Всероссийская олимпиада школьников по химии в 2009-2010 уч. год (муниципальный этап) Архангельская область Всероссийская олимпиада школьников по химии 2009-2010 уч. год Муниципальный этап Решения 11 класс Решение к задаче 1. 1.Определим количества вещества реагентов nCO2 =15,68/22,4 = 0,7 моль nC=4,8/12 =0,4моль. (1б.) 2.Составим уравнение реакции: СО2+ С = 2СО, по уравнению видно, что СО2 в избытке. Количество СО будет 2·0,4 =0,8 моль. Останется непрореагировавшим 0,7 – 0,4 =0,3 моль СО2. (1б.) 3. С раскаленным оксидом меди (II) реагирует монооксид углерода по реакции: CuO + CO = Cu + CO2 Определим количество вещества оксида меди: 32/ 80 = 0,4 моль. (1б.) Образуется 0,4 моль меди и 0,4 моль углекислого газа. Останется непрорегировавшим 0,8 – 0,4 =0,4 моль СО. (1б.) 4. Таким образом, общее количество СО2 будет 0,3 +0,4 = 0,7 моль, что соответствует массе 44·0,7 = 30,8 г. (1б.) 5. Определим массу и количество вещества щелочи : mр.в.= 755,6·0,09 = 68 г , количество вещества 68 / 40 = 1,7 моль (1б.) Могут идти реакции: NaOH + CO2 = NaHCO3 2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O (1б.) 6.Щелочь дана в избытке, поэтому идет реакция с образованием средней соли Na2CO3 Расчет ведем по СО2. Количество щелочи=2·nCO2 =2·0,7=1,4моль её остаток 1,7-1,4=0,3 моль (1б.) 7. Находим массы веществ в растворе: масса соли 106·0,7 = 74,2(г), масса NaOH 40·0,3=12(г) (1б.) 8.Масса раствора после реакции: m= m(р-ра 9% NaOH) + m(CO2) =755,6 + 30,8 = 786,4 (г) ω(NaOH) = 12 /786,4 = 0,015 ω(Na2CO3) = 74,2/ 786,4 = 0,094 (1б.) 9. Рассмотрим реакцию с азотной кислотой. Кислота дана разбавленная, поэтому идет реакция: 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 +2NO + 4H2O (1б.) По уравнению количество кислоты требуется: n(Cu)·8/3 = 0,4 ·8/3 =1,07моль. Масса кислоты 63·1,07 = 67,4г, а объем раствора кислоты 67,4 / 0,2·1,12= 300 мл (1б.) Ответ: объем раствора 300мл, ω(NaOH) = 0,015, ω(Na2CO3) = 0,094 Итого – 12 баллов Решение к задаче 2. Осуществите превращения: С6Н6 → Х1 → С6Н5СООН → С6Н5СООNa → C6H6 → X2 → X3 → X4→ полистирол Напишите уравнения соответствующих реакций. Решение. 1. C6H6 +CH3Cl → С6Н5 - CH3 + HCl (1б.) 2. 5С6Н5 - CH3 +6 KMnO4 + 9H2SO4 →5C6H5COOH + 3K2SO4 + 6MnSO4 + 14H2O (1б.) 3. C6H5COOH +NaOH →C6H5COONa + H2O (1б.) t0 4. C6H5COONa + NaOH → C6H6 +Na2CO3 (сплавление) (1б.) 5. C6H6 + CH2=CH2 → C6H5 –C2H5 (1б.) 6. C6H5 –C2H5 +Cl2 → C6H5 –CHCl-CH3 + HCl (на свету) (1б.) 7. C6H5 –CHCl-CH3 + KOH (спирт) → C6H5 –CH=CH2 +KCl + H2O (1б.) Всероссийская олимпиада школьников по химии в 2009-2010 уч. год (муниципальный