При b-распаде разрывается связь между 2 и 3 атомами от радикального центра (это может быть как связь С–С, так и связь С–Н), в результате чего получается алкен и новый радикал:

R× + R’× ® RR’ – рекомбинация радикалов;

RСН₂× + R’CH₂R’’ ® RCH₃ + R’CHR’’ – перенос радикального центра;

R–СН₂СН₂× ® R× + СН₂=СН₂

R–СН₂ НR’® R× + СН₂=СНR’ – b-распад.

Н–СН₂СН₂× ® СН₂=СН₂ + Н×,

где R, R’, R’’ = алкил или Н.

Рассмотрим пиролиз пропана. При этом первоначально образуются метильный и этильный радикалы.

1. Напишите уравнения радикальных реакций, приводящих к этилену из пропана (возможно несколько путей).

2. Используя данные таблицы энергий связи[1], рассчитайте тепловые эффекты каждой реакции из п. 1:

Связь	Энергия связи, ккал/моль
Н–Н
Сперв.–Сперв.
Сперв.–Свтор.
С–Н в метане
Сперв.–Н
Свтор.–Н
С–Н (при двойной связи)
С=С

3. Почему при повышении температуры крекинга вклад процесса рекомбинации сильно уменьшается по сравнению с процессами диспропорционирования?

4. Перечислите предполагаемые продукты пиролиза пропана в соответствии с предложенными выше механизмами. Обоснуйте свой ответ.

 

Задача 10-5

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

1. А + NаОН Б + В.

2. А + Nа₂СО₃ Б + Г.

3. А + НСl ® Д + В.

4. А + С_графит ® Е + Ж.

5. Ж + О₂ ® Г.

6. З + О₂ ® А + И.

7. Е + НСl ® Д + Н₂.

8. С₁₀Н₈Сl₄ + Е ® С₁₀Н₈ + Д.

Элемент, образующий простое вещество Е, в виде катиона входит в состав фермента карбоангидразы, который в человеческом организме обеспечивает взаимодействие В и Г.

Вещество А применяется в красках, используется как компонент косметических и лекарственных препаратов, зубных цементов, в виде аэрозоля ядовито. Вещество З в природе встречается в виде минерала сфалерита или вюрцита.

Установите вещества А – И. Какие из перечисленных реакций используются в промышленности для получения Е. Напишите уравнение реакции В с Г, протекающей в организме человека.

 

Задача 10-6

При дегидратации смеси двух алифатических одноатомных спиртов выделилось 14,4 г воды и образовалось 52,8 г смеси четырех органических соединений. Условно принимаем, что дегидратация прошла количественно, а органические соединения образовались в равных мольных соотношениях.

1. Установите строение исходных спиртов.

2. Ответ поясните уравнениями протекающих реакций и соответствующими расчетами.

 

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: