страница 1 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие работы
|
Муниципальный этап Всероссийской олимпиады школьников по химии 2011/2012 уч г - страница №1/1
![]()
Муниципальный этап Всероссийской олимпиады школьников по химии 2011/2012 уч. г. Москва «СОГЛАСОВАНО» Председатель ассоциации учителей химии города Москвы Г.В.Щелканова _____________ 11.11.2011 Муниципальный этап Всероссийской олимпиады школьников по химии 2011/2012 уч. г. Москва 9 класс 9-1. (Дорофеев М.В. - МИОО) Известный французский химик в 1811 году открыл новый химический элемент. Свои наблюдения и выводы он изложил в статье, фрагмент которой приведен ниже. В маточном растворе щелока, полученного из водорослей, содержится достаточно большое количество необычного и любопытного вещества. Его легко выделить. Для этого достаточно прилить серную кислоту к маточному раствору и нагреть его в реторте, соединенной с приемником. Новое вещество... осаждается в виде черного порошка, превращающегося при нагревании в пары великолепного фиолетового цвета. Эти пары конденсируются в форме блестящих кристаллических пластинок, имеющих блеск, сходный с блеском кристаллического сульфида свинца... Удивительная окраска паров нового вещества позволяет отличить его от всех доныне известных веществ, и у него наблюдаются другие замечательные свойства, что придает его открытию величайший интерес. А. Об открытии какого элемента идет речь? Б. Кто автор открытия? В. Данный элемент образует соединение с натрием. Какую массу этого соединения необходимо взять, чтобы получить 1 г «великолепных паров фиолетового цвета»? Выход реакции считать количественным. Г. При действии избытка концентрированной серной кислоты на соединение данного элемента с натрием выделяется вещество, об открытии которого сообщает французский химик, а так же бесцветное газообразное вещество с резким запахом, сульфат натрия и вода. Составьте соответствующее уравнение реакции. Решение А. Речь идет об открытии иода. 2 балла Б. Иод открыл Бернар Куртуа 2 балла В. Иод образует соединение с натрием — NaI — иодид натрия. 1 балл Для получения иода иодид натрия необходимо окислить, например, хлором: 2NaI + Cl2 = 2NaCl + I2 1 балл ![]() ![]() Г. При действии концентрированной серной кислоты на иодид натрия выделяется сернистый газ (оксид серы(IV)): 2NaI + 2H2SO4 = Na2SO4 + I2 + SO2 + 2H2O 2 балла
8NaI + 5H2SO4 = 4Na2SO4 + 4I2 + H2S + 4H2O ИТОГО: 10 баллов 9-2. (П.И. Беспалов - МИОО) Навеску свинца массой 2,07 г полностью растворили в разбавленной азотной кислоте. Полученный раствор упарили, а соль растворили в дистиллированной воде. Полученный раствор перенесли в стакан, в который добавили раствор, содержащий 1,50 г иодида натрия и 0,585 г хлорида натрия. Затем в стакан прилили раствор, содержащий 0,78 г сульфида натрия. Определите состав и массу осадка после конечной смеси. Решение ![]() 3Pb + 8HNO3 = 3Pb(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O 1 балл При растворении в азотной кислоте образуется 0,01 моль нитрата свинца(II). ![]() ![]() При взаимодействии с растворами NaI и NaCl некоторая часть свинца выпадает в осадок в виде иодида и хлорида свинца(II): Pb(NO3)2 + 2NaI = PbI2 + 2NaNO3 1 балл Pb(NO3)2 + 2NaCl = PbCl2 + 2NaNO3 1 балл Небольшая часть ионов свинца Pb2+ будет находиться в растворе.
