Задания теоретического тура II городского (районного) этапа



Скачать 258.45 Kb.
Дата02.03.2016
Размер258.45 Kb.

Задания теоретического тура

II городского (районного) этапа

(2004/05 учебный год)

11 класс


11-1. В двух колбах находится по 200 г раствора нитрата неизвестного металла. В первую колбу добавили порошок кадмия, а во вторую – такую же массу магния. После протекания реакций осадки отделили и взвесили. При этом их массы отличались на 4,4 г. При взаимодействии осадков с избытком соляной кислоты при нагревании выделился газ и осталось по 10,8 г непрореагировавшего металла.

Определите формулу нитрата и его массовую долю в исходном растворе.


11-2. В состав бинарных соединений I – III входит один и тот же элемент А и элементы X,Y,Z в необычных степенях окисления. Общее число атомов в 1 г соединения составляет

АX3 – 1,376 · 1022; AY3 – 1,330 · 1022; AZ3 – 4,685 · 1021

Установите формулы веществ I – III дайте им названия, если элемент X находится в V группе.
11-3. В приведенной схеме превращений определите вещество A. Напишите молекулярные структурно-графические формулы всех веществ. Дайте им названия и приведите уравнения всех реакций.

Вакуумная

сушка

упаривание раствора

упаривание

р-р

11-4. Каталитическим окислением бензола в промышленности получают вещество А, которое при действии стехиометрического количества воды превращается в кислоту В, а при окислении В водным раствором перманганата калия образует известную кислоту С (С4H6O6). Из кислоты В в одну стадию можно получить кислоту Д (С4H6O4), а в три стадии – кислоту Е (С4H2O4).

Определите вещества А – Е, дайте им названия, напишите уравнения всех реакций. Какой продукт можно получить вместо А, если окислению в тех же условиях подвергнуть нафталин.


11-5. Органическое вещество А является мощным взрывчатым веществом и имеет молярную массу менее 300 г/моль. Некоторое количество А взорвали. При 100оС все продукты находились в газообразном состоянии, а при охлаждении до комнатной температуры образовалось 4,5 мл воды. Оставшуюся газовую смесь пропустили через избыток баритовой воды. При этом выпал осадок массой 49,25 г. Не прореагировавший газ, объемом 2,8 л (н.у.) имеет плотность по метану 1,75. Определите состав и возможную структуру А. Напишите уравнения реакций. Приведите возможные способы получения А.


Решение заданий теоретического тура

II городского (районного) этапа (2004/05 учебный год)




11 класс


11-1. 2Me(NO3)x + xMg → 2Me + xMg(NO3)2

2Me(NO3)x + xCd → 2Me + xCd(NO3)2

Mg + HCl → MgCl2 + H2

Cd + HCl → CdCl2 + H2

ν(Mg) = ν(Cd) = Δm/ ΔA = 4,4/88 = 0,05 моль

ν(Me) = 2/x ν(Mg) = 2/x ν(Cd) → A(Me) = m(Me)/ν(Me) = 10,8x/2 · 0,05 = 108x

при x = 1 A = 108 Me = Ag

ν(AgNO3) = ν(Ag) = 0,1 моль

ω(AgNO3) = 0,1 · 170 · 100%/200 = 8,5%

Оценка задания


  1. За уравнения реакций

2 ∙ 1= 2 балла

  1. За количество вступивших Mg и Cd

2 балла

  1. За нахождение металла

2 балла

  1. За нахождение массовой доли

2 балла

Итого:

8 баллов


11-2. Число атомов в 1 г соединений равно N = 4NA/M → M = 4NA/N

Тогда МI = 175 г/моль

MII = 181 г/моль

MIII = 514 г/моль

Аx больше Аy на (181–175)/3 = 2 г/моль.

Тогда Y должен находится в VI или VII группе.

Это азот и кислород, соединения АN3 и АО3.

