Главная страница


Всероссийская олимпиада школьников I (школьный) этап Химия 11 класс 2011 г



Скачать 92.21 Kb.
НазваниеВсероссийская олимпиада школьников I (школьный) этап Химия 11 класс 2011 г
Дата16.03.2016
Размер92.21 Kb.
ТипДокументы

Всероссийская олимпиада школьников

I (школьный) этап

Химия

11 класс 2011 г.
Общее время выполнения работы – 2,5 часа.
Задание 1.
К 8% раствору хлорида алюминия постепенно добавили равную массу карбоната натрия. Смесь, образовавшуюся после реакции, отфильтровали и получили раствор, содержащий две соли с одинаковыми анионами и равными массовыми долями. Рассчитайте массовые доли веществ в полученном фильтрате и массовую долю карбоната натрия в исходном растворе.

Количество баллов – 10.

Задание 2.

В сосуде объемом 15,0 л находятся 3 моль PCl3 и 6 моль Cl2. При некоторой температуре в реакционной смеси установилось равновесие: PCl3(г) + Cl2(г) ↔ PCl5(г). Константа равновесия при этой температуре равна 25 моль/л. Вычислите число моль газообразного PCl5 в равновесной смеси.

Количество баллов – 10.

Задание 3.

Смесь массой 20 г, состоящая из метиламина, аминоуксусной кислоты и этилацетата может прореагировать с 4,93 л хлороводорода (н.у.). Эта же смесь массой 40 г может прореагировать с 300 мл 1,4 М раствора гидроксида калия. Вычислите массовые доли веществ в исходной смеси.

Количество баллов – 10.

Задание 4.

На схеме приведена цепочка превращений вещества А, приводящая к образованию Д с плотностью паров по воздуху 9,93 и содержанием углерода 50 масс.%.
2[Ag(NH3)2]OH Сактивир. 6CH3Cl KMnO4, H2SO4 P2O5

Ag2C2←─−−−−−−−− A −−−−−−−−−→ Б −−−−−−−→ В −−−−−−−−−→ Г−−−−−→ Д

400°C AlCl3 (C12H6O12)

Приведите структурные формулы веществ А - Д, назовите их и напишите уравнения реакций

Количество баллов – 10.

Задание 5.

В пробирках находятся следующие вещества: фенол, изопропиловый спирт, глюкоза, глицерин и уксусная кислота. Используя в качестве реагентов сухую соль карбоната натрия, растворы брома, сульфата меди и гидроксида натрия, предложите способ определения содержимого каждой пробирки.

Количество баллов – 10.

Всероссийская олимпиада школьников

I (школьный) этап

Химия

11 класс 2011г.
Критерии проверки

Задание 1.
К 8% раствору хлорида алюминия постепенно добавили равную массу карбоната натрия. Смесь, образовавшуюся после реакции, отфильтровали и получили раствор, содержащий две соли с одинаковыми анионами и равными массовыми долями. Рассчитайте массовые доли веществ в полученном фильтрате и массовую долю карбоната натрия в исходном растворе.

Решение:

Содержание верного ответа и указания по оцениванию

(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)

Баллы

По окончании реакции в растворе содержатся соли AlCl3 и NaCl

1

2/3x x 2x 2x 2/3x x

2AlCl3 + 3Na2CO3 + 6H2O = 6NaCl + 2Al(OH)3↓ + 3CO2


2

Пусть масса исходного раствора AlCl3 равна m г

М(NaCl) = 58,5 г/моль, М(AlCl3) =133,5 г/моль

Так как в конечном растворе по условию ω(NaCl) = ω(AlCl3), составляем уравнение: 58,5∙2х = 0,08m – 2/3х∙133,5, или m =2575х

1

1
1

mфильтрата =2m - m(Al(OH)3) –m(CO2) = 2∙2575x – 2/3x∙78 – 44x = 5054x

2

Таким образом, в конечном растворе массовые доли солей составляют:

ω(AlCl3) = ω(NaCl) = (2х∙58,5)/5054х = 0,0231 (2,31%)


1

В исходном растворе: ω(Na2CO3) = 106х/m =106x/2575x = 0,0412 (4,12%)

1

Все элементы ответа записаны неверно

0

Максимальный балл

10


Задание 2.
В сосуде объемом 15,0 л находятся 3 моль PCl3 и 6 моль Cl2. При некоторой температуре в реакционной смеси установилось равновесие: PCl3(г) + Cl2(г) ↔ PCl5(г). Константа равновесия при этой температуре равна 25 моль/л. Вычислите число моль газообразного PCl5 в равновесной смеси.
Решение:

Содержание верного ответа и указания по оцениванию

(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)

Баллы

Константа равновесия этой газофазной реакции имеет вид:



2

Молярная концентрация PCl3 в сосуде равна [PCl3] = 3/15 = 0,2 (моль/л), концентрация хлора [Cl2] = 6/15 = (0,4 моль/л).

0,5

0,5

Обозначим равновесную концентрацию PCl5 через х.

При достижении равновесия концентрации веществ будут следующие:

PCl3(г) + Cl2(г) ↔ PCl5(г).

0,2–х 0,4 –х х

1
1

Выразим константу равновесия через эти концентрации:




2

Решим полученное квадратное уравнение, из двух его корней выбрав тот, значение которого меньше 0,2:

25 = х/[(0,2–х)∙(0,4–x)];

x2 – 0,64x +0,08 = 0

x = 0,17 (моль/л).


1

1

В 15 л находится 0,17∙ 15 = 2,55 (моль) PCl5

1

Все элементы ответа записаны неверно

0

Максимальный балл

10



Задание 3.