При добавлении сульфида натрия количеством 0,01 моль весь свинец из раствора и из хлорида и иодида свинца(II) переходит в сульфид свинца(II), вследствие его чрезвычайно низкой растворимости: 1 балл PbI2 + 2Na2S = PbS↓ + 2NaI 1 балл PbCl2 + 2Na2S = PbS↓ + 2NaCl 1 балл Следовательно, образуется 0,01 моль сульфида свинца(II). 1 балл
9-4. (Кузнецова Л.В., Пашкова Л.И. - МИОО) Напишите уравнения реакций, соответствующих следующей схеме: ![]() Решение
ИТОГО: 10 баллов 9-5. (Дроздов А.А. - МГУ имени М.В.Ломоносова) Прокаливание оксида бария на воздухе, предварительно пропущенном через известковую воду, закончили, когда масса порошка увеличилась на 5,23 %. Определите состав полученной смеси в мольных процентах. Решение Воздух не содержит углекислого газа. Гидроксид бария, который мог бы образоваться при взаимодействии оксида бария с водяным паром, при прокаливании разлагается. 2 балла Таким образом, прирост массы говорит о возникновении пероксида бария по реакции 2BaO + O2 = 2BaO2. 2 балла Пусть взят 1 моль оксида бария, а х моль его вступило в реакцию с кислородом. Тогда масса исходного вещества равна 153 г, а масса конечной смеси 153 + 16х. Получаем 16х = 1530,0523 = 8, х = 0,5 моль. Значит, в реакцию вступила половина оксида бария. 2 балла Состав конечной смеси в мольных процентах равен: 50% BaO, 50% BaO2 (мол) 2 балла ИТОГО: 8 баллов ВСЕГО: 50 баллов 10 класс 10-1. (Кузнецова Л.В., Пашкова Л.И., Дорофеев М.В., Романенков А.В. - МИОО) Углеводород состава С6Н10 обладает следующими свойствами: а) не вступает в реакцию Кучерова; б) реагирует с 1 моль брома, образуя два изомерных продукта; в) при жестком окислении этого углеводорода перманганатом калия в кислой среде выделяется углекислый газ и образуется уксусная кислота. Установите все возможные варианты строения данного углеводорода, напишите уравнения упомянутых реакций. Решение Общую формулу СnH2n-2 имеют алкины и алкадиены. а) Искомое соединение не вступает в реакцию Кучерова, поэтому оно не относится к алкинам и является алкадиеном. 1 балл б) Гексадиен имеет четыре структурных изомера (не считая кумулированых гексадиенов). Рассмотрим все варианты по очереди. 1) гексадиен-2,4 Данный углеводород имеет сопряженный тип связи, при его взаимодействии с 1 моль брома образуются два изомера – продукты 1,2- и 1,4-присоединения.
Суммарное уравнение окисления гексадиена-2,4 ![]() 2 балла Для сведения проверяющих: При жестком окислении гексадиена-2,4 на промежуточной стадии образуются уксусная и щавелевая кислоты, однако, щавелевая кислота в условиях этой реакции сначала подвергается декарбоксилированию, а затем образующаяся при этом муравьиная кислота окисляется до углекислого газа. ![]() Таким образом, углеводород С6Н10 может быть гексадиеном-2,4. 2) гексадиен-1,4 Данный углеводород не имеет сопряженного типа связи, но при взаимодействии с 1 моль брома образует два изомерных бромопроизводных. ![]() 2 балла Суммарное уравнение реакции окисления гексадиена-1,4 ![]() 2 балла Для сведения проверяющих: При окислении гексадиена-1,4 на промежуточной стадии образуются углекислый газ, малоновая и уксусная кислоты, однако малоновая кислота при нагревании подвергается декарбоксилированию, и в продуктах реакции остаются углекислый газ и уксусная кислота. ![]() Таким образом, углеводород С6Н10 может быть гексадиеном-1,4. 3) Гексадиен-1,5. Данный углеводород при неполном бромировании образует одно бромопроизводное – 5,6 дибромгексен-1, что противоречит условию задачи. 