Атомная масса А = 175 – 3 · 14 = 133 г/моль – это цезий

Az = (514 – 133)/3 = 127 г/моль – это йод

Следовательно, соединения:

CsN3 – азид цезия

CsO3 – озонид цезия

CsJ3 или CsJ ∙ J2 – трийодид цезия

Оценка задания


1. За нахождение молярных масс

1 балл

2. За обоснование элементов N и О

2 балла

3. За нахождение йода

1 балл

4. За формулы

1 · 3 = 3 балла

5. За названия

1 · 3 = 3 балла

Итого:

10 баллов



11-3. С2H6O6 – дигидрат щавелевой кислоты H2C2O4 · 2H2O

A – щавелевая кислота H2C2O4


H2C2O4 + PCl5 → (C(O)Cl)2 оксалилхлорид

С2O2Cl2 + 4NH3 → (C(O)NH2)2 + 2NH4Cl оксалиламид


H+

С2H4O2N2 + 2H2O → (NH4)2C2O4 оксалат аммония


H2O упаривание

(NH4)2C2O4 + 2HCl ––→ H2C2O4 · 2H2O + 2NH4Cl дигидрат щавелевой кислоты

H2C2O4 · 2H2O→ H2C2O4 + 2H2O
упаривание

H2C2O4 · 2H2O + 2KOH → K2C2O4 · 2H2O дигидрат оксалата калия



Оценка задания

1. За вещества А – Е

6 · 1 = 6 баллов

2. За уравнения реакций

6 · 1 = 6 баллов

Итого:

12 баллов



11-4.


малеиновый ангидрид



малеиновая кислота

винная кислота



янтарная кислота

Н


ацетилен дикарбоновая кислота


фталевый ангидрид


Оценка задания


  1. Уравнения реакций

8 ∙ 1 = 8 баллов

  1. За вещества и названия

6 ∙ 1 = 6 баллов

Итого:

14 баллов


11-5.

M(газа) = 16 · 1,75 = 28 г/моль – это азот – N2

ν(H2O) = 4,5/18 = 0,25 моль ν(Н) = 0,5 моль


  1. Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3↓ + H2O

ν(BaCO3) = ν(CO2) = ν(C) = 49,25/217 = 0,25 моль

ν(N2) = 2,8/22,4 = 0,125 моль ν(N) = 0,25 моль

ν(О) = 2 ν(СО2) + ν(H2O) = 2 ∙ 0,25 + 0,25 = 0,75 моль

ν(С) : ν(H) : ν(N) : ν(O) = 0,25 : 0,5 : 0,25 : 0,75 = 1 : 2 : 1 : 3.

Простейшая формула CH2NO3

Истинная (СH2NO3)n т.к. М<300, то n < 300/76 < 3,94, т.е. n=1,2,3

Для n = 2 формула C2H4N2O6 это динитроэтиленгликоль – O2NOCH2CH2ONO2

Получение

2) HOCH2CH2OH + 2HNO3(конц.) → O2NOCH2CH2ONO2 + 2H2O

Оценка задания


  1. За уравнение 1

1 балл

  1. За уравнение 2

2 балла

  1. За установление N2

1 балл

  1. За нахождение простейшей формулы

2 балла

  1. За нахождение истинной формулы

1 балла

  1. За название

1 балл

Итого:

8 баллов


Задания теоретического тура

II городского (районного) этапа

(2005/06 учебный год)




11 класс


11-1. Фиолетовые кристаллы соли А окрашивают пламя в фиолетовый цвет и хорошо растворяются в воде с образованием фиолетового раствора. Анион содержит 4 атома кислорода. Раствор А взаимодействует с нитратом бария с образованием окрашенного осадка Б, а при действии раствора азотной или серной кислот выделяется газ В. При количественном взаимодействии 1,98 г соли А с раствором, содержащим 1,275 г нитрита калия, выпадает осадок Г бурого цвета, растворимый в 2М азотной кислоте с образованием почти бесцветного раствора.

Установите формулы веществ А – Г, напишите уравнения реакций, ответ подтвердите необходимыми расчетами.

Предложите 2 способа получения соли А.
11-2. Напишите уравнения реакций, соответствующие цепочке превращений. Укажите условия их осуществления.



11-3. Для установления структуры неопределенных соединений используют озонолиз, в результате которого молекула алкена окисляется до карбонильных соединений.

Сожгли 25,2 г смеси двух изомерных углеводородов Х и У. Плотность паров по аргону равна 2,103. При этом выделилось 40,32 л углекислого газа. Такую же массу исходной смеси подвергли озонолизу, при котором выделилось 29,0 г ацетона.

Определите состав смеси. Изобразите структурные формулы изомеров и дайте им названия, если известно: при озонолизе смеси образуются только два продукта.


