Всеросійська олімпіада школярів із хімії. Нижче на схемі наведено деякі цікаві перетворення з'єднань

Транскрипт

1 Заключний етап Всеросійська олімпіада школярів з хімії НЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ Завдання 1. Через 100 г 10% водного розчину солі при перемішуванні пропускали газ. Через певні проміжки часу відбирали проби розчину. До відібраної проби додавали 10 мл 5 М розчину іодиду калію та отриманий розчин титрували 0,1 М розчином натрію тіосульфату до знебарвлення (індикатор крохмаль). Отримані результати наведено у таблиці. Час відбору проби, перед відбором твору Na 2 S 2 O 3 Маса розчину Об'єм роз- Маса Забарвлення розчину проби проби, г проби мін проби, г, мл,534 1,000 1,50 коричнева,068 1,000 3,402 1,000 2,4 .-коричнева,936 1,000 3,827 1,000 9,04 Помаранчева,340 1,000 15,476 1,000 21,08 Жовта

2 Заключний етап Визначте: Всеросійська олімпіада школярів з хімії 1. Який газ пропускався через розчин? 2. Яка речовина могла бути у вихідному розчині? 3. Швидкість пропускання газу (моль/година). 4. Які сполуки могли утворюватися у процесі пропускання газу через розчин? (Напишіть рівняння реакцій). Завдання 2. Серед продуктів обробки водної суспензії природного мінералу А розчином кислоти X виявлено тільки бінарну речовину B і газ С, що є однією з сполук, що виділяються рослинами. Термічне розкладання B, залежно від умов, призводить до різних речовин: експерименту I II III IV Твердий продукт D E F Y Умови реакції p(n 2) = 250 атм, декалін, С, струм Ar запаяна ампула, С 120 0, вакуумована ампула Втрата маси, % 25,3 29,6 33,8 38,0 Чорний порошок Y є надзвичайно активним металом. Крім індивідуальних сполук D F та металу Y у всіх чотирьох експериментах утворюється азот. Серед продуктів взаємодії D, E та F з водою виявлено газ J та речовину K, молярне співвідношення яких не залежить від вихідної сполуки. 1. Визначте всі невідомі речовини, напишіть рівняння проведених реакцій, підтвердьте відповідь розрахунком. 2. Чи пов'язане з діяльністю живих організмів походження мінералу А чи ні? Обґрунтуйте відповідь. 3. Чи можливе отримання інших простих речовин для елементів тієї ж підгрупи, що і в умовах IV експерименту. Обґрунтуйте свою відповідь. 4. Напишіть рівняння реакції розчинення металевої міді у безводній X.

3 Всеросійська олімпіада школярів з хімії Заключний етап 5. Побудуйте графік залежності маси осаду (г) від кількості речовини С (моль) в інтервалі моль С, якщо в лабораторії використовувався 1,00 л 0.5 М K. Завдання 3. Дія металевого натрію на натрієву сіль X, що містить кисень, описано в деяких практичних посібниках з неорганічного синтезу як спосіб отримання речовини Е. Відомо, що в ході синтезу Е в реакційній суміші можуть бути присутніми у значних кількостях стабільні при кімнатній температурі речовини А-D. Інформація про умови виникнення сполук А-E в ході синтезу, а також про їх склад наведена в таблиці: Речовина А В С D E k = n(Na): n(х) 0

4 Заключний етап Всеросійська олімпіада школярів з хімії Завдання 4. Азид та йодат срібла відносяться до малорозчинних солей: добуток розчинності першої з них 10 8,54, другий 10 7,52. Константи кислотності азидоводородной і иодноватой кислот рівні, відповідно 10 4,72 і 10 0, Наведіть структурні формули (структури Льюїса) азид-і иодат-іонів, вкажіть їхню геометрію. 2. Які розчини називають насиченими? Які рівноваги встановлюються в насичених розчинах азиду та йодату срібла? Наведіть рівняння відповідних реакцій із зазначенням констант рівноваг. 3. Розчинність подібних солей суттєво залежить від рН середовища. Чому? 4. За якої величини рН розчинності цих двох солей однакові? Розрахуйте значення розчинності за знайденої Вами величини рН. 5. Розрахуйте розчинність азиду срібла у воді з урахуванням рівноваг із п.2 (протолізом іонів срібла нехтуйте). Чому дорівнює величина pH насиченого розчину азиду срібла? 6. Для й одної кислоти оцініть силу кислоти за правилом Полінга (у формі рк). Розрахуйте експериментальне значення РК з наведених даних. Порівняйте отримані значення, поясніть можливі причини їхньої відмінності. Завдання 5. На наведеній нижче схемі представлені перетворення речовин A-H; речовини A-D і F-H містять у своєму складі стійкі структурні фрагменти X або Y. CH 3 X ... ) H 2 O (H +) B (надлишок) H F + X-Y t 0 H 2 O (H +) Br 2 t 0 D M n+ (поз.) 2 + 2SO 2 + N 2 + 2H 2 O t 0 H 2 SO газ (DH2 = 30)

5 Всеросійська олімпіада школярів з хімії Заключний етап 1. Визначте склад зашифрованих сполук A-H. Напишіть рівняння всіх реакцій. 2. Запропонуйте 2-3 приклади іонів металів M n+, придатних для використання у зазначених перетвореннях. Відповідь обґрунтуйте. 3. Взаємодія СН 3 I як з, так і з, призводить до продуктів однакового якісного і кількісного складу, але різної будови. Поясніть освіту різних продуктів, наведіть структурні (графічні) формули цих продуктів. 4. Чому аніон Y - менш отруйний порівняно з X -? Завдання 6. Великий ряд бінарних хімічних сполук може бути отриманий при зливанні розчинів простих речовин в тому самому розчиннику. З'єднання можуть кристалізуватися з розчину при стоянні або виділятися при випаровуванні розчинника. Іншим шляхом синтезу може бути сплавлення простих речовин, але таким шляхом часто утворюються суміші. Ще одним із можливих шляхів синтезу нагрівання сумішей бінарних сполук. Склад та деякі властивості сполук представлені у таблиці. Зміст А, % Число зв'язків А А Число зв'язків АВ Забарвлення Т пл., С Т кип., С Розчинність, г/100 г розчинника d, г/см, жел.зел, жовта 230 (р) 2, т .жовт,5 2, ор.жов,029 2, жовт,222 2,09 1. Визначте, які елементи входять до складу з'єднань 1 7? 2. Визначте склад з'єднань Намалюйте будову з'єднання 1. Чи можливі для нього ізомери? 4. З'єднання 2 може мати два ізомери. Зобразіть їхню будову. Який із ізомерів є більш полярним?

6 Всеросійська олімпіада школярів з хімії Заключний етап 5. Скільки ізомерів може бути у сполуки 3 при вказаному наборі зв'язків? Зобразіть малюнки їхньої будови. 6. Для якого розчинника наведено дані в таблиці (формула та назва)? 7. Одна із сполук (1 7) була отримана вперше ще в XIX столітті із розчинів простих речовин. Яке це з'єднання? Напишіть реакцію отримання. 8. Напишіть рівняння реакції сполуки 7 із хлором. Передбачте агрегатний стан спільно зібраних продуктів реакції. 9. Які ще з'єднання могли б утворитися у цій системі? Напишіть їх формули.

Пояснювальна записка Регіональний етап Олімпіади з хімії проводиться у два тури. Для трьох вікових паралелей: 9-х, 10-х та 11-х класів підготовлено окремий комплект завдань теоретичного та практичного

ЗАВДАННЯ ПЕРШОГО ТЕОРЕТИЧНОГО ТУРУ ДЕВ'ЯТИЙ КЛАС Завдання 9-1 На пропонованій Вашій увазі схемі представлені перетворення речовин Х 1 Х 9, що містять у своєму складі один і той самий елемент. В таблиці

Завдання 10-1 ЗОШ з хімії, регіональний етап Десятий клас Невідомий газ із щільністю 1.50 г/л (н. у.) пропустили через безбарвний розчин, що містить 1.00 г неорганічної солі Х, що викликає фіолетове

Очний етап. 11 клас. Рішення. Завдання 1. Суміш трьох газів А,В,С має щільність водню рівну 14. Порція цієї суміші масою 168 г була пропущена через надлишок розчину брому в інертному розчиннику

1 ВСЕРОСІЙСЬКА ОЛІМПІАДА ШКОЛЬНИКІВ З ХІМІЇ 2014 2015 р. МУНІЦИПАЛЬНИЙ ЕТАП. 9 КЛАС Вирішення та критерії оцінювання олімпіадних завдань У підсумкову оцінку із шести запропонованих завдань зараховуються п'ять

ЗАВДАННЯ для проведення першого туру республіканської олімпіади з навчального предмета «Хімія» 9 клас Тестове завдання (Серед наведених відповідей до кожного питання лише одна правильна. Виберіть його.) 1.

