по химии 11 КЛАСС

Третья Брянская корпоративная региональная олимпиада учащейся молодежи
по химии
11 КЛАСС
Задания очного тура корпоративной олимпиады по химии с решениями. 2011 год
Задача 11-1
Присутствие благородных газов в воздухе было открыто У. Рамзаем в 1894 г. при сравнении плотности атмосферного азота
(т.е. воздуха, из которого удалены кислород, водяные пары и углекислый газ), равной 1,256 г/л, с плотностью химически
чистого азота, полученного термическим разложением нитрита аммония. Плотность какого азота должна быть больше и
почему? Проведите расчёт плотности чистого азота и азота, выделенного из воздуха. Убедитесь, что не случайно открытие
благородных газов называют «торжеством третьего знака после запятой». (4 балла)
NH4NO2 = N2 + 2H2O. Плотность азота из нитрита аммония равна 28/22,4=1,250 г/л. (1 балл) В воздухе, кроме
азота, из которого удалены кислород, водяные пары и углекислый газ имеется небольшое количество инертных газов,
в основном более тяжёлого, чем азот - аргона. (1 балл) Молярная масса аргона 39,9 г/моль. Содержание азота в
атмосфере 78 % (по объёму), аргона 0,96 % по объёму. Тогда плотность воздуха, из которого удалены кислород,
водяные пары и углекислый газ, равна (78·28+0,96·39,9)/(22,4·78,96) = 1,256 г/л. (2 балла)
Задача 11-2
В лаборатории золото можно растворить в царской водке. В промышленности золото из руды окисляют кислородом воздуха
в растворе цианидов. Запишите уравнения реакций растворения золота в лаборатории и в промышленности. Почему
лабораторный способ не применяют в промышленности. Как можно выделить золото из полученных растворов? (4 балла)
Au + 4HCl + HNO3 = H[AuCl4] + NO + 2H2O;дорого и загрязнение атмосферы (1 балл)
8KCN + O2 + 4Au + 2H2O = 4K [Au(CN)2] + 4KOH. (1 балл)
2H[AuCl4] + 3Zn = 3ZnCl2 + 2HCl + Au (1 балл)
2K[Au(CN)2] + Zn = K2[Zn(CN)4] + 2Au (1 балл)
Задача 11-3
Массовая доля водорода в предельной одноосновной карбоновой кислоте составляет 9,8%. Определите ее состав и напишите
структурные формулы возможных изомерных кислот. (4 балла)
Формула кислоты CnH2n + 1COOH или Cn + 1H2n + 2O2. (1 балл) Выразим массовую долю водорода в данной кислоте:
ω = (2n + 2)/(12(n+1) + 2n + 34) = 0,098 отсюда n = 4. Формула кислоты C4H9COOH. (1 балл) Изомеры: пентановая,
2-метилбутановая, 3-метилбутановая и 2,2-диметилпропановая кислоты. (1 балл) 2-Метилбутановая кислота
содержит центр хиральности — второй атом углерода углеводородной цепочки, имеющий четыре различающихся
заместителя (карбоксильная группа, этильный и мет ильный радикалы, водород). Поэтому данное соединение
существует в виде двух оптических (зеркальных) изомеров. (1 балл)
Задача 11-4
Соотнесите именную реакцию или правило с тем или иным уравнением реакции или нужным правилом
1. Правило Зайцева
1. 2C2H5OH → CH2=CH–CH=CH2 + H2; + 2H2O
2. Реакция Кучерова
2. СН4 + HNO3 → СН3–NO2 + H2O
3. Реакция Лебедева
3. 6CH2O → C6H12O6
4. Реакция Зелинского
4. 2C2H5I + 2Na → CH3–CH2–CH2–CH3+ 2NaI
5. Реакция Коновалова
5. 3С2Н2 → C6H6
6. Реакция Зинина
6. C2H2 + H2O → CH3CHO
7. Реакция Бутлерова
7. C6H5NO2 + 3(NH4)2S → C6H5NH2 + 3S + 6NH3+ 2H2O
8. Реакция Дюма
8. CH3COONa + NaOH → CH4 + Na2CO3
9. Правило Марковникова 9. CH3CH2CH(OH)CH3 → CH3CH=CHCH3 + H2O
10. Реакция Вюрца
10. CH3CH2CH=CH2 + HCl → CH3CH2–CHCl–CH3
(5 баллов)
1-9; 2-6; 3-1; 4-5; 5-2; 6-7; 7-3; 8-8; 9-10; 10-4 (по 0,5 балла за каждое правильное соответствие)
Задача 11-5
На высоте 15-25 км над землёй находится озоновый слой атмосферы (его условная толщина при н.у. 3 мм),
защищающий живые объекты от жёсткого ультрафиолетового излучения. При попаданию в атмосферу
хлорсодержащие соединения под действием ультрафиолетового света диссоциируют с образованием
атомов хлора, которые реагируют с озоном: Cl۠ + O3 = ClO۠ + O2. В 1987 г. 36 государств подписали
Монреальский протокол о снижении производства фреонов как самых опасных разрушителей озона. При
старте американского космического челнока «Шатлл» срабатывают твёрдотопливные ускорители. Они
поднимают корабль до высоты 40 км, сжигая 987 т твёрдого топлива, содержащего примерно 70 %
перхлората аммония.