11-4. Альдегид массой 11,6 г нагрели с 44,1 г свежеосажденного гидроксида меди (II). Образовавшийся осадок отделили и нагрели до постоянной массы, которая составила 32,8 г. Определите возможную структурную формулу альдегида. Приведите формулы его изомеров, дайте им названия.
11-5. Вещество А при нагревании с металлическим натрием расщепляется на вещества В и С. Вещество В легко взаимодействует с соляной кислотой с образованием Д. В результате нагревания вещества Д до 500С с ацетоном происходит конденсация и образуется Е, имеющее тривиальное название диан, дифенилолпропан и др. При реакции вещества С с эквимольным количеством HJ в качестве одного из продуктов образуется F. На холоду С энергично взаимодействует с водой с образованием спирта. В результате озонолиза F образуется 2 гомолога G и H с содержанием кислорода 53,33% и 36,36% соответственно.

Напишите уравнения реакций, дайте название по систематической номенклатуре всем соединениям.



Решение заданий теоретического тура

II городского (районного) этапа (2005/06 учебный год)



11 класс


11-1.

  1. Предположение А – KMnO4 не соответствует условию задачи

2KMnO4 + 3KNO2 + H2O = 2MnO2↓ + 3KNO3 + KOH

1,275 г нитрита калия реагирует с 1,58 г KMnO4, что не соответствует условию задачи.

2. А – соль содержит калий – окраска пламени.


  1. На основании окраски А и окраски Г можно предположить, что А – K2FeO4 – феррат калия, а Г – Fe(OH)3 или Fe2O3 ∙ nH2O

  2. На основании реакции

2K2FeO4 + 3KNO2 + 5H2O = 2Fe(OH)3↓ + 3KNO3 + 4KOH

υ(K2FeO4)/ υ(KNO2)=2/3. Следовательно М(А) =

(m(A) ∙ 3)/(2 ∙ m(KNO2)/M(KNO2))=1,98 ∙ 3/((2 ∙ 1,275)/85)=198г/моль

М(А) = M(K2FeO4)=198 г/моль




  1. Уравнения реакций

K2FeO4 + Ba(NO3)2 = BaFeO4↓ + 2KNO3

4K2FeO4 + 20HNO3 = 4Fe(NO3)3 + 8KNO3 + 3O2 + 10H2O

4K2FeO4 + 10H2SO4 = 2Fe2(SO4)3 + 4K2SO4 + 3O2 + 10H2O

Fe(OH)3 + 3HNO3 = Fe(NO3)3 + 3H2O можно с (Fe2O3*nH2O)




  1. Получение K2FeO4

2Fe(OH)3 + 3Cl2 + 10KOH = 2K2FeO4 + 6KCl + 8H2O

Fe + 2KOH + 2KNO3 = K2FeO4 + 3KNO2 + H2O (нагревание)

Fe + 8KOH – 6e = K2FeO4 + 4H2O + 6K+ на аноде

Fe2O3 + 2KOH + 2KO2 = 2K2FeO4 + H2O



Оценка заданий

За докозательство несоответствия KMnO4

1 балл

За предположение K2FeO4 и Fe2O3 ∙ nH2O

1 балл

За доказательство с расчетом

2 балла

За уравнения реакций 5 и 6 по 1 баллу

6 баллов

Итого:

10 баллов

11-2.

  1. Si + 2Cl2 → SiCl4 (300o – 400оС)

  2. SiCl4 + 2CH3MgCl → (CH3)2SiCl2 + 2MgCl2 (эфир)

  3. (CH3)2SiCl2 + 2CH3OH → (CH3)2Si(OCH3)2

  4. Si + O2 → SiO2 (t)

  5. SiO2 + CaCO3 → CaSiO3 + CO2↑ (t сплав)

  6. Si + 2Mg → Mg2Si (t сплав)

  7. Mg2Si + 4HCl → 2MgCl2 + SiH4

  8. SiH4 + 4F2 → H2SiF6 + 2HF↑

  9. Si + 2F2 → SiF4 (t)

  10. SiF4 + 2KF → K2SiF6 (200oC)

Оценка заданий

За уравнения с условиями по 1 баллу

1 ∙ 10 = 10 баллов

Итого:

10 баллов


11-3.