этап) Архангельская область Всероссийская олимпиада школьников по химии в 2009-2010 уч. год (муниципальный этап) Архангельская область 8. nC6H5 –CH=CH2 →( C6H5 – CH–CH2 ─)n (1б.) Итого – 8 баллов Решение к задаче 3. Запишем уравнения и схемы реакций: НСООН + КОН => НСООК + Н2О (1б.) СН3СООН + КОН => СН3СООК + Н2О (1б.) НСООК + Ag2O→ 2Ag↓ (1б.) или НСООК + Ag2O→ 2Ag + КНСО3 H2CO + 2Ag2O → 4Ag↓ (2б.) или НСНО + 2Ag2O → 4Ag + Н2О + СО2 Пусть ٧ (НСООН) = х, ٧ (СН3СООН)= у, ٧ (Н2СО)= z моль (1б.) Из реакции с КОН следует: х + у = 18,7· 1,07 · 0,084/56 = 0,03 моль (1б.) Из реакции с Ag2O: 2х + 4z = 9,72/108 = 0,09 (1б.) Масса смеси: 46х + 60у + 30z = 2,33 (1б.) Решение системы трех уравнений: х = 0,005, у = 0,025, z = 0,02 (1б.) Ответ: Мольные доли: 10% НСООН, 50% СН3СООН, 40% Н2СО. Итого – 10 баллов Ответы к заданию 4. вопрос 1 2 3 ответ 3 2 2 4 3 5 1 6 4 7 2 8 1 Итого 8 баллов Решение к заданию 5. 1. Спирт можно различить с помощью раскаленной медной проволочки. Признак реакции – медь становится розовой (1 балл) t0 C2 H 5OH + CuO → CH 3CHO + Cu + H 2O (1 балл) 2. Получим гидроксид меди (II) CuSO4 + 2 NaOH = Cu (OH ) 2 ↓ + Na2 SO4 (1 балл) 3. Во все оставшиеся пробирки добавим Cu(OH )2 4. В пробирке с уксусной кислотой осадок растворяется и получается раствор голубого цвета (1 балл) 2CH 3COOH + Cu (OH ) 2 ↓⇒ (CH 3COO ) 2 Cu + 2 H 2 O (1 балл) 5. В пробирке с глюкозой при н.у. получим раствор ярко-синего цвета (качественная реакция на многоатомные спирты) (1 балл) 2C6 H12O6 + Cu (OH ) 2 ↓→ (C6 H11O6 ) 2 Cu + 2 H 2O (1 балл) При стоянии на воздухе или при нагревании проходит реакция глюкозы как альдегида и появляется зеленое, затем желтое или оранжевое окрашивание. (1 балл) t0 C6 H 12 O6 + 2Cu (OH ) 2 ↓ → C6 H 12 O7 + Cu 2 O + 2 H 2O (1 балл) глюконовая кислота Всероссийская олимпиада школьников по химии в 2009-2010 уч. год (муниципальный этап) Архангельская область Всероссийская олимпиада школьников по химии в 2009-2010 уч. год (муниципальный этап) Архангельская область 6. В пробирке с глицерином получим василькового цвета раствор глицерата меди (1 балл) 2C3 H 8O3 + Cu (OH ) 2 ↓→ (C3 H 7O3 ) 2 Cu + 2 H 2O (1 балл) 7. В пробирке с формалином идет реакция t HCHO + 2Cu (OH ) 2 ↓ → HCOOH + Cu 2 O ↓ +2 H 2 O (1 балл) возможно дальнейшее окисление муравьиной кислоты t0 HCOOH + 2Cu (OH ) 2 ↓ → 3H 2O + CO2 + Cu2 O (1 балл) Итого – 13 баллов Может быть написано суммарное уравнение реакции HCHO + 4Cu (OH ) 2 ↓→ 2Cu 2 O ↓ +CO2 ↑ +5H 2 O (2 балла) 0 Всероссийская олимпиада школьников по химии в 2009-2010 уч. год (муниципальный этап) Архангельская область