11 клас. умови. Завдання 1. Суміш трьох газів А,В,С має щільність водню рівну 14. Порція цієї суміші масою 168 г була пропущена через надлишок розчину брому в інертному розчиннику (ССl 4),

ВСЕРОСІЙСЬКА ОЛІМПІАДА ШКОЛЬНИКІВ З ХІМІЇ. 014 015 РІК ШКІЛЬНИЙ ЕТАП. 10 КЛАС 1 Критерії оцінювання олімпіадних завдань У підсумкову оцінку із завдань зараховуються 5 рішень, за які учасник набрав

Неорганічна хімія Мета роботи: Студент: Група: Дата виконання роботи: Лабораторна робота РОЗЧИНИ ЕЛЕКТРОЛІТІВ Досвід 1. Електрична провідність розчинів сильних та слабких електролітів Основні

Олімпіада з хімії, 1 етап, 10 клас, 2006/2007 рік 1. У періодичній системі є 12 елементів, назви яких у російській мові складаються не більше ніж з 4-х літер. Для кожного з цих елементів нижче

9 клас 1. При дисоціації 1 моль яких речовин утворюється найбільше (у молях) іонів? 1. Сульфат натрію 2. Хлорид заліза (III) 3. Фосфат натрію 4. Нітрат кобальту (II) 2. Вкажіть сполуки,

ВАРІАНТ 1 10 клас 1. Керуючись Періодичною системою, вкажіть символ хімічного елемента, іону якого відповідає електронна формула: Е 3+ = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5. 2. Суміш оксидів вуглецю

Варіанти та рішення завдань заочного туру олімпіади «Ломоносів» з хімії для учнів 10-11 класів (грудень) Завдання 1 1.1. Намалюйте структурні формули всіх монохлорпохідних бутена-1. Вкажіть з'єднання,

Хімія – 8-9 класи Максимальна кількість балів 100. 9-1. Одна і та ж кількість металу реагує з 0,8 г кисню та 8,0 г галогену. Визначте галоген, про який йдеться у задачі. Відповідь підтвердьте

Нестандартні завдання хімії: від простого до складного В.В. Єрьомін Хімічний факультет МДУ Університетські суботи. 03 жовтня 2015 1 Незвичайна масова частка Визначте формулу вуглеводню, в якому

6 Дев'ятий клас Завдання 9-1 Нижче наведена схема перетворень сполук X 1 X 5 елемента X. X 1 чорний 1200 o C X 2 червоний HCl p-p X 3 синьо-зелені кристали газ Y Na 2 CO 3 t o X 4 білий +CaCO 3 +H 2

Варіанти завдань очного туру олімпіади «Ломоносів» з хімії для учнів 10-11 класів (варіант I) Варіант 1 1. При зливанні двох водних розчинів різних солей заліза випав осад. Наведіть рівняння

Багатопрофільна Олімпіада. 2017/2018 навчальний рік. Московський технологічний університет Останній етап. Завдання з хімії. 11 кл. Завдання 1. Суміш трьох газів А, В, С має щільність водню рівну

Завдання 1. Шкільний тур Всеросійської олімпіади з хімії 2015-2016 навчальний рік Завдання для 5-8 класів (120 хвилин) Максимальна кількість 50 балів Три елементи А, Б, В знаходяться в одному періоді таблиці

Одинадцятий клас Завдання 11-1 Для приготування пірофорного нанопорошку металу юний хімік використовував тверду двоосновну кислоту А, що містить 32% вуглецю та безбарвний порошок Б (містить 4,5% вуглецю),

Десятий клас Завдання 10-1 На схемі представлені хімічні перетворення речовин, що мають у своєму складі елемент Х. Додаткова інформація: Речовини Х9 та Х10 за нормальних умов безбарвні гази,

Загальна хімія Студент: Група: Дата здачі роботи: Мета роботи: Лабораторна робота 8 РОЗЧИНИ ЕЛЕКТРОЛІТІВ Досвід 1. Залежність електропровідності розчинів від ступеня дисоціації електролітів Основні поняття:

4.3 Завдання Інтернет-туру (друга хвиля) Інтернет-тур проходив у режимі on-line з використанням електронного майданчика http://ege.psu.ru Пермського державного національного дослідницького університету.

Завдання 10-1 Десятий клас ЦПМК ЗОШ з хімії Для отримання простої речовини X можна використовувати наступний метод. Речовина A помаранчевого кольору перемішується з порошком металу B. (Хоча згідно з рівнянням

Збірник завдань з хімії для 9 медичного класу упорядник Громченко І.А. Москва Центр освіти 109 2012 Масова частка розчиненої речовини. 1. У 250г розчину міститься 50г хлориду натрію. Визначте

Завдання 11-1 ЗОШ з хімії, регіональний етап Одинадцятий клас Метал А входить до складу нержавіючих сталей, використовується як покриття сталевих та бронзових виробів для надання їм корозійної стійкості

Всеросійська олімпіада школярів із хімії 9 клас Завдання 9-1. Написано рівняння реакції між оксидом сірки та перманганатом калію (3 бали). Відповідно до рівняння реакції на 2 моль сірчаної кислоти утворюється

Питання до проміжної атестації з хімії у 8-9 класах Підручник Г.Є, Рудзітіс, Ф.Г.Фельдман «Хімія 8 клас», «Хімія 9 клас» Москва 2014 1. Періодичний закон та періодична система хімічних елементів

ВСЕРОСІЙСЬКА ОЛІМПІАДА ШКОЛЬНИКІВ З ХІМІЇ 2015 2016 навч. м. ШКІЛЬНИЙ ЕТАП 9 клас Рішення та критерії оцінювання У підсумкову оцінку із шести завдань зараховуються п'ять рішень, за які учасник набрав

Олімпіада школярів «Підкори Воробйові гори!» з хімії Очний тур 01 рік 1. Розрахуйте масу семи атомів фосфору. M (P) 31 m 7 7 = 3.0 10 р. N 3 A.010 Відповідь: 3.0 10 г. РОСТІВ Варіант 11. Газова суміш

ЗАВДАННЯ теоретичного туру 11 клас Завдання 1. У хімії як осушувачі застосовуються такі речовини як оксиди кальцію та барію, їдке калі, металевий кальцій, безводні сульфати магнію та натрію,

Відбірковий (онлайн етап). умови. 9 клас. Завдання 1а. речовини в атмосфері водню утворюється 1.822 мл води та 4.285 г металу. При прожарюванні такої ж навішування в атмосфері СО виділяється 2.265 л (н.у.)

ВСЕРОСІЙСЬКА ОЛІМПІАДА ШКОЛЬНИКІВ З ХІМІЇ. 2016 2017 навч. м. МУНІЦИПАЛЬНИЙ ЕТАП. 10 КЛАС Завдання, відповіді, критерії оцінювання Загальні вказівки: якщо завдання потрібні розрахунки, вони обов'язково повинні бути

ВСЕРОСІЙСЬКА ОЛІМПІАДА ШКОЛЬНИКІВ З ХІМІЇ. 2017 2018 навч. м. ШКІЛЬНИЙ ЕТАП. 9 КЛАС Завдання, відповіді та критерії оцінювання Завдання 1. Два гази Два гази X і Y здатні взаємно перетворюватися один на одного.

Муніципальний етап Всеросійської олімпіади школярів з хімії 015-016 н.р. 9 клас. Час виконання завдань – 5 годин. 1. Для повної нейтралізації суміші гідроксидів, що залишилася після прожарювання 10 г

3 Розчини електролітів Рідкі розчини поділяють на розчини електролітів, здатні проводити електричний струм, та розчини неелектролітів, які не електропровідні. У неелектролітах розчинене

Практична робота 7 ЗАКОН АВОГАДРО. РОЗТВОРНІСТЬ РЕЧОВИН Моль кількість речовини системи, що містить стільки молекул, атомів, іонів, електронів або інших структурних одиниць, скільки їх міститься

01-014 уч.год Дев'ятий клас Завдання 9-1 (автори А. А. Дроздов, М. Н. Андрєєв) 1. Газ, що не підтримує горіння і не змінює забарвлення індикаторів, ймовірно азот. Знайдемо кількість газу. Воно дорівнює n =

Банк завдань 11 клас хімія 1. Електронна конфігурація відповідає іону: 2. Одноманітну кофігурацію мають частинки та і і і 3. Подібну конфігурацію зовнішнього енергетичного рівня мають атоми магнію та

LXVIII МОСКІВСЬКА ОЛІМПІАДА ШКОЛЬНИКІВ З ХІМІЇ 2010-2011 навч. рік 11 клас ЗАВДАННЯ 1. Однією з найцікавіших областей сучасної фізики та хімії є створення надпровідників матеріалів з нульовим