1. Формула изомеров СхНу

М(СхНу) = 2,103 ∙ 40 = 84 г/моль


  1. Уравнения горения

СхНу + (4х+у)/2 О2 = хСО2 + у/2 Н2О

x = υ(CО2)/ υ(СхНу) υ(СО2) = 40,32/22,4 = 1,8 моль

υ(СхНу) = 25,2/84 = 0,3 моль, тогда

x = 1,8/0,3 = 6, а у = 12

Формула С6Н12


  1. На основании реакции озонолиза, образование ацетона возможно для следующих реакций.






  1. υ(ацетона) = m/M = 29/58 = 0,5 моль

υ(1) = x υ(2) = y



2-метилпентен-2 0,1 моль

m=0,1 ∙ 84 = 8,4 г ω(1) = (8,4 ∙ 100%)/ 25,2 = 33,3%


2,3-диметилбутен-2 0,2 моль

ω(2) = 66,6%



Оценка заданий

1. За нахождение М

1 балл

2. За уравнение горения

1 балл

3. За установление формулы

2 балла

4. За уравнение озонолиза по 1 баллу

1 ∙ 2 = 2 балла

5. За названия по 1 баллу

1 ∙ 2 = 2 балла

6. За нахождение массовой доли по 1 баллу

1 ∙ 2 = 2 балла

Итого:

10 баллов



11-4.

  1. Уравнение реакции

2Cu(OH)2 + RCHO → Cu2O↓ + RCOOH + 2H2O (to)


  1. υ(Cu(OH)2) = m/M = 44,1/98 = 0,45 моль

Если вещества взяты в стехиометрических количествах, то

υ(RCHO) = 1/2 υ(Cu(OH)2) = 0,225 моль

М = 11,6/0,225 = 51,56 г/моль. Такого альдегида нет


  1. Значит Cu(OH)2 взят в избытке и при нагревании дополнительно протекает реакция

Cu(OH)2 → CuO + H2O (нагревание)

если υ(RCHO) = x, то υ(Cu2O) = υ(RCHO) = x

υ(CuO) = υ(Cu(OH)2)ост = 0,45 – 2x, тогда общая масса остатка

m(ост) = m(CuO) + m(Cu2O)

32,8 = 144x + (0,45 – 2x) ∙ 80

x=0,2 моль М(RCHO) = 11,6/0,2 = 58 г/моль, М(R) = 58 – 29 = 29 г/моль

R – C2H5 альдегид – пропаналь (С2Н5СНО)

изомер – пропанон-2, ацетон ((СН3)2СО)



Оценка заданий

За уравнение реакции

1 балл

За проверку (2) и установление избытка

1 балл

За нахождение формулы с расчетом

4 балла

За изомеры и названия по 2 балла

2 ∙ 2 = 4 балла

Итого:

10 баллов


11-5.

  1. При озонолизе образуются карбонильные соединения

М1 = 16/0,5333 = 30 г/моль М2 = 16/0,3636 = 44 г/моль

этому соответствуют G – HCHO (метаналь), H – CH3CHO (этаналь)




  1. Реакция озонолиза

Вещество F – пропен




  1. Диан имеет формулу


2,2 – ди(4-гидроксифенил)пропан


он получается в качестве одного из продуктов реакции















  1. CH2=CH–CH2Na + HJ → NaJ + CH2=CН–CH3

(F)

A – аллилоксибензол (аллилфениловый эфир)

B – фенолят натрия

C – аллилнатрий

D – фенол

E – 2,2 – ди(4-гидроксифенил)пропан

F – пропен

G – метаналь

H – этаналь

Оценка заданий


1. За нахождение формул G и H по 0,5 балла

0,5 ∙ 2 = 1 балл

2. За уравнения 2,4,5,6 по 1 баллу

1 ∙ 4 = 4 балла

3. За формулу Е

1 балл

4. За названия по 0,5 балла

0,5 ∙ 8 = 4 балла

Итого

10 баллов

Задания теоретического тура

II городского (районного) этапа

(2006/07 учебный год)



11 класс


11-1. Плотность по водороду паров углеводорода, состоящего из 90,45% С и 9,55% Н, равна 53. Это вещество не обесцвечивает бромную воду, а под действием азотной кислоты нитруется. Навеску этого вещества массой 1,06 г окислили при помощи сильного окислителя. Для нейтрализации продукта окисления потребовалось 20 мл раствора гидроксида калия концентрацией 0,5 моль/л.

Установите формулу вещества и назовите его. Напишите уравнения всех упомянутых реакций.


11-2.


