11 класс Условия заданий заочного тура корпоративной олимпиады БГУ 2014 года

11 класс
Условия заданий заочного тура корпоративной олимпиады БГУ 2014 года
1. В учебнике О.С. Габриеляна, Г.Г.Лысовой «Химия. 11 класс» на с. 56 предлагается задание:
«Почему молекулы N2, СО и С2Н2 называют изоэлектронными?». Включение ацетилена в
данный список является ошибочным. Почему? Какая частица будет изоэлектронной указанным молекулам? (3 балла)
Изоэлектроннсть - не только одинаковое число электронов, но и одинаковое электронное
строение. (1 балл) В C2H2 нет неподелённых электронных пар. (1 балл) Примеры частиц: NO+
,CN-, C22- (1 балл)
2. К 200 г раствора с массовой долей сульфата меди (II) 20 % добавили 300 г раствора с массовой долей щёлочи 5,2 %. Осадок отфильтровали. Его масса оказалась равной 24,5 г. Рассчитайте массовые доли веществ в полученном фильтрате. (6 баллов)
СuSO4 + 2MeOH = Cu(OH)2 + Me2SO4. (1 балл) Масса сульфата меди равна 200·0,2 = 40 г. Количество вещества сульфата меди 40/160 = 0,25 моль. Количество вещества гидроксида меди
24,5 / 98 = 0,25 моль. (1 балл) Значит щёлочь в избытке. (1 балл) Её масса 300·0,052 = 15,6 г.
Молярная масса должна быть меньше 15,6 / 0,5 = 31,2. Этому условию соответствует гидроксид лития. (1 балл) Масса образовавшегося сульфата лития будет 0,25·110 = 25,7 г. Масса
оставшегося гидроксида лития будет 15,6 – 0,5·24 = 3,6 г. (1 балл) Масса раствора 200 + 300 –
24,5 = 475,5 г. Массовые доли сульфата лития и гидроксида лития будут равны соответственно 25,7 / 475,5 = 5,4 % и 3,6 / 475,5 = 0,76 %. (1 балл)
3. Первый фотоэлемент был созданный русским физиком А. Г.
Столетовым. Он представлял собой стеклянный баллон, в центре
которого находится металлическое кольцо – анод фотоэлемента.
Внутренняя поверхность баллона покрыта слоем светочувствительного металла цезия – катод фотоэлемента. Из баллона выкачан воздух, и он наполнен гелием. Между анодом и катодом
включается батарея и гальванометр. При освещении фотоэлемента в собранной цепи течет ток.
а. Объясните принцип действия фотоэлемента?
б. Как объяснить явление фотоэффекта особенностью строения металлов?
в. Почему цезий является светочувствительным металлом? Как это свойство связано со
строением атома цезия?
г. Зачем из цезиевого фотоэлемента выкачивают воздух?
д. Как устроены современные фотоэлементы и где они используются? (6 баллов)
а. Под действием квантов света из металла выбиваются электроны, которые летят от
катода к аноду, замыкая электрическую цепь, в результате в цепи возникает ток. (1
балл)
б. Металлы легко теряют электроны, так как у них большой атомный радиус и мало
электронов на внешнем слое (1 балл)
в. Цезий щелочной металл. (1 балл)
г. Цезий способен окисляться кислородом воздуха до пероксида и надпероксида. (1
балл)
д. Современные фотоэлементы изготавливают из керамики и широко используются в
электронике. (1 балл) Указать примеры (1 балл).
4. Оптимальные условия действия амилазы – фермента, расщепляющего крахмал: рН = 6,8; Т =
37 оС. Как изменится активность фермента в каждом из следующих случаев (уменьшится или
увеличится)? Укажите причину изменения активности.
а) рН инкубационной среды равен 5.
б) температура инкубации 70 оС.
в) в инкубационную среду введён раствор медного купороса.
г) в инкубационную среду введён раствор хлорида натрия. (6 баллов)
Снижение активности в пунктах «а» и «б» из-за изменения структуры фермента (денатурация). (2 балла) Влияние солей на активность фермента: «в»-уменьшение. Ингибитор - катионы меди. (2 балла) «г»- увеличение. Активатор - хлорид ионы. (2 балла)
5. Верблюд долгое время может обходиться без воды. Распространено мнение, что запас воды у
него содержит горб. Но это неверно: горб верблюда просто большой запас жира. Как этот жир
может быть источником воды? Рассчитайте, сколько литров воды может образоваться в теле
верблюда из 10 кг жира. При этом для простоты исходите из того, что весь жир представлен
трипальмитином. (5 баллов)
Формула трипальмитина C51H98O6. (1 балл) Расчёт количества образовавшейся воды при полном окислении жира C51H98O6 + [O] = 51CO2 + 49H2O (3 балла). Расчёт массы (10,9 кг) и объема жидкой воды (10,9л).(1 балл)
6. Одним из стереотипов в органической химии является утверждение об устойчивости простых
эфиров к реакциям гидролиза. Приведите примеры соединений, которые опровергают данный
стереотип, напишите уравнения реакций и укажите условия их осуществления. (4 балла)
Примеры легко гидролизующихся простых эфиров: эфиры винилового спирта, (2 балла) полуацетали, ацетали, дисахариды.( 2 балла)
7. Алкильные заместители в ароматическом ядре относятся к ориентантам первого рода, то есть
направляют вхождение электрофильных частиц в орто- и пара-положение по отношению к себе. При этом доля продуктов мета-замещения является очень незначительной. Например, при
бромировании толуола (в присутствии бромида железа (III)) доля выход м-бромтолуола составляет 0,3%, нитрование толуола нитрующей смесью дает всего 1,2% м-нитротолуола. Однако при алкилировании толуола третбутилхлоридом выход мета-изомера составляет 32%!
Объясните данное явление. Какие причины определяют ориентирующее действие заместителей в ароматических молекулах, и какие дополнительные факторы могут повлиять на выход
продуктов реакции. (6 баллов)
Ориентирующие действие заместителей определяется устойчивостью образующихся Qкомплексов (3 балла). Дополнительные факторы: стерический (1 балл), кинетический (температурный) (1 балл) количество реакционных мест (1 балл)
8. Купите пузырёк канцелярского силикатного клея, вылейте его в химический стакан и разбавьте водой 1:2. (Если получилась мутная жидкость, то прикройте стакан листом бумаги и
дайте отстояться неделю. Затем аккуратно слейте чистый раствор в другой химический стакан) На дно стакана в разные места бросьте небольшое количество кристалликов растворимых
солей, например, меди, никеля, марганца, железа. Прикройте стакан листом бумаги и через
сутки посмотрите, что происходит на дне стакана. Опишите наблюдения. Объясните наблюдаемое в опыте явление. Техника безопасности: 1) Опыт целесообразно сделать в химической лаборатории под руководством учителя. 2) Берегите глаза! При попадании в глаза
силикатного клея нужно немедленно промыть их большим количеством воды и обратиться к врачу! (6 баллов)
Со дна стакана растут разноцветные «химические водоросли». Цвет «водоросли» определяется цветом соли (4 балла за проведение эксперимента и его грамотное описание). На поверхности кристалла образуется полупроницаемая плёнка силикатов, Через неё за счёт осмоса
вода проникает к кристаллу, растворяет часть соли. Набухающая изнутри плёнка рвётся и таким образом «водоросли растут (2 балла за объяснение результатов эксперимента).