1 балл 4) Гексадиен-1,3. Данный диен является сопряженным и при бромировании образует изомерные продукты 1,2- и 1,4-присоединения, однако при окислении не дает уксусной кислоты: ![]() 2 балла Ответ: ![]() ![]() гексадиен-2,4 гексадиен-1,4 ИТОГО: 12 баллов 10-2. (Дорофеев М.В. - МИОО) Газообразное бесцветное вещество А, молярная масса которого 28 г/моль, реагирует с бесцветным газом В, молярная масса которого 128 г/моль. В результате реакции образуется жидкость C. С реагирует с избытком В при нагревании с образованием бесцветного газа E, чуть более плотного, чем А, и вещества D в виде паров фиолетового цвета. При охлаждении D выделяется в виде блестящих кристаллов темно-серого цвета. Напишите названия веществ А — Е и соответствующие уравнения реакций. Решение Молярную массу 28 г/моль имеют следующие газы: N2, CO и C2H4. 2 балла Молярную массу 128 г/моль имеет HI. 2 балла С иодоводородом реагирует этилен с образованием иодэтана (т. кип. 72°С): ![]() 2 балла Иодоводород — сильный восстановитель: ![]() 2 балла A — этилен; B — иодоводород; C — иодэтан (этилиодид); D — иод; E — этан. ИТОГО: 8 баллов 10-3. (Дорофеев М.В. - МИОО) При действии горячего раствора гидроксида натрия на кристаллическое вещество черно-серого цвета A, способного к возгонке, образуются две соли: B и C. При кипячении полученного водного раствора с железными стружками остается соль В и гидроксид железа(III). Если твердую соль C сильно прокалить, то образуется В и выделяется бесцветный газ D. Если к водной суспензии А осторожно добавлять красный фосфор, то будет выделяться бесцветный газ E. При действии концентрированного водного раствора Е на тонкий порошок серебра выделяется бесцветный газ F, что на первый взгляд противоречит положению Ag в ряду активности металлов. Смесь D и F взрывается при поджигании. Под действием D в растворе E образуется А. Определите вещества A – D, составьте соответствующие уравнения реакций. Решение A — I2; B — NaI; C — NaIO3; D — O2; E — HI; F — H2; 6NaOH + I2 = NaIO3 + 5NaI + 3H2O 2 балла NaIO3 + 3Fe + 3H2O = NaI + Fe(OH)3 2 балла 2NaIO3 = 2NaI + 3O2 2 балла 5I2 + 2Р + 8H2O = 10HI + 2H3PO4 2 балла 2Ag + 2HI = 2AgI + H2 или 4HI + 2Ag = 2H[AgI2] + H2 2 балла Реакция возможна, т.к. образуется труднорастворимый AgI 2H2 + O2 = 2H2O 2 балла
В колбе протекает реакция 2KI + 2NaNO2 + 2H2SO4 = I2 + K2SO4 + Na2SO4 + 2NO + 2H2O 2 балла
2NO + O2 = 2NO2, 2 балла 2NO2 + 2NaOH = NaNO2 + NaNO3 + H2O. 2 балла
соответственно V(O2) = 0,5n(NO2)22,4 = 0,0441 л 1 балл что соответствует объему воздуха V(возд) = 0,0441/0,21 = 0,21 л = 210 мл 1 балл
Таким образом, объем колбы составляет 250 мл. 1 балл По условию задачи n(NaNO2) = 0,50,02 = 0,1 моль 1 балл n(KI) = 0,50,02 = 0,1 моль 1 балл n(H2SO4) = 30,04 = 0,12 моль 1 балл Таким образом, кислота взята в избытке. Выделившийся газ – это NO и воздух, лишенный кислорода (азот с примесью аргона и других инертных газов). 1 балл n(NO) = 0,1 моль, V(NO) = 2,24 л 2 балла Ответ: 2,24 л газа, объем колбы примерно 250 мл ИТОГО: 16 баллов ВСЕГО: 60 баллов 11 класс 11-1. (Кузнецова Л.В., Пашкова Л.