Решение заданий отборочного (районного) этапа

Задачи 79-ой Санкт-Петербургской олимпиады школьников по химии 2013 года

Задания отборочного (районного) этапа

Ой Санкт-Петербургской олимпиады по химии

Класс

автор заданий – Бегельдиева С.М.

Вариант

1. В соединении титана с кислородом отношение масс элементов составляет 2: 1. Установите формулу данного соединения. Определите степень окисления титана.

2. Великий волшебник Пристли заполнил 10-литровую колбу воздухом (при н.у.) и принялся изучать его состав. Он выяснил, что около 78% приходится на газ, которому было дано имя «БЕЗЖИЗНЕННЫЙ». Определите количество вещества и объем этого газа, приведите его формулу.

3. Выпишите из предложенного ряда химические явления. Укажите признаки, которые подтверждают Ваш выбор.

Плавление парафина; Горение свечи; Скисание молока; Выпечка блинов; Образование накипи

4. Недавно в Периодической системе Д.И.Менделеева появился новый химический элемент под № 114. Укажите: а) в какой группе (подгруппе) и в каком периоде он должен находиться; б) строение внешнего энергетического уровня. Опишите свойства этого элемента в соответствии с его положением в Периодической системе Д.И. Менделеева.

5. Кофеин принадлежит к тем немногим веществам, содержащимся в чае, которые практически не изменяются в процессе переработки. Его формула — C₆H₁₂O₂N_4.. Определите массу (в граммах) одной молекулы кофеина.

Вариант

1. В соединении железа с кислородом отношение масс элементов составляет 7: 3. Установите формулу данного соединения. Определите степень окисления железа.

2. Великий волшебник Пристли заполнил 10 л колбу воздухом (при н.у.) и принялся изучать его состав. Он выяснил, что около 21% приходится на газ, которому было дано имя «ФЛОГИСТОН». Определите количество вещества и объем этого газа, приведите его формулу.

3. Выпишите из предложенного ряда химические явления. Укажите признаки, которые подтверждают Ваш выбор.

Закипание воды; Горение спиртовки; Гашение соды; Выпечка пирога; Вздутие консервов

4. Недавно в Периодической системе Д.И. Менделеева появился новый химический элемент под № 116. Укажите: а) в какой группе (подгруппе) и в каком периоде он должен находиться; б) строение внешнего энергетического уровня. Опишите свойства этого элемента в соответствии с его положением в Периодической системе Д.И. Менделеева.

5. Основным витамином, содержащимся в чае, является витамин Р. Его формула — C₃₆H₂₈O₁₅. Определите массу одной молекулы витамина Р (в граммах).

Класс

Автор заданий – Злотников Э.Г.

Вариант

1. При химическом анализе в лаборатории был установлен количественный состав четырех веществ: А – H₈N₂O₃C; Б – H₂FeO₂Cl; В – H₂S₂O₆Ba; Г – S₃Al₂ O₁₂.

К каким классам неорганических соединений относится каждое вещество? Назовите вещества А, Б, В, Г. Приведите по одному уравнению химической реакции, характерной для каждого вещества, и укажите условия их протекания.

2. Сульфид железа (II), полученный при сплавлении 4,8 г серы с порошком железа, обработали избытком раствора соляной кислоты. Выделившийся газ пропустили через раствор нитрата свинца (II). При этом выпал осадок массой 21,15 г. Напишите уравнения указанных реакций и определите выход получившегося осадка в процентах от теоретически возможного.

3. Какую массу кристаллической соды (Na₂СO₃ · 10H₂O) надо растворить в 250 г воды, чтобы получить раствор с массовой долей карбоната натрия 10%?

4. Из металла, проявляющего в своих соединениях валентность равную 2, изготовили две одинаковые пластинки и поместили в избыток растворов солей равной концентрации. Одну пластинку поместили в раствор соли свинца, а другую – в раствор соли меди. Через некоторое время оказалось, что масса пластинки, находившейся в растворе соли свинца, увеличилась на 9,5%, а масса второй пластинки уменьшилась на 4,8%. Из какого металла были изготовлены пластинки? Напишите уравнения описанных в условии задачи реакций.