ІНТЕЛЕКТУАЛЬНИЙ МАРАФОН 10 КЛАС 1 тур 1. У водяному розчині іодиду барію масова частка електронів дорівнює 2,852*10-4. Визначте масову частку солі в розчині. 2 бали 2. Є суміш кисню та озону,

ЗАВДАННЯ для 2 етапи Олімпіади «Перші кроки в медицину» з хімії ПІБ КЛАС ШКОЛА АДРЕСА, ТЕЛЕФОН Варіант 3 (60 балів) Частина 1 (12 балів) При виконанні завдань цієї частини у бланку відповідей 1 під номером

ВСЕРОСІЙСЬКА ОЛІМПІАДА ШКОЛЬНИКІВ З ХІМІЇ 2015 2016 навч. м. ШКІЛЬНИЙ ЕТАП 10 клас Рішення та критерії оцінювання У підсумкову оцінку із шести завдань зараховуються п'ять рішень, за які учасник набрав

Всеросійська олімпіада школярів Муніципальний етап Завдання з хімії 9 клас ТЕОРЕТИЧНИЙ ТУР Завдання 9 - (6 балів) Скільки електронів та протонів входить до складу частки NO? Відповідь обґрунтуйте. Наведіть

Варіант 2 1. Іон ХО 4 містить 50 електронів. Визначте невідомий елемент та напишіть рівняння взаємодії Х у вигляді простої речовини з холодним розчином гідроксиду натрію. (6 балів) Рішення. Невідомий

Завдання Олімпіади з хімії з рішеннями Завдання 1 Потенціал іонізації (U) атома чи іона визначається як робота, яка потрібна для відриву електрона від атома чи іона та видалення його на нескінченно велике

Олімпіада школярів «Підкори Воробйові гори!» з хімії Очний тур 2012 МОСКВА Варіант 20 1. Розрахуйте масу п'ятдесяти молекул ксенону. M (Xe) 131 m 50 50 = 1.09 10 20 р. N 23 A 6.02 10 Відповідь: 1.09

1 Олімпіада «Ломоносів-2007» Варіант 1 1. Напишіть по одному рівнянню реакцій, у яких газоподібний хлор: 2. Напишіть рівняння реакції, що протікає при додаванні 0.2 моль азотної кислоти до 0.1 моль

5.2. Експериментальна частина. 5.2.1. Мета роботи: Вивчення властивостей простої речовини заліза. Отримання гідроксидів Fe(II) та Fe(III). Вивчення їхньої кислотно-основних властивостей. Окисно-відновних

ДЕСЯТИЙ КЛАС Завдання 10-1 «У Марі є програма нових досліджень. І вона проводить її з успіхом, незважаючи на якесь нездужання. Вона виділяє кілька дециграм хлористого радію і вдруге визначає

Всесибірська відкрита олімпіада школярів з хімії I тур (2010-2011 уч. рік) 9 клас 1. У Вашому розпорядженні є символи наступних хімічних елементів: K, H, O, S. 1. Використовуючи лише ці символи

Варіант Нижній Новгород 1-1. Вкажіть кількість протонів, електронів та електронну конфігурацію атома кадмію. 2-2. У колбі знаходиться азот при атмосферному тиску та температурі 298 К. До якого тиску потрібно

Завдання на літо з хімії: 1. Яка хімічна кількість речовини СО 2 містить стільки ж атомів кисню, скільки їх міститься у 160 г речовини SO 3? 2. Яка хімічна кількість речовини СН 4 містить

ОДИННАДЦЯТИЙ КЛАС Завдання 11-1 Метали А і В сріблясто сірого кольору були відкриті практично в один час. A метал, що легко піддається різній обробці, використовується в авіації та ракетобудуванні.

Багатопрофільна інженерна олімпіада "Зірка" Профіль "Медицина" (хімія, біологія). Завдання, рішення та критерії оцінювання 2015-16 рік Відбірковий тур 1. Неполярна молекула з ковалентним полярним зв'язком

ЗАВДАННЯ ЗАТІЧНОГО ТУРУ ОЛІМПІАДИ «ЮНІ ТАЛАНТИ. ХІМІЯ» 2009/2010 НАВЧАЛЬНОГО РОКУ Відповідати на завдання потрібно у файлі відповідей! У завданнях 1-20 необхідно вибрати один або кілька правильних варіантів

4.1.2 Завдання 10 класу 1. Однією з важливих характеристик ковалентного зв'язку є його довжина. Для якої з перелічених з'єднань довжина зв'язку максимальна? 1. HF 3. HBr 2. HCl 4. HI 2. Більшість неорганічних

ЗАВДАННЯ 2 ТУРА олімпіади школярів Північно-Кавказького федерального університету «45 Паралель» з хімії 2015-16 навч. рік Хімія Рішення теоретичний тур 10 клас Завдання 1. Білий порошок Х 1 розкладається

Оренбурзька Олімпіада школярів з хімії «Перші кроки до медицини» Перший заочний тур 10-11 клас 2013-2014рр. Розв'язання задач оформіть письмово, використовуючи загальноприйняті правила хімії. Не порушуйте послідовність

Календарно-тематичне планування Предмет: Хімія Клас: 8 Годин на тиждень: 2 Всього годин за рік: 72 I триместр. Всього тижнів: 10,6, всього годин: 22. уроку 1 Розділ, тема уроку Кількість годин на тему Вступ

C1 Хімія. 11 клас. Варіант ХІ1060 1 Критерії оцінювання завдань з розгорнутою відповіддю Використовуючи метод електронного балансу, складіть рівняння реакції: Cu 2 O + = SO 2 + + H 2 O Визначте окислювач

Тематичне планування з хімії (екстернат) на 2016-2017 навчальний рік у 8 класі Підручник: О.С. ГАБРІЄЛЯН. ХІМІЯ. 8 КЛАС. М., "ДРОФА", 2007-2015 рр. Чверть Зміст навчального матеріалу Терміни Обов'язковий

Питання до проміжної атестації з хімії у 8-9 класах на 2012-2013 навчальний рік Підручник Г.Є, Рудзітіс, Ф.Г.Фельдман «Хімія 8 клас», «Хімія 9 клас» Москва 2009 1. Періодичний закон та періодична

Варіант 1 1. Іон ХО 2 містить 24 електрони. Визначте невідомий елемент та напишіть рівняння взаємодії Х у вигляді простої речовини з розпеченим літієм. (6 балів) Рішення. Невідомий елемент

Варіанти та рішення завдань заочного туру олімпіади «Ломоносів» з хімії для учнів 5-9 класів Олімпіада «Ломоносів» з хімії Розв'язання завдань заочного туру (5-9 класи) 1. Напишіть рівняння реакцій

ВСЕРОСІЙСЬКА ОЛІМПІАДА ШКОЛЬНИКІВ З ХІМІЇ. 2016 2017 навч. м. МУНІЦИПАЛЬНИЙ ЕТАП. 8 КЛАС Завдання, відповіді, критерії оцінювання Загальні вказівки: якщо завдання потрібні розрахунки, вони обов'язково повинні бути

Завдання 9-1 ЗОШ з хімії, III регіональний етап 015 016 навчальний рік Теоретичний тур Дев'ятий клас При хлоруванні металів X та Y утворюються відповідні хлориди А та Е, що мають однаковий стехіометричний

ЗАВДАННЯ 2 ТУРА олімпіади школярів Північно-Кавказького федерального університету «45 Паралель» з хімії 2015-16 навч. рік Завдання 1. Хімія Рішення теоретичний тур 11 клас Білий порошок, бінарної сполуки,

Завдання 9 1 Дев'ятий клас Зразок сплаву калію з ще одним лужним металом масою 20,00 г обробили надлишком води. При цьому виділилося 2,87 л газу (виміряно при 25,0 C та тиск 105,00 кПа). 1. Розрахуйте,

ДЕСЯТИЙ КЛАС

5. Визначте приватні порядки реакції по 2 Ні Сl2, тобто ступеня x і y в рівнянні r = k ефф x y і повний порядок реакції n = x + y.

Завдання 10-5.

Перед хіміками-органіками нерідко постає проблема десиметризації симмет-

річних діолів з отриманням їх хіральних похідних. Така проблема була вирішена при використанні деяких ферментів або мікроорганізмів, що виступають як каталізатор. Нижче дана схема синтезу оптично активного карбоциклічного аналогу нуклеозидів (1R, 3S )-1-[(аденін-9-іл)метил]-3-(гідроксиметил)індану (Х ), що проявляє протипухлинну активність:

A OH

Вихідна сполука А була отримана за наступною схемою:

N NH2

A OH

1. Напишіть структурні формули B-G , враховуючи, що з'єднанняE є неста-

більним інтермедіатом.