акт. уголь, Т



большой избыток CH3OH

KMnO4

-H2O

3


H2SO4

H2SO4
А В С D E
Известно, что А содержит 92,31% углерода и 7,692% водорода. Вещество Е содержит только углерод и кислород (по 50% масс.).

1. Определите структуры всех неизвестных веществ.

2. Назовите вещества А – Е.

3. Напишите все уравнение реакций


11-3.. Юный химик нагрел вещество А в токе газа Х до 1000  С, а затем охладил его, просто выставив колбу с веществом на ночь за окно (был мороз – 300К). Придя на следующее утро в лабораторию, он обнаружил в колбе серый порошок Б и немедленно приступил к его анализу: залил Б кипящей азотной кислотой, при этом образовалось белое нерастворимое вещество В (которое было прокалено с образованием Г), при этом в растворе не было обнаружено никаких веществ, кроме непрореагировавшей азотной кислоты. Г далее было подвергнуто алюмотермии, при этом из 4 грамм Г было получено 3,152 грамм А. Х – неорганическое вещество, плотность которого 1,25 г/л при н.у.

1. Определите все вещества.

2. Напишите уравнения реакций, приведите все расчеты.
11-4. Органическое вещество массой 10,82 мг сожгли в кислороде. Образовавшиеся газы пропустили через трубку, наполненную безводным сульфатом меди, а затем через трубку, наполненную гидроксидом натрия. При этом масса первой трубки увеличилась на 26,41 мг, а второй – на 7,21 мг. Кроме того, после сожжения был получен твердый белый остаток массой 6,01 мг. Этот остаток не растворялся в серной или соляной кислотах, но легко растворился в плавиковой кислоте. При исчерпывающем гидрировании исходного вещества в присутствии платины его молярная масса увеличилась на 5,6 %.

Определите строение анализируемого соединения.



11-5. Органическое вещество А с плотностью паров по азоту 2,5 может участвовать в следую­щих химических превращениях:

Н2, Pd

Н2, Pt

Органические вещества A – F являются жидкостями.

Установите строение указанных веществ и напи­шите уравнения соответствующих реакций.


Решение заданий теоретического тура

II городского (районного) этапа (2006/07 учебный год)



11 класс


11-1. Для формулы CxHy коэффициенты x и y могут быть определены по формуле:

х : у = 90,45/12 : 9,55/1 = 7,5375 : 9,5500 = 4 : 5

Тогда, простейшая формула углеводорода: (С4Н5)n.

Так как молярная масса вещества:

М = 53 ∙ 2 = 106 г/моль, то n = 106/(12 ∙ 4+5) =2. Таким образом, формула углеводорода – С8Н10.

Следует отметить, что данные об элементном анализе в данной задаче являются избыточными. Состав углеводорода может быть однозначно вычислен, исходя из значения молярной массы. Уравнение 12 ∙ х + у = 106 имеет смысл при целочисленных х и у только для х=8 и у=10.

Соединение состава С8Н10 может быть инертным по отношению к бромной воде только в том случае, если оно имеет ароматический характер. Это подтверждается и возможностью его нитрования азотной кислотой. Формуле С8Н10 может соответствовать 4 замещенных бензола: С6Н5С2Н5 (этилбензол) и С6Н4(СН3)2 (орто-, мета- и параксилолы).

Количество вещества углеводорода, вступившего в реакцию окисления: (у.в.) = 1,06/106 = 0,01 моль

В случае этилбензола при его окислении сильным окислителем образуется 0,01 моль монокарбоновой бензойной кислоты (сильный окислитель разрывает не только связь С-Н в заместителе, но и связь С-С в этильном радикале:

С6Н5С2Н5 + 6[O]  С6Н5СOOН + CO2 + 2H2O.

В случае ксилолов окисление приводит к образованию 0,01 моль дикарбоновых кислот:

С6Н4(СН3)2 + 6[O]  С6Н4(СOOН)2 + 2H2O.

Количество щелочи, пошедшей на нейтрализацию кислоты:

(NaOH) = C·V = 0,5·0,02 = 0,01 моль.