5. Купоросы – это обширный класс солей двухвалентных металлов. Розовые кристаллы купороса X нагрели до 300°С. При этом масса образца уменьшилась на 37,4%. Раствор, содержащий 3,000 г Х, обработали избытком подкисленного раствора нитрата бария. При этом выпал белый осадок Y массой 2,904 г. Определите состав купороса Х. Напишите уравнения реакций.

Вариант

1. При химическом анализе в лаборатории был установлен количественный состав четырех веществ: А – H₂Cu₂O₅C; Б – O₂Cl₂Ca; В – H₈N₂O₇Сr₂; Г – H₄O₈MgP₂.

К каким классам неорганических соединений относится каждое вещество? Назовите вещества А, Б, В, Г. Приведите по одному уравнению химической реакции, характерной для каждого вещества, и укажите условия их протекания.

2. В избытке кислорода сожгли 7,5 г фосфора. Полученное вещество растворили в воде и к раствору добавили избыток раствора гидроксида бария. При этом выпал осадок массой 71,7 г. Напишите уравнения указанных реакций и определите выход получившегося осадка в процентах от теоретически возможного.

3. В какой массе воды нужно растворить 57,4 г глауберовой соли (Na₂SO₄ · 10H₂O), чтобы получить раствор сульфата натрия с массовой долей 5%?

4. Из металла, проявляющего в своих соединениях валентность равную 2, изготовили две одинаковые пластинки и поместили в избыток растворов солей равной концентрации. Одну пластинку поместили в раствор соли свинца, а другую – в раствор соли кобальта. Через некоторое время оказалось, что масса одной пластинки увеличилась на 1,42%, а масса другой − уменьшилась на 0,06%. Из какого металла были изготовлены пластинки? Напишите уравнения описанных в условии задачи реакций.

5. Купоросы – это обширный класс солей двухвалентных металлов. Зеленые кристаллы купороса X нагрели до 300 °С. При этом масса образца уменьшилась на 44,9%. Раствор, содержащий 2,000 г Х, обработали избытком подкисленного раствора хлорида бария. При этом выпал белый осадок Y массой 1,662 г. Определите состав купороса Х. Напишите уравнения реакций.

Класс

Авторы заданий – Скрипкин М.Ю. (№№ 1-4), Пошехонов И.С. (№ 5), Байгозин Д.В. (№ 6)

Вариант

1. Выпишите в порядке убывания порядковые номера процессов, идущих без изменения степени окисления элементов:

1) превращение сухого льда в углекислый газ;

2) взаимодействие хлорида алюминия с водой;

3) термическое разложение сульфита бария без доступа воздуха;

4) термическое разложение нитрата меди;

5) взаимодействие пропилена с водородом;

6) взаимодействие твердого нитрата калия с концентрированной серной кислотой;

7) взаимодействие свинца с водным раствором трихлорида железа.

Напишите уравнения соответствующих реакций.

2. Предложите способ синтеза иодата натрия (NaIO₃) из природного сырья, т.е. используя в качестве исходных веществ только те соединения, которые встречаются в природе. Напишите уравнения соответствующих реакций, приведите условия их протекания. Укажите, где в природе встречаются предложенные Вами исходные вещества.

3. Раствор, полученный при обработке 4,00 г некоторого металла избытком очень разбавленной азотной кислоты, осторожно выпарили досуха, а полученный остаток прокалили при 550 ^оС. При этом получилось 1,92 л газа (в пересчете на н.у.). Определите исходный металл. Приведите уравнения описанных в задании реакций.

4. Исходя из теплот образования оксидов, определите, какие из указанных металлов могут быть получены из оксидов методом магнийтермии: кальций, галлий, лантан, титан, цинк?

Какие факторы, на Ваш взгляд, могут препятствовать получению чистого металла данным методом?