Якщо першу стадію цього синтезу проводити у відсутності циклопентадієну або будь-якої іншої активної сполуки, інтермедіат E перетворюється на продуктН .

2. Напишіть структурну формулу продуктуН.

3. Вкажіть основну причину, чому на стадії перетворення A в B використовують вініл-

ацетат, але не етилацетат.

4. Які із ізомерних ацетатів формули С 5 H8 O2 ефективні в цій реакції, яка ні?

Завдання першого теоретичного туру

ОДИННАДЦЯТИЙ КЛАС

ОДИННАДЦЯТИЙ КЛАС

Завдання 11-1.

На наведеній нижче схемі представлені перетворення сполук A–К , що містять

спраглих у своєму складі той самий елемент Х .

Додатково відомо:

· Елемент Х зустрічається в природі у вигляді мінералу A (зміст по масі: Na - 12,06%, X - 11,34%, H - 5,29%, решта - кисень);

· Б - бінарне з'єднання, що містить 15,94% (за масою) Х;

· В - безбарвний газ з щільністю повітря близько 1;

· З'єднання Д використовується в медицині у вигляді спиртового розчину;

· a-модифікація З схожа з графітом за фізичними властивостями;

· Речовина І знаходить широке застосування в органічному синтезі як восстан-

новителя;

· Молекула К (майже плоска) має вісь симетрії третього порядку (при повному по-

вороті навколо цієї осі симетрії молекулаК відтворює своє положення в про-

подорожі тричі); у спектрі ЯМР 1 Н з'єднання спостерігаються два сигнали.

1. Визначте елементХ. Відповідь підтвердьте розрахунком.

2. Наведіть формули сполук A-І. Назвіть мінерал.

3. Зобразіть структурну формулуК і назвіть це з'єднання.

4. Напишіть рівняння всіх реакцій, що представлені на схемі.

5. Напишіть рівняння реакціїХ (аморф.) із сумішшю концентрованих азотної та пла-

вікової кислоти.

6. Чим пояснюється схожість фізичних властивостей a-модифікації З із графітом?

Завдання першого теоретичного туру

ОДИННАДЦЯТИЙ КЛАС

Завдання 11-2.

Безбарвна легкоплавка бінарна речовина А (в якій маси елементів відно-

сяться один до одного як2:3) дає з рідиною (масові частки елементів рівні 7,79% і 92,21%) суміш продуктівХ 1 ,Х 2 ,Х 3 (кількісне співвідношення продуктів змінюється в залежності від співвідношення реагентів), а також газС із запахом прілого сіна, застосовуючи-

шийся як бойова отруйна речовина (масові частки тих же елементів, що і В рав-

ни 12,12% та 71,72%, відповідно). Речовини Х 1 Х 2 Х 3 можна вважати «гомологами».

При пропущенні цих речовин через розпечену трубку утворилися газові суміші однакового якісного складу, які потім пропустили над твердим K2SO4. По-

втрачання маси після пропускання над сульфатом калію для трьох речовин наведена в таблиці

Далі отриману суміш (її склад однаковий у всіх випадках) пропустили над камфорою (уст. камфара) (альтернативний каталізатор - активоване вугілля), спад обсягу склала 50%, причому утворився родоначальник «гомологічного» ряду Х .

Також відомо, що структурна одиниця А є «гомологічною» різницею для Х 1 ,

Х2, Х3.

1. Визначте всі невідомі речовини (A, B, C, D, X, X 1 , X 2 , X 3 ), якщо газ масою

5,3 г повністю поглинається водним розчином NaOH, утворюючи розчин двох солей,

при підкисленні якого виділяється 1200 мл газу D (н.у.) без кольору та запаху.

2. Зобразіть структурні формулиА (в кристалічному стані), Х 1 Х 2 Х 3 Х. Ка-

ков якісний склад газових сумішей, що утворилися після пропускання речовин

Х 1 – Х 3 через розпечену трубку?

3. Напишіть рівняння вищезгаданих реакцій.

4. Наведіть по два приклади гомологічних рядів та ізомерії (крім оптичної) у не-

органічної хімії.

Завдання 11-3

Термодинаміка самоскладання

Завдання першого теоретичного туру

ОДИННАДЦЯТИЙ КЛАС Самозбірка – один із способів ковалентного синтезу складних молекулярних

структур із найпростіших молекул. Супрамолекулярні структури, що утворюються при самоскладанні, знаходяться в динамічній рівновазі з вихідними речовинами. Положення цієї рівноваги часто сильно залежить від розчинника, концентрації або температу-

Як приклад розглянемо порфіринові похідні цинку, такі як:

причому K цикл >> K лін >> 1 л/моль.

Завдання першого теоретичного туру

ОДИННАДЦЯТИЙ КЛАС

1. За рахунок якого типу зв'язків зазначені вище молекули можуть з'єднуватися одна з одною?

Яка з наведених молекул може утворити циклічний димер? Яке мінімаль-

ное число молекул другого типу необхідне освіти макроцикла?

2. Порівняйте між собою термодинамічні функції утворення A 2 (лін.) та A 2 (цикл.)

з A . Які знаки (>,< или =) надо поставить вместоÚ в соотношениях:

D H циклÚ D H лін

D S циклU D S лін?

Поясніть, чому K цикл >> K лін >> 1. Який із факторів – ентальпійний або ентропій-

ний – виявляється вирішальним у разі?

4. Критичною концентрацією самоскладання (ККС) називають мінімально можливу кон-

центрацію мономеру, за якої рівно половина молекулA входить до складу циклу. За-

пишіть вираз для розрахунку ККС, вважаючи, що з низьких концентраціях лінійні структури мало утворюються.

5. При збільшенні концентрації A зростає частка лінійних структур. При якій максі-

мальної концентрації мономеру рівно половина молекул A входитиме до складу цик-

ла? Вважайте, що в розчині є тільки молекули A 2 (цикл.) і A 3 (лін.), а число свобод-

них молекул A мало.

Необхідні формули:

D G = D H - TD S,

D G ° = -RT lnK.

Завдання 11-4.

Діазометан СН2 N2 виявляє високу реакційну здатність і широко - використовується в різних реакціях, незважаючи на його нестійкість і високу токсичність.

ність. Так, він ефективно алкілює карбонові кислоти та інші сполуки, що містять

спрацьовують групи –ОH з вираженими кислотними властивостями.

Завдання першого теоретичного туру

ОДИННАДЦЯТИЙ КЛАС

1. Напишіть рівняння реакції діазометану зпара-нітрофенолом.

При опроміненні діазометан утворює нестійку частинку X, яка виступає в ролі інтермедіату в багатьох реакціях за його участю.

2. Зобразіть частинкуХ.

3. Напишіть рівняння реакції діазометану із циклогексеном.

Однак виявилося, що діазометан тривалий час існує при 10 К в аргоно-

вій матриці навіть при опроміненні. Для пояснення цього явища було запропоновано два механізми. Згідно з першим, фотолітичний розпад діазометана звернемо. Інший ме-

ханізм є двостадійним. На першій стадії діазометан незворотно розкладається на

X та азот. Друга стадія є оборотною взаємодією діазометану з мо-

лекулою азоту:

CH2 N2 + N2 N N

Для визначення механізму використовували експерименти з діазометаном, міченим 15 N.

4. Напишіть, яким буде розподіл ізотопної мітки в діазометані після тривалого часу.

ного опромінення, припускаючи, що розпад проходить: а) за одностадійним механізмом?

б) за двостадійним механізмом?

5. До чого призведе нескінченно тривале опромінення діазометану згідно з першим і другим механізмом?

Було знайдено, що опромінення дііодметану в матриці азоту при10 К супроводжує

ється утворенням діазометану. Цей експеримент послужив основою для висновку, що, принаймні, один із двох згаданих механізмів точно реалізується у зазначених умовах.

віях, хоч і не відкинув остаточно можливість протікання та іншого механізму.

6. Вкажіть, який механізм розпаду діазометану доведений цим експериментом.

Завдання 11-5.

М. С. Колір: "Every scientific advance is an advance in method"

Хроматографія амінокислот

Завдання першого теоретичного туру

ОДИННАДЦЯТИЙ КЛАС Хроматографія – метод поділу суміші речовин, заснований на різниці в ско-

рости пересування речовин, що залежить від їх спорідненості до нерухомої фази.

Іонообмінна хроматографія заснована на електростатичній взаємодії між протилежно зарядженими частинками. Як нерухома фаза вико-

зується полімер із зарядженими групами, іонообмінник. Одним з прикладів таких носі-

телів є скло, на поверхню якого приєднані заряджені групи. Під-

вижна фаза – рідина з певним значенням рН та концентрації солей. Чим біль-

ше різниця в зарядах нерухомої фази і речовини, що розділяється, тим міцніше це річ-

ство утримується на полімері. Іонообмінники поділяються на чотири типи залежно від знака заряду та константи іонізації зарядженої групи.