Очевидно, что равенство количеств кислоты и щелочи может быть только в случае монокарбоновой кислоты. Следовательно, исходный углеводород – этилбензол. Его нитрование проходит по орто- и параположениям. При избытке нитрующего агента образуется тринитропроизводное – 2,4,6-тринитроэтилбензол:

С6Н5С2Н5 + 3HNO3  С2Н5С6Н2(NO2)3 + 3H2O



Оценка заданий

1. За нахождение простейшей и истинной формул с расчетом

2 балла

2. За предположение 4 замещенных бензолов

2 балла

3. За установление этилбензола с расчетом

3 балла

4. За уравнения реакций по 1 баллу

3 ∙ 1 = 3 балла

Итого:

10 баллов


11-2. Брутто-формула вещества А – C1H1. Поскольку этот углеводород тримеризуется на активированном угле, то, скорее всего, это ацетилен. Тогда В – это бензол. Он подвергается избыточному метилированию, следовательно, С – это гексаметилбензол. Метильные группы, соединенные с бензольным ядром, довольно легко окисляются. Тогда D – это меллитовая кислота:

1) 3СН≡СH С6Н6




2)



3)


4)

Последнее вещество имеет брутто-формулу C4O3, что (с учетом 12 атомов углерода в предыдущем соединении) скорее также содержит 12 атомов углерода, т.е. имеет формулу С12О9. Это меллитовый ангидрид:

Оценка заданий

1. За установление брутто-формулы

1 балл

2. За установление веществ В, С, Д, Е, по 1 баллу

4 ∙ 1 = 4 балла

3. За уравнения по 1 баллу

4 ∙ 1 = 4 балла

4. За формулу Е с расчетом

1 балл

Итого:

10 баллов


11-3. а) Обычно алюмотермии подвергают оксиды переходных металлов. Массовая доля металла в оксиде w(металла)= 3,152/4=79,2%. Массовая доля кислорода w(O2)=100 – 79,2=20,8%. Мэкв(металла)=((16/0,208) – 16)/2=29,5. Единственный металл, удовлетворяющий условию, – олово в степени окисления + 4, М=118. Приближенно подходит также вольфрам, никель или кобальт, но их оксиды не белые. (Возможно другое решение.)

Тогда А – олово. В – гидроксид олова(4). Т.к. В образовалось при растворении Б в азотной кислоте, причем кроме остатков кислоты других веществ обнаружено не было, то скорее всего Б – чистое олово, только другая его модификация, т.н. «серое олово».

То есть при прокаливании А в Х ничего не произошло, переход А в Х произошел ночью на морозе. М(Х)=1,25 ∙ 22,4=28 г/моль, скорее всего это довольно инертное вещество азот (исключается боран, довольно активное и неустойчивое вещество, возможен СО, т.к. карбонилы, как правило, образуются под давлением, а не в токе газа).

б) Уравнения реакций:

Sn + HNO3 = SnO2 ∙ 2H2O +4NO22SnO3)

SnO2 ∙ 2H2O= SnO2 + 2H2O

3SnO2+4Al = 2Al2O3 + 3Sn



Оценка заданий

1. За установление металла с расчетом

3 балла

2. За установление модификаций

1 балл

3. За предположение газа Х

1 балл

4. За вещества В и Г по 1 баллу

2 ∙ 1 = 2 балла

5. За уравнения реакций по 1 баллу

3 ∙ 1 = 3 балла

Итого:

10 баллов


11-4. В трубке с CuSО4 поглотилась вода (7,21 мг). В навеске содержалось 7,21 ∙ 2,02 : 18,02=0,808 (мг) Н.

В трубке с NaOH поглотился СО2 (26,41 мг). В навеске содержалось 26,41 ∙ 12,01:44,01=7,207 (мг) С.

Остаток, легко растворимый в HF, может быть либо SiО2, либо В2О3. Если это SiO2, то в навеске было 6,01 ∙ 28,09 : 60,09 = 2,809 (мг) Si. Если это В2О3, то в навеске было 6,01 ∙ 2 ∙ 10,81 : 69,62 = 1,866 (мг) В.

В первом случае вещество не содержит других элементов, во втором содержит 0,94 мг О.

Если элемент – кремний, то имеем брутто-формулу (С6Н8Si)x, если элемент – бор, то возможно (С60H80B17O59)x. Очевидно, что разумной является первая формула. Молекулярная масса этого кремний-органического соединения равна 108,23x. После гидрирования образуется соединение с молекулярной массой 114,29 г, т.е. присоединяется 6x атомов водорода. В случае x=l это соответствует гидрированию ароматического ядра.

Искомое соединение – С6Н5SiН3.



