На схеме приведены превращения соединения X:

Олимпиада 11 класс (1 тур)
1. Можно ли осуществить превращение:
с помощью а) НСl
б) Н2S
в) Н2О
ВаS → Ва(НS)2
г) NаОН
Подтвердите ответ молекулярными и ионно-молекулярными уравнениями
возможных реакций.
7 баллов
2. Соотношение молекулярных масс высших хлорида и оксида элемента,
расположенного в IV группе периодической системы, составляет 17 : 6.
Определите элемент.
2 балла
3. Растворение образца алюминия в растворе гидроксида калия при 20 0С
заканчивается за 36 минут, а при 40 0С – за 4 минуты. За какое время такой
же образец алюминия растворится при 65 0С? Напишите уравнение
реакции.
4 балла
4. Два стакана одинаковой массы, в одном из которых находится 100 г
18,25%-ного раствора хлороводородной кислоты, а в другом – 100 г 16%ного раствора сульфата меди, поместили на две чашки весов. Равновесие
весов нарушили, добавив к соляной кислоте 2 г карбоната кальция.
Вычислите массу порции железа, которую следует добавить в другой
стакан, чтобы весы вновь уравновесились.
6 баллов
5. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить
следующие превращения:
5 баллов
6. Определите молекулярную формулу алкена, если известно, что одно и
тоже количество его, взаимодействуя с различными галогеноводородами,
образует, соответственно, или 5,23г хлорпроизводного, или 8,2г
бромпроизводного.
2 балла
7. Продукты полного сгорания смеси пропана и метиламина в избытке
кислорода пропустили через избыток раствора гидроксида бария, в
результате чего образовалось 13,97г осадка. Не поглощенные при этом
газы пропустили над раскаленной медью. После чего приведенный к
нормальным условиям объем газа стал в 2,5 раза меньше объема исходной
смеси пропана и метиламина (н.у.). Определите массовые доли веществ в
исходной смеси газов.
10 баллов
Олимпиада 11 класс (1 тур)
(ответы)
1. Можно ли осуществить превращение:
ВаS → Ва(НS)2
с помощью а) НСl
г) NаОН?
б) Н2S
в) Н2О
Подтвердите ответ молекулярными
уравнениями возможных реакций.
и
ионно-молекулярными
а) 2ВаS + 2НСl = Ва(НS)2 + ВаСl2
2Ва2+ + 2S2– + 2Н+ + 2Сl– = Ва2+ + 2НS– + Ва2+ + 2Сl–
2S2– + 2Н+ = 2НS–
S2– + Н+ = НS–
Можно
2б
б) ВаS + Н2S = Ва(НS)2
Ва2+ + S2– + Н2S = Ва2+ + 2НS–
S2– + Н2S = 2НS–
Можно
2б
в) 2ВаS + 2Н2О = Ва(НS)2 + Ва(ОН)2
2б
2–
–
–
S + Н2О = НS + ОН
Нельзя, так как гидролизу подвергается только часть исходного
вещества.
г) ВаS + 2NaOН = Ва(OН)2 + Na2S
Ва2+ + S2– + 2Na+ + 2OH– = Ва2+ + 2OН– + 2Na+ + S2–
Нельзя, так как реакция не идёт.
1б
2. Соотношение молекулярных масс высших хлорида и оксида
элемента, расположенного в IV группе периодической системы, составляет
17 : 6. Определите элемент.
Элемент IV группы (Э) имеет высшую валентность IV и образует хлорид
ЭСl4 и оксид ЭО2:
М(ЭСl4) = х + 4·35,5 = (х + 142) г/моль,
М(ЭО2) = х + 2·16 = (х + 32) г/моль.
1б
Так как по условию
М(ЭСl4) ∕ М(ЭО2) = 17 ∕ 6, то
(х + 142) ∕ (х + 32) = 17 ∕ 6.
Откуда х = 28. Это элемент кремний.
1б
3. Растворение образца алюминия в растворе гидроксида калия при 20
С заканчивается за 36 минут, а при 400С – за 4 минуты. За какое время
такой же образец алюминия растворится при 650С? Напишите уравнение
реакции.
0
Уравнение реакции
2Al + 2KOH + 6H2O = 2K[Al(OH)4] + 3H2↑.
1б
Так как средняя скорость реакции обратно пропорциональна времени
реакции, то при повышении температуры с 200С до 40 0С скорость реакции
возрастёт в
36
 9 раз.
4
По правилу Вант-Гоффа
9
(
t
2
t
1

t 2 - t1
10
) получим значение γ:
40 - 20
10
9 = γ2
γ = 3.
1б
Повышение скорости реакции при увеличении температуры с 400С до 650С
составит:
65 - 40
 65
 3 10  3 2,5  15,588 раз.
 40
1б
Следовательно, время реакции при 650С будет в 15,588 раз меньше, чем
при 400С и равно
4 ìèí
240 ñåê