У таблиці наведено приклади функціональних груп кожного типу та їх значення

1. До якого типу іонообмінників можна віднести смолу, що містить такі групи.

а) діетил-2-оксипропіл-аммоніоетил-;

б) фосфо-;

в) п-амінобензил-;

г) сульфо-;

2. Використовуючи запропоновані осі координат, зобразіть залежність числа заряджених груп (у відсотках) від рН розчину для іонообмінників, перерахованих у таблиці. Визначте криві скороченими назвами.

Завдання першого теоретичного туру

ОДИННАДЦЯТИЙ КЛАС

Поділ a -амінокислот NH2-CHR-COOH іонообмінною хроматографією осно-

вано на відмінності у загальному заряді амінокислот. Всі вони містять, принаймні 2

групи, здатні до іонізації – a-аміно та карбоксильну: H3 N+ –CHR–COO‾ . В загальному

У разі (без урахування іонізованих груп в R) при титруванні лугом із сильнокислого середовища амінокислоти поводяться як двоосновні кислоти, віддаючи 2 протони. Значення рН, у якому загальний заряд молекули дорівнює нулю(заряди на іонізованих групах скомпенсовані), називається изоэлектрической точкою. Це значення важливо для визна-

лення значення рН елюенту (розчину, яким промивають колонку і який «змиває» речовини, що розділяються з носія), використовуваного для поділу методом іонообмінної хроматографії.

У таблиці для чотирьох амінокислот наведено значення pK a груп, здатних до

іонізації.

3. Для цих чотирьох амінокислот зобразіть іонні форми, в яких загальний заряд мо-

лекули дорівнює нулю, і обчисліть значення ізоелектричних точок з урахуванням наведено-

Завдання першого теоретичного туру

ОДИННАДЦЯТИЙ КЛАС

4. Розрахуйте мінімальний обсяг смоли, що містить сульфогрупи, необхідний для поділу суміші з 0,5 г лізину та 0,5 г аланіну при рН 4,0. Ємність катіонооб-

менника (кількість іонізованих груп у мл смоли) становить 1,7 мекв/мл.

Три амінокислоти: гістидин (His), цистеїн (Cys) та аргінін (Arg) можна розділити на аніонообміннику.

5. Який буде порядок елюції («змивання») цих амінокислот з колонки, якщо в якості

ство аніонообмінника використовується смола, що містить DEAE-групи, а як елюенти - фосфатний буфер з рН 7,0? Прийміть, що всі амінокислоти характеризують

ються однаковим значенням pK a карбоксильної групи (2,2) і однаковим значенням pK a аміногрупи (9,5). Значення pK a бічних груп становлять 8,0 (Cys), 6,0 (His) та 12,5 (Arg).

"Рішення олімпіадних завдань з хімії" - Аргентит. Гесит містить лише один атом телуру. Санкт-Петербурзька олімпіада 2000 9 клас. Просту речовину масою А 0,624 г розчинили в лугу. Невідомий метал при нагріванні активно реагує із хлором. Закон еквівалентів. Х – це певний метал. Питання із тесту з хімії галогенів (Хімцентр, 9 клас).

"Як вирішувати задачі на суміші" - Завдання на суміші. Метод міркування. Маса одержаного розчину. Завдання. Розв'язання задач на суміші різними способами. Розв'язання завдань зниження концентрації. Позначення. Старовинний спосіб. Спосіб вирішення. розчин.

"Завдання на вихід продукту хімія" - Уважно прочитай умову завдання. Обчисли масову частку продукту. Обчисли масу теоретичного продукту реакції. Масова частка виходу препарату реакції. Складіть «Дано» та «Знайти». Три типи завдань із поняттям «вихід продукту». Вирішення розрахункових завдань з хімії на вихід продукту. Обчисли масу теоретичного продукту.

«Олімпіадні завдання з хімії» - Над стрілками вказані реагенти та умови перетворень. У наведеній нижче схемі всі речовини містять один і той самий елемент. Зміст однотипного елемента та деякі властивості сполук. Перетворення червоної речовини. Цікаві перетворення з'єднань. Напишіть рівняння реакцій перетворень.

«Підготовка до олімпіад з хімії» - Методика підготовки до олімпіад та інтелектуальних турнірів з хімії. Перелік умінь, що перевіряються. Електроліз. Проблема у промисловому виробництві добрив. Обчислення масової частки розчиненої речовини. Будова атома. Розчин кухонної солі. Система оцінювання окремих завдань та роботи в цілому 11 класі.

«Рішення завдань з хімії» - Рішення будь-яких завдань (зокрема і з хімії) – справа не проста. Речовини, кількості молекул яких перебувають у невідповідних пропорціях. Розрахунки щодо рівнянь хімічних реакцій. Практичний вихід препарату реакції. Завдання про речовину. Розрахунки щодо рівнянь хімічних реакцій. Визначення відносної густини газів.

Всього у темі 15 презентацій

Завдання 7.Напишіть рівняння хімічних реакцій, що відповідають послідовності перетворень:

Визначте невідомі речовини.

Завдання 8.Напишіть рівняння хімічних реакцій, що відповідають наступному ланцюжку перетворень:

Завдання 9.Напишіть рівняння реакцій, що ілюструють схему перетворень:

Схеми, у яких органічні речовини
зашифровані як брутто-формул

Завдання 10.

В рівняннях вкажіть структурні формули речовин та умови реакцій.

Завдання 11.

Напишіть рівняння реакцій, що відповідають наступній схемі перетворень:

В рівняннях вкажіть структурні формули речовин та умови протікання реакцій.

(Знак SNозначає, що реакція протікає за механізмом нуклеофільного заміщення.)

На закінчення наведемо приклади завдань, які були представлені на федеральних окружних* і Заключні етапи Всеросійської олімпіади школярів з хімії.На цих етапах ланцюжки перетворень стають складнішими. Крім безпосередньо ланцюжка, даються додаткові відомості про властивості зашифрованих речовин. Для дешифрування речовин часто потрібно проводити розрахунки. Наприкінці тексту завдання зазвичай пропонується відповісти на кілька питань, пов'язаних із властивостями речовин із «ланцюжка».

Завдання 1 (Федеральний окружний етап 2008 р., 9-й клас).

« А, Бі У- Прості речовини. Ашвидко реагує з Бпри нагріванні до 250 °C, утворюючи темно-червоні кристали сполуки Г. Реакція Бз Упісля попередньої ініціації протікає дуже бурхливо, призводячи до утворення безбарвної речовини Д, газоподібного за нормальних умов. Г, у свою чергу, здатне реагувати з Упри температурі 300–350 °С, при цьому червоні кристали перетворюються на білий порошок. Еі утворюється з'єднання Д. Речовина Авступає в реакцію з Дтільки при температурі близько 800 °C, при цьому утворюються Еі У. Речовина Глегко може бути сублімовано при зниженому тиску та температурі нижче 300 °C, але при нагріванні вище 500 °C його пари розкладаються з утворенням речовини Бі знову ж таки з'єднання Е.

1. Визначте речовини А–Е.

2. Напишіть рівняння всіх згаданих реакцій відповідно до наведеної схеми.

3. Як взаємодіятимуть речовини Гі Ез водними розчинами сульфіду та йодиду натрію, з надлишком концентрованого розчину ціаніду калію? Напишіть рівняння реакцій.

4. Напишіть рівняння реакцій, що відбуваються при взаємодії речовин Г, Ді Еіз концентрованою азотною кислотою».

Рішення

1. Звернімо увагу на відсотки: з'єднання Д, Що складається з двох елементів Бі У, газоподібне та містить всього 2,74 % У. Такий малий відсоток свідчить про те, що чи атомна маса елемента Удуже мала, або у формулі Двеликий індекс у елемента Б. Враховуючи що Дза н.у. є газом, найбільш ймовірно, що У– це водень. Перевіримо нашу гіпотезу. Якщо склад Двисловити формулою Н хЕ у, то

2,74: (97,26/МЕ) = х : у.

Зауважимо, що з'єднання, де уне дорівнює 1, не отримати прямої взаємодії елемента з воднем в ході «бурхливої ​​реакції після попередньої ініціації». Перегрупувавши рівняння, отримуємо МЕ = 35,5 х, яке має єдине розумне рішення при х= 1. Таким чином, У– водень, Б– хлор.

Визначимо речовину Е, До складу якого входить 55,94% хлору. Воно утворюється в ході реакції простої речовини Аз хлороводнем, і при цьому виділяється водень, що дозволяє припустити: Е- хлорид елемента, що утворює просту речовину А. Для з'єднання ЕCl x:

(55,94/35,45) : (44,06/МЕ) = х.