Оценка заданий

1. За нахождение Н

1 балл

2. За нахождение С

1 балл

3. За рассмотрение вариантов SiO2 и B2O3по 2 балла

2 ∙ 2 = 4 балла

4. За нахождение молекулярных масс исходного вещества и продукта гидрирования

2 балла

5. За конечную формулу

2 балла

Итого:

10 баллов

11-5. Молярная масса вещества А равна 28 ∙ 2,5 = 70 (г/моль). Этой массе удовлетворяют формулы:

C5H10, C4H6O, C3H202 и C3H6N2.

Из схемы видно, что вещество В может быть окислено и восстановлено в вещества, которые способны взаимодействовать между собой в кислой среде. Мож­но предположить, что В – это альдегид, С – кислота, Е – спирт. Тогда D – это либо олефин, либо эфир.

Если D – олефин, тогда А может быть только алкином, но алкина с такой молекулярной массой нет. Тогда D – эфир, следовательно, А – ненасыщенный эфир с формулой С4Н6О. Если при кислом гидролизе А дает единственное вещество В, то А может быть только дивиниловым эфиром.

Уравнения реакций:


(В)

(С)


(Е)

(F)


(D)

H2O, H2SO4

H2, Pt

H2, Pt


Оценка заданий

1. За нахождение молярной массы и предположения

1 балл

2. За установление веществ по 0,5 балла

6 ∙ 0,5 = 3 балла

3. За уравнения реакций

6 ∙ 1 = 6 баллов

Итого:

10 баллов


Задания муниципального этапа всероссийской олимпиады школьников

по химии 2009-2010 гг.

Время выполнения 4 часа

11 класс
11-1. Природный минерал альмандин содержит 16,9% (по массе) кремния, 38,6% кислорода, также алюминий и железо. Определите формулу минерала. Представьте ее в виде реально существующих химических соединений.
11-2. При взаимодействии 2,03 г смеси щелочного металла и его оксида с разбавленной серной кислотой образовался раствор, содержащий 2,926 г соли. Установите металл и определите массы веществ в исходной смеси.

11-3. В соединении С4Н4Сl4 все атомы хлора эквивалентны. Приведите три возможные структурно-графические формулы изомеров данного состава. Напишите уравнения их реакций с избытком водного раствора щелочи. Поясните, что означает термин «эквивалентность» в данном случае.
11-4. При сгорании органического вещества получено 13,44 л углекислого газа (н.у.) и 10,8 г воды. Вещество вступает в реакцию со свежеприготовленным гидроксидом меди (II), но не реагирует с перманганатом калия и бромоводородом. Установите неизвестное вещество.
11-5. Органическое вещество состоит из углерода, водорода и кислорода. Относительная плотность его паров по неону равна 2,9. Установите формулу вещества. Приведите структурно-графические формулы устойчивых изомеров, удовлетворяющих условиям задачи.

Решения и критерии оценки.

11 класс.

11-1.

Находим суммарную массовую долю алюминия и железа

100% - 16,9% - 38,6% = 44,5%

Обозначим содержание железа за Х, тогда содержание алюминия будет (44,5– Х).

Воспользуемся уравнением электронейтральности, учитывая, что железо может иметь степени окисления +2 и +3.

1). Для железа со степенью окисления +2:

(+2) ∙Х/56 + (+3) ∙ (44,5– Х)/27 +(+4) ∙16,9/28 + (-2) ∙38,6/16 = 0.

Решая уравнение, получаем Х = 33,7%.

Следовательно, массовая доля железа составляет 33,7%, алюминия 44,5– 33,7= 10,8%.

2). Для степени окисления железа +3 содержание железа будет составлять 44%, а алюминия - 0,5%, что нереально.

Формулу минерала представим в виде FeХAlУSiZOW, тогда

х:у:z:w = 33,7/56 : 10,8/27 : 16,9/28 : 38,6/16 =

0,602 : 0,4 : 0,603 : 2,41 = 1,5 : 1 : 1,5 : 6 = 3 : 2 : 3 : 12.Следовательно, минерал имеет формулу Fe3Al2Si3O12 или Al2O3 ∙ 3FeO ∙ 3SiO2.





Оценка задачи:







1. За указание степени окисления железа

1 балл




2. За нахождение содержания калия и магния

4 балла




3. За установление брутто-формулы минерала

4 балла




4. За написание формулы соединений

1 балл










Итого:

10 баллов

11-2.