1.
2.
3.
4.
5.
Сколько примерно хлора попадает в атмосферу при одном старте «Шаттла»?
В аэрозольных баллончиках раньше широко применяли фреон-12 СCl2F2. В стандартном баллончике (350 мл)
использовали около 50 г фреона. Сколько примерно хлора попадает в атмосферу при распылении содержимого
одного баллончика?
Сколько примерно баллончиков надо распылить, чтобы вызвать такое же разрушение озонового слоя, как при
одном старте «Шаттла»?
Напишите уравнение горения алюминия с перхлоратом аммония (хлор превращается в хлороводород).
Какие выводы Вы сделаете по результатам решения этой задачи? (5 баллов)
1.
Масса перхлората аммония 987·0,7 = 690,9 т, в 117,5 т перхлората содержится 35,5 т хлора, тогда в 690, 9
т перхлората будет содержаться 35,5·690,9/117,5 ≈ 209 т. (1 балл)
2.
В 121 г фреона-12 содержится 71 г хлора, тогда в 50 г фреона хлора будет содержаться 50·71/121 ≈ 29 г
(1 балл)
3.
209 000 000/29 ≈ 7 200 000 баллончиков (1 балл)
4.
6NH4ClO4 + 10Al = 3N2 + 9H2O + 6HCl + 5Al2O3 (1 балл)
5.
При составлении международных соглашений о разрушителях озона необходимо учитывать все источники
активного хлора, а не только фреоны. Возможны другие выводы. (1 балл)
Задача 11-6 Дайте ответы на вопросы после проведения соответствующих экспериментов:
Опыт «Фонтанчик»
1) Почему вода фонтаном устремляется в колбу?
2) Почему вода в колбе приобрела малиновую окраску?
3) Зачем колбу с аммиачной водой закрывают пробкой с длинной стеклянной трубкой?
4) Если вместо аммиачной воды в колбе налит раствор нашатыря, то какой реактив надо добавить, чтобы при
нагревании выделялся аммиак?
Опыт «Волшебная палочка»
1) Напишите уравнение реакции, протекающей при прикосновении палочкой спиртовки.
Опыт «Колба на ладони»
1) Почему колба висит на ладони?
2) Запишите уравнения реакций, которые могут протекать в колбе.
3) Предложите свой вариант опыта, доказывающий, что углекислый газ реагирует со щёлочью. (8 баллов)
Опыт «Фонтанчик»
1) Разница давлений в колбе и атмосферного (1 балл)
2) Аммиак в растворе даёт щелочную среду (1 балл)
3) Стеклянная трубка играет роль обратного воздушного холодильника (1 балл)
4) Щёлочь (1 балл)
Опыт «Волшебная палочка»
1) 12KMnO4 + 5C2H5OH + 18H2SO4 = 12MnSO4 + 10CO2 + 6K2SO4 + 33H2O (1 балл)
Опыт «Колба на ладони»
1) Углекислый газ поглотился раствором щёлочи, в колбе разрежённое пространство. (1 балл)
2) Образование карбоната и гидрокарбоната натрия. (1 балл)
3) Например, закрыть колбу не ладонью, а пробкой с газоотводной трубкой, которую опустить с стакан с
водой. После поглощения углекислого газа щёлочью, вода устремиться по трубке в колбу. Возможны другие
варианты. (1 балл)