Главная
Случайная страница
Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Муниципальный этап Всероссийской олимпиады школьников по химии
10 класс 2015 год
ЗАДАНИЯ С РЕШЕНИЯМИ
Задача 10--1. Теплота образования химического соединения – это тепловой эффект химической реакции образования 1 моль этого вещества из простых веществ, взятых в наиболее устойчивом состоянии при давлении 1,01•105 Па и температуре 25°С.
1. Исходя из этого определения, напишите термохимические уравнения реакций, тепловой эффект которых будет равен теплоте образования газообразного аммиака [ Q обр(NH3 (г.))], углекислого газа [ Q обр(CO2 (г.))], жидкой воды [ Q обр(H2O (ж.))] и мочевины [ Q обр(NH2–CO–NH2 (тв.))].
2. На основании этих уравнений выведите формулу расчета Qx реакции (Х):
NH3 (г.) + CO2 (г.) —> (NH2)2CO (тв.) + H2O (ж.) + Qx, (Х)
через теплоты образования участвующих в реакции веществ.
3. Следствием из какого закона является выведенная вами формула?
4. Рассчитайте тепловой эффект реакции (Х), исходя из данных таблицы:
Вещество
| NH3 (г.)
| (NH2)2CO (тв.)
| СО2 (г.)
| H2O (ж.)
| Q обр,кДж/моль
| 46,2
| 333,2
| 393,5
| 285,8
| 5. Какое количество теплоты выделится при образовании мочевины (уравнение Х), если исходные объемы аммиака и углекислого газа (н.у.) равны соответственно 8,96 и 17,38 л? Выход в реакции считать за 100%.
Решение:
№
вопросов
| Содержание верного ответа и указания по оцениванию(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)
| баллы
|
| Запишем термохимические уравнения, тепловые эффекты которых равны соответствующим теплотам образования:
1,5H2 (г.) + 0,5N2 (г.) = NH3 (г.) + Q обр(NH3 (г.)), (1)
С (гр.) + О2 (г.) = СО2 (г.) + Q обр (CO2 (г.)), (2)
N2 (г.) + 2H2 (г.) + С (гр.) + 0,5O2 (г.) = (NH2)2CO (тв.) + Q обр (NH2–CO–NH2 (тв.)), (3)
H2 (г.) + 0,5O2 (г.) = H2O (ж.) + Q обр (H2O (ж.)). (4)
| 1б
1б
1б
1б
|
| Термохимическое уравнение, тепловой эффект которого надо определить:
2NH3 (г.) + CO2 (г.) = (NH2)2CO (тв.) + H2O (ж.) + Qx. (Х)
Уравнение (Х) получим, сложив уравнения (3) и (4) и вычтя из этой суммы уравнение (2) и удвоенное уравнение (1):
Отсюда
Qx = Q обр (NH2–CO–NH2 (тв.) + Q обр (H2O (ж.)) – Q обр (CO2 (г.)) – 2 Q обр (NH3 (г.)).
| 3б
|
| Это следствие из закона Гесса (определение теплового эффекта реакции через теплоты образования участвующих в реакции веществ).
| 1б
|
| Qx = 333,2 + 285,8 – 393,5 – 2•46,2 = 133,1 кДж.
| 1б
|
| (NH3) = 8,96/22,4 = 0,4 моль;
(CO2) = 17,38/22,4 = 0,77 моль.
Очевидно, что CO2 дан в избытке, следовательно, расчет надо проводить исходя из количества аммиака.
При взаимодействии веществ, данных в условии задачи, выделится
| 1 б
1б
1 б
|
| Всего
| 12 б
|
Задача 10-2. “Азотносеребряная соль AgNO3, известная в практике под именем ляписа (lapis infernalis), получается растворением в азотной кислоте металлического серебра. Если для растворения взято нечистое серебро, то в растворе получается смесь азотномедной и азотносеребряной солей. Если такую смесь испарить досуха, а затем остаток осторожно сплавить до температуры начала каления, то вся азотномедная соль разлагается, а большинство азотносеребряной соли не изменяется. Обрабатывая сплавленную массу водой, извлекают эту последнюю...” (Д.И. Менделеев, “Основы химии”, т.2, стр.303–4, М.,Л., 1947)
1) Напишите уравнения реакций, происходящих при растворении “нечистого серебра” в конц. азотной кислоте и при прокаливании сухого остатка.
2) Определите содержание серебра (массовые доли в %), если для растворения было взято 2,000 г “нечистого серебра”, а масса остатка, полученного в результате прокаливания, составила 3,069 г
3) Определите массу осадка, образующегося при добавлении избытка раствора хлорида натрия к раствору 2,000 г “нечистого серебра” в азотной кислоте.
Решение:
№
вопросов
| Содержание верного ответа и указания по оцениванию(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)
| баллы
|
| а) Ag + 2HNO3 = AgNO3 + NO2 + H2O
б) Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
в) 2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2 + O2
| 1 б
1б
1б
|
| Масса серебра в исходном сплаве – х (г), тогда масса меди – (2–х) г.
Количество серебра составляет: n Ag = x/108 (моль) и равно количеству образующегося нитрата серебра.
Количество меди равно: n Cu = (2–x)/64 (моль) и равно количеству образующегося оксида меди.
Тогда масса нитрата серебра равна: 170x/108 = 1,574x (г).
Масса оксида меди составляет: 80(2–x)/64 = 2,5 – 1,25х (г).