Уравнения реакции имеют вид:



  1. 2Ме + H2SO4 = Ме2SO4+ H2

  2. Ме2О + H2SO4 = Ме2SO4+ H2O

Для решения задачи недостаточно количественных данных. Поэтому обозначим молярную массу щелочного металла за х. В реакцию с кислотой вступает металл и его оксид, отношение масс полученного сульфата и исходной смеси должно отвечать неравенству: Мсолиоксида < mсоли/mсмеси < Мсолиметалла.

Подставляя значения получаем (2х +96)/(2х +16) < 1,44 < (2х +96)/2х

После решения неравенств получаем 83< х <109, что соответствует рубидию с молярной массой 85 г/моль.

Далее, обозначим количество вещества металла за а моль, оксида – b моль и, используя уравнения реакций, выразим массу смеси и массу сульфата:

85а +166b = 2,03

(0,5а +b)∙266 = 2,926.

Решением системы уравнений находим: а = 0,002 моль; b = 0,01 моль.

Следовательно, масса рубидия составляет 0,17 г; масса его оксида – 1,86 г.





















Оценка задачи:




1. За уравнения реакций по 1 баллу

2 балла

2. За установление металла с доказательством

5 баллов

3. За нахождение массы веществ по 1,5 балла

3 балла







Итого:

10 баллов








11-3.

Исходя из эквивалентности (одинакового поведения) атомов хлора можно привести следующие три возможных варианта структуры:



  1. 2) 3) Cl2CH–CH=CH–CHCl2

Возможные уравнения реакций с водным раствором щелочи могут иметь вид (без учета устойчивости и возможных дальнейших превращений)







  1. Cl2CH–CH=CH–CHCl2 + 4KOH + 4KCl + 2H2O




Оценка задачи:







1. За структурные формулы

по 1 баллу

3 балла




2. За уравнения реакций по 2 балла




6 баллов




3. За объяснение термина




1 балл







Итого:

10 баллов

10 баллов











11-4.

Сгорело неизвестное вещество CxHyOz. Определим соотношение х:у:

ν(СО2) = 13,44/22,4 = 0,6 моль; ν(С) = ν(СО2) = 0,6 моль.

ν(Н2О) = 10,8/18 = 0,6 моль; ν(Н) = 2ν(Н2О) = 1,2 моль;

х:у = ν(С) : ν(Н) = 0,6 :1,2 = 1: 2.

Простейшая формула (СН2Оz)n

z≠0, т.к. углеводороды не реагируют c Cu(OH)2

z=1, при n= 2 получаем (СН2О)2 или СН3СООН

z=2, при n= 1 получаем НСООН, однако муравьиная кислота окисляется раствором КМnО4

z>2, маловероятно из-за неустойчивости соединений.

Ответ: уксусная кислота.


Оценка задачи:




1. За нахождение соотношения углерода и водорода

2. За нахождение простейшей формулы






2 балла

2 балла


3. За установление формулы уксусной кислоты

4. За исключение формулы муравьиной кислоты






4 балла

2 балла


Итого:

10 баллов


11-5.

Формула вещества Сх НуОz

Находим молярную массу:

М = D(Ne) ∙ М(Ne) = 2,9 ∙20 = 58 г/моль или 12х +у +16z = 58, причем z ≤ 3.

Рассмотрим варианты:

z = 3, тогда 12х +у = 10, решения нет.

z = 2, тогда 12х +у = 26, возможные решения :а) х =2,у = 2 , С2Н2О2 -глиоксаль

б) х =1, у =14, СН14О2 – вариант не возможен.


z = 1, тогда 12х +у = 42, возможные решения: х = 1, у = 30, СН30О - не может быть

x =2, у = 18, С2Н18О - не может быть



x =3, у = 6, С3Н6О - данной формуле отвечают:

  1. CH3CH2CHO – пропионовый альдегид

  2. - ацетон

  3. CH2=CH–CH2OH – аллиловый спирт

  4. CH2=CH–OСH3 – метилвиниловый эфир

  5. – окись пропилена

  6. – циклопропанол




Оценка задачи:




1. За нахождение молярной массы

1 балл

2. За формулы веществ

по 1 баллу

7 баллов

2. За логический подход к нахождению формул




2 балла

Итого:

10 баллов



Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница