задания для олимпиады ЗАКЛ ТУР

10 класс
10.1. Приведите структурную формулу 3-аминобензойной кислоты. Укажите характер
химических связей, валентности и степени окисления элементов.
РЕШЕНИЕ:
1
2
3
4
5
6
7
8
Все связи в молекуле 3-аминобензойной кислоты – ковалентные
полярные, кроме связей С-С в бензольном кольце, которые
являются ковалентными неполярными.
Структурная формула кислоты:
Валентности элементов равны: С - IV; О – II; Н – I; N - III
Степени окисления : Н – (+1); О – (-2); N – (-3)
Атомы углерода в бензольном кольце при связях С-Н имеют
степень окисления (-1) (т.к. углерод более электроотрицательный
элемент, чем водород).
Атом углерода при связи С-N имеет степень окисления +1 (азот
более электроотрицателен, чем углерод).
Атом углерода при связи С-С степень окисления 0 (связь между
одинаковыми атомами).
Атом углерода в группе СООН связан тремя связями с более
электроотрицательными атомами кислорода и имеет степень
окисления +3.
2 балла
5 баллов
2 балла
1 балла
2 балла
3 балла
2 балла
3 балла
10.2. В каком минимальном объеме воды можно растворить 0,303 г сульфата свинца,
если произведение растворимости PbSO4 составляет 1,6·10-8?
РЕШЕНИЕ:
1
2
3
4
5
Написано уравнение равновесия процесса растворения трудно
растворимой соли: PbSO4↔Pb2++SO42S
S
S
S – молярная концентрация (моль/л)
Произведение растворимости сульфата свинца:
ПР=[ Pb2+][ SO42-]= S2
S=1,26·10-4 моль/л
Вычислено значение S:
S2=1,6·10-8
Определено количество вещества в 0,303 г сульфата свинца:
υ(PbSO4)=0,303/303=10-3моль
Рассчитан минимальный объем воды:
1,26·10-4моль PbSO4 – 1 л
10-3 моль – х
Х=7,94л
4 балла
4 балла
4 балла
4 балла
4 балла
10.3. Напишите уравнения химических реакций, соответствующих следующей схеме
превращений:
Z
X
Y
Z
А) MnSO4←――A←―――C8H8Br2―――→B―――→MnO2
Определите неизвестные вещества X и Z и укажите условия проведения реакций.
X
↑CO2
Б) NaOH←Na2SO4←Na2O2→ Na2SO4→NaC1
↓CO
Y
А) MnSO4←――A←―――C8H8Br2―――→B―――→MnO2
Определите неизвестные вещества X и Y.
1
2
3
А)
РЕШЕНИЕ:
С6Н5СН-СН +2КОН
│ │
Br Br
спирт
→
3 балла
С6Н5С≡СН +2KBr+2Н2О
С6Н5С≡СН+8KMnO4+12H2SO4=5C6H5COOH+5CO2+8MnSO4+4K2SO4+12H2O
4
С6Н5СН-СН +Мg → С6Н5С═СН2 +MgBr2+
│ │
Br Br
С6Н5С═СН2+2KMnO4+4H2SO4=С6Н5СН-СН2 +2MnO2+2KOH
│ │
OH OH
Х-KOH; Y-Mg; Z- KMnO4; A - С6Н5С≡СН; B- С6Н5С═СН2
1
2
3
4
5
6
Б) Na2O2+CO2=Na2CO3+O2
Na2O2+CO=Na2CO3
5Na2O2+2KMnO4+H2SO4=5O2+Na2SO4+MnSO4+K2SO4+8H2O
Na2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2NaOH
Na2O2+2KI+2H2SO4=Na2SO4+I2↓+K2SO4+2H2O
Na2SO4+BaC12=BaSO4+2NaC1
Х – О2; У – Na2CO3
2 балла
3 балла
2 балла
2 балла
2 балла
2 балла
1 балла
2 балла
1 балла
10.3. Определите массовые доли веществ в растворе , образовавшемся после добавления
0,69 г натрия к 12,5 мл 95%-ного водного раствора этанола (плотность 0,8 г/мл).
РЕШЕНИЕ:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Рассчитано количество реагирующего натрия:
υ (Na)=0,69/23=0,03 моль
Определена масса раствора этанола:
m(р-ра)=12,5·0,8= 10 гр
Вычислена масса спирта и воды в 10 гр раствора:
m(спирта)=10·0,95=9,5 гр
m (воды) = 10-9,5=0,5 гр
Найдено количество воды в растворе:
υ (воды)=0,5/18=0,028 моль
Составлены уравнения реакций и выяснены соотношения
реагирующих веществ:
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
0,028
0,028
0,028
0,014
2Na
+ 2C2H5OH = 2C2H5ONa +H2↑
0,002
0,002
0,002
0,001
Определены массы образовавшихся веществ: после завершения
реакции в спиртовом растворе содержатся 0,028 моль NaOH и
0,002 моль C2H5ONa, масса которых:
m(NaOH)=0,028·40=1,12 гр
m(C2H5ONa)=0,002·68=0,136 гр.
Определено количество выделившегося водорода:
υ(Н2)=0,014+0,001=0,0015 моль
m(Н2)=0,015·2=0,03 гр
Вычислена масса конечного спиртового раствора:
m (р-ра)=10,0+0,69-0,03=10,66 гр
Определена массовую долю веществ в этом растворе:
ω(NaOH)=1,12/10,66=0,105(или 10,5%)
ω(C2H5ONa)=0,136/10,66=0,0128 (или 1,28%)
1 балл
1 балл
1 балл
1 балл
5 баллов
3 балла
2 балла
2 балла
3 балла
10.4. В сосуде объемом 5 л находится 1 моль РС15. Сосуд нагрели до некоторой
температуры, при этом установилось следующее равновесие:
РС15(г)↔РС13(г)+С12(г).
Константа равновесия при этой температуре равна 0,04 моль/л. Рассчитайте число молей
газообразного РС13 в равновесной смеси.
РЕШЕНИЕ:
1
2
3
4
5
К=[РС13] [С12]/[РС15]
Рассчитана молярная концентрация РС15 в сосуде:
См=υ/V=1/5=0,2 моль/л
Выражена равновесная концентрация РС15:
РС15(г)↔РС13(г)+С12(г).
Х
Х
Равновесная концентрация РС15 – (0,2-х)
Определена равновесная концентрация РС15:
К=Х·Х/(0,2-Х)
Х=0,072 моль/л
Определено число молей газообразного РС13:
υ=0,072·5=0,36 моль
2 балла
2 балла
2 балла
2 балла
2 балла
10.5. Вычислите рН раствора, полученного при смешивании равных объемов 0,04 М
раствора гидроксида натрия и 0,02М раствора бромоводородной кислоты.
РЕШЕНИЕ:
1
2
3
4
5
6
NaOH + HBr=NaBr+H2O
Определены концентрации NaOH и HBr после сливания равных
объемов растворов:
С(NaOH)=0,04/2=0,02 моль/л
С(HBr)=0,02/2=0,01 моль/л
Определен избыток и недостаток: т.к. гидроксид натрия и
бромоводородная кислота реагируют в соотношении 1:1, то
гидроксид натрия был взят в избытке.
Определена концентрация NaOH после завершения реакции:
С(NaOH) (прореаг)=0,01 моль/л
С(NaOH) (ост) = 0,02-0,01 =0,01 моль/л
Определен рОН=-lg[ОН-]= -lg10-2=2
Определен рН: рН=14-2=12
2 балла
4 балла
4 балла
4 балла
4 балла
2балла