Смесь массой 20 г, состоящая из метиламина, аминоуксусной кислоты и этилацетата может прореагировать с 4,93 л хлороводорода (н.у.). Эта же смесь массой 40 г может прореагировать с 300 мл 1,4 М раствора гидроксида калия. Вычислите массовые доли веществ в исходной смеси.
Решение:

Содержание верного ответа и указания по оцениванию

(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)

Баллы

С хлороводородом реагируют метиламин и аминоуксусная кислота (глицин):

CH3NH2 + HCl →[CH3NH3]+Cl; H2NCH2COOH + HCl → [H3NCH2COOH]+Cl


2

C гидроксидом калия могут реагировать глицин и этилацетат:

H2NCH2COOH + KOH → H2NCH2COOK + H2O;

CH3COOC2H5 + KOH → CH3COOK + C2H5OH


1

1

Количество хлороводорода 4,93/22,4 = 0,22 (моль),

гидроксида калия 0,3∙1,4 = 0,42 (моль)

0,75

0,75

Обозначив за x, y и z количества метиламина, глицина и этилацетата в смеси массой 20 г, составим систему из 3 уравнений:

31x + 75y + 88z = 20

x + y = 0,22

2y + 2z = 0,42 , решая которую получим х = 0,1; y = 0,12; z =0,09

3

Массовые доли метиламина, глицина и этилацетата в смеси:

ω(CH3NH2) = (31∙0,09)/20 = 0,15 (15%)

ω(H2NCH2COOH) = (75∙0,12)/20 = 0,45 (45%)

ω(CH3COOC2H5) = (88∙0,09)/20 = 0,40 (40%)


0,5

0,5

0,5

Все элементы ответа записаны неверно

0

Максимальный балл

10


Задание 4.
На схеме приведена цепочка превращений вещества А, приводящая к образованию Д с плотностью паров по воздуху 9,93 и содержанием углерода 50 масс.%.
2[Ag(NH3)2]OH Сактивир. 6CH3Cl KMnO4, H2SO4, P2O5

Ag2C2←─−−−−−−−− A −−−−−−−−−→ Б −−−−−−−→ В −−−−−−−−−→ Г−−−−−→ Д

400°C AlCl3 (C12H6O12)

Назовите вещества А - Д и напишите уравнения реакций.

Решение:

Содержание верного ответа и указания по оцениванию

(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)

Баллы

А - ацетилен, который однозначно определяется по реакции с аммиачным раствором оксида серебра:

С2Н2 + 2[Ag(NH3)2]OH → Ag2C2 + 2NH4Cl + 2 NH3водн.

1

Из плотности паров находим молекулярную массу Д:

Мr= 29∙9,93 = 288 (а.е.м.). Учитывая, что оно содержит 50% углерода, т.е. 144 а.е.м., в его состав входит 12 атомов углерода. Оставшиеся 144 а.е.м. это ровно 9 атомов кислорода, т.е. от исходной молекулы C12H6O12 отняли ровно 3 молекулы воды. ( Можно просто увидеть, что 288 отличается от молекулярной массы C12H6O12 на 54 а.е.м, что в реакции с таким известным водоотнимающим агентом, как P2O5, наверняка означает удаление 3-х молекул воды). Таким образом формула вещества Д - С12О9.

1

1

2Н2 →С6Н6(активированный уголь,400°С),

Б - бензол

1

С6Н6 + 6CH3Cl → С6(СН3)6 + 6HCl (в присутствии AlCl3)

В - гексаметилбензол

2

6(СН3)6 +36KMnO4 +54H2SO4 → 5C6(COOH)6 +36MnSO4 +18 K2SO4 +84H2O (кипячение)

Г - бензолгексакарбоновая кислота (меллитовая кислота)

2

C6(COOH)6 + 3P2O5 → С12О9 + 6HPO3

Д - ангидрид бензолгексакарбоновой кислоты (меллитовый ангидрид)

2

Все элементы ответа записаны неверно

0

Максимальный балл

10


Задание 5.

В пробирках находятся следующие вещества: фенол, изопропиловый спирт, глюкоза, глицерин и уксусная кислота. Используя в качестве реагентов сухую соль карбоната натрия, растворы брома, сульфата меди и гидроксида натрия, предложите способ определения содержимого каждой пробирки.

Решение:

Содержание верного ответа и указания по оцениванию

(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)

Баллы

Составим таблицу возможных взаимодействий веществ, в результате которых мы будем (или не будем) наблюдать определённые признаки реакций.

2




Фенол

Изопропиловый спирт

Глюкоза

Уксусная кислота

Глицерин




Na2CO3


















CuSO4 NaOH







Синее окрашивание раствора, при нагревании изменяющий свой цвет на желтый, а затем на красный




Синее окрашивание раствора.




Br22О


















Определение проводят действием реагентов в указанном порядке, последовательно, исключая установленные вещества.







Na2CO3 + 2СН3СООН  2СН3СООNa + СО2  + Н2О

2




СН2–ОН–(СНОН)4–СН=О+2Cu(OH)2  CН2–ОН–(СНОН)4–СООН +Cu2O + 2Н2О

2





H



CH2OH CH2–––– O O–––––CH2

 | Cu 

2CHOH + Cu(OH)2  CH––––– O O ------CH + 2H2O

   

CH2OH CH2OH H CH2OH


2




C6H5OH + 3Br2 →C6H2(OH)Br3 +3HBr

2




Все элементы ответа записаны неверно

0




Максимальный балл

10