5. Анализ моногалогенпроизводного некоторого углеводорода X показал, что оно содержит 40,33% углерода, 6,11% водорода по массе. Вычислите относительную погрешность определения содержания элементов. Существуют ли такие моногалогенпроизводные X, что число их структурных изомеров равно а) 2, б) 3, в) 6? Если есть, назовите соответствующие углеводороды по номенклатуре IUPAC. Примечание: все расчеты проводите с точностью до сотых.

6. Продукты бромирования на свету 10,50 г циклогексана обработали избытком водно-спиртового раствора нитрата серебра. В результате выпало 35,10 г желтоватого, темнеющего на свету осадка. Определите состав продуктов бромирования, изобразите для них все возможные структурные и геометрические изомеры.

Вариант

1. Выпишите в порядке возрастания чисел порядковые номера процессов, идущих с изменением степени окисления хотя бы одного из элементов:

1) переход кристаллическая сера – пластическая сера;

2) термическое разложение нитрата аммония;

3) взаимодействие твердого хлорида аммония с твердым гидроксидом стронция;

4) взаимодействие твердого хлорида аммония с концентрированной серной кислотой;

5) термическое разложение метана;

6) реакция термического разложения перекиси бария;

7) взаимодействие цинка с концентрированным водным раствором гидроксида калия.

Напишите уравнения соответствующих реакций.

2. Предложите способ синтеза бромата калия (KBrO₃) из природного сырья, т.е. используя в качестве исходных веществ только те соединения, которые встречаются в природе. Напишите уравнения соответствующих реакций, приведите условия их протекания. Укажите, где в природе встречаются предложенные Вами исходные вещества

3. Раствор, полученный при обработке 5,00 г некоторого металла избытком очень разбавленной азотной кислоты, осторожно выпарили досуха, а полученный остаток прокалили при 550 ^оС. При этом получилось 1,53 л газа (в пересчете на н.у.). Определите исходный металл. Приведите уравнения описанных в задании реакций.

4. Исходя из теплот образования оксидов, определите, какие из указанных металлов могут быть получены из оксидов методом алюминотермии: магний, олово, индий, хром, кадмий?

Какие факторы, на Ваш взгляд, могут препятствовать получению чистого металла данным методом?

5. Анализ моногалогенпроизводного некоторого углеводорода X показал, что оно содержит 30,66% углерода, 4,64% водорода по массе. Вычислите относительную погрешность определения содержания элементов. Существуют ли такие моногалогенпроизводные X, что число их структурных изомеров равно а) 2, б) 3, в) 6? Если есть, назовите соответствующие углеводороды по номенклатуре IUPAC. Примечание: все расчеты проводите с точностью до сотых.

6. Продукты хлорирования на свету 5,50 г циклогексана обработали избытком водно-спиртового раствора нитрата серебра. В результате выпало 14,00 г белого, темнеющего на свету осадка. Определите состав продуктов хлорирования, изобразите для них все возможные структурные и геометрические изомеры.

Класс

Авторы заданий – Скрипкин М.Ю. (№№ 1-3), Пошехонов И.С. (№№ 4, 5), Михайлов К.И. (№ 6)

Вариант

1. Предложите последовательность химических превращений, соответствующих схеме:

A → B → C → D → E → F,

где вещества A – F содержат общий элемент, первая и четвертая реакции являются окислительно-восстановительными, а остальные реакции окислительно-восстановительными не являются. Укажите условия протекания процессов. Разными буквами в схеме обозначены различные вещества.

2. Смесь двух бинарных соединений кальция растворили в воде. При этом выделилась смесь газообразных продуктов с относительной плотностью по аргону 0,65. Если же исходную смесь обрабатывать селенистой кислотой, то относительная плотность выделившегося газа по аргону составляет 0,85. Определите, какие вещества и в каком массовом соотношении были взяты.

3. Через водный раствор хлороводорода объемом 250 мл (массовая доля растворенного вещества 10%, плотность 1,05 г/мл) пропустили 5 000 Кл электричества. Газообразные продукты электролиза пропустили через 300 г баритовой воды с массовой долей растворителя 95%. Какую максимальную массу осадка можно получить, выпарив приготовленный таким образом раствор? Возможностью образования кристаллогидратов пренебречь.

4. Реакция необратимого разложения ацетальдегида протекает по уравнению:

CH₃CHO_(г.) = CH_4(г.) + CO_(г.).

Температурный коэффициент скорости разложения равен 2,2. Как изменится скорость реакции, если одновременно уменьшить температуру на 10 °С и увеличить давление с 1,1 атм. до 1,52 атм., учитывая, что реакция имеет 2 порядок по ацетальдегиду? Известно, что эта реакция катализируется газообразным иодом. Объясните, почему иод обладает таким действием.

5. Смесь двух предельных одноатомных спиртов (массовая доля углерода в одном больше, чем в другом на 4,9%) нагрели до 130^oС в присутствии 80%-ной серной кислоты. При этом образуются 2 продукта, причем массовая доля углерода в одном из них на 11,9% больше, чем в другом. Установите структурные формулы спиртов и напишите уравнения реакций.

6. Хлорпропан имеет два структурных изомера. При некоторой температуре смесь этих изомеров находится в термодинамическом равновесии, т.е. изомеры способны переходить один в другой. Зная, что константа равновесия реакции изомеризации равна 0,25, рассчитайте содержание изомеров в равновесной смеси. Какого из изомеров в смеси больше? Предложите способ синтеза преобладающего изомера из неорганических соединений.

Вариант

1. Предложите последовательность химических превращений, соответствующих схеме:

A → B → C → D → E → F,

где вещества A – F содержат общий элемент, первая и третья реакции являются окислительно-восстановительными, а остальные реакции окислительно-восстановительными не являются. Укажите условия протекания процессов. Разными буквами в схеме обозначены различные вещества.

2. Смесь двух бинарных соединений натрия растворили в воде. При этом выделилась смесь газообразных продуктов с относительной плотностью по неону 1,00. Если же исходную смесь обрабатывать фосфористой кислотой, то относительная плотность выделившегося газа по аргону составляет 1,30. Определите, какие вещества и в каком массовом соотношении были взяты.

3. Через водный раствор бромоводорода объемом 200 мл (массовая доля растворенного вещества 15%, плотность 1,15 г/мл) пропустили 7 000 Кл электричества. Газообразные продукты электролиза пропустили через 200 г водного раствора поташа с массовой долей растворителя 92%, после чего раствор выпарили. Какую максимальную массу осадка можно получить, выпарив приготовленный таким образом раствор?

4. Реакция необратимого разложения ацетальдегида протекает по уравнению:

CH₃CHO_(г.) = CH_4(г.) + CO_(г.).

Температурный коэффициент скорости разложения равен 2,2. Как изменится скорость реакции, если одновременно увеличить температуру на 20°С и уменьшить давление с 1,5 атм. до 0,72 атм., учитывая, что реакция имеет 2 порядок по ацетальдегиду? Известно, что эта реакция катализируется газообразным иодом. Объясните, почему иод обладает таким действием.

5. Смесь двух предельных одноатомных спиртов (массовая доля углерода в одном больше, чем в другом на 4,9%) нагрели до 110^oС в присутствии 85%-ной фосфорной кислоты. При этом образуются 2 продукта, причем массовая доля углерода в одном из них на 15,1% больше, чем в другом. Установите структурные формулы спиртов и напишите уравнения реакций.

6. Бромпропан имеет два структурных изомера. При некоторой температуре смесь этих изомеров находится в термодинамическом равновесии, т.е. изомеры способны переходить один в другой. Зная, что константа равновесия реакции изомеризации равна 0,11, рассчитайте содержание изомеров в равновесной смеси. Какого из изомеров в смеси больше?

Предложите способ синтеза преобладающего изомера из неорганических соединений.

Решение заданий отборочного (районного) этапа.

Класс

Вариант