Звідси МЕ = 27,92 х. При х= 1 і 3 виходять відповідно кремній (28) і криптон (84), але це суперечить їх валентним можливостям та умові завдання, а ось при х= 2 виходить залізо (56), яке у реакції з хлороводнем дійсно утворює FeCl2. У результаті прямої реакції заліза з хлором утворюється інший хлорид – FeCl3.

Отже, зашифровані речовини:

А- Fe; Б- Cl2; У- H2;

Г- FeCl3; Д- HCl; Е- FeCl2.

2. Рівняння реакцій у ланцюжку:

3. 2FeCl3 + 3Na2S = 2FeS + S + 6NaCl;

FeCl2 + Na2S = FeS + 2NaCl;

2FeCl3 + 2NaI = 2FeCl2 + I2 + 2NaCl

(можливі реакції:

2FeCl3 + 6NaI = 2FeI2 + I2 + 6NaCl

6FeCl3 + 18NaI = 2Fe3I8 + I2 + 18NaCl);

FeCl3 + 6KCN = K3 + 3KCl;

FeCl2 + 6KCN = K4 + 2KCl.

4. FeCl3 + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + NOCl + Cl2 + 2H2O;

3HCl + HNO3 = NOCl + Cl2 + 2H2O;

2FeCl2 + 8HNO3 = 2Fe(NO3)3 + 2NOCl + Cl2 + 4H2O.

Завдання 2 (Федеральний окружний етап 2007 р., 10-й клас).

«Під А–Е(крім У) Зашифровані речовини, що містять перехідні метали.

Кількісний склад речовин Аі З:

А:(Cu) = 49,3%, (O) = 33,1%, (S) = 16,6%.

C:(Co) = 50,9%, (O) = 34,5%, (S) = 13,8%.

1. Визначте речовини A–Eта напишіть рівняння реакцій.

2. У якому разі у наведеній схемі речовина Увиходить аморфним і в якому кристалічному? Запропонуйте за одним альтернативним методом синтезу кристалічної та аморфної речовини У.

3. Яка тривіальна назва має речовину D?»

Рішення

1. Склавши всі наведені масові частки (як речовини А, так і для речовини З), ми не отримаємо 100%. Значить, у цих речовинах міститься як мінімум ще один елемент!

Речовина А:

З огляду на малу масову частку невідомого елемента можна припустити, що це водень. Тоді брутто-формула з'єднання А: Cu3S2O8H4, або Cu2SO3 CuSO3 2H2O

Речовина З:

Аналогічно попередньому випадку можна припустити, що тут невідомий елемент – водень. Тоді формула речовини Збуде Co2(OH)2SO3.

Речовина У– це Al(OH)3. При взаємодії сульфату алюмінію із сульфітом натрію утворюється аморфний гідроксид алюмінію. У другому випадку, при взаємодії хлориду триетиламонію з Na утворюється кристалічний гідроксид алюмінію.

При взаємодії Уі Зпри нагріванні утворюється алюмінат кобальту - Co(AlO2)2.

У лужному середовищі відновлення перманганат-іону йде або до ступеня окислення +6, або до +5 відповідно Е- K2MnO4 або K3MnO4.

А- Cu2SO3 CuSO3 2H2O; B- Al(OH)3; C- Co2(OH)2SO3; D- CoAl2O4; E- K2MnO4 або K3MnO4.

Рівняння реакцій у «ланцюжку»:

1) 3CuSO4 + 3Na2SO3 = Cu2SO3 CuSO3 2H2O + 3Na2SO4 + SO2;

2) 3Na2SO3 + Al2(SO4)3 + 3H2O = 2Al(OH)3 + 3Na2SO4 + 3SO2

(поряд з гідроксидом алюмінію в даній фазі будуть присутні основні сульфати різного складу, але традиційно вважається, що утворюється аморфний гідроксид алюмінію);

3) Na + Cl = Al(OH)3 + NaCl + NEt3 + H2O;

4) 2CoSO4 + 2Na2SO3 + H2O = Co2(OH)2SO3 + SO2 + 2Na2SO4;

5) Co2(OH)2SO3 + 4Al(OH)3 2CoAl2O4 + SO2 + 7H2O;

6) 2KMnO4 + Na2SO3 + 2KOH = 2K2MnO4 + Na2SO4 + H2O

KMnO4 + Na2SO3 + 2KOH = K3MnO4 + Na2SO4 + H2O.

2. Розчини солей алюмінію мають кисле середовище:

3+ H + + 2+ 2H + + +.

При додаванні лугу (або водного розчину аміаку), карбонатів або гідрокарбонатів підвищення рН розчину призводить до зміщення рівноваги вправо та полімеризації аквагідроксокомплексів через місткові гідроксо- та оксо-групи в багатоядерні комплекси. В результаті утворюється продукт складу Al2O3 x H2O ( х > 3) (аморфний осад, який не має постійного складу).

Метод отримання аморфного гідроксиду алюмінію:

Al2(SO4)3 + 6KOH = 2Al(OH)3 + 3K2SO4

Al2(SO4)3 + 6KHCO3 = 2Al(OH)3 + 3K2SO4 + 6CO2.

Метод отримання кристалічного гідроксиду алюмінію полягає в повільному пропущенні CO2через розчин тетрагідроксоалюмінату натрію:

Na + CO2 = NaHCO3 + Al(OH)3.

У другому випадку виходить продукт певного складу Al(OH)3.

3. Алюмінат кобальту має тривіальну назву "тенарова синь".

Завдання 3 (Прикінцевий етап 2008 р., 10-й клас).

«На наведеній нижче схемі представлені перетворення з'єднань A–До, що містять у своєму складі один і той самий елемент Х.

Додатково відомо:

Елемент Хзустрічається у природі у вигляді мінералу A(Зміст по масі: Na - 12,06%,
X - 11,34%, H - 5,29%, решта - кисень);

Б- бінарне з'єднання, що містить 15,94% (за масою) Х;

У– безбарвний газ із щільністю повітрям близько 1;

З'єднання Двикористовується у медицині у вигляді спиртового розчину;

d-модифікація Зсхожа з графітом за фізичними властивостями;

Речовина Ізнаходить широке застосування в органічному синтезі як відновник;

Молекула До(Майже плоска) має вісь симетрії третього порядку (при повному повороті навколо цієї осі симетрії молекула Довідтворює своє становище у просторі тричі); у спектрі ЯМР 1 Н з'єднання Доспостерігаються два сигнали.

1. Визначте елемент Х. Відповідь підтвердьте розрахунком.

2. Наведіть формули сполук A–І. Назвіть мінерал А.

3. Зобразіть структурну формулу Доі назвіть це з'єднання.

4. Напишіть рівняння всіх реакцій, що представлені на схемі.

5. Напишіть рівняння реакції Х(аморф.) із сумішшю концентрованих азотної та плавикової кислот.

6. Чим пояснюється схожість фізичних властивостей Зз графітом?

Рішення

1. Бінарна речовина Бутворюється при взаємодії мінералу Аз фторидом кальцію у присутності концентрованої сірчаної кислоти. Можна припустити, що Бкрім елемента Х містить фтор. Враховуючи, що валентність фтору в з'єднаннях дорівнює 1, Бможна записати у вигляді ХF n. Визначимо елемент Х:

де Мr(Х) - відносна атомна маса елемента Х, n– валентність Х у поєднанні Б. З цього рівняння знаходимо

Мr(Х) = 3,603 n.

Перебираємо значення nвід 1 до 8. Єдиний розумний варіант отримуємо при n = 3: Мr(Х) = 10,81, тобто. елемент Х – бір, (а речовина Б- Тріфторид бору BF3).

2. Знайдемо склад речовини А.

тобто. Na2B4H20O17, або Na2B4O7 10H2O, – мінерал «бура» (речовина) А).

При відновленні бору трифториду гідридом натрію утворюється безбарвний газ У, Найімовірніше, що представляє водневе з'єднання бору. Оскільки щільність Уповітрям близько 1, молекулярна маса Ублизька до 29, отже, речовина В - диборан B2H6 ( Mr = 28).

Подальша взаємодія диборану з надлишком NaH в ефірі призводить до утворення комплексного гідриду, що широко використовується в органічному синтезі як відновник, – тетрагідридоборату натрію Na (речовина) І).

При спалюванні диборану утворюється оксид бору, Г- В2О3, відновлення якого металевим алюмінієм призводить до утворення аморфного бору. Оксид бору реагує з водою, в результаті утворюється ортоборна кислота Н3ВО3 (речовина) Д, як спиртового розчину застосовується в медицині під назвою «борний спирт»). Борна кислота вступає в реакцію з концентрованою плавиковою кислотою, даючи комплексну кислоту, яка після обробки розчином гідроксиду натрію перетворюється на тетрафтороборат натрію Na (сполука Е).