И. - МИОО) Основным ароматическим веществом ванили является ванилин, состав которого отражает молекулярная формула С8Н8О3. Ванилин входит в состав гликозида глюкованилина (-D-глюкозид ванилина), который содержится в плодах некоторых видов орхидей. При гидролизе глюкованилин расщепляется на ванилин и D-глюкозу. Продающаяся в магазинах пряность – не настоящая ваниль, которая стоит дорого, а синтетически полученный ванилин. Одним из методов синтеза ванилина в промышленности является процесс окисления изоэвгенола, содержащегося в растительных маслах (сосновое, гвоздичное и т.п.). Изоэвгенол (А) обрабатывают уксусным ангидридом, а затем окисляют бихроматом калия в мягких условиях до соединения, которое дает реакцию серебряного зеркала (В). При гидролизе соединения (В) образуется ванилин: ![]() А. Напишите уравнения реакций, соответствующих данной схеме. Б. С какой целью изоэвгенол перед окислением обрабатывают уксусным ангидридом? В. Рассчитайте количество вещества бихромата калия, которое необходимо для окисления 1 моль соединения Б, учитывая, что все органические продукты окисления дают реакцию серебряного зеркала. Г. Установите структурную формулу ванилина и назовите его по систематической номенклатуре. Д. Напишите формулу -D-глюкозида ванилина (глюкованилина). Решение А) (1) 2 балла ![]() (2) 2 балла ![]() Для проверяющих: возможен вариант написания уравнения с образованием K[Cr(OH)4] (3) 2 балла ![]() Б) Обработка изоэвгенола А уксусным ангидридом защищает фенольный гидроксил в реакции окисления: 2 балла В) На окисление 1 моль соединения Б согласно уравнению реакции требуется 0,67 моль K2Cr2O7. 2 балла Г) ванилин – 4-гидрокси-3-метоксибензальдегид 2 балла Д) Формула -D-глюкозида ванилина (глюкованилина) 2 балла ![]() ИТОГО: 14 баллов 11-2. (Кузнецова Л.В., Пашкова Л.И. - МИОО) В одном драже витаминного препарата содержится 0,001723 г сложного эфира ретинола и уксусной кислоты, или 0,002753 г сложного эфира ретинола и пальмитиновой кислоты, что соответствует одинаковому количеству витамина А. А. Рассчитайте брутто-формулу ретинола, учитывая, что он относится к одноатомным спиртам, а при сжигании его навески массой 0,1000 г образуется 0,0944 г Н2О. Б. Установите число двойных связей в молекуле ретинола, учитывая, что его молекула содержит один неароматический цикл. Рекомендуется при решении этой задачи расчеты проводить с точностью до шестого знака, так как такая точность используется при изготовлении витаминных и лекарственных препаратов. Решение 1) Введем обозначение R-OH – ретинол и рассчитаем его молярную массу. Тогда сложный эфир ретинола и уксусной кислоты CH3COO R, а сложный эфир ретинола и пальмитиновой кислоты C15H31COO-R. 2 балла
CxHyO + O2 = x CO2 + 0,5y H2O 1 балл М(CxHyO) = (12x+y+16) г/моль = 286 г/моль 1 балл М(Н2О) = 18 г/моль Найдем у, т.е. число атомов водорода в молекуле ретинола: ![]() Тогда 12х + 30 +16 = 286 , х = 20 1 балл Таким образом, брутто-формула ретинола С20Н30О или С20Н29ОН 1 балл 3) Для определения числа двойных связей в ретиноле представим его формулу следующим образом: CnH(2n+1-2x-2)OH 1 балл где х – число кратных связей, а дополнительно вычитаемое число 2 соответствует наличию неароматического цикла. Тогда при n = 20; 40 + 1 – 2х -2 = 29; 2х = 10; х = 5. Таким образом, в молекуле ретинола 5 двойных связей. 2 балла Формула ретинола (для сведения проверяющих): ![]() Ответ: А. Мr (ретинола) = 286 г/моль Б. 5 двойных связей ИТОГО: 14 баллов
Если смешать X с простым газообразным веществом Y в объемном отношении 1:1 и нагреть под давлением, получится твердое вещество Z и снова выделится кислород. Известно, что Z содержит 22,45% фтора по массе. Определите вещества X – Z.
