Ответы на задания школьного этапа ВОШ по химии /2013-2014 учебный год/

Ответы на задания школьного этапа ВОШ по химии /2013-2014 учебный год/

Дата проведения: 18.10.2013г.

9 класс

9-1 (4 балла) 1) Фактически задача сводится к вопросу: «У какой из перечисленных солей будет больше ионов при растворении 1 г (или 100 г) ее в воде?»

Поскольку эффективность оценивается по массе, сравним, например, порции по 100 г:

В 100 г соли CaCl₂ содержится 100/111 = 0,9 моль соли или 2,7 моль ионов;

в 100 г CH₃COOK 100/98 = 1,02 моль соли или 2, 04 моль ионов;

в 100 г MgCl₂ 100/95 = 1,05 моль соли или 3,15 моль ионов;

в 100 г NaCl 100/58,5 = 1,7 моль соли или 3,4 моль ионов

Больше всего частиц (ионов) будет в 100 г поваренной соли - это самый эффективный реагент для плавления льда.

2) NaCl > MgCl₂ > CaCl₂ >CH₃COOK

Надо учесть, что хлориды кальция и магния используются в виде кристаллогидратов (до 6 молекул воды на формулу соли), так что их на самом деле нужно гораздо больше.

Рассуждения про экологию не учитываются.

9-2 (5 баллов) На 1 моль кислотыприходится х моль Н₂О;

n(Н) = 1+2х; n(О) = 4+х; х=3

W(НСlО₄)=100,5/154,5=0,65=65%

9-3 (4 балла) 1 г меркаптана содержит 1/(15+32+1)=0,02 моль. Для концентрации 10^-7 моль/л объем должен быть 0,02 моль/0,00000001 моль/л =200000 л = 200 м³. Соотношение д×ш×в = 10 м×10 м×2 м = 4 м×5 м×10 м и т.п.

Комментарий. В действительности объем должен быть немного больше, т.к. в этом объеме нос еще почувствует запах.

9-4 (2 балла)

9-5 (5 баллов) Бесцветная жидкость – вода, газ – углекислый

Количество воды 5,4 г/18 г/моль = 0,3 моль

Количество углекислого газа 13,2г/44г/моль=0,3 моль.

Количество атомов водорода – 0,6 моль, углерода – 0,3 моль.

Масса атомов углерода и водорода в сумме равна 0,6 + 0,3 · 12=4,2 г, значит вещество содержало кислород и масса его равна 1,6 г. Количество его равно 0,1 моль. Итого количества атомов соотносятся как: 0,1:0,6:0,3.

С₃Н₆О₃.

Итого 20 баллов

10 класс

10-1 (3 балла) Объем комнаты: 3х5х2,5 = 37,5 м³ В комнате 6 мг ртути, может быть достигнуто:

6/37,5 = 0,16 мг/м³, что превышает ПДК в 533 раза.

В комнате 37500 л, в 1 л будет 0,00016 мг ртути; тогда 160·10^-6 мг/201мг/ммоль = 0,796·10^-6 ммоль.

0,796·10^-6 ммоль · 6,023·10²⁰ ат/ммоль = 4,79·10¹⁴ атомов

10-2 (3 балла) Общая формула такого углеводорода C_nH_2n-4

Уравнение горения: C_nH_2n-4 + (1,5n - 1) O₂ = nCO₂ + (n - 2) H₂O

Так как число молей в системе не изменилось

1 + 1,5n -1 = n + n - 2; Отсюда 1,5n = 2n – 2; n = 4

Таким образом, неизвестный углеводород имеет формулу CH₂=CH—C≡CH

Так как в молекуле имеется двойная и тройная связь, то его химические свойства включают реакции 1,2-присоединения по двойной либо тройной связи, а также 1,4-присоединение различных реагентов (H₂, HBr, Br₂), замещение атома водорода при тройной связи при реакции с аммиачным раствором оксида серебра и другие реакции, известные для алкенов и алкинов.

10-3 (5 баллов) При пропускании смеси над платиновым катализатором происходит гидрирование этилена и пропилена, этан остается без изменений.

Пусть смесь содержит X л этана, Y л этилена и Z л пропилена.

C₂H₄ + H₂ = C₂H₆

C₃H₆ + H₂ = C₃H₈

Так как 1 объем углеводорода реагирует с 1 объемом водорода и в результате получается 1 объем, то уменьшение объема смеси (0,5 л) соответствует объему прореагировавшего водорода, а также суммарному объему этилена и пропилена в смеси.

Таким образом, Y + Z = 0,5. Так как общий объем смеси 1 литр, то X = 1 - 0,5 = 0,5.

Плотность смеси по водороду записывается следующим образом:

X • 15 + 14 Y + 21 Z = 15,9 (X, Y и Z представляют собой объемные доли соответствующих углеводородов в смеси, так как объем смеси 1 л, а 15, 14 и 21 - это плотности по водороду этана, этилена и пропилена соответственно). Так как X = 0,5, получаем

0,5 • 15 + 14 Y + 21 Z = 15,9

14 Y + 21 Z = 8,4. Кроме того, известно, что

Y + Z = 0,5

Решение системы уравнений дает Y = 0,3; Z = 0,2.