 15,396  15,4ñåê.
15,588 15,588
1б
4. Два стакана одинаковой массы, в одном из которых находится 100 г
18,25%-ного раствора хлороводородной кислоты, а в другом – 100 г 16%ного раствора сульфата меди, поместили на две чашки весов. Равновесие
весов нарушили, добавив к соляной кислоте 2 г карбоната кальция.
Вычислите массу порции железа, которую следует добавить в другой
стакан, чтобы весы вновь уравновесились.
В стакане с соляной кислотой содержится
100·0,1825 = 18,25 г HCl.
1б
После добавления CaCO3 происходит реакция
2HCl + CaCO3 = CaCl2 + CO2 + H2O,
1б
при этом CaCO3 полностью расходуется, так как HCl в растворе содержится в
избытке (что видно из решения пропорции):
2·36,5г HCl ─ 100г CaCO3
х г HCl ─
2г CaCO3
х = 1,46 г HCl требуется (из 18,25г) для растворения CaCO3 ,
1б
и образуется
100г CaCO3 ─ 44г СО2
2г CaCO3 ─ у г СО2
у = 0,88г СО2.
1б
Таким образом, масса стакана с HCl увеличилась на 2г в момент добавления
CaCO3 и уменьшилась на 0,88г после окончания реакции за счёт удаления СО2
(считаем, что весь СО2 улетучивается) и стала равной
100г + 2г – 0,88г = 101,12г.
Это больше исходной массы на 1,12г.
1б
Во второй стакан для восстановления равновесия весов следует добавить
столько же (1,12г) Fe, так как в результате реакции
Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4
1б
образуются вещества, остающиеся в стакане.
5. Напишите уравнения реакций, с помощью
осуществить следующие превращения:
которых можно
Элементы ответа:
Составлены уравнения реакций, соответствующие схеме превращений:
1) СН3СНСl2 + 2KOH
CH3CHO + 2KCl + H2O
кат.,t0
2) CH3CHO + H2
3) C2H5OH + NH3
,
CH3CH2OH
.
300 0 кат
C2H5NH2 + H2O
4) C2H5NH2 + CO2 + H2O [C2H5NH3]HCO3
(допустимо образование [C2H5NH3]CO3)
5) [C2H5NH3]HCO3
t
0
C2H5NH2 + C2H5NH2 + CO2 + H2O
Ответ правильный и полный, включает все названные выше элементы 5
баллов
Правильно записаны 4 уравнения реакций
4
балла
Правильно записаны 3 уравнения реакций
3
балла
Правильно записаны 2 уравнения реакций
2
балла
Правильно записаны 1 уравнения реакций
1
балла
Все элементы ответа записаны неверно
0
балла
Балл: max 5
6. Определите молекулярную формулу алкена, если известно, что одно
и тоже количество его, взаимодействуя с различными галогеноводородами,
образует, соответственно, или 5,23г хлорпроизводного, или 8,2г
бромпроизводного.
Элементы ответа:
1) Записаны уравнения реакций и указано, что количества веществ
галогеналканов равны друг другу:
CnH2n + HCl
CnH2n+1Cl
CnH2n + HBr
CnH2n+1Br
n(CnH2n+1Cl) = n(CnH2n+1Br)
2) Решением алгебраического уравнения найдена молекулярная формула
алкена:
5,23/(14n+36,5) = 8,2/(14n+81)
n=3
Молекулярная формула алкена С3Н6
Ответ правильный и полный, включает все названные выше элементы 2
балла
Правильно записан первый элемент ответа
1
Все элементы ответа записаны неверно
0
балл
баллов
Максимальный балл
2
Балл: max2
7. Продукты полного сгорания смеси пропана и метиламина в избытке
кислорода пропустили через избыток раствора гидроксида бария, в
результате чего образовалось 13,97г осадка. Не поглощенные при этом
газы пропустили над раскаленной медью. После чего приведенный к
нормальным условиям объем газа стал в 2,5 раза меньше объема исходной
смеси пропана и метиламина (н.у.). Определите массовые доли веществ в
исходной смеси газов.
Решение:
1. С3Р8 + 5О2 -------- 3CO2 + 4H2O
2. 4CH3NH2 + 9O2 ------ 4CO2 + 2N2 + 10 H2O
3. CO2 + Ba(OH)2 ------ BaCO3 + H2O
4. O2 + 2Cu ------ 2CuO
Пусть ν(С3H8) = х моль, ν(CH3NH2) = у моль, тогда
ν(СО2) = 3х+у, ν(СО2) = ν(BaCO3)= 13,97/197 = 0,0709 моля
3х+у = 0,0709
После пропускания над медью остался только азот.
ν(N2) = 0,5у, ν (исходных газов) = х+у
х+у= 2,5(0,5у) х= 0,25у
3х+у+0,0709 0,75у+у=0,0709
1,75у=0,0709
х=0,25*0,0405= 0,0101
у=0,0709/1,75=0,0405
ν(С3Н8) = 0,0101 моля; m(C3H8)= 0,0101*44= 0?446u
ν(CH3NH2) = 0,0405 моля; m(CH3NH2)0,0405*31= 1,256г
m(смеси) = 0,446+1,256 = 1,7г
ω(С3Н8) = 0,0446/1,7= 0,262(26,2%)
ω(СН3Н2)=1,256/1,7=0,738(73,8%)
1. Составлены уравнения химических реакций
2 балла
2. Составлено уравнение для расчета
2 балла
3. Сделано заключение об оставшемся газе и определено его количество
вещества 2 балл
4. Составлена и решена система уравнений
3 балла
5. Определены массовые доли веществ
1 балл
Балл: max 10 б.