Розглянемо взаємодію бору трифториду з газоподібним аміаком. BF3 – типова кислота Льюїса (акцептор електронної пари); у молекулі аміаку є неподілена пара електронів, тобто. NH3 може виступати як основа Льюїса. При реакції бору трифториду з аміаком утворюється аддукт складу BF3 NH3 (сполука Ж) (ковалентний зв'язок між атомами бору та азоту утворюється за донорно-акцепторним механізмом). Нагрівання цього аддукту вище 125 °С призводить до утворення нітриду бору BN (сполука З).

3. При реакції диборану з газоподібним аміаком при нагріванні утворюється продукт Домістить водень, бор і, ймовірно, азот. Молекула Домає плоску будову, її висока симетрія вказує на можливий вуглецевий аналог цієї сполуки – бензол. Однак, щоб у молекулі Добуло два типи атомів водню і була вісь симетрії третього порядку, потрібно в «бензольному» кільці замість атомів вуглецю по черзі розмістити атоми азоту і бору (рис.). З'єднання Доназивається "неорганічним бензолом" (боразол).

Мал. Боразол

4. Рівняння описаних у задачі реакцій:

1) Na2B4O7 10Н2О + 6CaF2 + 8H2SO4 (конц.) = 4BF3 + 2NaHSO4 + 6CaSO4 + 17H2O;

2) 2BF3 + 6NaH = B2H6 + 6NaF;

3) B2H6 + 3O2 = B2O3 + 3H2O;

4) B2O3 + 2Al = Al2O3 + 2B;

5) B2H6 + 2NaH 2Na;

6) B2O3 + 3H2O = 2H3BO3;

7) H3BO3 + 4HF (конц.) = Н + 3H2O,

Н + NaOH = Na + H2O;

8) BF3 + NH3 = BF3 NH3;

9) 4BF3 NH3 BN + 3NH4BF4;

10) 3B2H6 + 6NH3 2B3N3H6 + 12H2.

5. B (аморф.) + 3HNO3 (конц.) + 4HF (конц.) = Н + 3NO2 + 3H2O.

6. Зауважимо, що частка BN ізоелектронна частинці C2, сума ковалентних радіусів атомів бору та азоту приблизно дорівнює сумі двох ковалентних радіусів атома вуглецю. Крім того, бор з азотом мають можливість утворювати чотири ковалентні зв'язки (три за обмінним механізмом та один – за донорно-акцепторним). Відповідно, BN теж утворює дві структурні модифікації - графітоподібну (-модифікація) та алмазоподібну (-модифікація). Саме тому -BN за фізичними властивостями дуже нагадує графіт (тугоплавкість, мастильні властивості).

Литература

Завдання Всеросійських олімпіад з хімії. За ред. акад. РАН, проф. В.В.Луніна. М.: Іспит, 2004, 480 с.; Хімія: формули успіху на вступних іспитах. Навчальний посібник. За ред. Н.Є.Кузьменко, В.І.Тереніна. М: Вид-во МДУ, Наука, 2006, 377 с.; Хімія-2006: Вступні іспити у МДУ. За ред. проф. Н.Є.Кузьменко та проф. В.І.Тереніна. М: Вид-во МДУ, 2006, 84 с.; Вступні іспити та олімпіади з хімії в Московському університеті: 2007. За ред. проф. Н.Є.Кузьменко та проф. В.І.Тереніна. М: Вид-во МДУ, 2008, 106 с.; Завдання Всеросійської олімпіади з хімії федерального окружного та заключного етапів 2003-2008 років. Інтернет. http://chem.rusolymp.ru; www.chem.msu.ru.

ІІІ (регіональний) етап 2010 р.

Теоретичний тур

ОДИННАДЦЯТИЙ КЛАС

Завдання 11-1

Деяка біла кристалічна речовина Апри нагріванні на повітрі відчуває ряд перетворень, послідовно утворюючи білі кристалічні речовини Б–Г. Наважку 5 г речовини Апослідовно нагрівали до температур, що відповідають повному перетворенню на сполуки Б, Уі Г, Після чого визначали масу зразка. Результати експериментів сумовані у таблиці.

В іншому експерименті зразки А–Гмасою по 5 г кожен розчиняли в 95 г води та визначали рН отриманих розчинів. Виявилося, що розчини А–Умають рН близько 2,5, тоді як розчин Гнейтральний.

Запитання.

1. Визначте речовини А–Гі напишіть рівняння реакцій, що послідовно відбуваються при нагріванні речовини А.

2. Поясніть, чому величина рН водного розчину Гістотно відрізняється від величин рН розчинів А–У.

3. Що відбуватиметься зі з'єднанням Гпри подальшому нагріванні?

4. Яка геометрична будова структурних одиниць, з яких побудовано речовини Аі У?

5. Де може використовуватися з'єднання А?

Завдання 11-2

І, змінивши своє забарвлення,
Пустилися в танець, чаклунські.

Леонід Мартинов

На схемі представлені перетворення з'єднань, що містять перехідний метал Х.

Відомо що:

1) А () кристалізується з водного розчину Еі містить 15,13% кристалізаційної води;

2) при додаванні до розчину, що містить 8,29 г А,надлишку розчину AgNO 3 випадає 10 г білого осаду;

3) речовина Змістить 35, 51% Хза масою.

4) перехідний метал Х присутній у малих концентраціях у мінералах нікелін та купфернікель.

Запитання.

1. Визначте Хта з'єднання А–Е. Відповідь підтвердьте розрахунком.

2. Поясніть геометричну будову речовин Аі З.

3. Припустіть кольори з'єднань Аі E.

4. Напишіть ще 2 способи отримання безводнийсолі Е(Вкажіть умови реакцій).

5. Напишіть реакції взаємодії:

a)металу Хз монооксидом вуглецю;

b)солі Ез водним розчином аміаку та хлориду амонію на повітрі (NH 3 + NH 4 Cl + O 2), якщо при цьому утворюється речовина з масовою часткою азоту 27,94 %;

c)солі Ез водним розчином аміаку і хлориду амонію на повітрі (NH 3 + NH 4 Cl + O 2) присутності активованого вугілля, якщо утворюється речовина з масовою часткою азоту 31,40 %.

Завдання 11-3

На наведеній нижче схемі перетворень зашифровані важливі промислові процеси, які використовуються отримання різних мономерів.

1. Розшифруйте цю схему з огляду на те, що на ній відсутні коефіцієнти.

2. Напишіть структури ланок полімерів, що повторюються, що утворюються при полімеризації сполук E, F, M.

З'єднання Aі Jв залежності від умов полімеризації можуть утворювати два типи регулярних полімерів.

3. Напишіть структури ланок, що повторюються, для кожного з них.

Завдання 11-4

17 листопада 2009 р. виповнилося 160 років від дня народження великого російського хіміка Є. Є. Вагнера. Його магістерська дисертація була пов'язана з вивченням окиснення кетонів хромовою сумішшю при 100 °С. Він знайшов, що в цих умовах гексанон-3 перетворюється на суміш трьох кислот у співвідношенні 1:1:1.

1. Напишіть структурні формули кислот, що утворилися, і відповідні рівняння реакцій.

2. Вкажіть, яка із написаних Вами реакцій протікає швидше.

При вивченні окислення несиметричних кетонів Вагнер встановив, що «При неоднаково гідрогенізованих прикарбонільних атомах вуглецю окислюється і відщеплюється при головному напрямку реакції той з них, який … гідрогенізований, при другорядному напрямку, навпаки, – … гідрогенізований.»

3. Вставте пропущені слова «більше» і «менше» у правило, сформульоване Вагнером. Майте на увазі, що зараз, на відміну від Вагнера, ми знаємо, що ця реакція починається з перетворення кетонів в ізомерні їм еноли, що дозволяє передбачати напрямок реакції на підставі правила А. М. Зайцева, вчителя Вагнера в Казанському університеті.

При вивченні реакції окислення ізопропілетилкетону Вагнер виявив, що швидкість «головної» реакції в 4 рази перевищує швидкість «другорядної».

4. Вкажіть співвідношення (за масою) кислот, що утворюються під час цього процесу.

5. Проте, є приклади сполук, куди це правило не поширюється. Серед наведених нижче з'єднань виберіть ті, для яких правило Вагнера не виконується. Поясніть ваш вибір.

Список сполук: 2,3,6-триметилгептанон-4, 3-метил-1-фенілбутанон-2, 4-метил-1-фенілпентанон-3, 2,2-диметилпентанон-3.

Завдання 11-5

Залежність швидкості хімічної реакції температури.
Зв'язок рівнянь Вант-Гоффа та Арреніуса

Швидкість більшості хімічних реакцій збільшується із зростанням температури. Для опису залежності швидкості хімічної реакції від температури використовують різні співвідношення.