Общая масса сухого остатка после прокаливания равна:
m(AgNO3) + m(CuO) = 1,574x + 2,5 –1,25x = 2,5 + 0,324x (г)
По условию масса остатка после прокаливания равна 3,069 (г), тогда:
2,5+ 0,324x = 3,069
0,324x = 0,569
x = 1,756 (г)
1,756: 2 х 100%= 87, 8 (%)
| 1 б
0,5б
0,5б
1б
1б
1б
1б
1б
|
| NaCl + AgNO3=AgCl + NaNO3
Масса хлорида серебра равна: 1,756:108х143,5 =2,333 (г).
| 1б
1б
|
| Всего
| 12 б
|
Задача 10-3
Соль А является соединением металла Х, окрашивающем бесцветное пламя газовой горелки в желтый цвет. При нагревании до 300оС А разлагается с образованием хорошо растворимой в воде соли Б. Взаимодействие раствора гидроксида кальция с раствором соли Б или с раствором соли А приводит к выпадению осадка вещества В, которое разлагается при нагревании до 1000оС на газ Г (без запаха) и твердое вещество Д. Пропускание газа Г через раствор соли Б приводит к образованию А.
Определите вещества А-Д, напишите уравнения реакций.
Решение:
| Баллы
| В жёлтый цвет окрашивают пламя газовой горелки соединения натрия. Х — Na.
| 0,5 балла
| В — соль кальция, тогда Г — кислотный газообразный оксид, например, СО2 или SO2. Подходит только СО2, т.к. SO2 имеет резкий запах.
| 1 балл
| В — СаСО3,
| 0,5 балла
| Д — СаО.
| 0,5 балла
| Тогда Б — Na2CO3,
| 0,5 балла
| а А — NaHCO3.
| 1 балл
| Уравнения реакций: 2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2
| 1 балл
| NaHCO3 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + NaOH + H2O
| 2 балла
| Na2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + 2NaOH
| 1 балл
| CaCO3 = CaO + CO2
| 1 балл
| Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3
| 1 балл
| ИТОГО ЗА ЗАДАНИЕ
| 10 БАЛЛОВ
|
Задача 10-4
В 264 г раствора с массовой долей Hg2(NO3)2, равной 20 %, поместили железные опилки. Через некоторое время массовая доля нитрата ртути (I) в растворе стала равна 6 %.
1. Какая масса ртути получена в результате реакции?
2. Какова массовая доля нитрата железа в полученном растворе?
3. Какой объем заняли бы газообразные продукты разложения полученного нитрата железа, измеренный при температуре 80оС давлении 126 кПа?
Решение
Содержание верного ответа и указания по оцениванию
(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)
| Баллы
| Hg2(NO3)2 + Fe = Fe(NO3)2 + 2Hg↓ (1)
|
| M(Fe(NO3)2 = 180 г/моль; М(Hg) = 201 г/моль; M(Fe) = 56 г/моль;
M(Hg2(NO3)2 = 526 г/моль.
|
| Найдем массу Hg2(NO3)2 в исходном растворе: m(Hg2(NO3)2) = 0,2·264 = 52,8 (г)
|
| Масса раствора в ходе реакции изменяется. Масса раствора увеличивается на массу железа, вступившего в реакцию, и уменьшается на массу ртути, выпадающей в осадок.
ПустьХ г железа вступило в реакцию. Найдем массу полученной ртути по уравнению реакции (1):
56 г Fe – 2·201 г Hg
X – m1
m1(Hg) = 7,18X
|
| Масса полученного раствора: m(p-pа) = 264 + X – 7,18X = 264 – 6,18X (г)
|
| Найдем массу Hg2(NO3)2 в полученном растворе:
m(Hg2(NO3)2 ) = 0,06·(264 – 6,18X) = 15,84 – 0,37X
|
| Найдем массу Hg2(NO3)2, которая вступила в реакцию:
m(Hg2(NO3)2 ) = 52,8 – (15,84 – 0,37Х) = 36,96 + 0,37Х
|
| Найдем значение Хпо уравнению реакции (1), решая пропорцию:
56 г Fe реагируют с 526 г Hg2(NO3)2
Х – (36,96 + 0,37Х)
Х = 4,1; m(Fe) = 4,1 г.
|
| Масса полученной ртути равна 29,4 г (7,18 · 4,1)
|
| Масса полученного раствора равна 238,7 г (264 – 6,18 · 4,1)
|
| Найдем массу полученного нитрата железа(II):
56 г Fe – 180 г Fe(NO3)2
4,1 г – Х
Х = 13,18; m(Fe(NO3)2) = 13,18 г.
|
| Найдем массовую долю нитрата железа(II) в полученном растворе:
ω(Fe(NO3)2) = m(Fe(NO3)2): m(p-pа) = 13,18: 238,7 = 0,055 (5,5 %)
|
| Запишем уравнение разложения нитрата железа (II)
4Fe(NO3)2 = 2Fe2O3 +8NO2 +O2
|
| Рассчитаем количество вещества образовавшегося нитрата железа (II) и количества веществ газообразных продуктов:
n(Fe(NO3)2) = 13,8/180= 0,0732 моль
n(NO2) = 0,1464 моль
n(О2) = 0,0183 моль
|
| n(общее газов) = 0,1647 моль
Выразим значение объема из уравнения универсального газового закона
рV=nRT: V= nRT/p
произведём расчеты: V= 0,1647*8,31*353/126 = 3,83л
|
| Все элементы ответа записаны неверно
|
| Максимальный балл
|
|
Задача 10-5
«Проведи мысленный анализ»
В склянках без этикеток находятся следующие вещества: сухие нитрат серебра, сульфид натрия, хлорид кальция; порошки серебра и алюминия, а также соляная и концентрированная азотная кислоты. В вашем распоряжении имеются вода, спиртовка и любое количество пробирок.
Составьте уравнения реакций и укажите признаки, по которым можно определить каждое из указанных веществ.
|