Из условия видно, что Z — бинарное соединение — фторид некоторого элемента, образующего простое газообразное вещество Y. 1 балл Обозначим состав Z как YFn. Выражая массовую долю фтора в веществе Z, получаем уравнение:
где y — относительная атомная масса элемента Y. Данное уравнение имеет единственное решение при n = 2, y = 131,3; элемент — Xe. 2 балла
на катоде на аноде 2OF2 = O2 + 2F2 1 балл 2OF2 + 2Xe = 2XeF2 + O2 1 балл ИТОГО: 10 баллов 11-4. (Кузнецова Л.В., Пашкова Л.И., Власенко К.К. -МИОО) Раствор соли А, имеющий щелочную реакцию, нейтрализовали при нагревании 26,25 г 10%-ного раствора хлорида аммония. В результате реакции обмена выделилась смесь двух газов массой 1,95 г (плотность по водороду 13,0), а в растворе осталась соль, масса которой в 1,104 раза больше массы соли А. Возможность попадания паров воды в газовую смесь не учитывать. А. Назовите соль А. Б. Установите качественный и количественный (мол. %) состав полученной смеси газов. В. Напишите уравнения соответствующих реакций. Решение 1) Молярная масса и количество вещества газовой смеси равны М(смеси) = D(H2)M(H2) = 132 = 26 г/моль 1 балл ![]() 2) Поскольку для реакции обмена использовали хлорид аммония, один из выделившихся газов – аммиак NH3. Обозначим второй газ через Х. 1 балл Находим количество вещества газа Х: m(NH4Cl) = W(NH4Cl)mp(NH4Cl) = 0,126,75 = 2,675 г 1 балл ![]() n(NH4Cl) = n(NH3) = 0,05 моль 1 балл n(X) = n(смеси) – n(NH3) = 0,075 – 0,05 = 0,025 моль 1 балл 3) Объемные доли аммиака и газа Х составляют ![]() ![]() Подставляя полученные результаты, можно получить уравнение 0,333у + 0,66717 = 26 1 балл
2NH4Cl + Me2CO3 = 2MeCl + 2NH3 + CO2 + H2O 2 балла (2x+60)г 2(x+35,5)г Отношение массы исходной и конечной солей: ![]() х = 22,9 Таким образом, металл – натрий, соль А – карбонат натрия Na2CO3 1 балл Возможны другие способы решения. Ответ: А. А – Na2СО3 Б. NH3 66,7%, CO2 33,3 % В. Na2CO3 + 2NH4Cl = 2NaCl + 2NH3↑ + CO2↑ + H2O ИТОГО: 14 баллов 11-5. (Рассохин Р.В. - ГБОУ СОШ №827) Напишите уравнения реакций, соответствующие следующей схеме: C6H10Cl2 → A → B → (CH2)4(CO2)2Ca → C → D → C5H8 Укажите структурные формулы веществ, их названия и условия протекания реакций. Решение ![]() Уравнения реакций: 1) Циклогексен образуется при дегалогенировании 1,2-дихлорциклогексана нагреванием с магнием: ![]() 2) При жестком окислении циклогексена образуется адипиновая кислота (гександиовая кислота) ![]() 3) Кальциевая соль образуется при нейтрализации адипиновой кислоты ![]() 4) При пиролизе кальциевой соли адипиновой кислоты происходит декарбоксилирование и образуется циклический кетон - циклопентанон: ![]() 5) Восстановление циклопентанона дает циклопентанол (восстановителем может быть и литийалюминийгидрид LiAlH4): ![]() 6) При дегидратации циклопентанола нагреванием с водоотнимающим средством, например, с концентрированной серной кислотой, образуется циклопентен: ![]() за каждое уравнение по 2 балла, всего 6х2=12 баллов за правильные названия соединений 6х1, всего 6 баллов ИТОГО: 18 баллов ВСЕГО: 70 баллов |
ещё >> |