Таким образом, исходная смесь содержит 50% этана, 30% этилена и 20% пропилена.

10-4 (4 балла)

Х 5 Z У

Na₂CO₃ + 2 HCl = 2 NaCl + CO₂ + H₂O

106 73 117 44

Возьмем 100 г 5%-ной соляной кислоты.

С 5 г HCl реагирует Х = (106·5) /73 = 7,26 г Na₂CO₃ , при этом из раствора выделяется

У = (44·5)/73 = 3,01 г CO₂ Получится хлорида натрия Z = (117·5)/73 = 8,01 г

W (NaCl)= (8,01/(100 + 7,26 – 3,01)) ·100% = 7,7 %

10-5 (5 баллов) А – H₂; В – N₂; С – O₂; D – Cl₂

Реакции:

1) N₂ + 3H₂ = 2NH₃

2) 2H₂ + O₂ = 2H₂O

3) H₂ + Cl₂ = 2HCl

4) NH₃ + HCl = NH₄Cl

Итого 20 баллов

11 класс

11-1 (3 балла) 1) При хранении на воздухе цинк частично окисляется с образованием оксида ZnO.

Массовая доля элемента цинка включает как цинк присутствующий в виде металла, так и цинк, входящий в состав оксида

Определим содержание металлического цинка

100 г порошка содержат 96,05 г цинка и 3,95 г кислорода.

Молярная масса оксида ZnO составляет 65 + 16 = 81

81 г оксида содержит 16 г кислорода

х г оксида содердит 3,95 г кислорода

Отсюда х = 20,0 г

В 100 г порошка содержится 80 г металлического цинка, а в 5,0 г — 4,0 г металла.

При растворении 65 г цинка в кислоте выделяется 22,4 л водорода

При растворении 4,0 г цинка — х л

х = 1,38 л

11-2 (5 баллов) А- бензол, Б – этилбензол, В – 1-бром-1-фенилэтан, Г – стирол, Д – 1,2-дибром-1-фенилэтан

11-3 (5 баллов) Пусть объём аммиака равен V л, тогда по условию объём хлороводорода – 3 V.

Выразим начальные количества аммиака и хлороводорода:

n(NH₃) = V /22,4 моль; n(HCl) =3 V /22,4 моль

После растворения веществ в воде и сливания двух растворов аммиак (в недостатке) полностью прореагировал с хлороводородом: NH₃ + HCl → NH₄Cl.

В результате реакции в растворе остался хлороводород в количестве:

n(HCl) =3 V /22,4 - V /22,4 = 2 V /22,4 моль и образовалось V /22,4 моль NH₄Cl.

Объём раствора после сливания равен 4 V л.

Следовательно, концентрации хлороводорода и хлорида аммония в растворе составляют:

с (HCl) = = 0,022 моль/л; с (NH₄Cl) = = 0,011 моль/л.

11-4 (3 балла) Пусть формула кристаллогидрата Х · n H₂O. Рассчитаем количество соли в 500 мл раствора:

n(X) = 0,500 · 0,621 = 0,3105 моль.

Зная навеску кристаллогидрата, можно рассчитать его молярную массу:

M (Х · n H₂O) = m / n = 100/0,3105 = 322 г/моль.

По условию задачи массовая доля воды составляет 0,559, отсюда в 1 моль кристаллогидрата масса воды равна m (H₂O) = 322 · 0,559 = 180 г, что составляет 180/18 = 10 моль.

Молярная масса безводной соли: M (X) = 322 − 180 = 142 г/моль; это Na₂SO₄.

Следовательно, формула кристаллогидрата Na₂SO₄·10H₂O, декагидрат сульфата натрия.

11-5 (4 балла) Молярная масса всех трех веществ - 6,56 · 22,4 = 147 г/моль

Определим содержание элементов:

Углерод: 147 · 0,49 = 72,03 г/моля (т.е. 6 атомов)

Водород: 147 · 0,027=4 г/моль (т.е. 4 атома)

На долю X приходится 147 - (72+4) = 71 г/моль

Логично предположить, что это два атома хлора. Т.к. продукты сгорания являются летучими и поглощаются щелочью - других вариантов нет.

Таким образом, формула каждого из веществ C₆H₄Cl₂

Вещества - изомеры дихлорбензола: 1,2-;1,3-; 1,4-

Дипольный момент молекулы представляет собой сумму векторов дипольных моментов отдельных связей.

Нулевой дипольный момент соответствует 1,4-изомеру. А - 1,4-дихлорбензол

Дипольный момент 1,2-изомера больше, чем 1,3-изомера (т.к. угол между связями меньше) Таким образом, Б - 1,2 - дихлорбензол, В - 1,3 – дихлорбензол

Итого 20 баллов

Дата добавления: 2015-08-29