Областная олимпиада школьников по
химии 2008/2009 г.
Девятый класс.
Задача 9-1.
Из трех веществ А, Б и В могут быть получены (в разных соотношениях и условиях проведения синтеза) четыре соединения I - IV. Эти процессы можно записать в виде схемы:
2А + Б = CN2H4O (I) + В
2А + Б = CN2H6O2 (II)
А + Б + В = CNH5O3 (III)
2А + Б + В = CN2H8O3 (IV)
Определите вещества А, Б и В (формулы и названия).
Для соединений I - IV определите: какие частицы входят с состав этих соединений. (Формулы и названия). Какие типы связей присутствуют в данных соединениях.
Соединения А и В являются изоэлектронными (содержат равное число электронов), кроме того, они изоэлектронны фрагменту, входящему в состав соединений II - IV. Назовите этот фрагмент.
Для соединения I уже почти два века известен изомер, состоящий из фрагмента, изоэлектронного А, В и фрагмента, изоэлектронного Б. Напишите формулу этого изомера, определите геометрическое строение фрагментов, его образующих.
Запишите схему превращений, указанных в условии, в виде традиционных химических уравнений, укажите условия проведения этих реакций.
(автор А.И.Жиров)
Задача 9-2.
"Илецкая натуральная соль всех прочих солей тверже и, будучи истолчена, получает очень белый цвет и с воздуха в себя влажность не притягивает. На распущение четырех унций сия соли пошло воды пятнадцать унций, из чего видно, что в ней по пропорции против других солей воды меньше, а больше той материи, которая в составлении соли есть главная, то есть алкалическая и кислая. После переварки сели из ней белые и весьма сухие зерна, что показывает снова изобилие соляной материи и пропорциональное оные смешения. С крепкою водкою сия соль шипит, из чего явствует, что она имеет сильную алкалическую материю, которая есть основание и твердость соли. Для таких свойств подобно сию соль в твердости, силе и спориозно предпочесть прочим солям."
М. В. Ломоносов. "Репорт в кабинет об исследовании русских солей и слюды." Полное собрание сочинений т. 5, с. 256.
Определите состав "илецкой натуральной соли", если при добавлении к 100 г ее насыщенного раствора избытка раствора хлорида кальция образуется 17 г осадка.
Определите состав соли, которая образуется при "переварке илецкой натуральной соли", если для растворения 4 фунтов "переваренной" требуется немного больше 4 фунтов воды.
В каких производствах "илецкую соль спориозно (с успехом) предпочесть прочим солям"?
Напишите уравнения реакций, происходящих при взаимодействии "илецкой соли с крепкими водками".
(автор Жиров А.И.)
Из решения: «илецкая соль» о которой шла речь в "репорте" М.В. Ломоносова – моногидрат карбоната натрия: Na2CO3•H2O.
Задача 9-3.
Ракетное топливо.
Водород, гидразин и этанол можно использовать в качестве горючего для ракетных двигателей.
Запишите уравнения реакций окисления водорода кислородом и фтором, гидразина и этанола кислородом.
Рассчитайте стандартные тепловые эффекты этих реакций при 298 К.
Расположите эти реакции в порядке уменьшения их теплотворной способности (т. е. удельного теплового эффекта в расчёте на грамм реагентов).
Тяга ракетного двигателя тем выше, чем меньше молярная масса истекающих газов. Расположите эти реакции в порядке уменьшения их эффективности с точки зрения создаваемой тяги.
Дано: DfH°298 - стандартные энтальпии образования веществ при температуре 298 К.
DH (энтальпия реакции) = - Q (тепловой эффект реакции).
Вещество
DfH°298, кДж моль-1
HF (г)
-271,1
CO2 (г)
-393,5
H2O (г)
-241,8
N2H4 (ж)
+50,6
C2H5OH (ж)
-277,7
(автор Каргов С. И.)
Задача 9-4.
"В ближайшие 20-25 лет город не сможет отказаться от хлорирования питьевой воды. Он постепенно переходит на применение гипохлорида - элемента безопасного при транспортировке и использовании. Город в короткие сроки планирует перейти на озонирование" (РБК Дейли)
Какие химические ошибки можно найти в тексте РБК Дейли?
Каковы причины замены хлорирования питьевой воды озонированием?
Напишите уравнение реакции диссоциации молекулы кислорода на атомы.
Рассчитайте энтальпию диссоциации молекулы кислорода на атомы, если известны энтальпии следующих реакций:
O2(г) + O(г) = O3(г)
DH1 = -109 кДж/моль,
O3(г) + O(г) = 2O2(г)
DH2 = -394 кДж/моль.
DH (энтальпия реакции) = - Q (тепловой эффект реакции).
Разрушение озонового слоя в атмосфере связывают с наличием в воздухе оксидов азота. Напишите уравнения реакций озона с NO и NO2.
Озон используют для обезвреживания сточных вод, особенно в случае фенольных и цианидных загрязнений. Напишите уравнение реакции озона с цианидом калия в водном растворе.
Для анализа содержания озона в газовой смеси с кислородом используют иодометрическое определение. Для этого газовую смесь пропускают через раствор иодида калия с последующим титрованием полученного раствора тиосульфатом натрия. Напишите уравнения соответствующих реакций.
(автор Лебедева О.К.)
Задача 9-5.
"Неправо о вещах те думают, Шувалов,
Которые Стекло чтут ниже Минералов…
Коль пользы от Стекла приобрело велики,
Доказывают то Финифти, Мозаики…"
***. Письмо о пользе стекла
к высокопревосходительному господину генералу-поручику, Московского университета куратору
1. Разгадайте слова, зашифрованные в кроссворде.
Обозначения: 1→ по горизонтали, 1↓ по вертикали
1→ Элемент, полученный Берцелиусом.
1↓ Газообразное простое вещество.
2→ Название продукта взаимодействия (1→) с магнием.
3↓ Один из продуктов взаимодействия (2) с соляной кислотой, содержащий (1→).
4↓ Один из самых распространенных породообразующих минералов, горный хрусталь, продукт взаимодействия (1→) с (1↓).
5→ Великий русский ученый, известный в том числе и как создатель мозаичных полотен, автор эпиграфа.
6→ Общее название веществ, используемых в промышленности для снижения температуры процесса и образования шлаков.
7↓ Полудрагоценный минерал, содержащий (1→).
8→ Газ, используемый при изготовлении ламп для маяков, рекламы и т. п.
3. Приведите пример (формула, название) вещества, используемого в промышленности в качестве (6→).
4. Имеется область устойчивых жидких материалов в интервале составов 30-40% SiO2, 10-20% Na2O и 60-40% воды. Установите примерную химическую формулу жидкого силиката, содержащего около 40% SiO2, 20% Na2O и 40% воды.
Представлены материалы методических рекомендаций "В помощь оркомитетам, жюри и методическим комиссиям регионального этапа всероссийской олимпиады школьников
по химии", авт. О.В. Архангельская, и др. ЦМК по химии Всероссийской химической олимпиады школьников, 2008. "ЦМК убедительно просит раздать каждому участнику олимпиады и их наставникам комплекты заданий и решений всех классов из этого сборника. Подробную информацию можно также получить на страницах http://chem.rusolymp.ru/ и http://www.chem.msu.su/rus/olimp/. Это является прекрасной базой для самостоятельной подготовки школьника не только к последующему этапу текущего года, но и к этапам олимпиады последующих лет."