Одне з таких співвідношень – емпіричне правило Вант-Гоффа, згідно з яким при збільшенні температури на 10 градусів швидкість гомогенної реакції зростає в 2 4 рази, тобто температурний коефіцієнт швидкості реакції g дорівнює

.

Інше з таких співвідношень – рівняння Арреніуса, згідно з яким константа швидкості реакції описується такою формулою:

або у логарифмічній формі

,

в якій E A – енергія активації реакції, A- Постійна, яка не залежить від температури.

Запитання.

1. Підставивши рівняння Арреніуса в правило Вант-Гоффа, отримайте рівняння, що зв'язує енергію активації реакції та температурний коефіцієнт швидкості.

2. Використовуючи отримане співвідношення, розрахуйте діапазон енергій активації, в якому правило Вант-Гоффа виконується при температурах, близьких до кімнатної.

3. Покажіть, як цей діапазон залежить від температури. Для цього за допомогою отриманого співвідношення зобразіть на одному графіку залежності E A від температури (в інтервалі від 0 до 500 К) для g = 2 та g = 4.

XLVII Всеросійська олімпіада школярів з хімії

__________________________________________________________________________________________________

Одинадцятий клас

Завдання 11-1

Для приготування пірофорного нанопорошку металу юний хімік використовував тверду двоосновну кислоту А, що містить 32% вуглецю та безбарвний порошок Б(містить 4,5% вуглецю), що розкладається кислотою з виділенням газу, що має щільність при зв. у. 1,97 г/л. В результаті реакції було отримано розчин, з якого згодом виділилися кристали речовини. З. Вони безбарвні, розчинні у питній воді, які розчин дає чорний осад під впливом сірководню і коричневий – під впливом розчину гіпохлориту натрію. Чорний осад при дії пероксиду водню стає білим. При нагріванні речовини Удо 400 °C у вакуумі було отримано нанопорошок металу Гіз розміром частинок 50 нм. На повітрі порошок саморозжарюється, поступово перетворюючись на червоно-коричневий порошок. Д, Що містить 7,17% кисню

1. Назвіть невідомі речовини та запишіть рівняння реакцій.

2. Наведіть два приклади одержання пірофорних порошків інших металів.

Завдання 11-2

У водах світового океану міститься 4,5 мільярда тонн урану у вигляді ураніл-іону. Це приблизно в 820 разів більше, ніж можна витягти з усіх відомих родовищ уранової руди, з яких цей метал сьогодні видобувається для використання в ядерних реакторах. Однак через низьку концентрацію та специфічну форму ураніл-іону, його економічно вигідне вилучення з морської води відомими хімічними методами донедавна вважалося практично неможливим.

У 2010 році американські вчені запропонували використати для цього
2,6-терфенілкарбоксилат іон, який селективно координує ураніл-іон, утворюючи стійкий, малорозчинний у воді комплекс. Об'ємні фенільні групи закривають ураніл-іон у вигляді капсули, таким чином, витісняючи воду з внутрішньої сфери та підсилюючи міцність комплексу:

Схема реакції

Отриманий комплекс можна екстрагувати із водного розчину хлороформом. Експерименти показали, що при досягненні фазової рівноваги концентрація комплексу в органічній фазі у 40 разів вища, ніж у водній.

При обробці органічного екстракту розведеним розчином азотної кислоти комплекс руйнується, і ураніл-іон переходить у водну фазу. Після додавання основи до отриманого розчину (для нейтралізації надлишку азотної кислоти та створення слабко-лужного середовища) його можна знову екстрагувати. Повторюючи цю серію процедур кілька разів, можна досягти значного концентрування урану у воді.

1. Із яких двох основних ізотопів складається природний уран? Який із них бере участь у ядерній реакції на ядерних електростанціях? Що таке збагачений уран?

2. Напишіть скорочені іонні рівняння реакцій утворення комплексу та його руйнування розчином азотної кислоти. Для кожного продукту та учасника реакції вкажіть фазу, в якій він знаходиться («про» для органічної фази, «в» – для водної). 2,6-терфенілкарбонову кислоту та відповідний їй ліганд можна позначити RCOOH та RCOO – відповідно. Вважайте, що як основа використовувався аміак.

3. Розрахуйте молярну концентрацію ураніл-іону в морській воді з огляду на те, що обсяг вод світового океану становить 1,3 млрд. кубічних кілометрів. Скільки разів необхідно повторити цикл концентрування вихідної морської води, щоб досягти концентрації ураніл-іону не менше 0,5 моль/л? При вирішенні використовуйте такі дані: (1) при екстракції урану з водної фази об'єм органічної фази в 10 разів менший за об'єм морської води; (2) при зворотній екстракції урану у водну фазу об'єм розчину азотної кислоти в 10 разів менше обсягу органічної фази; (3) нейтралізація надлишку розведеної азотної кислоти та створення лужного середовища досягаються пропусканням газоподібного аміаку через розчин, при цьому збільшенням об'єму розчину можна знехтувати.

4. Споживання урану у світі становить близько 65 тис. тонн на рік. Через скільки років слід очікувати виснаження родовищ уранової руди? Припускаючи, що після цього уран видобуватиметься з океану, і що швидкість споживання залишиться незмінною, оцініть кількість води, яку потрібно буде переробляти у світі щодня, щоб задовольнити потребу в урані.

Завдання 11-3

Речовина Хє безбарвними голчастими кристалами з різким запахом, що поступово рожевіють на повітрі. Воно помірно розчиняється у воді (6,5 г на 100 г води), набагато краще в розчинах лугів. Хрозчинний також в етанолі, хлороформі, бензолі. Водний розчин Xвикористовується як антисептичний засіб, для дезінфекції предметів домашнього та лікарняного побуту.

Речовина Хможе бути отримано з бензолсульфонової кислоти (бензолсульфокислоти) сплавленням її натрієвої солі з твердою лугом з подальшою обробкою продукту реакції кислотою (реакції 1 і 2). Речовина Хдає характерне синьо-фіолетове забарвлення із солями заліза (III), наприклад з FeCl 3 (реакція 3).

У фармацевтичному аналізі для встановлення автентичності препарату використовують реакцію 1% водного розчину Хз бромною водою, що призводить до утворення білого осаду речовини А(Реакція 4). При надлишку брому реакція протікає з утворенням жовтого осаду речовини У, Що містить 78% брому (реакція 5) Речовина Уне дає характерного забарвлення з хлоридом заліза (III) і є м'яким агентом, що бромує.

У фармацевтичному аналізі набула поширення інша методика: 0,5 г Хрозчиняють у 2 мл NH 3 ( C= 13,5 M), доводять до мітки до 100 мл. До аліквоти 2 мл додають 0,05 мл NaClO (ω(Cl) = 0,03) і розчин залишають при кімнатній температурі. Поступово з'являється темно-синє фарбування (речовина). Y).

1. Встановіть та назвіть речовину Х.

2. Напишіть рівняння реакції 1 – 5.

3. Напишіть рівняння реакцій одержання Yз Х, якщо як проміжні речовини послідовно утворюються Зі D. Вміст кисню в C, D, Yстановить 30,2%, 14,9% та 16,1% відповідно. Відповідь підтвердьте розрахунками. Врахуйте, що у з'єднанні Зє лише два типи атомів вуглецю.

4. Крім зазначеного вище методу відомо ще принаймні 4 способи отримання Х. Вкажіть один із них. Напишіть відповідне рівняння (або рівняння) реакції.

Завдання 11-4

Як відомо, основним напрямом споживання вуглеводнів досі є їхнє спалювання. Однак відомі й різноманітні приклади часткового окислення вуглеводнів, що призводить до тих чи інших цінних продуктів. При цьому в залежності від використовуваного окислювача та умов проведення реакції один і той же вуглеводень можна перетворити на різні сполуки. На наведеній схемі показані методи окислення алкенів, що найчастіше використовуються, на прикладі ( Е)-Пентена-2. Врахуйте, що з'єднання Ммістить 69.8% вуглецю, при дії MnO 2 воно перетворюється на продукт Nдає реакцію срібного дзеркала з утворенням солі Про; з'єднання Jі Lє діастереомерами (оптичними ізомерами, які не є дзеркальним відображенням один одного), а сполуки Доі М– ізомери, що мають різні функціональні групи.

1. Напишіть структурні формули сполук A–O.

2. Напишіть рівняння реакції ( Е)-пентен-2 з перманганатом калію в розчині сірчаної кислоти.

3. З'єднання D,Fі Hлегко перетворюються на А, а Е, Gі Iв У. Приклад одного з продуктів реакції ( Аабо У, на ваш вибір) напишіть, за допомогою яких реагентів можна здійснити ці перетворення (один приклад для кожного перетворення).